（廣西專用）2014屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)題庫 3-4 用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物（含解析）

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1、第四講 用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物 一、選擇題 1．2011年日本地震，導(dǎo)致福島第一核電站引發(fā)的核危機。核反應(yīng)堆的第一 層護(hù)罩是鋯錫合金外殼，第二層護(hù)罩是壓力倉，第三層護(hù)罩用最堅固的鋼 和混凝土制成的非常厚的球體。下列敘述錯誤的 (　　) A．鋯錫合金、鋼、混凝土都屬于混合物 B．鋼的硬度和熔沸點都高于純鐵 C．鋯錫合金和鋼屬于金屬材料，混凝土屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料 D．在高溫下，鋼和水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 解析　鋼是鐵碳合金，其硬度大于純鐵，但熔點低于純鐵。 答案　B 2．自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，

2、遇到難溶的ZnS或PbS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是 (　　) A．CuS的溶解度大于PbS的溶解度 B．原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒有還原性 C．CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2＋＋S2－===CuS↓ D．整個過程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng) 解析　CuSO4與PbS反應(yīng)可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A錯誤；硫化 物中硫的化合價為－2，均具有還原性，B錯誤；ZnS難溶于水，不能寫成離子形式，C 錯誤；銅的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成 更難溶的CuS，D正確。

3、答案　D 3．下列敘述正確的是 (　　) A．將CO2通入BaCl2溶液中至飽和，無沉淀產(chǎn)生；再通入SO2，產(chǎn)生沉淀 B．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶解；再加入Cu(NO3)2固體，銅粉仍不溶解 C．向AlCl3溶液中滴加氨水，產(chǎn)生白色沉淀；再加入過量NaHSO4溶液，沉淀消失 D．純鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率較慢；再加入少量CuSO4固體，速率不改變 解析　A項，BaCO3、BaSO3都與H＋反應(yīng)，不可能存在于強酸性環(huán)境中；B項，加Cu(NO3)2 固體后會發(fā)生：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O的離子反應(yīng)，銅粉會溶解；C項

4、， 發(fā)生的反應(yīng)依次為Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；D 項，Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的少量Cu附著在Zn粒上，形成Cu-Zn原電池，會加速 產(chǎn)生H2的速率。 答案　C 4．氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在40 ℃～50 ℃時反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是 (　　) A．這里的另一種“反應(yīng)物”具有還原性 B．CuH可作氧化劑、還原劑 C．CuH＋Cl2―→Cu

5、Cl＋HCl(燃燒) D．CuH＋HCl―→CuCl＋H2↑(常溫) 解析　C項中Cl2具有強氧化性，產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。 答案　C 5．以氮化硅(Si3N4)和氧化鋁(Al2O3)為原料，采用常壓燒結(jié)或熱壓工藝制備賽倫(Sialan)。賽 倫的化學(xué)通式為Si6－xAlxOxN8－x，以耐高溫、高強度、超硬度、耐磨損、抗腐蝕等性能為 主要特征，因此，在冶金、機械、光學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。它屬于 (　　) A．金屬材料 B．有機高分子材料 C．新型無機非金屬材料 D．無機高分子材料 解析　賽倫是Si

6、、Al、O、N形成的化合物，不屬于金屬材料，A項錯；由賽倫的化學(xué)式 可知，其分子中氮原子數(shù)不超過8，故B、D項均錯。 答案　C 6．已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下： 加入 試劑 稀硫酸 濃硫酸、加熱 稀硝酸 濃硝酸 實驗 現(xiàn)象 有紅色固體剩余和溶液變?yōu)樗{(lán)色 產(chǎn)生無色氣體 產(chǎn)生無色氣體和溶液變?yōu)樗{(lán)色 產(chǎn)生紅棕色氣體和溶液變?yōu)榫G色 由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)物是

7、 (　　) A．Cu B．Cu2O C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析　此題是通過實驗現(xiàn)象推測反應(yīng)的本質(zhì)。H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和 Cu2O中的一種或兩種，加入稀H2SO4溶液變藍(lán)色和得到紅色固體，證明原固體中一定 含有Cu2O而Cu不能證明其有無。 答案　D 7．鈦和鈦的合金被譽為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蝕等，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能，下列用途不切合實際的是 (　

8、　) A．用來做保險絲 B．用于制造航天飛機 C．用來制造人造骨 D．用于家庭裝修，做鈦合金裝飾門 解析　由于鈦和鈦的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天領(lǐng)域，B正確；由于鈦和 鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”，可與人體的組織相容，不引起排異反應(yīng)， 因此可以用來制造人造骨，C正確；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于 家庭裝修，做鈦合金裝飾門，D正確；只有A錯誤，由于其熔點高，不適合做保險絲。 答案　A 8．某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為y mol，其中Cu的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，將其全部投入50 mL b mol·L－1的硝酸溶液中，加熱使其充分

