高三化学通用版一轮复习强化训练用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物

复习：用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物1.下列关于金属的说法中,正确的是()A.各种金属在常温下都不能与水反应B.各种金属在高温下都能与水反应C.根据金属与水反应的难易程度可以初步比较一些金属的活动性D.各种金属都能与水发生置换反应1.答案CCa、Na、K与水(不管热的冷的)剧烈反应;镁在热水中生成氢氧化镁;铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁;铜和热水、高温水蒸气均不反应。故选C。2.我国在春秋战国时期就懂得将白口铁(含碳量>2%)经淬火热处理得到相当于铸钢的器物(如锋利的宝剑),这一技术要比欧洲早近两千年。白口铁淬火热处理的主要作用是()A.除硫、磷杂质B.适当降低了含碳量C.掺进合金元素D.改善表面的结构性质2.答案B钢比铁的含碳量要低,从“经淬火热处理得到相当于铸钢的器物”中可知主要作用是降低合金的含碳量。3.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入下列物质:①FeCl3,②Fe2O3,③Cu(NO3)2,④KNO3,铜粉溶解的是()A.只有①② B.只有②④C.只有①或②或③ D.上述物质中任意一种3.答案D①铜能和氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,所以铜能在氯化铁溶液中溶解;②Fe2O3能与稀硫酸反应:Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,硫酸铁能与铜粉反应:Fe2(SO4)3+Cu2FeSO4+CuSO4,所以铜粉溶解;③向稀硫酸中加入硝酸铜后,溶液中含有氢离子和硝酸根离子,所以相当于溶液中含有硝酸,硝酸能和铜反应:3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,所以加入硝酸铜后能溶解铜;④依据③的分析可知,加入硝酸钾,溶液中含有硝酸根离子,也与硫酸中的氢离子构成硝酸使铜溶解。4.下列各种冶炼方法中,可以制得相应金属的是()A.加热氧化铝B.加热碳酸钙C.电解熔融氯化钠D.氯化钠与铝粉高温共热4.答案CAl一般用电解熔融氧化铝制得,加热氧化铝,不能制取金属铝,A错误;钙是活泼金属,可以采用电解熔融氯化钙的方法来获得,高温煅烧碳酸钙得到的是氧化钙和二氧化碳,不能制取金属钙,B错误;钠是活泼金属,可以采用电解熔融氯化钠的方法来获得金属钠,C正确;钠的活泼性大于铝,所以不能用铝热法制取钠,D错误。5.铁、铜混合粉末18.0g加入到100mL5.0mol·L1FeCl3溶液中,剩余固体质量为3.2g。下列说法正确的是()A.剩余固体是铁、铜混合物B.原固体混合物中铜的质量是9.6gC.反应后溶液中n(Fe3+)=0.10molD.反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.5mol5.答案B铁的还原性大于铜,铁、铜混合粉末加入到FeCl3溶液中,铁先反应,FeCl3的物质的量为0.5mol,设0.5mol铁离子完全反应消耗铜m1g、消耗铁m2g,则有Cu+2Fe3+Cu2++2Fe2+,根据Cu~2Fe3+,m164∶0.5=1∶2,m1=16;Fe+2Fe3+3Fe2+,根据Fe~2Fe3+,m256∶0.5=1∶2,m2=14,溶解的金属质量为18.0g3.2g=14.8g,因为14<14.8<16,所以铁完全反应,铜部分反应,且铁离子完全反应。设反应消耗铜的物质的量为xmol,消耗铁的物质的量为ymol,则有64g·mol1×xmol+56g·mol1×ymol=14.8g,xmol+ymol=0.25mol,x=0.1、y=0.15,原混合物中铜的质量是0.1mol×64g·mol1+3.2g=9.6g,根据反应方程式可知反应后的溶液中:n(Fe2+)=2n(Cu)+3n(Fe)=2×0.1mol+3×0.15mol=0.65mol;反应后溶液中铜离子的物质的量n(Cu2+)=0.1mol,n(Fe2+)+n(Cu2+)=0.65mol+0.1mol=0.75mol;综上分析,剩余固体全部为铜,溶液中不可能含有Fe3+,A、C均错误;反应后溶液中n(Fe2+)+n(Cu2+6.28gCu、Ag合金与一定量某浓度的硝酸溶液完全反应,将放出的气体与2.24L(标准状况)O2混合通入水中,恰好被水完全吸收,则合金中Cu的质量为()A.9.6g B.6.4g C.3.2g D.4.8g6.