高考化学一轮复习考点规范练10 金属材料

考点规范练皿金属材料

一、选择题

1.（2021河北卷）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘

景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生车柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是

将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说

法错误的是（）。

A.钢是以铁为主的含碳合金

B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高

D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3

2.如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确

的是（）0

白色沉淀

物质b

~

蓝色溶液1尸物质Tai稀-白-酸1物产质cT浅绿色溶液

物质d

红色溶液

选项物质a物质b物质c物质d

酚酿

ACU2(OH)2cO3Ba(OH)Fe(OH)

23溶液

紫色石

BCuONaAlOiFe2O3

蕊溶液

酚酰

CCU2OBaCh氏2。3和Cu

溶液

紫色石

DCU(OH)Ba(NO)Fe(OH)2

232蕊溶液

3.（2020山东卷改编）以菱镁矿［主要成分为MgCCh,含少量SiO2>FezCh和AhOs）

为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：

已知浸出时产生的废渣中有SiCh、Fe（OH）3和A1（OH）3。下列说法错误的是

（）。

A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl——MgCL+2NH3廿H2O

B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行

C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4CI

D.分离Mg?+与Al3\Fe3+是利用了它们氢氧化物Kp的不同

4.明矶［KA1（SO4）2"2H2O］是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制

备明帆的过程如下图所示。

①HQ?

