2014年化学高考总复习课时演练3-4金属材料用途 金属矿物利用练习

2014年化学高考总复习课时演练3-4金属材料用途 金属矿物利用练

习卷（带解析）

一、选择题

1.下列说法中不正确的是（ ） A．我国历史上使用最早的合金是青铜 B．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器 C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D．目前世界上用途最广的合金是钢 【答案】C

【解析】考查化学史及合金的用途。A、B两项均符合史实，目前世界上使用量最大的合金是钢而不是铝合金，故C项不正确。

2.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是（ ） A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高 B．此合金能全部溶解于稀盐酸中 C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中 D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小 【答案】B

【解析】合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度和强度比纯金属的都大，即A、D不正确；合金中的镁铝都能与稀盐酸反应，但只有铝能与氢氧化钠溶液反应，所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分金属溶解于氢氧化钠溶液中，即B正确而C不正确。 3.“十二五”（2011～2015年）末期，随着铁路的建设发展，一票难求的情况将从根本上得到改观，或者说将成为历史。下列有关说法中正确的是（ ） A．铁路建设所需的大量水泥属于新型无机非金属材料 B．铁路勘探时常用太阳能电池提供能量，太阳能电池是原电池 C．铁轨焊接时常用到铝热反应，铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化 D．工业上铁、金的冶炼均采用热还原法 【答案】C

【解析】A项，铁路建设所需的大量水泥属于传统无机非金属材料；B项，太阳能电池是把光能转化为电能，而原电池是把化学能转化为电能；D项，工业上铁的冶炼采用热还原法，金的冶炼采用富集法，属于物理方法。

4.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列固体粉末：①FeCl2；②Fe2O3；③Zn；④KNO3，铜粉可溶解的是（ ）

A．①② B．②④ C．②③ D．①④ 【答案】B

【解析】①加入FeCl2不发生反应；②加入Fe2O3发生反应：Fe2O3+3H2SO4 =Fe2（SO4）3+3H2O，Fe2（SO4）3+Cu=2FeSO4+CuSO4；③加入Zn发生反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；④加入KNO3

+2+

发生反应：3Cu++8H= 3Cu+2NO↑+4H2O，故选B项。 5.分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理中，正确的是（ ）

A．金属的冶炼方法与金属的活泼性有很大关系，所以铁、锌等金属一般用热还原法冶炼 B．钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜

C．工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝 D．将镁条和铝片用导线连接后插进稀NaOH溶液中，镁条上产生气泡，说明铝比镁活泼 【答案】A

【解析】B项，钠比铜活泼，但将钠放入硫酸铜溶液中钠首先与水反应，不能从硫酸铜溶液中置换出铜；C项，工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，但熔融氯化铝不导电，所以不能用电解熔融氯化铝的方法来制取铝；D项，由于铝片能够与NaOH溶液反应，而镁条与NaOH溶液不反应，所以将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液，镁条为原电池正极，镁条上产生气泡，但不能说明铝比镁活泼。 6.下列有关纯铁的叙述正确的是（ ） A．熔点比生铁的低

B．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快 C．在冷的浓硫酸中可以钝化 D．在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀 【答案】C

【解析】生铁是铁和碳的合金，由于合金的熔点低于组成成分中任一物质的熔点，所以纯铁的熔点比生铁的高；由于生铁与盐酸反应时，铁、碳和盐酸形成无数微小的原电池，加快了反应速率，所以与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率纯铁比生铁的慢；铁在冷的浓硫酸中可以钝化；生铁在潮湿空气中，铁、碳形成原电池发生吸氧腐蚀，加快了腐蚀速率，所以在潮湿空气中纯铁比生铁腐蚀得慢，故选C项。

7.Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是（ ） A．三种金属单质在常温下均可溶于浓硫酸 B．三种金属单质放置在空气中均只能生成氧化物

C．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al

D．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2三种固体物质，均不能采用将溶液直接蒸干的方法 【答案】D

【解析】A项，常温下，Al、Fe均能被浓硫酸钝化，Cu在常温下不与浓硫酸发生反应；B项，Al和Fe放置在空气中会生成氧化物，而Cu放置在空气中会生成Cu2（OH）2CO3；C项，由

