(完整word版)用途广泛的金属材料测试题及答案

用途广泛的金属材料
一、单项选择题(本大题共6小题，每小题4分，共24分)
1．合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

分析下表数据，不能形成合金的是()
A.Cu和Al
C．Fe和Cu D．Al和Na
【解析】B项，Fe熔化时Na已汽化，不能熔合。

【答案】 B
2．下列说法正确的是() A．铁和钢材的主要化学成分相同，性质也相同
B．硬铝(Al—Cu—Mg—Mn—Si合金)可用于制造耐高温门窗
C．黄铜矿(CuFeS2)可冶炼出Cu、Fe，同时可制取硫酸
D．铁矿石是一种可再生资源，没有必要进行开采限制
【解析】A项，铁是纯净物，钢材是铁和其他单质如碳等组成的合金，在硬度、熔点等物理性质上存在很大差异；B项，硬铝是几种金属单质按一定比例熔合的混合物，合金的熔点比组成合金的金属单质的熔点低，不耐高温，不能用于制造耐高温门窗；C项，黄铜矿(CuFeS2)含有Cu、Fe、S元素，故可冶炼出Cu、Fe，同时可制取H2SO4；D项，矿石开采一点就少一点，是不可再生资源，应按计划开采。

【答案】 C
3．(2013届济南市高三定时练习)下列说法正确的是() A．过氧化钠、烧碱、纯碱分别属于碱性氧化物、碱、盐
B．Cu、Al、Na可以分别用热还原法、热分解法和电解冶炼
C ．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入KNO 3固体，铜粉可以溶解
D ．除去FeCl 2溶液中少量的FeCl 3，可加入Cu
【解析】 A 项，Na 2O 2不是碱性氧化物；B 项，Na 、Al 均用电解冶炼法；D 项，引入新杂质Cu 2＋。

【答案】 C
4．(2013届揭阳市高三质检)我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO 3)和赤铜矿(Cu 2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，即可炼出闪烁着金子般光泽的“药金”，则下列说法中不正确的是
( )
A ．“药金”实质上是铜锌合金
B ．冶炼炉中炉甘石直接被碳还原为锌
C ．用王水或硝酸均可区别黄金和“药金”
D ．用火焰灼烧法可以区别黄金和“药金”
【解析】 反应涉及到：ZnCO 3=====△ZnO ＋CO 2↑，2ZnO ＋C=====△
2Zn ＋CO 2↑，2Cu 2O ＋C=====△
4Cu ＋CO 2↑。

【答案】 B
5．(2013届山东潍坊高三模拟)硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：①将铜溶于硝酸中 ②先将铜与O 2反应生成CuO ，再溶于硝酸中 ③将铜溶于N 2O 4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。

下列认识或判断错误的是
( ) A ．方法③是最经济和环保的
B ．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好
C ．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染
D ．方法③中N 2O 4既是氧化剂又是还原剂
【解析】 方法③产生污染气体NO 。

【答案】 A
6．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：①FeCl 2；②Fe 2O 3；③Zn ；④KNO 3；⑤HCl ；⑥H 2O 2；铜粉可溶解的是 ( )
A．①②⑤B．②④⑥
C．②③⑤D．①④⑥
【解析】②Fe2O3溶于酸生成Fe3＋，Fe3＋与Cu反应；④KNO3溶于酸中形成HNO3，HNO3与Cu反应；⑥H2O2在酸溶液中氧化Cu。

【答案】 B
二、双项选择题(本大题共2小题，每小题6分，共12分)
7．在Fe2(SO4)3溶液中，加入a g Cu，完全溶解后，又加入b g Fe，充分反应后得到c g残余固体，且a>c。

则下列判断不正确的是() A．最后溶液中可能含有Fe3＋
B．残余固体可能是Fe、Cu的混合物
C．最后溶液中一定含Fe2＋
D．残余固体一定是Cu
【解析】发生的反应有Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，a＞c，说明铜没有完全被置换出来，则铁已经完全反应，残余固体一定是铜，溶液中不可能有Fe3＋，否则生成的铜会与之反应。

