高三化学一轮复习 专讲第9讲 用途广泛的金属材料（含详解）

第9讲用途广泛的金属材料

基础热身

1.合金与纯金属制成的金属材料相比，合金的优点是（）

①合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大

②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的熔点更低

③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金

④合金比纯金属的导电性更强

⑤合金比纯金属的应用范围更广泛

A.①②③⑤B.②③④

C.①②④D.①②④⑤

2.如图K9—1所示标出了各种材料强度与密度的比值以及广泛使用的年代。从图中可以

看出的信息有（）

A.科学技术的发展越来越快，新材料频频出现

B.新材料发展的总体趋势是强度越来越大

C.1800年以前出现的材料强度都比铝小

D.铝的密度比钢的密度大

3.[2012•青岛二模]镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后

向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有（）

A.Mg2+B.Cu2+C.Al3+D.A10r

4.[2012•威海一模]下列关于铜的说法正确的是（）

A.铜在干燥的空气中和在潮湿的空气中存在的形态相同

B.相同质量的铜分别与足量的氯气、硫完全反应，失去的电子数相同

C.相同物质的量的浓硫酸分别与足量的铜和氧化铜反应，生成硫酸铜的量相同

D.相同质量的铜分别与足量的稀硝酸、浓硝酸完全反应，生成气体的物质的量不同

5.[2012•江西九校联考]“十二五”（2011〜2015年）末期，随着铁路的建设发展，

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

能力提升

6.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCL+Cu=2FeC12+

CuCl2o向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现

的是（）

A.烧杯中有铜无铁

B.烧杯中有铁无铜

C.烧杯中铁、铜都有

D.烧杯中铁、铜都无

7.[2012•惠州龙门中学]部分氧化的Fe—Cu合金样品（氧化产物为FezOs、CuO）共5.76

g,经如下处理:

足量一标准状况下KmL气体

用稀硫酸一滤渣3.2g

品,由.A,才小八2+x足量NaOH田达充分固体

f滤液A（不白Cu）溶液F滤滤渣两烧"3.2g

下列说法正确的是（）

A.滤液A中阳离子为Fe?+、Fe"、H+

B.「=224

C.样品中CuO的质量为4.0g

D.「=448

8.某稀溶液中含有Fe（N03）3、CU（N03）2,HNO3,若向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe?+浓度

和加入铁粉的物质的量之间的关系如图K9—2所示。则稀溶液中Fe（N03）3、Cu（NO3）2>HNCh物

0123456/7（Fc）/mol

图K9-2

A.1：1：1B.1：3：1

C.3：3：8D.1：1：4

9.[2012•宁波八校联考]向一定量的Cu、FeQs的混合物中加入300mL1mol・LT的盐

酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含Fe'+,若用过量的CO在高温下还原相同质量的

原混合物，固体减少的质量为（）

A.6.4gB.4.8g

C.2.4gD.1.6g

10.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（℃）97.510836601535

沸点（℃）883259522003000

A.Cu和AlB.Fe和Cu

C.Fe和NaD.Al和Na

11.[2012•南昌调研]常温下，将1.92g铜加入到100mLH£0,和HNO3的混合液中,Cu

全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到448mL(标准状

况)的氢气。下列有关结论不正确的是()

A.溶解的铁粉为2.8g

B.原溶液中c(S01)=0.5mol/L

C.原混合溶液中c(H液=1.2moI/L

D.原溶液中〃(N0『)=0.08mol

12.铜是重要的金属材料。试回答下列问题：

(1)工业上可用Cu2s和反应制取粗铜，该反应中氧化剂为=电解粗铜制取精

铜，电解时，阳极材料是,电解液中必须含有的阳离子是。

(2)在100mL18mol/L浓硫酸中加入过量的铜片，加热使之充分反应，反应中被还原的

n(H2SO4)<molo

(3)电子工业曾用30%的FeCL溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板，为了从使用过的

废腐蚀液中回收铜，并重新得到FeCL溶液，设计如下实验流程：

一滤液([)-----------1⑤^龙m⑥通入z,

废①a)x一滤液」一।

液②过滤一滤③加过量Y(II)______L

渣④过奖FcC§溶液

图K9-3

上述流程中，所加试剂的化学式：X,Y,Z；第⑥步反应的离

子方程式为

13.工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl),其工艺流程如图K9

-4所不：

图K9-4

试根据上图转化回答下列问题：

(1)工业生产C12时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是

(2)还原过程中的产物为Na[CuCL]，试写出反应的化学方程式

制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl,为什么不用一步法制得CuCl?(已知

CU2++CU+2C1-=2CUC1

；)0

(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是

加入NaCl且过量的原因是

(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是

(5)实验室中在CuCb热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀，试写出该反应的

离子方程式

挑战自我

14.[2012•南京调研]硫酸铜是一种重要的化工原料，工业上常用硫酸为原料来制备硫

酸铜。

(1)工业上生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。为了从废渣中磁

选获得品位合格的铁精矿，高温下利用C0使弱磁性FezOs转化为强磁性FesO」。写出该反应的

化学方程式

实验发现：C0太多或太少都会导致磁铁矿产率降低，原因是

(2)测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实验步骤为:

