2023届高考化学鲁科版一轮复习检测-第三章第3课时　金属材料与金属矿物的开发利用

第3课时金属材料与金属矿物的开发利用题号知识易中难合金及金属的冶炼等18铝热反应2铜及其化合物3,69镁、铝的冶炼及应用4,57综合应用10一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.下列有关金属的用途与相应性质不对应的是(C)A.用金做饰物是因为金的化学性质稳定,不褪色B.用钨做白炽灯灯丝是因为其熔点高、导电性好C.用镁合金做汽车部件是因为镁的密度小、化学性质活泼D.用铝做包装用的铝箔是因为其延展性好,表面有钝化膜解析:用镁合金做汽车部件是因为合金的密度小,强度高,与镁的化学性质活泼没有关系,C错误。2.铝热反应可用于焊接钢轨。实验室常用如图装置模拟铝热反应。下列说法错误的是(A)A.该反应的化学能全部转化为热能B.镁带作引燃剂,为反应提供高温条件C.反应过程中未涉及复分解反应D.铝热反应常用于冶炼高熔点的金属解析:该反应中放出大量的热,并发出耀眼的光芒,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中,反应的化学能转化为热能、光能等,A错误;点燃,发生的反应为镁与氧气反应生成氧化镁,氯酸钾分解产生氧气,故镁带作引燃剂,为反应提供高温条件,B正确;反应过程中涉及的反应有化合反应(镁与氧气反应生成氧化镁)、分解反应(氯酸钾分解产生氧气)、置换反应(2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe),未涉及复分解反应,C正确;铝热反应放出大量的热,可以用于冶炼熔点高的金属,D正确。3.我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确的是(C)A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿C.《本草纲目》载有名“铜青”之药物,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机物解析:金属大规模被使用的先后顺序跟金属的活动性关系最大,金属性越弱的金属使用越早,所以我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,故A正确;Cu比Ag活泼,将青铜器放在银质托盘上,构成原电池,铜为负极,青铜器容易生成铜绿,故B正确;铜在空气中长时间放置,会与空气中氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜,因此《本草纲目》载有名“铜青”之药物,“铜青”就是铜锈蚀生成的碱式碳酸铜,故C不正确;蜂蜡的主要成分是酯类、游离脂肪酸、游离脂肪醇和碳水化合物,主要成分是有机物,故D正确。4.铝土矿的主要成分是Al2O3,还有部分SiO2、Fe2O3以及少量不溶于酸、碱溶液的其他杂质。工业上从铝土矿中提取铝可采取如图所示工艺流程,下列说法中正确的是(C)A.沉淀Ⅰ只有SiO2B.溶液Ⅱ中含有的阴离子只有AlOC.①～⑤中,只发生氧化还原反应的是⑤D.③的离子方程式只有CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HC解析:沉淀Ⅰ不只有SiO2,还有少量不溶于酸、碱溶液的杂质,A错误;溶液Ⅱ中含有的阴离子有AlO2-和氢氧根离子,B错误;①～⑤中,只有⑤有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,C正确;③的离子方程式有CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-,还有CO2+OH5.向3mol·L-1盐酸中加入打磨后的镁条,一段时间后生成灰白色固体X,并测得反应后溶液pH升高。为确认固体X的成分,过滤洗涤后进行实验:①向固体X中加入足量硝酸,固体溶解,得到无色溶液,将其分成两等份;②向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a;③向另一份无色溶液中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀b。下列分析不正确的是(D)A.溶液pH升高的主要原因:Mg+2H+Mg2++H2↑B.生成沉淀a的离子方程式:Ag++Cl-AgCl↓C.沉淀b是Mg(OH)2D.若a、b的物质的量关系为n(a)∶n(b)=1∶3,则可推知固体X的化学式为Mg3(OH)6Cl解析:溶液pH升高的主要原因是H+被消耗,即Mg+2H+Mg2++H2↑,故A正确;向其中一份无色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a,a是不溶于HNO3的白色沉淀,应为AgCl,故B正确;沉淀b与OH-有关,NO3-、Cl-、Mg2+能形成沉淀的只有Mg2+6.某同学通过如图流程制备氧化亚铜:Cu2(OH)2CO3CuCl2溶液CuClCu2O已知:CuCl难溶于水和稀硫酸;Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O。下列说法错误的是(D)A.步骤②中,SO2为还原剂,将CuCl2还原为CuClB.步骤③中为防止CuCl被氧化,可用H2SO3水溶液洗涤C.步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2OD.得到的Cu2O试样中可能会混有CuCl杂质,可通过加足量稀硫酸充分溶解、过滤后分离除去解析:步骤②中发生的反应为SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl,故SO2为还原剂,将CuCl2还原为CuCl,A正确;H2SO3中的S也是+4价,具有较强的还原性,故步骤③中为防止CuCl被氧化,可用H2SO3水溶液洗涤,B正确;步骤④中的反应物为CuCl和NaOH,产物为Cu2O,故所发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O,C正确;由题干信息得,CuCl难溶于水和稀硫酸,Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O,故得到的Cu2O试样中可能会混有CuCl杂质,不能通过加足量稀硫酸充分溶解、过滤后分离除去,D错误。