高考化学一轮精题演练-镁、铝、铜及其化合物　金属冶炼

镁、铝、铜及其化合物金属冶炼1．(2020·全国卷Ⅱ，7)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是()A．胆矾的化学式为CuSO4B．胆矾可作为湿法冶铜的原料C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”发生了置换反应答案A解析胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，A错误；湿法冶铜，即“胆铜法”，利用金属的活动性强弱，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，B正确；“熬之则成胆矾”就是加热浓缩、溶质结晶析出的过程，C正确；“熬胆矾铁釡，久之亦化为铜”，即铁置换出铜：Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4，反应类型为置换反应，D正确。2．下列关于合金的说法不正确的是()A．合金的熔点一般比它的成分金属的熔点高B．合金的硬度一般比它的成分金属大C．合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能D．合金在工业上的用途比纯金属更广答案A3．(2020·济南质检)探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是()A．Al、NaOH溶液、稀盐酸B．Al2O3、氨水、稀盐酸C．Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸D．AlCl3溶液、氨水、稀盐酸答案C解析可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。4．下列叙述正确的是()A．依据铝热反应原理，能发生反应2Al＋3MgOeq\o(=,\s\up7(高温))3Mg＋Al2O3B．存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理C．镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量NaOH溶液D．氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)答案D解析铝热反应的原理：Al与活动性比其差的金属氧化物发生置换反应，Mg的活动性强于铝，故Al与MgO不能反应，故A错误；明矾净水的原理是水解产物Al(OH)3胶体吸附水中的悬浮物，不能沉淀水中的重金属离子，故B错误；镁铝合金可溶于过量盐酸，但Mg不与NaOH反应，故不能完全溶于NaOH溶液，故C错误；Al(OH)3不溶于氨水，只溶于强碱，故D正确。5．(2019·九江质检)下列说法正确的是()A．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气B．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子C．工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应D．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅烧))MgOeq\o(→,\s\up7(电解))Mg答案B解析电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到单质钠，A错误；电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应，C错误；工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO，D错误。6．(2020·石家庄二中模拟)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中，常见的铜矿有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列说法不正确的是()A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C．工业上常采用电解法制取粗铜D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S答案C解析CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。7．(2019·安徽江淮十校第二次联考)实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热，产生红色沉淀答案C解析硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价，生成Cu2S，A项错误；铜与过量浓硫酸反应后稀释，应将反应后的溶液缓慢加入水中，并不断搅拌，B项错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C项正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，才会产生红色沉淀，D项错误。8．已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、604℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是()A．海水eq\o(→,\s\up7(NaOH))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(电解))MgB．海水eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(电解))MgC．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(灼烧))MgOeq\o(→,\s\up7(电解))MgD．海水eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(HCl))MgCl2溶液→MgCl2(熔融)eq\o(→,\s\up7(电解))Mg答案D解析工业上提取镁除从理论上可行外还要考虑设备、原料、成本等问题。A项中使用NaOH成本高，且Mg(OH)2是一种不溶性碱，加热熔融时会发生分解，因此不可行；B项中海水中加HCl得不到MgCl2；C项中电解MgO时，由于MgO的熔点很高，耗能大，经济效益差。9．(2020·渭南模拟)CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是()A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2∶3B．利用途径③制备16g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1molC．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③D．