第10讲-金属材料及金属矿物的开发利用(精练)-2022年一轮复习讲练测(解析版)

第三章金属及其化合物第10讲金属材料及金属矿物的开发利用（精练）完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2021·山东青岛市·高三二模）三星堆两次考古挖掘举世震惊，二号祭祀坑出土商代的铜人铜像填补了我国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白。下列有关说法错误的是A．铜像表面的铜绿[]能在空气中稳定存在B．测定出土文物年代的是碳的一种同素异形体C．X射线衍射法可对青铜器微观晶体结构进行分析D．青铜器的出土表明我国商代已经掌握冶炼铜技术【答案】B【解析】A．铜像表面的铜绿[]不会与空气反应，能在空气中稳定存在，A正确；B．同素异形体是同种元素构成的不同的单质，测定出土文物年代的是一种核素，不是单质，所以不是碳的一种同素异形体，B错误；C．X射线衍射法研究晶体结构、形貌和各种缺陷的重要手段，可对青铜器微观晶体结构进行分析，C正确；D．商代青铜器都是利用化学变化制备出铜为原料，说明我国商代已经掌握冶炼铜技术，D正确；答案选B。2．（2021·河北高三二模）后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的铜制礼器，享有“镇国之宝”的美誉。下列相关说法错误的是A．后母戊鼎由铜合金制成B．后母戊鼎的熔点高于纯铜C．碱式碳酸铜可用于干法炼铜D．废弃铜制品属于可回收垃圾【答案】B【解析】A．后母戊鼎由青铜制成，青铜是铜锡合金，A正确；B．合金的特点是熔点较组成合金的单一金属更低，硬度更大，所以后母戊鼎的熔点低于纯铜，B错误；C．碱式碳酸铜可以发生反应：，氧化铜可用于干法炼铜：，所以碱式碳酸铜可用于干法炼铜，C正确；D．废弃铜制品可回收利用，属于可回收垃圾，D正确；答案选B3．（2021·黑龙江齐齐哈尔市·高三二模）根据古代文献记载的化学知识，下列相关结论或应用错误的是选项文献记载结论或应用A唐代金陵子称石胆(主要成分为CuSO4·5H2O)“浅碧色,烧之变白色者为真”古人鉴别石胆真伪B《天工开物》记载:造瓦“凡坯既成，千燥之后,则堆积窖中燃薪举火”,“浇水转釉(主要为青色),与造砖同法”造瓦时浇水转釉后,铁元素主要以氧化铁形式存在C《抱朴子内篇》记载:“曾青涂铁,铁赤色如铜”描述了湿法冶铜的原理D南北朝时期陶弘景说:“水银,能消化金、银使成泥,人以镀物是也”汞、金、银形成的合金可用于器物上镀金、银.A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．硫酸铜晶体(主要成分为CuSO4·5H2O)为蓝色，受热分解后失去结晶水，变为白色硫酸铜粉末，据此现象可以鉴别石胆真伪，故A正确；B．氧化铁为红色，造瓦时浇水转釉后，铁元素主要以氧化亚铁形式存在，颜色主要为青色，故B错误；C．曾青为硫酸铜溶液，把铁插入到硫酸铜溶液后，铁能置换出铜，附着在铁的表面，出现铁赤色如铜现象，方程式为：CuSO4+Fe=Cu+FeSO4，故C正确；D．水银，能消化金、银使成泥，说明汞容易与大部分普通金属形成合金，包括金和银，故D正确；故选B。4．（2020·山西吕梁市·高三一模）根据如下框图分析，下列说法正确的是

A．的氧化性比的氧化性强B．在反应③中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀C．反应⑤的离子方程式可表示为D．在反应①中只能用浓硫酸，既表现酸性，又表现了氧化性【答案】B【解析】根据红色金属和蓝色溶液可知金属M为Cu，根据红褐色固体和加入KSCN后溶液为红色可知金属E为Fe。A．Fe的金属性大于Cu的金属性，所以Fe2+氧化性小于Cu2+，A错误；B．由流程可知X为FeSO4，反应③发生的反应为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O，若不加稀硫酸，可能发生：6Fe2++3H2O2=2Fe(OH)3↓+4Fe3+，故可能看到红褐色沉淀，B正确；C．Y中含有Fe3+，反应⑤发生的反应的离子方程式为：Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，NH3·H2O为弱碱，不能拆成离子形式，C错误；D．Cu转化为CuSO4，可以加浓硫酸，方程式为：Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O，也可以与稀硫酸和H2O2一起反应得到CuSO4，方程式为：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，D错误；答案选B。5．（2020·四川攀枝花市·高三二模）化学与工业生产密切相关。下列说法中正确的是A．工业上常用电解熔融MgO制镁单质B．工业上常用金属钠与水反应制NaOHC．工业上炼铁的原料是铁矿石和氢气D．工业上制备粗硅的原料是石英砂和焦炭【答案】D【解析】A．电解熔融氯化镁制得镁单质，化学方程式为：，而不是氧化镁，故A错误；B．工业上常用石灰乳与纯碱反应Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH，制备NaOH，而不是钠与水反应，故B错误；C．炼铁的原料铁矿石、焦炭、石灰石，起还原剂作用的是碳和氢气反应生成的CO，故C错误；D．二氧化硅与焦炭反应生成粗硅和一氧化碳，反应方程式为：，所以工业上制备粗硅的主要原料有石英砂和焦炭，故D正确；故选：D。6．（2021·浙江温州市·高三二模）下列说法不正确的是A．工业制取碘时，向干海带浸泡液中加强碱，目的是除去有机物杂质B．氮气与氢气在高温高压下合成氨，是重要的人工固氮方式C．炼铁高炉中得到的是含碳2%~4.5%的铁水，其中炉渣沉降在铁水的底部以除去D．氯碱工业中的电解槽常用到阳离子交换膜，以避免副反应的发生【答案】C【解析】A．大多数有机物可溶于强碱，所以可以用强碱浸泡除去有机物杂质，A正确；B．将氮元素的单质转化为氮元素的化合物的方法叫做氮的固定，工业上通常用氢气和氮气在催化剂、高温、高压下合成氨气，从而实现人工固氮，B正确；C．