B选项错误。

【答案】AB
8．(2013届广州高三模拟)已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。

将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是() A．如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2O B．溶液中最终不可能有紫红色固体出现
C．这种实验的结果无法说明CuO分解的程度
D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解【解析】若误认为Cu不与热的稀硝酸反应会造成错选D。

如果样品部分生成了Cu2O，也会有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明CuO分解的程度，A项错误、C项正确；由于Cu能够与热的稀硝酸反应，所以无论CuO是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现，B项正确、
D 项错误。

【答案】 BC
三、非选择题(本大题共4小题，共64分)
9．(16分)铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，例如Cu 呈紫红色，Cu 2O 呈红色，CuO 呈黑色，CuSO 4·5H 2O 呈蓝色等。

研究性学习小组甲为检测实验室用H 2还原CuO 所得红色固体中是否含有Cu 2O 进行了认真的探究。

Ⅰ.查阅资料：①高温灼烧CuO 生成Cu 2O ；②Cu 2O 在酸性条件下能发生下列反应：Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O 。

Ⅱ.设计实验方案：
方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。

方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。

方案3：称得干燥坩埚的质量为a g ，取红色试样置于坩埚中称得总质量为b g ，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为c g 。

(1)请你评价方案1和方案2。

如果你认为该方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。

方案1：_____________________________________。

方案2：_______________________。

(2)方案3中，若确认红色粉末中含有Cu 2O ，则a 、b 、c 应符合的数学关系为________ ，该实验方案最少应进行________ 次称量。

【解析】 (1)方案1不合理，因为稀硝酸具有强氧化性，能将Cu 氧化成Cu 2＋，使溶液呈现蓝色，无法验证，方案2若无Cu 2O ，则固体不溶解，溶液不变蓝色，若有Cu 2O 则会反应生成Cu 2＋和Cu ，使溶液变蓝色。

(2)若红色物质都是铜，则存在反应：
2Cu ＋O 2=====△2CuO,4CuO=====高温
2Cu 2O ＋O 2↑
得到关系：2Cu ～2CuO ～Cu 2O
128 144
b －a
c －a
解得c＝(9b－a)/8，而红色物质中存在Cu2O，则c＜(9b－a)/8，称量时，要保证高温灼烧后质量不发生变化，则高温灼烧后要称量两次，若质量不变，则反应完全。

【答案】(1)不合理，因为铜和氧化亚铜均可与稀硝酸反应形成蓝色溶液合理，因为氧化亚铜与稀硫酸反应生成Cu和Cu2＋，导致溶液呈蓝色
(2)c＜(9b－a)/8 4
10．(16分)(2013届惠州质检)某校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的硫酸铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O)，其实验方案如下：
请回答下列问题：
(1)过滤用的玻璃仪器有________。

(2)写出由沉淀Ⅱ转化为硫酸铝溶液的离子方程式__________；滤液C转化成沉淀Ⅱ时，硫酸的用量不易控制，可改用___________。

(3)小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因____________，
要想由沉淀Ⅰ最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进________。

(4)兴趣小组提出以下两种方案将滤渣B转化成胆矾晶体，你认为哪种方案更合适________。

①用浓硫酸与Cu在加热条件下反应生成硫酸铜
②在空气中加热铜生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜。

小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体，则该反应的总化学方程式为__________________________________________。

(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的硫酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为改进后的方案相对于原方案________(填“更合理”或“不合理”)，理由是________________________________。

【解析】(2)滤液C中加入硫酸可以生成Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3能和过量的硫酸反应，因此硫酸的用量不易控制，此时可改用向滤液C中通入过量CO2
气体的方法，因为CO2也可以与滤液中的NaAlO2反应生成Al(OH)3，但Al(OH)3不能和CO2发生反应；(3)绿矾中之所以有杂质只能是Fe2＋转化成Fe3＋，而将Fe3＋转化成Fe2＋且不引入其他杂质可加入足量的铁粉将Fe3＋还原成Fe2＋；(5)首先用NaOH溶液溶解合金，则得到绿矾时不用再消耗NaOH，只需要铁与稀硫酸反应，制取Al2(SO4)3也比原方案少一步与H2SO4的反应。