9、反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)。下列說法正確的是 (　　) A．若金屬有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬又開始溶解 B．若金屬全部溶解，則溶液中一定含有Fe3＋ C．若金屬全部溶解，且產(chǎn)生336 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則b＝0.3 D．當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe3＋、Cu2＋時，則a與b的關(guān)系為：b<80y 解析　A項中鐵銅合金與硝酸反應(yīng)除生成NO外，還要生成相應(yīng)的硝酸鐵、硝酸銅等鹽， 即溶液中存在NO，當(dāng)在其中加入H2SO4時，H＋和NO可繼續(xù)氧化剩余的金屬，A正 確；B項中，因Fe3＋也可以氧化Cu而被還原為Fe2＋，因此當(dāng)金屬全部溶解時也可能只 有

10、Fe2＋、Cu2＋，B錯；C項中，因沒有告訴溶液中所含的鐵離子是Fe2＋、Fe3＋，還是兩 者都有，故無法計算b；D項中，根據(jù)題設(shè)條件，n(Cu)＝ay，n(Fe)＝(1－a) y，所以當(dāng)溶 液中只有Cu2＋和Fe3＋時它們對應(yīng)的n(NO)＝2ay＋3(1－a)y＝(3－a)y，因此根據(jù)硝酸中 的N守恒，硝酸的濃度b至少應(yīng)等于＝80y，故D錯。 答案　A 二、非選擇題 9．0.80 g CuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。 請回答下列問題： (1)試確定200 ℃時固體物質(zhì)的化學(xué)式__________

11、_____________________________ _________________________________________________________ (要求寫出推斷過程)； (2)取270 ℃所得樣品，于570 ℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該 反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng) 濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為________，其存在的最高溫度是________； (3)上述氧化性氣體與水反應(yīng)生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時發(fā)生反 應(yīng)的化學(xué)方程式為

12、__________________________________________________________； (4)在0.10 mol·L－1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢瑁袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀 生成，當(dāng)溶液的pH＝8時，c(Cu2＋)＝________mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。若在 0.1 mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時溶液中的 H＋濃度是________mol·L－1。 解析　該題考查銅及其化合物的性質(zhì)及其相關(guān)化學(xué)方程式的書寫。 (1)由圖像可知：200 ℃時，0.80 g

13、CuSO4·5H2O分解后剩余固體為0.57 g，可分析出結(jié) 晶水未完全失去。由CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O可求出n等于4。 (2)由圖像可看出270 ℃時固體質(zhì)量為0.51 g，經(jīng)過計算分析該固體為CuSO4，當(dāng)加熱 到102 ℃時CuSO4·5H2O質(zhì)量減少，說明該溫度時晶體已開始分解，其存在的最高 溫度是102 ℃。 (4)由pH＝8知c(OH－)＝ mol·L－1＝10－6 mol·L－1，再根據(jù)Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20 ＝c(Cu2＋)·c2(OH－)可求出c(Cu2＋)；H2S＋CuSO4===CuS↓＋H2SO4，由題

14、給數(shù)據(jù)可求出 c(H＋)＝0.2 mol·L－1。 答案　(1)CuSO4·5H2OCuSO4·(5－n)H2O＋nH2O 　　　　250　　　　　　　　　　　　　　　18n 　　　　0.80 g　　　　0.80 g－0.57　g＝0.23 g n＝4 200 ℃時該固體物質(zhì)的化學(xué)式為CuSO4·H2O (2)CuSO4CuO＋SO3↑ CuSO4·5H2O 　102 ℃ (3)2H2SO4(濃)＋CuCuSO4＋SO2↑＋2H2O (4)2.2×10－8　 0.2 10．物質(zhì)A～G有下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出)。其中A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反

15、應(yīng)可得到B和C。單質(zhì)C可與E的濃溶液發(fā)生反應(yīng)，G為紅色沉淀。 請回答下列問題： (1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：B________、E________、G________； (2)利用電解可提純C物質(zhì)，在該電解反應(yīng)中陽極物質(zhì)是________，陰極物質(zhì)是________， 電解質(zhì)溶液是________； (3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式是___________________________________________________。 解析　(1)由G為紅色沉淀及F轉(zhuǎn)化為G的條件可知，G為Cu2O，則C為Cu，E為濃 硫酸或者硝酸，結(jié)合題中所給的信息可知，礦物A應(yīng)為Cu2S，則B為