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去):下列说法正确的是(AC)A.装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸B.若去掉装置C,对产品纯度无影响C.实验时应先加热装置C,通入一段时间空气后再加热装置DD.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气解析:要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2和水蒸气,则装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸,A正确;若去掉装置C,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,B错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧气,然后再加热装置D,C正确;装置E中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,避免进入D中干扰实验,D错误。8.我国是最早掌握炼锌的国家,《天工开物》中记载了以菱锌矿(主要成分为ZnCO3)和烟煤为原料的炼锌罐剖面图。已知:锌的沸点为907℃,金属锌蒸气遇热空气或CO2易生成ZnO。下列冶炼锌过程中的相关说法不正确的是(C)A.尾气可用燃烧法除去B.发生了氧化还原反应C.提纯锌利用了结晶法D.泥封的目的是防止锌氧化解析:菱锌矿煅烧,ZnCO3分解产生ZnO和CO2,ZnO与C在高温下发生反应2ZnO+C2Zn+CO2↑,由于C过量,还会发生反应C+CO22CO,所以尾气中含有毒气体CO,可利用其可燃性,用燃烧的方法使CO转化为CO2除去,A正确;ZnCO3转化为Zn单质及C转化为CO、CO2的反应中有Zn、C元素化合价的变化,因此发生了氧化还原反应,B正确;由图可知,反应区温度达到1100～1300℃,Zn变为蒸气与杂质分离,在500～700℃时冷凝为液体流出,不是结晶法分离,C不正确;泥封为了防止高温下Zn蒸气被空气氧化为ZnO,D正确。9.铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热,有铜的氧化物生成,其质量随温度变化如图甲所示;另外,某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线,如图乙所示。则下列分析正确的是(D)A.图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuOB.图甲整个过程中共生成0.26g水C.图乙三条曲线中,表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是AD.图甲中,a到b的过程中有0.01mol电子发生了转移解析:0.98gCu(OH)2的物质的量为0.01mol,若全部生成CuO,则质量为0.01mol×80g·mol-1=0.80g,所以a点对应的物质是CuO,若全部生成Cu2O,则质量为0.005mol×144g·mol-1=0.72g,所以b点对应的物质是Cu2O,A错误;根据化学方程式Cu(OH)2CuO+H2O、4CuO2Cu2O+O2↑可知,生成水的物质的量为0.01mol,质量为0.01mol×18g·mol-1=0.18g,B错误;CuO和其中所含Cu元素的质量关系(以CuO的质量为10g计算)为CuO～Cu 80 64 10g 8g观察图乙可知,B曲线符合上述质量关系,C错误;根据化学方程式4CuO2Cu2O+O2↑可知,a到b的过程中有0.01mol电子发生了转移,D正确。三、非选择题10.(2019·全国Ⅰ卷,27)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:回答下列问题:(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是。(2)步骤②需要加热的目的是,温度保持80～95℃,采用的合适加热方式是。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为(填标号)。

(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是

,分批加入H2O2,同时为了,溶液要保持pH小于0.5。

(4)步骤⑤的具体实验操作有

,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。

(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为。

解析:(1)油污在碱性条件下容易水解,所以去除废铁屑表面的油污,工业上常用热的碳酸钠溶液清洗,即碱煮水洗。(2)用硫酸溶液处理铁屑,加热的目的是加快反应速率;温度保持80～95℃比较恒定且低于水的沸点,合适的加热方式是水浴加热(热水浴);铁屑中含有少量硫化物,硫化物与硫酸反应生成硫化氢气体,可以用氢氧化钠溶液吸收,为了防止倒吸可以加装倒置的漏斗,故选择C装置。(3)步骤③中将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,选用足量的H2O2,将Fe2+氧化为Fe3+,同时得到的还原产物为H2O,不会引入新的杂质。因为H2O2本身易分解,所以在加入时需分批加入,同时为了防止Fe3+水解,溶液要保持pH小于0.5。(4)为了除去可溶性的硫酸铵、铁离子等,需要经过的步骤有加热浓