炉渣的密度比铁水小，在铁水的上部，铁水在下方排出，C错误；D．氯碱工业中阳极产生氯气，为避免氯气与氢氧根反应，常用阳离子交换膜阻止阴极生成的氢氧根移动到阳极，同时可以使钠离子移动到阴极，D正确；综上所述答案为C。7．（2020·江西南昌市·南昌二中高三月考）铝是应用广泛的金属，以铝土矿（主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质）为原料制备氧化铝的一种工艺流程如图。下列有关说法不正确的是（）A．滤渣中X为Fe2O3B．“反应”步骤中加入NaHCO3溶液后，溶液的pH增大C．滤液中溶质的主要成分为Na2CO3D．NaAlO2溶液呈碱性的原因：AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-【答案】B【解析】由工艺流程分析，向铝土矿中加入氢氧化钠溶液，Fe2O3不溶解，SiO2转化为硅铝酸钠，Al2O3溶解发生反应Al2O3+2NaOH===NaAlO2+H2O，过滤后得到含硅铝酸钠、Fe2O3的滤渣和NaAlO2的溶液，再向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液，生成Al(OH)3沉淀，过滤，将滤渣进行灼烧得到Al2O3。A．根据上述分析可知，过滤后得到含硅铝酸钠、Fe2O3的滤渣，故滤渣中X为Fe2O3，A选项正确；B．向NaAlO2溶液中加入NaHCO3溶液，发生反应NaAlO2+NaHCO3+H2O===Na2CO3+Al(OH)3↓，溶液碱性减弱，pH减小，B选项错误；C．由B选项分析可知，滤液中溶质的主要成分为Na2CO3，C选项正确；D．因为AlO2-为弱酸酸根，在水溶液中会发生水解反应AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-，因此NaAlO2溶液呈碱性，D选项正确；答案选B。8．（2010·云南曲靖市·高三一模）2009年10月1日晚,为庆祝新中国成立60周年全国各地燃放的焰火在寂静的夜空绽放出绚丽多姿的画面，这是利用了一些金属元素在燃烧时产生不同的颜色的原理，如含有钙、钾、铜元素的化合物能产生砖红色、紫色、绿色的火焰。结合我们学过的知识，下列关于钙、钾、铜的冶炼方法正确是A．电解法热分解法热还原法 B．电解法电解法热还原法C．热还原法热分解法电解法 D．电解法电解法热分解法【答案】B【解析】金属钙是活泼金属，采用电解法来冶炼CaCl2Ca+Cl2↑，金属钾是活泼金属，采用电解法来冶炼2KCl2K+Cl2↑，铜处于金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来，如CO+CuOCu+CO2，故答案为B。9．（2021·四川省成都市龙泉第二中学高三月考）研究铜和铁与浓硫酸的反应，实验如下：①②铜丝表面无明显现象铁丝表面迅速变黑，之后无明显现象铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色下列说法正确的是A．常温下不能用铁制容器盛放浓硫酸，可用铜制容器盛放浓硫酸B．②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量相等C．依据②，可推断出铜和铁与浓硫酸反应可生成SO2D．①②中现象的差异仅是由于温度改变了化学反应速率【答案】C【解析】A．常温下铁遇冷浓硫酸发生钝化，则可以用铁制容器盛放浓硫酸，故A错误；B．随着反应的进行浓硫酸的浓度逐渐降低，Cu与稀硫酸不反应，而Fe能与稀硫酸反应生成氢气，则②中铜丝或铁丝均有剩余时，产生气体的物质的量不可能相等，故B错误；C．②中在加热条件下，铜丝或铁丝逐渐溶解，产生大量气体，品红溶液褪色，说明反应中生成SO2，故C正确；D．温度升高可加快化学反应速率，同时浓硫酸的氧化性随温度升高而升高，故D错误；故答案为C。10．（2020·陕西西安市·长安一中高三月考）CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是（）A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3:2B．相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想C．1molCuSO4在1100℃所得混合气体X中O2可能为0.75molD．Y可以是葡萄糖【答案】C【解析】A、根据反应式3Cu＋8H＋＋2NO3－=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，硫酸与硝酸的物质的量之比是3︰2，选项A正确；B、途径①③中均生成大气污染物，而②没有，所以选项B正确；C、1mol硫酸铜可以生成0.5mol氧化亚铜，转移1mol电子，所以生成0.25mol氧气，选项C不正确；D、醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化，生成氧化亚铜，葡萄糖含有醛基，D正确；所以正确的答案选C。11．（2020·河南信阳市·高三一模）Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2晶体均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．目前工业上冶炼Cu、Fe、Al时均采用热还原法【答案】C【解析】A.铝对应的氧化物Al2O3是两性氧化物，故A错误；B.Fe还可以形成复杂的氢氧化物，Cu可以形成碱式碳酸铜等，故B错误；C.因为AlCl3、FeCl3、CuCl2的溶液加热时都水解生成沉淀和HCl气体，HCl挥发了，所以得到的是各自的沉淀物，因此制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法，故C正确；D.冶炼Al用电解法，Fe、Cu用热还原的方法，故D错误；故选：C。12．