2022年高考化学一轮复习《用途广泛的金属材料》抢分课堂

第四节用途广泛的金属材料1．（2022·江都月考）出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A．锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程解析：综合分析：锡青铜的熔点比纯铜低，A错误；锡比铜活泼，锡青铜中的锡对铜起保护作用，B正确；锡青铜文物在潮湿环境中容易发生吸氧腐蚀，腐蚀程度加快，C正确；生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是化学腐蚀过程，不是电化学腐蚀过程，D错误。答案：BC考点分析;合金的各种性质与构成合金的元素之间有很大的差异，譬如：合金熔沸点低于构成合金的各组分的熔沸点，机械强度强于构成合金的各组分的机械强度等等。变式1．（2022·青岛测试）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，判断其中不能形成合金的是()NaCuAlFe熔点(℃)10836601535沸点(℃)883259522003000和AlB．Fe和CuC．Fe和NaD．Al和Na解析：分析数据得出，C错误，因为铁的熔点(1535℃)高于Na的沸点(883℃答案：C变式2．（2022·汉中联考）将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol/LNaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g，则下列有关叙述中正确的是()A．加入合金的质量不可能为6.4gB．参加反应的硝酸的物质的量为molC．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150mLD．溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24L答案：D解析：分析题意，镁、铜合金都与硝酸反应，根据反应中电子得失守恒，金属失电子的物质的量等于OH－的物质的量，所以n(e－)＝n(OH－)＝5.1g÷17g/mol＝mol。反应中HNO3中＋5价的N得电子变成＋2价的N，由此得到NO气体的体积为2.24L，D正确。2.（2022·山东卷）Al，Fe，Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu，Fe，Al解析：Al2O3属于两性氧化物，A项错误；Cu的单质长期放置在空气中会生成铜绿，其成分为碱式碳酸铜，B项错误；AlCl3、FeCl3、CuCl2溶液在加热时促进水解，且水解生成的HCl挥发，在蒸干过程中彻底水解，最后得到它们的氢氧化物，C项正确；电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu和H2，D项错误。答案：C考点分析：Al2O3属于典型两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，Cu的单质长期放置在空气中会生成碱式碳酸铜，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu和H2变式3.（2022·福建卷）依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是()A．H3BO3的酸性比H2CO3的强B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M解析：C的非金属性比B强，故其对应最高价氧化物的水化物酸性H2BO3弱于H2CO3，A项错误；Mg的金属性强于Be，所以对应碱的碱性Mg(OH)2强于Be(OH)2，故B项正确；Cl、Br、I，非金属性依次减弱，其对应氢化物的稳定性应依次减弱，故C项错误；M失去一个电子后与R得到两个电子具有相同的电子层子结构，故原子序数M>R，D项错误。答案：B变式4.（2022·安徽卷）下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是()选项实验操作现象解释或结论A过量的Fe粉中加入稀HNO3，充分反应后，滴入KSCN溶液溶液呈红色稀HNO3将Fe氧化为Fe3＋BAgI沉淀中滴入稀KCl溶液有白色沉淀出现AgCl比AgI更难溶CAl箔插入稀HNO3中无现象Al箔表面被HNO3氧化，形成致密的氧化膜D用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上试纸变蓝色浓氨水呈碱性解析：过量的Fe粉与稀HNO3反应得到的溶液中含有Fe2＋，不含有Fe3＋，故A项中的现象、解释或结论都错误；由于Ksp(AgI)＜Ksp(AgCl)，故AgI沉淀不能转化为AgCl沉淀，故B项中的现象、解释或结论都错误；Al遇到冷的浓硝酸或浓硫酸时发生钝化，Al能与稀HNO3发生反应，其现象是铝不断溶解，溶液中有气泡冒出，故C项中的现象、解释或结论都错误；石蕊遇酸变红，遇碱变蓝，故D项中的现象、解释或结论都正确。答案：D3.（2022·全国卷）图1－9中，A、B、C、D、E是单质，G、H、I、F是B、C、D、E分别和A形成的二元化合物。已知：图1－9①反应C＋GB＋H能放出大量的热，该反应曾应用于铁轨的焊接；②I是一种常见的温室气体，它和E可以发生反应：2E＋I2F＋D，F中E元素的质量分数为60%。回答问题：(1)①中反应的化学方程式为________________________________________________________________________；(2)化合物Ⅰ的电子式为____________，它的空间构型是____________；(3)1.6gG溶于盐酸，得到的溶液与铜粉完全反应，计算至少所需铜粉的质量(写出离子方程式和计算过程)；(4)C与过量NaOH溶液反应的离子方程式为________________，反应后溶液与过量化合物Ⅰ反应的离子方程式为__________________；(5)E在I中燃烧观察到的现象是________________________________________________________________________。解析：根据反应①的用途可判断此反应为铝热反应，2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，因此反应物中的单质C为铝，单质B为铁，生成物中的化合物H为Al2O3。而G则为另一种氧化物Fe2O3。由G和H的组成可判断A为氧气。含氧元素的温室气体为CO2，常见的有CO2参与的置换反应为镁在二氧化碳中的燃烧，生成物是碳单质和氧化镁，即I为CO2，E为Mg，D为碳，F为MgO，其中MgO中Mg的质量分数为60%。(2)CO2为直线形分子。(3)Fe2O3与盐酸反应生成Fe3＋，Fe3＋与Cu反应时，物质的量之比为2∶1。(4)铝与氢氧化钠溶液反应可生成偏铝酸钠溶液，然后通入足量的二氧化碳得到氢氧化铝与碳酸氢根离子(容易错误)，这是因为碳酸为弱酸，不能与两性氢氧化物氢氧化铝反应。(5)镁在二氧化碳中燃烧得到两种固体物质，其颜色可以用来描述实验现象。答案：(1)2Al＋Fe2O3==2Fe＋Al2O3(2)eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())Ceq\o(O,\s\up6(),\s\do4())直线形(3)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋n(Cu)＝n(Fe2O3)＝eq\fg,160g/mol)＝mol铜粉的质量＝64g·mol－1×mol＝0.64g(4)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)(注：不要求写OH－＋CO2＝HCOeq\o\al(－,3))(5)镁条剧烈燃烧，生成白色粉末，反应器内壁附着有黑色的碳变式5.