+3+

于氧化性：H>Al，所以电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、H2，不会析出Al；D项，由于AlCl3、FeCl3、CuCl2水解产生的HCl具有挥发性，当将溶液直接蒸干时会产生Al（OH）3、Fe（OH）3、Cu（OH）2，故选D项。

8.把95 g含有某一种氯化物杂质的氯化镁粉末溶于水后，与足量AgNO3溶液反应，生成300 g AgCl沉淀，则该氯化镁中的杂质可能是（ ） A．NaCl B．AlCl3 C．KCl D．CaCl2 【答案】B

【解析】假设95 g为纯净的氯化镁粉末，则应生成287 g AgCl沉淀；而实际生成300 g AgCl

--沉淀，说明氯化镁中含有的杂质特征是：杂质中Cl的含量比氯化镁中Cl的含量大。A、C、D

----项中Cl的含量比氯化镁中Cl的含量小，B项中Cl的含量比氯化镁中Cl的含量大，故选B项。 9.物质的量为0．10 mol的镁条在只含有CO2和O2混合气体的容器中燃烧（产物不含碳酸镁），反应后容器内固体物质的质量可能为（ ） A．3．2 g B．4．0 g C．4．2 g D．4．6 g 【答案】C

【解析】若混合气体全部是CO2，则发生的反应是：2Mg+CO2g/mol＝4．6 g；若混合气体全部是O2，则发生的反应是：2Mg+O2

2MgO+C，0．10 mol的镁

2MgO，0．10 mol的

条产生0．10 mol MgO和0．050 mol C，其质量为m1＝0．10 mol×40 g/mol+0．050 mol×12 镁条产生0．10 mol MgO，其质量为m2＝0．10 mol×40 g/mol＝4．0 g；由于是CO2和O2的混合气体，所以产生固体物质的质量的范围是：4．0 g＜m＜4．6 g，故选C项。 10.某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数：

下列说法中不正确的是（ ）

A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性 B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的V L气体全为NO C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干 D．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数 【答案】D

【解析】解答本题要注意以下两点：

（1）与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2；

（2）W g固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定三步操作。

实验中过滤烘干得到的W g沉淀是AgCl，根据“银”量守恒，可确定合金中Ag的质量分数，而合金与硝酸反应生成的气体不一定全是NO（有可能含有NO2），故用排水法收集的气体不能用于计算Cu、Ag的质量分数。 二、填空题

1.以黄铜矿（主要成分为CuFeS2，含少量杂质SiO2等）为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾（FeSO4·7H2O）。其主要流程如下：

已知：① 4CuFeS2+2H2SO4+17O2=4CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O

②部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如表 沉淀物 开始沉淀pH 完全沉淀pH Cu（OH）2 4．7 6．7 Fe（OH）3 2．7 3．7 Fe（OH）2 7．6 9．6

（1）试剂a是__________，试剂b是__________。 （2）操作X应为蒸发浓缩、__________、__________。

（3）反应Ⅱ中加CuO调pH为__________，目的是使Fe形成Fe（OH）3沉淀，防止生成Cu（OH）2沉淀。

（4）反应Ⅴ的离子方程式为：__________________________________________。 【答案】（1）Fe（或铁） 稀硫酸 （2）冷却结晶 过滤（洗涤干燥） （3）3．7～4．7

3+

（4）Fe+2Fe=3Fe

【解析】以黄铜矿为原料进行炼铜，同时得到副产品绿矾的主要流程如下：反应Ⅰ是将CuFeS2转化为CuSO4和Fe2（SO4）3，并过滤除去SiO2。反应Ⅱ是通过水解反应分离CuSO4和