（2020·陕西西安市·长安一中高三月考）将质量为32g的铜与150mL的一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解，产生标准状况下11.2L的NO和NO2的混合气体，将生成的混合气体与一定体积的氧气一起通入足量NaOH溶液中，气体恰好被吸收生成NaNO3。下列说法不正确的是A．标准状况下，通入的O2体积为5.6LB．向反应后的溶液加NaOH，使铜沉淀完全，需要NaOH的物质的量至少为1.0molC．标准状况下，混合气体构成是5.6L的NO和5.6L的NO2D．硝酸的物质的量浓度为10.0mol·L−1【答案】D【解析】32g的铜的物质的量为0.5mol；11.2L的NO和NO2的物质的量为0.5mol，设混合气体中NO的物质的量为x，NO2的物质的量为y，则x+y=0.5，反应过程中铜全部被氧化成Cu2+，根据电子守恒有3x+y=0.5×2，和前式联立可得x=0.25mol，y=0.25mol；设氧气的物质的量为z，NO和NO2全部转化为NaNO3，则根据电子守恒有0.5×2=4z，解得z=0.25mol；根据元素守恒可知生成的n(NaNO3)=0.5mol。A．根据分析可知通入的O2为0.25mol，标况下体积为0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故A正确；B．当硝酸无剩余时消耗的NaOH最少，此时NaOH只与Cu2+反应生成Cu(OH)2沉淀，根据元素守恒可知此时n(NaOH)=2n(Cu2+)=0.5mol×2=1mol，故B正确；C．根据分析可知，混合气体中有0.25molNO和0.25molNO2，即标准状况下的5.6L的NO和5.6L的NO2，故C正确；D．由于不知道和铜反应后硝酸是否有剩余，所以无法计算硝酸的浓度，故D错误；故答案为D。二、主观题（共3小题，共40分）13.（12分）铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：①实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_____________________。②电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式__________________。配制的FeCl3溶液应保持___(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是_____________________。③溶液中Cu2＋的浓度可采用碘量法测得：A．2Cu2＋＋5I－=2CuI↓＋Ieq\o\al(－,3)；B．Ieq\o\al(－,3)＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋3I－反应A中的氧化剂为________。现取20.00mL含Cu2＋的溶液，加入足量的KI充分反应后，用0.1000mol·L－1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00mL，此溶液中Cu2＋的浓度为_________mol·L－1。【答案】（每空2分）①Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O②Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋酸性抑制Fe3＋水解生成Fe(OH)3③Cu2＋0.125【解析】①实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，反应中Cu被氧化为CuSO4，则发生反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O。②电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，即Fe3＋将Cu氧化为Cu2＋，自身被还原为Fe2＋，所以该过程中发生的反应为Cu＋2Fe3＋=Cu2＋＋2Fe2＋，FeCl3溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，因此配制的FeCl3溶液应保持溶液酸性，抑制Fe3＋水解。③根据反应A.2Cu2＋＋5I－=2CuI↓＋Ieq\o\al(－,3)，Cu的化合价由＋2价降低到＋1价，可知氧化剂为Cu2＋。取20.00mL含Cu2＋的溶液，加入足量KI充分反应后，用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00mL，发生反应：Ieq\o\al(－,3)＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=S4Oeq\o\al(2－,6)＋3I－，则消耗n(Ieq\o\al(－,3))＝eq\f(1,2)×0.1000mol·L－1×25.00×10－3L＝1.25×10－3mol，根据碘元素守恒和化学计量关系，则20.00mL溶液中c(Cu2＋)＝eq\f(2×1.25×10－3,20.00×10－3)mol·L－1＝0.125mol·L－1。14.(2020·青海西宁质检)（12分）工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：请回答下列问题：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_____________吸收。a．浓H2SO4 b．稀HNO3c．NaOH溶液 d．氨水(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为______________________________________。(3)用稀硫酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在______(填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是________________________________________________。(注明试剂、现象)。

