高考化学一轮复习 第三章 第四讲 用途广泛

回夺市安然阳光实验学校【优化方案】高考化学一轮复习第三章第四讲用途广泛的金属材料及开
发利用金属矿物课后达标检测
一、选择题
1．合金比纯金属制成的金属材料的优点是 ( )
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤ B．②③④
C．①②④D．①②④⑤
解析：选A。

合金能导电，但导电性不一定强。

2．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。

根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 ( )
A．用来做保险丝
B．用来制造航天飞机
C．用于制造人造骨
D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
解析：选A。

由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；A 错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。

3．(2015·山东青岛高三教学质量检测)所谓合金，就是不同种金属(也包括一些金属和非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物。

根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是( )
A.Cu和Al B．Fe和Cu
C．Fe和Na D．Al和Na
解析：选C。

分析数据得出，铁的熔点(1 535 ℃)高于Na的沸点(883 ℃)，无法制得合金。

4．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是( )
A．炭还原法
B．铝热还原法
C．直接加热法
D．盐的水溶液与活泼金属置换法
解析：选B。

冶炼活泼性比Al差且熔点高的金属，通常利用铝热反应进行冶炼。

5．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：
(1)Fe ――→H 2SO 4
H 2――→CuO Cu
(2)CuO ――→H 2SO 4
CuSO 4――→Fe Cu
若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是( )
A ．消耗氧化铜的质量不同
B ．消耗铁的质量相同
C ．消耗硫酸的质量相同
D ．生成硫酸亚铁的质量不同
解析：选D 。

途径(1)中用H 2还原CuO 时，实验前先通H 2排出装置中的空气，实验结束时要继续通H 2至试管冷却，故利用途径(1)制取1 mol Cu ，消耗的H 2大于1 mol ，即Fe 和H 2SO 4的消耗量：(1)>(2)，生成FeSO 4的质量：(1)>(2)，但两途径中消耗CuO 的质量相等。

6．(2015·宁夏银川高三质检)利用黄铜矿冶炼铜的主要原理为8CuFeS 2＋21O 2=====高温8Cu ＋4FeO ＋2Fe 2O 3＋16SO 2
，下列有关判断合理的是 ( ) A ．避免污染，排放的尾气用98.3%的浓硫酸吸收 B ．CuFeS 2中铁显＋2价，该反应中只有Cu 被还原
C ．检验炉渣中含＋2价铁的试剂是盐酸、KSCN 溶液和氯水
D ．冶炼铜的废料可以冶炼铁和制硫酸
解析：选D 。

浓硫酸不能吸收SO 2，A 项错误。

该反应中铜、氧元素化合价
降低，被还原，B 项错误。

在＋3价铁存在下检验＋2价铁，应用酸性高锰酸钾溶液，C 项错误。

炉渣中含有氧化铁和氧化亚铁，可以冶炼铁；二氧化硫可以用作制硫酸的原料，D 项正确。

7．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选； ②焙烧：2PbS ＋3O 2=====高温2PbO ＋2SO 2；
③制粗铅：PbO ＋C=====高温Pb ＋CO↑； PbO ＋CO=====高温Pb ＋CO 2。

下列说法正确的是( )
A ．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B ．方铅矿焙烧反应中，PbS 是还原剂，还原产物只有PbO
C ．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb 共转移2 mol 电子
D ．将1 mol PbS 完全冶炼成Pb 理论上至少需要6 g 碳
解析：选D 。

富集方铅矿的过程属于物理变化，A 错；B 项中还原产物除PbO 外还有SO 2；整个冶炼过程中，制取1 mol Pb 共转移8 mol 电子，C 错。

8．已知酸性条件下有如下反应：2Cu ＋
===Cu 2＋
＋Cu 。

由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu 或Cu 2O ，两者都是红色固体。

一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：
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Cu2O，可能有Cu
解析：选D。

H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4变蓝和得到红色固体，证明原固体中含Cu2O，而不能证明有无Cu。

9．(2015·山西阳泉高三模拟)部分氧化的Fe­Cu合金样品(氧化产物为
Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：
下列说法正确的是( )
A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋
B．样品中Fe元素的质量为2.24 g
C．样品中CuO的质量为4.0 g
D．V＝896 mL
解析：选B。

根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A
项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe 元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 mL，D错误。

二、非选择题
10．硫酸铜、硝酸铁都是重要的化工原料。

以下是某工厂用含铁的废铜为原料生产胆矾(CuSO4·5H2O)的生产流程示意图：
胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g)见下表。

请回答下列问题：
(1)红褐色滤渣的主要成分是________。

(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式：
____________________________________________________________________ ____
________________________________________________________________ ________。

(3)操作Ⅰ的温度应该控制在________左右。

(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作Ⅱ应为将热溶液________、
________、洗涤、干燥。

解析：(2)由信息写出反应物(Cu、HNO3、H2SO4)及生成物(CuSO4)，分析可知Cu被氧化，化合价升高，所以N的化合价降低，稀硝酸生成NO，加上水配平此方程式即可。

(3)因为石膏的溶解度随着温度的升高而降低，而胆矾随温度的升高而升高，所以温度越高得到的胆矾越纯净，所以温度达到水的沸点最好。

答案：(1)Fe(OH)3
(2)3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O (3)100 ℃(4)冷却结晶过滤
11．金属材料是使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革。