答案B铜、银与硝酸反应生成硝酸铜、硝酸银与氮的氧化物,氮的氧化物与氧气、水反应生成硝酸,纵观整个过程,金属提供的电子等于氧气获得的电子,n(O2)=2.247.铜的冶炼过程大致可分为:①富集,将硫化物矿进行浮选;②焙烧,主要反应为2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);③制粗铜,在1200℃发生的主要反应为2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;④电解精炼铜。下列说法正确的是()A.冶炼过程中的尾气可用来制硫酸B.上述过程中,由1molCuFeS2制取1molCu时共消耗2molO2C.在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,只有Cu2O作氧化剂D.电解精炼铜的过程中,每转移1mol电子时,阳极溶解铜的质量为32g7.答案A在铜的冶炼过程中,②焙烧、③制粗铜过程中都有二氧化硫生成,二氧化硫是制取硫酸的原料,所以冶炼过程中的尾气可用来制硫酸,A正确;根据题给反应可得关系式:6CuFeS2~15O2~6Cu,由1molCuFeS2制取1molCu时,共消耗2.5molO2,B错误;在反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,Cu的化合价由+1价降低为0价,S的化合价由2价升高为+4价,反应物中Cu2O只作氧化剂,Cu2S既是氧化剂又是还原剂,C错误;电解精炼铜的过程中,阳极溶解的不都是铜,所以每转移1mol电子时,阳极溶解铜的质量不是32g,D错误。8.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g上述混合物,消耗1mol·L1盐酸500mL。煅烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是()A.35g B.30g C.20g D.15g8.答案C碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。28.4g碳酸铜和碱式碳酸铜混合物,消耗1mol·L1盐酸500mL,即参加反应的HCl的物质的量为0.5mol,则得到CuCl2的物质的量为0.25mol。根据Cu元素守恒可知灼烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25mol,则氧化铜的质量为m(CuO)=0.25mol×80g·mol1=20g。9.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。某校课外兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究,下列有关说法正确的是()A.由图可知X中一定存在Fe2O3B.不可以判断混合物中是否含有Al2O3C.混合物X中含0.64gCuD.Ⅰ中发生的反应的离子方程式为Cu+2H+Cu2++H2↑9.答案A根据途径b可知,混合物X加入过量的NaOH溶液,生成偏铝酸钠、硅酸钠,过滤后剩余固体5.12g,若全为铜,则加入盐酸后,铜不反应,剩余固体仍为5.12g,而实际为0.64g,所以5.12g固体中一定含有Fe2O3和铜;设Fe2O3的物质的量为xmol,Cu的物质的量为ymol,根据反应Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O、2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2可知,消耗铜xmol,剩余铜0.64g64g/mol=0.01mol,所以有160g·mol1×xmol+64g·mol1×ymol=5.12g,ymolxmol=0.01mol,解得x=0.02,y=0.03;根据途径a可知,混合物X加入过量的盐酸,剩余固体为Cu、SiO2,加入足量的NaOH溶液,只有SiO2与NaOH溶液反应生成硅酸盐,铜不反应,所以剩余铜为0.64g64g10.钛(Ti)因为具有神奇的性能越来越引起人们的关注,常温下钛不和非金属、强酸反应,红热时,却可与常见的非金属单质反应,钛是航空、军事、电力等方面的必需原料。地壳中含钛矿石之一是金红石(TiO2),目前大规模生产钛的方法是:第一步:金红石、炭粉混合,在高温条件下,通入Cl2制得TiCl4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为,该反应的还原剂是。

