高三化学暑期微训练：2.4《用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物》

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物1．下列说法中正确的是（)A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料C．钛被誉为“21世纪的金属",应用前景很广阔D．铜是导电性、导热性最好的有色金属答案：C2．下列有关金属的说法中，不正确的是（）A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金B．铜表面易形成致密的氧化膜C．工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D．铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀答案:B3．某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2＋，对农作物和人畜都有害,欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的(）A．食盐、硫酸B．胆矾、石灰水C．铁粉、生石灰D．苏打、盐酸答案：C4．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰,通常采用的方法是(）A．炭还原法B．铝热还原法C．直接加热法D．盐的水溶液与活泼金属置换法解析：冶炼活泼性比Al差且熔点高的金属，通常利用铝热反应进行冶炼。答案：B5．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/℃密度（g/cm3)硬度（金刚石为10)导电性（银为100)某合金25003。007。42。3铁15357.864。517还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做（）A．导线B．门窗框C．炉具D．飞机外壳解析：该合金与铁的性质比较可知，其导电性比Fe差很多，不适合做导线.答案:A6．铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币.从物理性质和化学性质的角度分析,铜常用于制造货币的说法正确的是()A．铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到B．铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低.容易冶炼铸造成型C．铜的外观为紫红色,大方美观，易于被人们接受D．铜的化学性质不稳定,在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通答案：B7．实验室拟用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两种方案：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4）)H2eq\o（→，\s\up7（CuO))Cu②CuOeq\o（→，\s\up7(H2SO4））CuSO4eq\o(→，\s\up7(Fe））Cu若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是(）A．①多B．②多C．相等D．无法判断解析：①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2，故②中制得的单质铜较多。答案：B8.为了比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一些方案，并将实验结果记录如下：方案现象或产物①将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2③将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2（SO4)3和CuSO4④将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中铁片上有气泡，铜片上不产生气泡⑤将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片溶解，铜片有气泡产生能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有（)A．2种B．3种C．4种D．5种解析：①铁能置换出铜，证明铁比铜活泼;②不能证明；③不能证明；④铁能置换出稀硫酸中的氢，铜不能，证明铁比铜活泼;⑤铁与铜形成原电池，铁作负极，铜作正极，证明铁比铜活泼，共有3种方案，选项B正确。答案:B9．已知X、Y为单质，Z为化合物，能实现下列转化:X＋Yeq\o（→，\s\up7(点燃）)Zeq\o(→，\s\up7（溶于水））eq\o(→,\s\up7（惰性电极）,\s\do5（电解)）X＋Y下列说法正确的是()①若Z溶于水后得到强碱溶液,则X可能是Na②若Z的溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则X可能是H2③若Z的溶液中滴加KSCN溶液显红色,则Y可能为Fe④若Z的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则Y可能为CuA．②④B．①②C．①③D．③④解析：该题可逐条验证,先假设说法正确，再将相应物质代入上述转化关系,若能成立，则说明假设成立.若Z溶于水得到强碱溶液,X为钠时,则Y只能为氧气，则Z为过氧化钠，溶于水得NaOH溶液，电解该溶液得不到钠，①不正确;若X为氢气，Y为氯气时，符合转化关系，②正确；若Z的溶液中滴加KSCN溶液显红色，则Z中应含有Fe3＋，此时Y如果为Fe，则X应为氯气,但用惰性电极电解FeCl3溶液，得不到Fe，故③错误；若Z的溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀，则Z中含有Cu2＋，此时Y如果为Cu，则X可以为氯气，符合转化关系，④正确。答案：A10．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体.一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体和蓝色溶液无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是(）A．CuB．Cu2OC．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu解析：H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，产物中加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu2O，在酸性条件下:2Cu＋=Cu2＋＋Cu，故不能证明产物中是否含有Cu。答案：D11．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响,请完成(1）～（3)题：（1）在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜［即曾青(CuSO4）跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式:_____________。(2）铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式:________________，这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：_______________。