请回答下列问题：
(1)下面表格中的数据(铁和铜的某些物理数据)摘自某化学手册。

由表可推知，人类最早使用的金属材料是________，请写出判断的理由：____________________________________________________________________ ____。

(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。

请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式：①Cu＋O2＋H2O＋CO2===
Cu2(OH)2CO3
②Fe＋O2＋H2O===Fe2O3·n H2O
(3)镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是________法，工业生产中，镁的冶炼采用的反应物是________，铝的冶炼采用的反应物是________。

解析：(1)由于铜的熔点低于铁的熔点，限于当时人类的冶炼条件，熔点低的铜先被人类利用。

(2)采用氧化还原反应的配平方法可以配平两个化学方程式。

(3)活泼金属可采用电解法冶炼，冶炼不同的金属时，采用的原料的类别可能不同，但都是在熔融状态下进行的。

答案：(1)铜铜的熔点低于铁的熔点
(2)①2 1 1 1 1 ②4 3 2n2
(3)电解熔融氯化镁(或MgCl2) 熔融氧化铝(或Al2O3)
12．日常生活中使用的铝合金中的铝来自于电解氧化铝。

工业上电解氧化铝要求其纯度不得低于98.2%，而天然铝土矿的氧化铝含量为50%
～70%，杂质主要为SiO2、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等。

工业生产铝锭的工艺流程示意图如下：一些氢氧化物沉淀的pH如下表：
请回答下列问题：
(1)实验室进行步骤④的操作名称为________。

(2)固体A的化学式为________，物质C为________。

(3)步骤④调节pH的范围为____________。

(4)步骤⑥反应的化学方程式为
____________________________________________________________________ ____
________________________________________________________________ ________。

解析：本题以工业生产铝锭的工艺流程为背景，考查内容包括pH的选择、过滤操作、常见金属元素及其化合物的主要性质等。

SiO2是酸性氧化物不与盐酸反应，进行过滤操作(步骤②)，得到的固体A是SiO2；加入NaOH溶液，调节pH使Fe3＋沉淀，步骤④是过滤得到氢氧化铝沉淀。

步骤④为使Al3＋完全沉淀，而Mg2＋不能产生沉淀，需调节溶液的pH在5.2～10.4之间。

答案：(1)过滤
(2)SiO2NaOH溶液(其他合理答案也可)
(3)5.2<pH<10.4
(4)2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2
↑
13．粉末状试样A 是由等物质的量的MgO 和Fe 2O 3组成的混合物。

进行如下实验：
①取适量A 进行铝热反应，产物中有单质B 生成；
②另取20 g A 全部溶于0.15 L 6.0 mol·L －1
盐酸中，得溶液C ； ③将①中得到的单质B 和溶液C 反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D ，还残留有固体物质B ；
④用KSCN 溶液检验时，溶液D 不变色。

请填空：
(1)①中引发铝热反应的实验操作是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
产物中的单质B 是________。

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)③中所发生的各反应的离子方程式是
____________________________________________________________________
____
________________________________________________________________________。

(4)若溶液D 的体积仍视为0.15 L ，则该溶液中c (Mg 2＋
)为________，c (Fe
2
＋
)为________。

解析：此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试
题的容量，增强了试题的测试能力。

(1)铝热反应是指单质Al 和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。

在混合物上加少量KClO 3固体并插上Mg 条，点燃Mg 条后放出热量，使KClO 3固体分解放出O 2，进一步加剧Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。

发生的反应为Fe 2O 3＋2Al=====高温Al 2O 3
＋2Fe ，所以产物中单质B 为Fe 。

(2)Fe 2O 3和MgO 都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水。

Fe 2O 3＋6HCl===2FeCl 3＋3H 2O ；MgO ＋2HCl===MgCl 2＋H 2O 。

(3)混合物中只有Fe 2O 3能和Al 发生铝热反应，生成Fe 单质。

C 溶液中有反应生成的FeCl 3，还有未反应的HCl 。

发生的离子反应为Fe ＋2H ＋
===Fe 2＋
＋H 2↑；Fe ＋2Fe 3＋
===3Fe 2＋。

(4)假设步骤②用去的20 g 固体中，MgO 的物质的量为x ，则Fe 2O 3的物质的量也为x ，则40 g·mol －1
·x ＋160 g·mol －1
·x ＝20 g ，解得：x ＝0.1 mol 。

根据MgO ～MgCl 2的关系，则溶液中MgCl 2的浓度为0.1 mol÷0.15 L＝0.67 mol·L －1。

步骤④说明溶液中没有Fe 3＋
，也就是溶质为FeCl 2和MgCl 2。

根据Cl －
不变的关系，可知MgCl 2和FeCl 2的总的物质的量等于0.15 L ×6.0 mol ·L
－1
2
＝0.45
mol ，所以FeCl 2的浓度为0.45 mol －0.1 mol 0.15 L
＝2.3 mol·L －1。

答案：(1)加少量KClO 3，插上镁条并将其点燃 Fe (2)Fe 2O 3＋6HCl===2FeCl 3＋3H 2O ； MgO ＋2HCl===MgCl 2＋H 2O
(3)Fe ＋2H ＋
===Fe 2＋
＋H 2↑；Fe ＋2Fe 3＋
===3Fe 2＋
(4)0.67 mol·L －1
2.3 mol·L
－1。