16、SO2，D為SO3， E為濃硫酸而不是硝酸，F(xiàn)為CuSO4。 (2)用電解法提純金屬銅的方法是將粗銅作為電解池的陽極，精銅作為電解池的陰極，一 般用CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液。 (3)反應(yīng)②的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。 答案　(1)SO2　H2SO4　Cu2O (2)粗銅　精銅　CuSO4溶液 (3)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 11．銅合金是人類使用最早的金屬材料，銅在化合物中的常見化合價為＋1、＋2。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍(lán)色?，F(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入1 L 0.6 mol·

17、L－1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2 240 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。請回答下列問題： (1)寫出Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式_______________________________________。 (2)若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為________。 (3)若混合物中含0.1 mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，至少消耗H2SO4的物質(zhì)的 為________。 解析　(1)Cu2O被稀HNO3氧化為Cu2＋，NO被還原為NO，同時生成H2O，其反應(yīng)的離 子方程式為：3Cu2O＋14H＋＋2NO===6Cu2＋＋2NO↑

18、＋7H2O。 (2)Cu、Cu2O、CuO與0.6 mol HNO3恰好完全反應(yīng)時生成Cu(NO3)2、NO和H2O，根據(jù) N原子守恒可知： n[Cu(NO3)2]＝＝0.25 mol，混合物中所含的Cu元素共有0.25 mol，用 H2還原Cu、Cu2O、CuO混合物后應(yīng)得到0.25 mol Cu，其質(zhì)量為16 g。 (3)根據(jù)3Cu～2NO,3Cu2O～2NO，n(Cu)＝0.1 mol，n(NO)＝0.1 mol，可得混合物中Cu2O 為0.05 mol，故CuO為0.05 mol?；旌衔镏?，0.1 mol Cu不與稀H2SO4反應(yīng)，0.05 mol Cu2O、0.05

19、 mol CuO與稀H2SO4反應(yīng)，根據(jù)Cu2O、CuO與H2SO4反應(yīng)結(jié)合H＋生成H2O， 可得n(H2SO4)＝0.05 mol＋0.05 mol＝0.1 mol。 答案　(1)3Cu2O＋14H＋＋2NO===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O　(2)16 g　(3)0.1 mol 12．由短周期元素組成的化合物X是某抗酸藥的有效成分。甲同學(xué)欲探究X的組成。 查閱資料：①由短周期元素組成的抗酸藥的有效成分有碳酸氫鈉、碳酸鎂、氫氧化鋁、 硅酸鎂鋁、磷酸鋁、堿式碳酸鎂鋁。 ②Al3＋在pH＝5.0時沉淀完全； Mg2＋在pH＝8.8時開始沉淀，在pH＝11.4時沉淀完全。實驗過程：

20、 Ⅰ.向化合物X粉末中加入過量鹽酸，產(chǎn)生氣體A，得到無色溶液。 Ⅱ.用鉑絲蘸取少量I中所得的溶液，在火焰上灼燒，無黃色火焰。 Ⅲ.向Ⅰ中所得的溶液中滴加氨水，調(diào)節(jié)pH至5～6，產(chǎn)生白色沉淀B，過濾。 Ⅳ.向沉淀B中加過量NaOH溶液，沉淀全部溶解。 Ⅴ.向Ⅲ中得到的濾液中滴加NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH至12，得到白色沉淀C。 (1)Ⅰ中氣體A可使澄清石灰水變渾濁，A的化學(xué)式是_____________________________ __________________________________________________________________________。

21、 (2)由Ⅰ、Ⅱ判斷X一定不含有的元素是磷、_____________________________________ __________________________________________________________________________。 (3)Ⅲ中生成B的離子方程式是______________________________________________ __________________________________________________________________________。 (4)Ⅳ中B溶解的離子方程式是_____

22、__________________________________________ __________________________________________________________________________。 (5)沉淀C的化學(xué)式是________。 (6)若上述n(A)∶n(B)∶n(C)＝1∶1∶3，則X的化學(xué)式是________。 解析　實驗過程分析：由Ⅰ知，X中的陰離子有CO或HCO，無SiO，因SiO＋ 2H＋===H2SiO3↓，而題述是得到無色溶液；由Ⅱ知無Na＋，即X不是NaHCO3；由Ⅲ知， X中一定有鋁元素，但不能確定是否有鎂元素；由Ⅳ進(jìn)一步明確鋁元素的存在；由Ⅴ知 X中有鎂元素，X是化合物，由此推知X是堿式碳酸鎂鋁。 (6)n(CO2)∶n[Al(OH)3]∶n[Mg(OH)2]＝1∶1∶3，根據(jù)電荷守恒可知X的組成為 Mg3Al(OH)7CO3。 答案　(1)CO2　(2)鈉、硅 (3)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH (4)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (5) Mg(OH)2 (6)Mg3Al(OH)7CO