高考化学总复习 第三章 金属及其化合物 课时作业9 用途广泛的金属材料 金属矿物的利用 新人教版

1、课时作业9用途广泛的金属材料金属矿物的利用一、选择题1铜是一种紫红色金属，被称作“电器工业的主角”。铜主要是由黄铜矿炼制，焙烧时发生反应2cufes2o2cu2s2fesso2，其简单流程如图所示，下列说法正确的是()a焙烧时硫元素全部转化为二氧化硫b在焙烧时氧化剂只有氧气c粗铜精炼时用粗铜作阴极dcu2s可用于火法炼制铜解析：焙烧时还生成金属硫化物，部分硫元素转化为二氧化硫，a错误；焙烧时铜元素由2价降低为1价，硫元素由2价升高到4价，氧气中氧元素由0降低为2价，则氧化剂为氧气和cufes2，b错误；粗铜精炼时用粗铜与电源正极相连，则粗铜为阳极，c错误；火法炼铜的原理为cu2so22cuso

2、2，则cu2s可用于火法炼制铜，d正确。答案：d2所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点：nacualfe熔点/97.51 0836601 535沸点/8832 5952 2003 000其中不能形成合金的是()acu和al bfe和cu cfe和na dal和na解析：要想形成合金，则必须满足各成分都要有共同的液态温度范围(即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点)，这样才能熔合在一起。当铁熔化时，钠已经变成钠蒸气了，所以铁和钠不具备形成合金的条件。答案：c3下列说法正确的是()a铝、铁、铜相比较，铜元素在自然界

3、中的含量最低、铁元素含量最高bal2o3、mgo可用作高温材料，二氧化硅是生产光纤制品的基本原料c工业上采用电解熔融态al2o3、mgo的方法冶炼al、mgd用纯碱制玻璃、用铁矿石炼铁、用氨制碳酸铵都会生成温室气体解析：a项，三种元素在自然界中的含量铝元素最高，故错；c项，工业上采用电解熔融mgcl2的方法冶炼mg，故错；d项，用氨制碳酸铵是利用二氧化碳参加反应，而不是产生二氧化碳，故错。答案：b4钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是()a金不溶于任何溶液b铜、锌在空气中均能被氧化成对应的

4、氧化物c铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点d.cu的质子数和中子数之差为34解析：金能溶于王水，a错误；铜在空气中转化为铜绿，不是cuo，b错误；合金的熔点低于成分金属的熔点，c正确；cu中，质子数为29，中子数为34，中子数与质子数之差为5，d错误。答案：c5下列叙述中不正确的是()a常见金属铁和铝在工业上冶炼方法不同b除去fe2o3中混有的al2o3：加氢氧化钠溶液，过滤c除去fecl2溶液中混有的fecl3：加入过量铁粉，过滤d除去铜粉中混有的cuo：加适量稀硝酸后，过滤、洗涤解析：铁通常用co还原fe2o3得到，而铝一般用电解al2o3的方法得到，a正确；al2o3能与naoh反应而fe2

5、o3不能，b正确；fecl3与铁反应生成fecl2，c正确；cu、cuo都能与hno3反应，d错误。答案：d6下列说法中正确的是()acucuocu(oh)2每步转化均能通过一步反应实现b铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高c金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈碱式碳酸铜d金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行解析：cuocu(oh)2不能通过一步反应实现，a错误；铝合金比纯铝的熔点低，b错误；铁铜表面不能形成致密的氧化物薄膜，d错误。答案：c7某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜

6、铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()a溶液a和b均可以是盐酸或naoh溶液b若溶液b选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小c溶液a和b均可选用稀硝酸d实验室中方案更便于实施解析：盐酸和al反应，剩余铜，利用产生的氢气的体积，即可求出铝的质量分数，从而得出铜的质量分数；如用naoh和铝反应，根据产生的氢气的体积，也可求出铜的质量分数，a正确；如果选用浓硝酸，硝酸可以和铜反应，铝钝化使剩余固体的质量偏大，从而使测得铜的质量分数偏小，b正确；如果选用稀硝酸，稀硝酸与铜、铝均反应，就会造成方案中没有固体剩余，c错误；无论选用naoh溶液还是盐酸，最后剩余

7、的固体都是cu，利用方案直接测固体的质量比较方便，而方案测气体的体积比较麻烦，所以方案更便于实施，d正确。答案：c8铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，设计了如下方案：铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。铁、铜和氯气反应分别生成fecl3和cucl2。足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成feso4和cuso4。铜片置于fecl3溶液中铜片逐渐溶解。把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并且用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。把铁片和铜片置