（3）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币:____________。(铜的熔点是1183。4℃,铁的熔点是1534。8℃)答案：（1）Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu（2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2（OH）2CO3Cu2（OH)2CO3＋4HCl=2CuCl2＋CO2↑＋3H2O（3）选择铜做货币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型;铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀12．铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu（OH）2请回答下列问题:（1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是__________。(2）工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2Seq\o（=，\s\up7（高温))6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。(3）SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是____________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称____________.(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：________________。解析:(2）Cu2O、Cu2S的Cu由＋1价被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S由－2价被氧化为＋4价，作还原剂。（3）处理SO2尾气一般为循环制备硫酸,或用氨水吸收，之后可得到（NH4）2SO4等化学品。答案:（1）Cu2S(2)Cu2O和Cu2S(3)形成酸雨硫酸、硫酸铵（4）电解池中，粗铜作阳极,纯铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液中，Cu－2e－=Cu2＋；阴极上发生还原反应,Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu2＋＋2e－=Cu，从而达到精制Cu的目的13．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4％Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：（1）第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________________；得到滤渣1的主要成分为__________。（2)第②步加H2O2的作用是________________,使用H2O2的优点是________________(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是_________________。（4）由滤渣2制取Al2（SO4）3·18H2O，探究小组设计了三种方案：甲：eq\x(滤渣2）eq\o（→，\s\up7(H2SO4)）eq\x（酸浸液)，蒸发、冷却、结晶、过滤Al2（SO4)3·18H2O乙：eq\x(滤渣2）eq\o(→,\s\up7(H2SO4））eq\x（酸浸液）eq\o（→,\s\up7（适量Al粉),\s\do5（过滤））eq\x（滤液)，蒸发、冷却、结晶、过滤Al2（SO4）3·18H2O丙:eq\x(滤渣2)eq\o（→,\s\up7(NaOH溶液),\s\do5（过滤))eq\x（滤液）eq\o（→,\s\up7(H2SO4））eq\x(溶液）,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2（SO4)3·18H2O上述三种方案中，____________方案不可行,原因是________________；从原子利用率角度考虑，__________方案更合理。(5）探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20。00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL.滴定反应如下:Cu2＋＋H2Y2－=CuY2－＋2H＋。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝_____________;下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子答案：（1）Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al（－,3)eq\o（=,\s\up7(△)）Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－，3）eq\o（=，\s\up7(△)）3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OAu、Pt（2）将Fe2＋氧化为Fe3＋不引入杂质，对环境无污染Fe3＋、Al3＋(3）加热脱水（4)甲所得产品中含有较多Fe2(SO4）3杂质乙(5)eq\f（cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5，ag）×100％c14．某同学将一定浓度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,发现生成了沉淀，其对沉淀的成分进行如下探究:[提出假设]假设1：沉淀是CuCO3;假设2:____________；假设3：沉淀是CuCO3和Cu(OH）2的混合物。[验证假设](1)如果假设1成立，则反应的离子方程式为______________________.（2)用离子方程式表示假设3中有Cu（OH）2生成的理论依据：__________________.（3)为证明以上哪种假设成立，该同学用下图装置测定沉淀样品中CuCO3的质量分数：①实验时的步骤依次为a。打开K1、K3,关闭K2、K4，通入过量空气;b.关闭K1、K3，打开K2、K4，充分反应；c.打开K1、K4，关闭K2、K3,通入过量空气，若未进行步骤a,将使测定结果________(填“偏低”“偏高”或“无影响”）。实验结束时通入过量空气的目的是_______________。②若沉淀样品的质量为10.0g,装置D的质量增加了2。2g，则沉淀中CuCO3的质量分数为________。③由以上实验可知，假设________成立。［总结反思]除了以上方案，还可以通过测量____________来测定沉淀中CuCO3的质量分数.解析：(1)若假设1成立，则发生的是复分解反应,其离子方程式为Cu2＋＋COeq\o\al(2－,3)=CuCO3↓。(2）若假设3成立，则Na2CO3溶液发生了水解反应，生成OH－，然后OH－再和Cu2＋反应生成Cu(OH）2。（3）若未进行步骤a，则原装置中的CO2也会被D装置中的碱石灰吸收，造成结果偏高，而实验结束时通入空气的目的是将滞留在装置中的反应产生的CO2排尽，使其能被碱石灰充分吸收。装置D增加的质量是碳酸铜分解产生的CO2的质量，计算出CO2的物质的量为0.05mol，则碳酸铜的物质的量也为0.05m