②调％

pH=3.7端码鼠翳要

下列叙述错误的是（）o

A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用

B.从易拉罐中可回收的金属元素有Al、Fe

C.“沉淀”的主要成分是Fe（OH）3

D.上述流程中可用NaHS04代替NaHCOs

5.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+—CM++CU,由于反应温度不同，用氢气还原

氧化铜时，可能产生Cu或CsO,两者都是红色固体。一位同学对某次用氢气还原

氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：

加入试剂稀硫酸浓硫酸加热稀硝酸浓硝酸

红色固体和无色气体和红棕色气体

实验现象无色气体

蓝色溶液蓝色溶液和绿色溶液

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是（）。

A.Cu

B.CU2O

C.一定有Cu,可能有Cu2O

D.一定有C112O,可能有Cu

6.某固体混合物可能由Al、（NHQ2SO4、MgCL、FeCh>AIQ3中的两种或多种

组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据己

换算成标准状况下的体积）：

-5.60L球石器体积建鲤3.36L

过量浓气体不变②气体

叵画”一黯簧无明野化

无色稀盐—白色稀盐―无色

溶液④沉淀-盍*溶液

关于该固体混合物，下列说法正确的是（）0

A.一定含有A1,其质量为4.5g

B.一定不含FeCb,可能含有MgCb和AIC13

C.一定含有MgCL和FeCh

D.一定含有（NHO2SO4和MgCL,且物质的量相等

7.（2021安徽合肥高三检测）实验室利用CUC52H2O热分解制备CuCl（在空气中

易被氧化）并对分解产物的性质进行探究的装置（夹持仪器略）如图所示。下列有

关叙述不正确的是（）。

干燥此产…玲。无水CUSO,

NaOH

溶液

A.干燥的HC1的作用是防止生成的CuCl被氧化，可用干燥的刈代替

B.干燥管中无水CuSO4的作用是检验生成物水蒸气

C.湿润蓝色石蕊试纸先变红后褪色，可用品红溶液代替

D.NaOH溶液的作用是吸收尾气，但该装置容易导致倒吸

8.用无机矿物资源生产部分材料，获得产品的流程示意图如下：

一铝土矿一除杂一AI20J她A1

O「Cu2s■j^Cu触一*Cu（精）

—黄铜矿高

扁84LFCO+SO2+废渣

一石英看才Si（粗）今*SiCLT*Si

一石灰石吗萨*玻璃

noisn

下列有关说法不正确的是（）0

A.生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应

B.粗铜电解精炼时，粗铜作阳极

C.黄铜矿冶炼铜时,SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料

D.用粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分储的方法

9.将13.6gCu和Cu2O组成的混合物加入250mL一定浓度的稀硝酸中，固体完

全溶解生成Cu（NCh）2和NOo向所得溶液中加入1.（）L0.5mol-L-1的NaOH溶液,

生成沉淀的质量为19.6g,此时溶液呈中性，且金属离子沉淀完全。下列说法正确

的是（）。

A.原固体混合物中,Cu和CU2O的物质的量之比为1：1

1

B.原稀硝酸中C（HNO3）=1.3molL-

C.产生的NO的体积为2.24L

D.固体完全溶解后剩余HNO3的物质的量为0.1mol

二、非选择题

10.碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿

（CsS,含有SiO2和少量Fe2O3等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示:

MnO2H,SO4ANH4HCOJNHJ«»-।

麝T浸取沉铭I赶获卜CU2（OH）2cG

滤清IFe（OHhMnCOj滤液H

MnSO4H2。

已知:①有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示。

金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+

开始沉淀的pH7.52.25.68.3

完全沉淀的pH9.03.26.79.8

②[CU(NH3)4]SO4在常温下比较稳定,在热水中会分解生成NH3。

③Ksp[Fe(OH)3]=4.0xl(y38。

回答下列问题。

(1)为增大“浸取”速率，除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有

(任写一种)。

(2)“滤渣I”经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则“滤渣I”中的主要成分是—

(填化学式)。回收淡黄色副产品过程中温度控制在50〜60℃,不宜过高或过低的

原因是o

(3)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO,调节pH的范围为，若加A

后将溶液的pH调为5,则溶液中Fe3+的浓度为mol-L1。

(4)写出“沉钵”(除MM+)过程中反应的离子方程式:

(5)“赶氨”时,最适宜的操作方法是

(6)测定副产品MnSO^HzO样品的纯度:准确称取样品14.00&加蒸储水配成100

mL溶液，取出25.00mL用已知浓度的标准BaCL溶液滴定，完全反应后得到了

4.66g沉淀，则此样品的纯度为(保留到小数点后两位)。

11.(2020全国HI)某油脂厂废克的油脂加氢银催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其

氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的银制备硫酸银

晶体(NiSO4・7H2O):