【答案】(1)烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O向滤液C中通入足量的二氧化碳气体
(3)反应过程中部分Fe2＋转化成了Fe3＋向滤液D中加入足量铁粉，反应完全后过滤，取滤液蒸发结晶即可得到纯度较高的绿矾
(4)②Cu＋H2O2＋H2SO4＋3H2O===CuSO4·5H2O或Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
(5)更合理原方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大
11．(16分)(2013届湛江高三模拟)已知某混合金属粉末中，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。

请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。

仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；
1 mol·L－1硫酸、
2 mol·L－1硝酸、2 mol·L－1NaOH溶液、20%KSCN溶液。

完成以下实验探究过程：
(1)提出假设
假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；
假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；
假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。

(2)设计实验方案
基于假设3，设计出实验方案(不需在答题卡上作答)
(3)实验过程
根据(2)的实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。

【解析】考查学生对元素化合物性质的掌握。

考查学生对物质进行检验的实验技能和对实验室常用仪器的主要用途和使用方法的了解；考查学生设计实验方案的能力和对常见物质进行分离、提纯和检验的能力，考查学生运用相关知识进行分析综合的方法，以及运用正确的化学术语与文字等表达分析解决问题的过程，并做出合理解释的能力。

【答案】(1)Cu Fe(答案顺序可交换)
(3)
3
镀有铜的绝缘板生产印刷电路。

(1)用离子方程式表示其化学原理：___________________________。

某实验小组的同学对该厂生产印刷电路后所得的废液进行了分析：取50.00
mL 废液，向其中加入0.64 g 金属铜，金属铜全部溶解；又取50.00 mL 废液，向其中加入足量的AgNO 3溶液，析出沉淀43.05 g 。

请回答以下问题：
(2)该厂生产后废液中所含金属阳离子有________；
(3)该厂原来使用的FeCl 3溶液的物质的量浓度为______(设反应前后溶液的体积无变化)；
(4)若向500.00 mL 废液中加入足量的稀硝酸，在标准状况下生成NO 气体
4.48 L ，则原废液中各金属阳离子的物质的量浓度之比为____________(离子与比值一一对应)。

【解析】 (2)该废液能继续溶解Cu 单质，说明肯定还有Fe 3＋，故废液中含有三种金属阳离子：Fe 3＋，Fe 2＋，Cu 2＋。

(3)依题意50.00 mL 溶液中n (Cl －)＝n (AgCl)＝
43.05 g 143.5 g/mol ＝0.30 mol ，根据FeCl 3的化学式可知，原FeCl 3溶液中n (FeCl 3)＝n (Cl －)3＝0.10 mol ，c (FeCl 3)＝0.1 mol/0.05 L ＝2.00 mol/L 。

(4)由题意知，含有Cl －的物质的量为10×0.30 mol ＝3.00 mol ，铁元素的物质的量为10×0.10 mol
＝1.00 mol ，加入HNO 3发生的反应为4H ＋＋NO －3＋3Fe
2＋===3Fe 3＋＋NO ↑＋2H 2O ，所以含有Fe 2＋的物质的量为0.60 mol ，含有Fe 3＋的物质的量为1.00 mol －0.60 mol ＝0.40 mol ，根据电荷守恒：n (Cl －)＋n (OH －)＝n (H ＋)＋2n (Cu 2＋)＋2n (Fe 2＋)＋3n (Fe 3＋)[n (OH －)和n (H ＋)可忽略]，解得n (Cu 2＋)＝0.30 mol ，所以c (Fe 3＋)∶c (Fe 2＋)∶c (Cu 2＋)＝4∶6∶3。

【答案】 (1)2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
(2)Fe 3＋、Fe 2＋、Cu 2＋
(3)2.00 mol·L －1
(4)c (Fe 3＋)∶c (Fe 2＋)∶c (Cu 2＋)＝4∶6∶3。