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想答案D解析Cu与混酸反应，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2，故A错误；途径③制备16g硫酸铜，这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2mol，故B错误；三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，则①＝②<③，故C错误；途径②无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，故D正确。10．下列是部分矿物资源铝土矿(主要含有氧化铝、氧化铁)和黄铜矿(主要成分CuFeS2)的利用及产品生产流程，有关说法不正确的是()A．除杂过程中铝元素的存在形式的变化可以如下：Al2O3→AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3→Al2O3B．Al和Cu(精)均在电解槽的阴极获得C．粗铜炼制过程中反应2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))Cu2S＋2FeS＋SO2，每转移1.2mol电子，则有0.2mol硫被氧化D．若电解法分别制铝和铜的过程中转移电子数相等，理论上获得的铝和铜的物质的量之比为3∶2答案D解析制铝过程中Al～3e－，制铜过程中Cu～2e－，当转移电子数相等时，铝和铜的物质的量之比为2∶3。11．(2019·洛阳第一次统考)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示：下列判断不合理的是()A．Al、Ga均处于第ⅢA族B．Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C．Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D．酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3答案D解析镓(Ga)与铝同主族，均处于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3<Ga(OH)3，D项错误。12．(2019·潍坊期末)工业上，常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te，含少量的Ag、Au)回收碲，其工艺流程如下(已知TeO2微溶于水，易与浓强碱、浓强酸反应)：下列叙述错误的是()A．合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用B．操作1、2、3均为过滤C．可由滤渣2提取金属Ag、AuD．上述流程中用浓硝酸代替浓盐酸可提高碲的回收率答案D解析铜阳极泥主要成分为Cu2Te，含少量的Ag、Au，在稀硫酸中溶解，并通入氧气，得到TeO2、Au、Ag、硫酸铜溶液；然后过滤，滤液1含有硫酸铜等，滤渣1含有TeO2、Au、Ag，加入浓盐酸过滤，滤渣2含有Au、Ag，TeO2和加入的浓盐酸反应得到四氯化碲溶液，通入SO2气体，可将溶液中的Te4＋还原为Te，同时得到硫酸。阳极泥中的Cu2Te可用于制备硫酸铜、Te等，则合理处理阳极泥有利于保护环境和资源再利用，A项正确；由以上分析可知，操作1、2、3用于分离固体和液体，均为过滤，B项正确；可由滤渣2提取金属Ag、Au，C项正确；浓硝酸可氧化Ag，使制备的碲中混有杂质，则不能用浓硝酸，D项错误。13．(2020·枣庄重点高中联考)《我在故宫修文物》这部纪录片里关于古代青铜器的修复引起某研究小组的兴趣。“修旧如旧”是文物保护的主旨。(1)查阅高中教材得知铜锈为Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿，可溶于酸。铜绿在一定程度上可以提升青铜器的艺术价值。推测参与形成铜绿的物质有Cu和________。(2)继续查阅中国知网，了解到铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：Cu2(OH)3Cl属于___________(填“无害”或“有害”)锈，请解释原因：____________。(3)文献显示有害锈的形成过程中会产生CuCl(白色不溶于水的固体)，请结合下图回答：①过程Ⅰ的正极反应物是__________。②过程Ⅰ负极的电极反应式是____________________________________________________。(4)青铜器的修复有以下三种方法：Ⅰ.柠檬酸浸法：将腐蚀文物直接放在2%～3%柠檬酸溶液中浸泡除锈。Ⅱ.碳酸钠法：将腐蚀文物置于含Na2CO3的缓冲溶液中浸泡，使CuCl转化为难溶的Cu2(OH)2CO3。Ⅲ.BTA保护法：如图所示：①写出碳酸钠法的离子方程式：____________________________________________________。②三种方法中，BTA保护法应用最为普遍，分析其可能的优点有________(填字母)。a．替换出锈层中的Cl－，能够高效除去有害锈b．形成高聚物透明膜，改变了铜锈的成分，不能做到“修旧如旧”c．和酸浸法相比，不破坏无害锈，可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”答案(1)O2、H2O、CO2(2)有害碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可以进入空隙内将内部的铜进一步腐蚀(合理即可)(3)①O2、H2O②Cu－e－＋Cl－=CuCl(4)①4CuCl＋O2＋2H2O＋2COeq\o\al(2－,3)=2Cu2(OH)2CO3＋4Cl－②ac14．氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品(样品中的杂质不与氢氧化钠溶液反应)中AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlN＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑方案1取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。(1)上图装置C中球形干燥管的作用是_____________________________________________。(2)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先________，再加入实验药品。接下来的实验操作是____________，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定装置C反应前后的质量变化。通入氮气的目的是__________________________________________________________________________________________________。(3)若去掉装置B，则导致测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。由于上述装置还存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见：_______________________________。方案2按以下步骤测定样品中AlN的纯度：(4)步骤②生成沉淀的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)步骤③的操作是_________