湍“稀硫酸H2O2NaOH

溶液溶液

隹化刑I-J-1------11--J-1

滤液①滤渣②滤渣③

硫酸银_控制pH

晶体浓缩结晶

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金属离子Ni2+Af+Fe3+Fe2+

开始沉淀时aO.OlmolL")的pH7.23.72.27.5

沉淀完全时(cF.OxlOloi.L/)的pH8.74.73.29.0

回答下列问题。

(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是°

为回收金属用稀硫酸将"滤液①''调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程

式O

(2)“滤液②”中含有的金属离子是o

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是o若工艺流程改为先“调pH”后

NaOH溶液％02溶液

速液②J77!一JTI漉液@

-----.倜pH|耳转化I——*

“转化”，即滤!③，“滤液③”中可能含有的杂质离子

为o

(4)利用上述表格数据，计算Ni9H”的/二(列

出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为LOmoLL-i,贝『调pH”应控制的

pH范围是o

(5)硫酸银在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作银镉电池正极材料的

NiOOHo写出该反应的离子方程式_。

(6)将分离出硫酸银晶体后的母液收集、循环使用,其意义

是O

答案；

1.C解析:钢和生铁均属于铁碳合金，钢中的含碳量低、生铁中的含碳量高，铁合

金的硬度和脆性随含碳量增大而增大,A、B项均正确。合金的熔点通常比各组

分的熔点低,C项错误。赤铁矿的主要成分为氧化铁,D项正确。

2.D解析:稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(S05溶液呈黄色，稀硫酸不能使无

色酚酰溶液变色,A、C项错误。稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SCU)3溶液呈棕

黄色,B项错误。稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色稀硫酸与

Ba(NCh)2反应得到的BaSCh是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶

液呈浅绿色，稀硫酸使紫色石蕊溶液变红,D项正确。

3.B解析:本题是高中化学学习中非常熟悉的情境,以有关工艺流程为载体考查

物质的制备。从流程可知，燃烧MgCCh可生成MgO,加入NH40溶液，由于

NH4cl水解使溶液显酸性，因此会发生反应MgO+2NH4cl——

MgCl2+2NH3T+H2O,A项正确。在沉铁过程中加入氨水，由于NH3H2O易分解，因

此该过程不能在较高温度下进行,B项错误。从整个流程中看出，沉镁后的滤液中

含有NW则可循环利用的物质是NH4cl和N%,C项正确。Mg2\Al3\Fe3+

的分离是利用了它们氢氧化物的Kp不同,D项正确。

4.D解析:铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀,

若用NaHSO4代替NaHCO%无法得到A1(OH)3,D项符合题意。

5.D解析:根据题中信息，由向红色固体中加入稀硫酸得到红色固体和蓝色溶液

可推出原红色固体里一定有CU2O；溶液中的红色固体铜，可能是原来固体中含有

铜，也可能是由CU2O与硫酸反应生成的。

6.D解析响固体混合物中加入过量浓NaOH溶液，加热得到气体,将气体通过碱

石灰，体积不变，通过浓硫酸，体积减小，可知固体混合物中存在A1和(NH4)2SO4,产

生的5.60L气体为NH3(2.24L)和H2(3.36L),结合标准状况下3.36LH2为0.15mol

及关系式2Al~3H2可知，与NaOH溶液反应的A1为O.lmol,其质量为2.7g,由加入

过量浓NaOH溶液得到白色沉淀，且久置无明显变化，可知混合物中一定含有

MgCL,一定不含FeCL,B、C项错误。标准状况下5.60L气体为0.25mol,其中含

有氨气O.lmol,则固体混合物中含有

(NH^zSOqO.OSmoLMMgCbT^I^^O.OSmol,由Al、(NH4)2SO4.MgCb三者的

质量之和为14.05g,可知该固体混合物由Al、(NH4)2SO4>MgCL组成,A项错

误,D项正确。

7.A解析:干燥的HC1不仅可防止CuCl被氧化，还可抑制CUC12-2H2O在脱水过

程中发生水解，故不能用干燥的N2代替,A项错误。白色的无水CuSO4固体遇水

蒸气变为蓝色的CuSOQPhO,因此干燥管中无水CuS04的作用是检验生成物水

蒸气,B项正确。湿润的蓝色石蕊试纸的作用是检验生成的Cb,可用品红溶液代

替,C项正确。NaOH溶液的作用是吸收HC1和反应生成的Cb,防止污染空

气,HC1极易溶于NaOH溶液，氯气能与NaOH溶液反应，玻璃管直接插入NaOH

溶液中容易导致倒吸,D项正确。

8.A解析:这是一道综合性的化工生产流程题，涉及电解法制铝、黄铜矿炼铜、

石英制硅等。AI2O3—*Ak黄铜矿(CuFeSz)-Cu、石英(SiOz)—Si都涉及了氧

化还原反应。石灰石、纯碱、石英制玻璃主要发生的反应为CaCO3+SiO2型

CaSiO3+CO2f,Na2cCh+SQUNazSiCh+CChT，此过程未发生氧化还原反应,A项

不正确。

9.D解析:Cu(OH)2的质量为19.6g,其物质的量为0.2mol,设Cu和CU2。的物质

的量分别为xmol、ymol,则x+2y=0.2,64x+144y=13.6,解得x=0.1,)=0.05,则Cu和

CU2O的物质的量之比为2：1,A项错误。根据得失电子守恒，反应中转移电子的

总物质的量为0.3mol,故生成NO的物质的量为O.lmol,但未注明温度和压强，故

气体体积无法确定,C项错误。加入NaOH的物质的量为0.5mol,生成

0.2molCu(OH)2时消耗0.4molNaOH,故有O.lmolNaOH中和硝酸，所以固体完全溶

解后剩余HNCh的物质的量为01mol,D项正确。由氮原子守恒可

知,〃(HNO3)=0.6mol,c(HNO3)=2.4molL।,B项错误。

10.答案：(1)搅拌;适当增加硫酸浓度;适当加热等(答案合理即可)