步骤1：准确称量一个洁净、干燥的用埸；

步骤2：将一定量的硫酸铜晶体试样研细后，放入用期中称重；

步骤3：将盛有试样的珀烟加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热;

步骤4：将步骤3中的垢烟放入干燥器，冷却至室温后，称重；

步骤5：

步骤6：根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。

请完成实验步骤5。

(3)已知硫酸铜晶体受热可以逐步失去结晶水，温度升高还可以分解生成铜的氧化物。取

25.0gCuS04•5H.0晶体均匀受热，缓慢升温至1200℃并恒温1小时，实验测得固体残留

率(乘晓曙能譬*1心)与温度的关系如图的一5所示：

原始固体质里

0“固体残留率/%

--F

106--T

II

85,2

71.I

0I---1

64.-1-

-

301

I

28-i

030110260650100012007«^/℃

图K9-5

在no。。时所得固体的成分为

在1200。。并恒温1小时，反应所得气态产物除去水后，物质的量为。(填字母)

A.0molB.0.1mol

C.0.125molD.大于0.125mol

1.A

2.A［解析］B项、C项都是单独分析材料的强度或密度，而图中提供的是强度和密度之

比同出现时间的关系，与题意不符。D项中钢的密度比铝的密度大。

3.D［解析］

■cu

Mg

过量H+

Al^■Mg(OH)2

过滤滤液“过量OH-

—>Mg与AlW

Cu谑迎A10「

4.D

5.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。

6.B［解析］铁的还原性比铜强，FeCL首先氧化Fe；只有Fe反应完后，剩余的FeCL

才能再氧化Cu。故烧杯中有铁无铜是不可能的。

7.D［解析］加足量的稀硫酸，铁、氧化物全部溶解，3.2g滤渣全部为铜(0.05

mol),据2Fe3++Cu=2Fe"+Cu2+,可知溶液中不含Fe",A错;0.05mol的铜转化为氧化铜

(最大值)为0.05molX80g/mol-4.0g,铜只有部分被氧化，C错；灼烧后剩余的3.2

g(0.02mol)固体是氧化铁，其中含铁0.04mol、质量为2.24g,合金中含氧原子5.76g-

3.2g-2.24g=0.32g,即为0.02mol,假设氧化物全部为氧化铜，质量为1.6g,也可知

C错；根据题意构造反应：Fe2O3+Fe+3H2S04=3FeS04+3H20,Fe+CuO+H2SO4=FeSO4+Cu+

HO可认为合金中氧化物全部为FeO,是0.02mol,剩余的铁(0.04mol-0.02mol=0.02

mol)置换出氢气，得到的氢气是0.02mol、448mL,B错、D正确。

8.D［解析］据氧化性由强到弱的顺序HN03>Fe'+>Cu2+,可知随铁粉的增加，反应的方程

式分别为：

4HN03(稀)+Fe=Fe(NO3)3+NOt+2H20

4mol1mol1mol

2Fe(N03)3+Fe=3Fe(N03)2

2mol1mol3mol

Cu(NO3)2+Fe=Fe(N03)2+Cu

1mol1mol1mol

所以原溶液中，Fe(N03)3,CU(NO3)2,HNOs的物质的量之比为：(2mol-1mol)：1mol：4

mol=l：1：4。

9.C［解析］因盐酸溶解Fe43生成FeCA,故〃(FeQ)=4〃(HC1)=(0.3LX1mol-L-

o

4-6=0.05molo由题意知，固体减轻的质量，也就是氧元素的质量：m=0.05molX3X16

g,mol-'=2.4go

10.C［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℃),无法制得合金。

11.D［解析］此题的关键是要理解第一步反应中铜与硝酸及硫酸反应生成了CuSOw和NO

及水，且硝酸恰好完全反应，铜的物质的量为0.03mol,所以根据电子得失守恒得出参加反

应的HNOs为0.02mol,D错。第二步反应为铁和硫酸反应，铁和铜离子反应，根据铜离子的物

质的量及氢气的物质的量，求算出铁粉的质量为2.8g,再综合第一步和第二步反应求出

c(SOT)和c(H+)„

2+

12.(l)CuzS、02粗铜Cu

(2)0.9

2+3+

(3)FeHC1(稀)Cl22Fe+Cl2=2Fe+2Cr

［解析］用30%的FeCL溶液腐蚀敷有铜箔的绝缘板制印刷电路板时发生反应2Fe"+

Cu=2Fe2++Cu2+,废液中含有F