3+

Fe2（SO4）3，根据表中给出的数据可知，Fe的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是

2+

2．7～3．7，Cu的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4．7～6．7，要想将溶液

3+2+

中的Fe完全沉淀且Cu不能沉淀，需要调节溶液的pH为3．7～4．7；为了不引入新杂质，

3+

可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH至3．7～4．7，此时Fe完全沉淀；最后过滤，即可得到纯净的CuSO4溶液和Fe（OH）3沉淀。由实验目的知，反应Ⅲ是将CuSO4转化为Cu，所以加入的试剂a是过量的Fe，反应后过滤得到FeSO4溶液和Fe、Cu混合物。反应Ⅳ是从Fe、Cu混合物中得到Cu，所以加入的试剂b是稀硫酸。反应Ⅴ是将Fe2（SO4）3转化为FeSO4溶

3+2+

液，发生反应的离子方程式为：Fe+2Fe=3Fe。操作X是从FeSO4溶液中得到绿矾，操作方法为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。 三、实验题

1.碱式碳酸铜可表示为：xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种（Cu的相对原子质量按63．5计）。

（1）现采用氢气还原法，请回答如下问题：

已知xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O与氢气反应的化学方程式为xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O+ （x+y）H2

（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O

3+2+

①实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是（填入仪器接口字母编号）：

（a）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（ ）（ ）→（l）；

②称取23．9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12．7 g 残留物，生成4．4 g二氧化碳和7．2 g水。该样品的结晶水质量为_____g，化学式为_____________。

（2）某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由

_________________________________________________________________________________。 【答案】（1）①k j g（或h） f（或i） d e

h（或g） i（或f） b c ②1．8 CuCO3·Cu（OH）2·H2O

（2）可行。根据反应xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O的质量（或其中任意三个量），即可计算出其组成

【解析】（1）①由实验目的和实验装置知，该实验要测定生成的水、二氧化碳的量，而从a口出来的氢气中含有水蒸气和挥发出来的氯化氢，会对实验有干扰，所以应先用水吸收氯化氢，再用浓硫酸吸收水蒸气，再通入碱式碳酸铜中发生反应，而产生的两种气体应先用浓硫酸吸收水蒸气，再用U形管中的碱石灰吸收二氧化碳，同时要连接上装有碱石灰的球形干燥管，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U形管而产生误差。②根据所给数据可计算出生成的铜、二氧化碳、水的物质的量分别为：0．2 mol、0．1 mol、0．4 mol，所以可知

（x+y）∶x∶（x+2y+z）=2∶1∶4，故x、y、z分别为1、1、1，从而求得碱式碳酸铜样品的化学式及结晶水的质量。

（2）若以氮气代替氢气，则原理是利用碱式碳酸铜热分解的化学方程式：

xCuCO3·yCu（OH）2·zH2O（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，要想完成实验目的，知道碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O的质量（或其中任意三个量）即可。

2.某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用。其实验方案如下：

试回答下列问题：

（1）过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是_______________。

（2）由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条，你认为合理的是_____________。 （3）从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是_______________________________。 （4）写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_____________________________。 （5）有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸，重新设计方案，也能制得三种物质，你认为后者的方案是否更合理？________，理由是___________。 【答案】（1）漏斗、玻璃棒 （2）途径Ⅱ

（3）蒸发浓缩、冷却结晶

（4）

CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，

CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O（答案不惟一，合理即可）

（5）不合理 因为该方案不符合实验方案设计的简约性原则，即操作步骤多、消耗试剂量更大、时间长

【解析】（1）联想过滤装置常用仪器，可知需补充的玻璃仪器有漏斗和玻璃棒。（2）由题意知滤液A为NaAlO2溶液，若按途径Ⅰ，则发生反应NaAlO2+4HCl=NaCl+AlCl3+2H2O，所得AlCl3溶液中会含有大量NaCl杂质，而按途径Ⅱ时，NaAlO2+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+NaHCO3，过滤得纯净Al（OH）3，Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O，所得AlCl3不含杂质，故合理的途径为Ⅱ。（3）滤渣B为Fe、Cu混合物，与稀硫酸反应后，所得滤液为FeSO4，滤渣为Cu。将滤液蒸发浓缩后冷却结晶，可得绿矾。（4）由Cu制备胆矾一般经过以下几个反应： 2Cu+O2=2CuO， CuO+H2SO4=CuSO4+H2O， CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O。

（5）按该同学的方案需经如下的转化：

显然操作步骤多，消耗试剂量更大，所需时间过长。

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