(2)SiO2>S、MnO2温度过低，硫的溶解速率小，温度过高,CS2易挥发

⑶3.2~5.6(或3.2WpH<5.6)4.0x10”

2+

(4)Mn+HCO3+NH3-MnCO3+NHj

(5)将溶液加热

(6)96.57%

解析:辉铜矿主要成分为CU2S,含少量Fe2O3,SiC)2等杂质，加入稀硫酸和二氧化

镒浸取,Cu2s在酸性条件下被二氧化镒氧化,SiCh难溶于稀硫酸，滤渣I经CS2提

取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣I中含有S,过滤得到的滤渣中含有

MM、SiCh、单质S,滤液中含有Fe3+、Mn2\加入A,调节溶液的pH使铁

离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁;加入碳酸氢铁溶液沉淀镒,过滤得到碳酸镒阳硫

酸溶解，生成硫酸镒晶体，滤液赶出氨，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜,据此分

析解答。

(1)为增大“浸取''速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以适当增加硫酸的浓度，充分搅拌，

加热等。

(2)“滤渣I”的主要成分是MnCh、SiCh、单质S;回收淡黄色副产品——S的过程

中温度控制在50〜60℃,不宜过高或过低，原因是温度过低，硫的溶解速率小，温度

过高,CS2易挥发。

(3)加入的试剂A用于调节溶液pH,促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要

制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，根据有关金属离子形成氢氧化物

沉淀的pH范围，溶液pH应该介于3.2〜5.6(或3.2〈pH<5.6),若加A后将溶液的

pH调为5,则cCOH>lxlO9molL-1,K$p[Fe(OH)3]=4.0xlO-38,则溶液中铁离子浓度

为4.ox*molL"=4.0x10"molL"。

(10-9)3

(4)“沉铺”(除Mn")过程中，加入碳酸氢锭和氨，生成碳酸镐沉淀，反应的离子方程

2+

式为Mn+HCO3+NH3—MnCChJ+NH：。

(5)氨易挥发,“赶氢”时,最适宜的操作方法是将溶液加热。

(6)测定MnSCkrHzO样品的纯度:准确称取样品14.00g,加蒸用水配成l()()mL溶液,

取出25.00mL用已知浓度的标准BaCL溶液滴定，完全反应后得到了4.66g沉

淀,〃(BaS04)=0.02mol,〃(MnS04H20)=〃(BaS04)=0.02mol,贝U此洋品中MnSO4H2O

物质的量为0.08mol,则样品中MnSO4-H2O的纯度

=0.08molxl69gmol-^J00%=96.57%o

14.00g

+

11.答案:⑴除去油脂、溶解铝及其氧化物A10i+H4-H20—A1(OH)31

(2)Ni2\Fe2\Fe3+

(3)02或空气Fe3+

(4)0.01x(l07214)2[或10-5x(1。87/4)2]32-6.2

2+

(5)2Ni+C10+40H--2NiOOH|+Cr+H2O

(6)提高馍回收率

解析:本题考查了以废弃的含镁催化剂为原料,通过一定的工艺流程制取硫酸镁晶

体的过程。

(1)废锲催化剂中能与NaOH溶液反应的有油脂、铝及其氧化物。滤液①中的溶

质为NaAlCh、高级脂肪酸钠和甘油，当向该滤液中滴加稀硫酸时,其中的NaAKh

可与稀硫酸反应得到A1(OH)3沉淀。

(2)滤饼①的成分为N