8、于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有()a两种方案b三种方案c四种方案d五种方案解析：铁置换铜，由氧化还原方程式可知还原性fe>cu；金属的活动性与得失电子的数目没有直接的关系，故不能据此判断；与浓硫酸反应无法比较铁和铜的活动性；据此反应只能判断cu的还原性强于fe2，但不能判断fe和cu的还原性；铁、铜与稀硫酸组成原电池，铁作负极，证明金属活动性铁比铜强；铁、铜与浓hno3组成原电池，fe发生钝化，所以fe作正极，不能说明铁比铜活泼。故、两种方案合理。答案：a9实验室用含有杂质(feo、fe2o3)的废cuo制备胆矾晶体，经历了下列

9、过程(已知fe3在ph5时沉淀完全)。其中分析错误的是()a步骤发生的主要反应为2fe2h2o22h=2fe32h2ob步骤可用氯水、硝酸等强氧化剂代替h2o2c步骤用cuco3代替cuo也可调节溶液的phd步骤的操作为向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作23次解析：步骤的目的是把亚铁离子氧化为铁离子，发生的主要反应为2fe2h2o22h=2fe32h2o，a项正确；步骤若用氯水、硝酸等强氧化剂代替h2o2，则氧化剂的还原产物不是水，会引入新的杂质氯离子、硝酸根离子，同时还会造成污染，所以不能将h2o2换为氯气或硝酸，b项错误；步骤用cuco3代替cuo也可调节溶液的p

10、h，碳酸铜与过量的硫酸反应生成硫酸铜、水、二氧化碳气体，不会引入新的杂质，c项正确；洗涤固体的操作为向漏斗中加入少量冷的蒸馏水至浸没晶体，待水自然流下，重复操作23次，然后得到硫酸铜晶体，d项正确。答案：b10某混合物x由al2o3、fe2o3、cu、sio2中的一种或几种物质组成，进行如下实验。下列有关说法正确的是()a步骤中减少的3 g固体一定是混合物b步骤中质量减少的物质一定是cuc根据步骤、可以判断混合物x的成分为al2o3、fe2o3、cu、sio2d根据上述步骤可以得出m(fe2o3)m(cu)11解析：al2o3、sio2都能够与naoh溶液反应，所以步骤中减少的3 g固体可能为

11、氧化铝或二氧化硅，不一定为混合物，故a错误；步骤中发生了反应fe2o36h=2fe33h2o；cu2fe3=2fe2cu2，6.4 g固体为铜和fe2o3的混合物，减少的为铜和氧化铁，故b错误；根据步骤只能判断混合物中至少含有al2o3、sio2的一种物质，无法确定al2o3、sio2是否都存在；步骤可以确定fe2o3、cu一定存在，故c错误；6.4 g变成1.92 g，质量减少了6.4 g1.92 g4.48 g，减少的质量为fe2o3和部分cu，剩余的1.92 g为铜，设与fe2o3反应的铜的物质的量为x，根据反应cu2fe3=2fe2cu2和fe2o36h=2fe33h2o可知氧化铁的物

12、质的量也为x，则64 g·mol1x160 g·mol1x4.48 g，解得x0.02 mol，则m(fe2o3)m(cu)(160 g·mol1×0.02 mol)(64 g·mol1×0.02 mol1.92 g)11，故d正确。答案：d11部分氧化的fe­cu合金样品(氧化产物为fe2o3、cuo)共5.76 g，经如下处理： 下列说法正确的是()a滤液a中的阳离子为fe2、fe3、hb样品中铁元素的质量为2.24 gc样品中cuo的质量为4.0 gdv896 ml解析：根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与fe3不

13、共存，a错误；最后的3.2 g固体为fe2o3，其中铁元素的质量为2.24 g，b正确；样品中铜元素和氧元素的质量共5.76 g2.24 g3.52 g，c错误；2.24 g铁元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 ml，d错误。答案：b二、非选择题12铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有1、2。已知cu2o与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。(1)工业上可用cu2so22cuso2反应制取粗铜，该反应中_元素被还原。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50 ，加入h2o2溶液，一段时间后，升温到60 ，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为_。

14、温度控制在5060 的原因除了加快反应速率外，还有_。(3)现向cu、cu2o和cuo组成的混合物中，加入2 l 0.6 mol·l1 hno3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 ml no气体(标准状况)。cu2o跟稀硝酸反应的离子方程式为_。若将上述混合物用足量的h2加热还原，所得到固体的质量为_g。若混合物中含0.2 mol cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗h2so4的物质的量为_mol。解析：(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)cu2o跟稀硝酸反应的离子方程式是3cu2o2no14h=6cu22no7h2o。硝酸发生反应后得到的产物是