第二步:在氩气的气氛中,用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。(1)写出此反应的化学方程式:。

(2)简述从上述所得产物中获得金属钛的步骤:。

10.答案第一步:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2COC第二步:(1)2Mg+TiCl42MgCl2+Ti(2)加入足量盐酸,除去过量金属镁,过滤,并用蒸馏水洗涤固体得金属钛11.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题。(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是。

(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧,并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是。

(3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备氧化铁的流程如下:回答下列问题:①操作Ⅰ的名称是。

②Na2CO3溶液可以除油污,原因是。

③加入稍过量NH4HCO3溶液的作用是。

④请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式:。

⑤若上述过程中煅烧不充分,会含有少量的FeO,试设计实验验证产品中有FeO杂质:

。

11.答案(1)Fe2+、Fe3+、H+(2)Fe2+、Al3+(3)①过滤②碳酸钠水解使溶液显碱性,碱性条件下能促进油脂的水解③调节溶液pH使Fe2+转化为FeCO3④Fe2++2HCO3-FeCO3↓+CO2↑+H2O⑤取煅烧后固体加稀硫酸溶解,取少许溶解后的溶液于试管中,滴加少量酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色解析(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y为Fe3O4,溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,溶液中有剩余的HCl,溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+。(2)加入过量的NaOH溶液,Al3+转化为AlO2-,Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且氢氧化亚铁易被氧化,灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁,再投入过量的稀盐酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+12.胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要的含铜化合物,某课外研究小组用粗铜(含少量Fe)通过不同的化学反应制取胆矾的过程如图所示。物质完全沉淀时的pHFe(OH)33.2Fe(OH)29.6Cu(OH)26.4当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于1×10-5mol·L试回答下列问题:(1)下列物质中,最适合作为试剂X的是(填序号)。

A.KMnO4B.K2Cr2O4C.H2O2 D.NaClO(2)由粗铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅱ相比,途径Ⅰ有明显的两个优点,分别是,。

(3)试剂Y可以是。(任填一种物质的化学式)

(4)若溶液C中Cu2+、Fe3+的浓度分别为1mol/L、0.1mol/L,则向溶液C中加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH范围约为。

(5)氢化亚铜(CuH)是一种红色固体,40~50℃时,滤液E和H3PO2溶液混合反应可得氢化亚铜沉淀,同时得到硫酸和磷酸,该反应的离子方程式为,该反应每转移1.5NA个电子,生成CuH的物质的量为。

(6)得到CuSO4·5H2O晶体,乙醇代替蒸馏水洗涤晶体的原因是。

12.答案(1)C(2)产生等量胆矾途径Ⅰ消耗硫酸少途径Ⅰ不会产生污染大气的气体(3)CuO或Cu(OH)2或CuCO3或Cu2(OH)2CO3(4)3.2~3.9(5)4Cu2++3H3PO2+6H2O4CuH↓+8H++3H3PO40.5mol(6)硫酸铜在乙醇中溶解度较小且乙醇易挥发解析(1)根据题图可知,试剂X应为氧化剂,其作用是将Fe2+氧化为Fe3+,为了不引入杂质,最适合作为试剂X的是H2O2,C正确。(3)试剂Y的作用是调节溶液的pH,使Fe3+沉淀,为了不引入杂质,因此试剂Y可以是CuO、Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3。(4)制备的最终目的是得到胆矾,要除去铁元素,加入少量试剂Y的过程中应控制溶液C的pH,使Fe3+沉淀完全,且Cu2+不沉淀,由表中数据可知,Fe3+沉淀完全时pH=3.2,Cu2+沉淀完全时pH=6.4,此时c(OH)=107.6,据此可求出氢氧化铜的溶度积Ksp[Cu(OH)