（2022•深圳中学模拟）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷．某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解，对所得气体产物和固体产物进行实验和探究．请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程．限选试剂：浓硫酸、mol·L－1HNO3、mol·L－1盐酸、mol·L－1NaOH、3%H2O2、mol·L－1KI、mol·L－1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水．(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C)，观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊，B中有红色固体生成，则气体产物是________．(2)该小组同学阅读资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K2CO3.验证固体产物中钾元素存在的方法是___________，现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.(3)固体产物中铁元素存在形式的探究．①提出合理假设假设1：______________；假设2：______________；假设3：______________.②设计实验方案证明你的假设③实验过程根据②中方案进行实验．按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论.实验步骤预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：……解析：(1)根据A瓶石灰水变浑浊，知有CO2气体，B中有红色固体生成，说明CuO被还原，C中石灰水变浑浊，可知B中CuO被CO还原．(3)因为题目中说明铁不以三价存在，只能是以二价铁或单质，或两者混合物存在．步骤1：利用K2CO3的溶解性，除去K2CO3；步骤2：利用铁能置换出Cu，而FeO不能置换出Cu来检验是否含铁单质；步骤3：利用盐酸酸化分离出FeO，再用H2O2氧化，然后利用KSCN是否变色，来验证固体中是否含FeO.答案：(1)CO和CO2(2)利用焰色反应透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰(3)①全部为铁单质全部为FeO同时存在铁单质和FeO③实验步骤预期现象与结论步骤1：取适量固体产物于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使K2CO3完全溶解．分离不溶固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体固体产物部分溶解步骤2：向试管中加入适量CuSO4溶液，再加入少量上述不溶固体，充分振荡(1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化，则假设2成立(2)若蓝色溶液颜色明显改变，且有暗红色固体物质生成，则证明有铁单质存在步骤3：继续步骤2中的(2)，进行固液分离，用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色．取少量固体于试管中，滴加过量HCl后，静置，取上层清液，滴加适量H2O2，充分振荡后滴加KSCN.结合步骤2中的(2)；(1)若溶液基本无色，则假设1成立(2)若溶液呈红色，则假设3成立变式6.（2022•南通中学模拟）三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物．探究过程如下：[查阅资料]Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO[提出假设]假设1：红色粉末是Fe2O3假设2：红色粉末是Cu2O假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物[设计探究实验]取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂．(1)若假设1成立，则实验现象是______________________________________．(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁．你认为这种说法合理吗？______，简述你的理由(不需写出反应的方程式)__________________________________________________________________________________________________________________________.(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是________，写出发生反应的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________.[探究延伸]经实验分析，确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物．(4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数．取ag固体粉末在空气中充分加热，待质量不再变化时，称其质量为bg(b＞a)，则混合物中Cu2O的质量分数为________．解析：此题主要涉及Fe3＋、Cu2＋的氧化性强弱的比较，氧化性Fe3＋＞Cu2＋；Fe3＋的检验是Fe3＋与SCN－作用呈红色；利用“差量法”计算混合物中Cu2O的质量，进一步求算Cu2O的质量分数．答案：(1)固体完全溶解，溶液呈红色(2)不合理当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀硫酸后产生的Fe3＋全部与Cu反应生成Fe2＋，滴加KSCN溶液后也不变红色(3)Fe2O3和Cu2OFe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O、Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O、2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋(4)eq\f(9b－a,a)变式7.（2022·重庆卷）用于金属焊接的某种焊条，其药皮由大理石、水泥、硅铁等配制而成。(1)Al的原子结构示意图为__________；Al与NaOH溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)30Si原子的中子数为__________；SiO2的晶体类型为__________。(3)Al3＋与Yn－的电子数相同，Y所在族各元素的氢化物的水溶液均显酸性，则该族氢化物中沸点最低的是__________。(4)焊接过程中，药皮在高温下产生了熔渣和使金属不被氧化的气体，该气体是__________。(5)经处理后的熔渣36.0g(仅含Fe2O3、Al2O3、SiO2)，加入足量稀盐酸，分离得到11.0g固体；