15、cu(no3)2和no，由2 l×0.6 mol·l12ncu(no3)24.480 l÷22.4 l·mol1得ncu(no3)20.5 mol，n(cu2)0.5 mol，所以若将上述混合物用足量的h2加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol×64 g·mol132 g。若混合物中含0.2 mol cu，则根据原子守恒可得：2n(cu2o)n(cuo)0.3 mol；根据得失电子守恒可得：2n(cu)2n(cu2o)3×(4.480 l÷22.4 l·mol1)，解得n(cuo)0.1 mol，n(

16、cu2o)0.1 mol，消耗h2so4的物质的量为0.1 mol0.1 mol0.2 mol。答案：(1)cu、o(2)cuh2o22h=cu22h2o防止h2o2分解(3)3cu2o2no14h=6cu22no7h2o320.213为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下：请回答：(1)绿矾的化学式为：_。(2)写出反应的化学方程式_，反应生成沉淀的离子方程式_。(3)为了检测滤液d中含有的金属离子，可设计实验方案为(试剂自选)：_。(4)在滤渣b中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要快，其原因是_。(5)若考虑绿色化学工艺，在滤渣e中加入稀硫酸和试剂y制胆

17、矾晶体，试剂y为无色液体，则反应的总化学方程式为_；若不考虑绿色化学工艺，所选试剂y为1 mol·l1的硝酸，欲使3 mol cu全部溶解且溶液中含铜元素的溶质仅为cuso4，则需该硝酸的体积为_l。解析：(2)滤液a是naalo2溶液，生成al(oh)3沉淀应该通入酸性气体co2；(3)滤渣b含cu、fe，由绿矾的化学式可知向滤渣b中加入稀硫酸过滤后得feso4溶液d，蒸发浓缩、冷却结晶即可得到绿矾；(5)滤渣e为cu，试剂y是氧化剂，常见的无色液体氧化剂为双氧水、稀硝酸等，双氧水属于绿色氧化剂；因为反应物有cu、h2so4、hno3，所以应该用离子方程式进行计算3cu8h2no=

18、3cu24h2o2no，3 mol cu需要2 mol no，即2 mol hno3，又知加入硝酸的浓度为1 mol·l1，所以需硝酸的体积为2 l。答案：(1)feso4·7h2o(2)2al2naoh2h2o=2naalo23h2aloco22h2o=al(oh)3hco(3)用试管取少量滤液d，向滤液中滴加kscn(或nascn或nh4scn)溶液无明显现象，再滴入氯水(或双氧水或通入cl2)若变成红色，则溶液中存在fe2(4)铜、铁与稀硫酸形成了原电池(5)cuh2o2h2so4=cuso42h2o214某铝合金中含有元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了

19、如下实验，请回答有关问题：(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是_。(2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_。(3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关的离子反应方程式是_。(4)向第(3)题中的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤。有关反应的离子方程式是_ _。(5)将第(4)题中过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称重，其质量为b g。有关反应的化学方程式是_，原样品中铝的质量分数是_。(6)若第(3)题中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_(“偏高”“偏低”或“不影响”，下同)；若第(5)题中滤渣没有洗

20、涤，则实验结果_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_。解析：实验取样品a g，实验后得氧化铝b g，设b g氧化铝中含al的质量为x。al2o32al10254b g x10254b gx，x g样品中铝的质量分数：×100%×100%答案：(1)托盘天平(2)mgcl2、alcl3、hclcu、si烧杯、玻璃棒、普通漏斗(3)mg22oh=mg(oh)2，al34oh=alo2h2o(4)aloco22h2o=al(oh)3hco(5)2al(oh)3al2o33h2o×100%(6)偏低偏高偏高15某粗氧化铜样品中含少量氧化亚铁及不溶于酸的杂质，某化学兴趣小组欲利

21、用该样品制取胆矾晶体，测定胆矾晶体中结晶水的含量，并计算样品中氧化铜的含量，设计了如下方案进行实验。查阅资料知fe3、cu2、fe2在水溶液中形成氢氧化物沉淀的ph范围如下：请回答下列问题：(1)在整个实验过程中，下列仪器中不可能用到的是_(填字母)(2)物质x应选用_(填字母)。a氢氧化钠 b双氧水c铁粉 d高锰酸钾(3)为保证沉淀沉淀完全，操作中溶液ph的调节范围为_。(4)操作的步骤有_、冷却结晶、_、自然干燥。(5)在测定所得胆矾(cuso4·xh2o)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少应进行_次，若测定结果x值偏大，可能的原因是_(填字母)。a加热温度过高b胆矾晶体的颗粒较大c