(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属(5)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为___________________________________。【解析】(1)气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依据图示，泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(3)熔渣B中含有铁元素的化合物,加入稀硫酸溶解,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在Fe3+,检验Fe2+时,可加入酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去,说明含有Fe2+。(4)电解精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2＋向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，d对。(5)根据总反应，O2发生还原反应，因此正极电极反应式为O2＋4H＋＋4e－=2H2O。【答案】（每空2分）(1)cd(2)3Cu2O＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋6Cu(3)Fe3+取少量待测液置于试管中,加入酸性高锰酸钾溶液,紫色褪去,则含有Fe2+(4)bd(5)4H＋＋O2＋4e－=2H2O15．（16分）孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2）。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾，并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下：（提供试剂：NaOH溶液、H2O2溶液、CuO、Na2CO3）完成下列填空：（1）孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为________。（2）按试剂加入顺序，w所代表的试剂依次为__________。沉淀B的成分为_______。（3）a操作依次为：加热蒸发、_______、过滤、洗涤、__________。除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是_________。（4）欲检验溶液A中Fe2+的试剂是___________（选填序号）。如果测定Fe2+的含量，需要用容量瓶配制某标准溶液，请简述配制中“定容”的操作：_____。aNaOH（aq）bNa2CO3（aq）c淀粉KI（aq）d酸性KMnO4（aq）（5）在测定所得胆矾（CuSO4·xH2O）中结晶水x值的实验过程中，若测定结果的实验误差为1.5%，可能的原因是_______________。a加热温度过高

b胆矾晶体的颗粒较大c加热后放在空气中冷却

d加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出（6）该小组一位同学根据实验结果求出样品中孔雀石的质量分数为：，另一位同学不同意，其原因是___________。【答案】（除标注外，每空2分）（1）Cu2(OH)2CO3+4H+→2Cu2++3H2O+CO2↑（2）H2O2溶液、CuOFe(OH)3、CuO（3）冷却结晶(1分)自然干燥(1分)引流(1分)（4）d(1分)加水到离刻度线2～3cm处改用胶头滴管滴加蒸馏水，直到凹液面的最低线与刻度线相平（5）a、d（6）在除杂过程中加入了CuO，会使结果偏大【解析】m1g孔雀石的主要成分为Cu2（OH）2CO3（含少量FeO、Fe2O3、SiO2），加入稀硫酸过滤得到滤渣二氧化硅和溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁，加入W为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氧化铜调节溶液的pH沉淀铁离子，过滤得到沉淀B为氢氧化铁和过量的氧化铜，溶液B为硫酸铜溶液，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到硫酸铜晶体m2g，受热失去结晶水得到硫酸铜固体m3g。（1）碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳，反应的离子方程式为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，故答案为：Cu2（OH）2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑；（2）按试剂加入顺序，w所代表的试剂依次为加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子，不引入其他杂志离子，加入氧化铜调节溶液pH使铁离子全部沉淀，过滤得到沉淀B为Fe（OH）3、CuO，故答案为：H2O2溶液、CuO；Fe（OH）3、CuO；（3）从溶液B中获得硫酸铜晶体，直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水，应该采用的操作方法为：加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥，除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器为玻璃棒，该仪器在此操作中的主要作用是引流，故答案为