2020版高考大一轮精讲：第4章 6 第3节 金属材料 复合材料

[课后达标检测]一、选择题1．(教材改编题)下列说法中正确的是( )A．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D．铜是导电性、导热性最好的有色金属解析：选C。

铜是人类使用最早的金属材料，A错；铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料，B错；银的导电性比铜好，D错。

2．合金与纯金属制成的金属材料相比，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．②③④B．①②③⑤C．①②④D．①②④⑤答案：B3．下列有关金属的工业制法中正确的是 ( )A．制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C．通电条件下，电解熔融AlCl3制备单质AlD．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜解析：选B。

A中不能用TiCl4溶液，要用熔融状态的TiCl4；C中熔融AlCl3不导电，应电解熔融Al2O3制取单质Al；D中电解法精炼铜的原料是粗铜。

4．不同的金属在冶炼方法上也有所不同。

下列说法正确的是( )A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳解析：选D。

A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，Al及其合金被广泛使用是因为Al及其合金有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。

5．下列反应中，反应后固体物质增重的是( )A．将氢气通过灼热的CuO粉末B ．将二氧化碳通过Na 2O 2粉末C ．铝与Fe 2O 3发生铝热反应D ．将锌粒投入Cu(NO 3)2溶液中解析：选B 。

氢气与灼热的CuO 反应生成Cu 和水，反应前固体为CuO ，反应后固体为Cu ，二者物质的量相同，固体质量减小，A 项错误；二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，反应前固体为过氧化钠，反应后固体为碳酸钠，二者物质的量相同，固体质量增加，B 项正确；Al 与Fe 2O 3反应生成Al 2O 3和Fe ，反应前后固体质量不变，C 项错误；等物质的量的Zn 与Cu(NO 3)2反应生成Zn(NO 3)2和Cu ，反应前固体为Zn ，反应后固体为Cu ，固体质量减小，D 项错误。

6．下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是( )A ．粗铜电解精炼时，粗铜做阳极B ．生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C ．黄铜矿冶炼铜时，副产物SO 2可用于生产硫酸，FeO 可用作冶炼铁的原料D ．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析：选B 。

电解精炼铜时，粗铜做阳极，自身可以溶解，故A 正确；制备单质时涉及化合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO 2＋Na 2CO 3=====高温Na 2SiO 3＋CO 2↑和SiO 2＋CaCO 3=====高温CaSiO 3＋CO 2↑，元素化合价未发生变化，均不属于氧化还原反应，故B 错误；SO 2可以转化成SO 3，进而生成H 2SO 4，FeO 与CO 在高温下可生成Fe ，故C 正确；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl 4从杂质中提取出来，再与H 2发生置换反应得到高纯硅，故D 正确。

7．(2019·安徽江淮十校第二次联考)实验探究Cu 及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )A ．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB ．向Cu 与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO 4溶液的颜色C ．向CuSO 4溶液中加入适量的NaOH ，过滤、洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD ．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热，产生砖红色沉淀 解析：选C 。

硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价生成Cu 2S ，A 项错误；铜与过量的浓硫酸反应后稀释，应将反应后的溶液缓慢加入水中，并不断搅拌，B 项错误；CuSO 4与NaOH 溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO ，C 项正确；淀粉水解后应先加NaOH 溶液至溶液呈碱性，然后加入新制Cu(OH)2悬浊液并加热，才会产生砖红色沉淀，D 项错误。

8．已知CuO 经高温灼烧生成Cu 2O ，Cu 2O 与H ＋发生反应：Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O 。

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Cu 2OB ．溶液中最终可能有紫红色固体出现C ．该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：选C 。

解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解CuO 、Cu 2O 和单质Cu ，因而该实验结果无法说明CuO 分解的程度。

9．(2019·安徽五校联考)某物质W 由Cu 、Al 2O 3、SiO 2、Fe 2O 3中的一种或几种物质组成。

进行如下实验：下列有关说法不正确的是( )A ．由步骤Ⅰ可知W 中一定存在Fe 2O 3和CuB ．由步骤Ⅱ可知4.7 g W 中SiO 2的质量为1.5 gC ．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断W 中一定存在Fe 2O 3、Cu 、SiO 2D ．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以得出m(Fe 2O 3)∶m(Cu)＝1∶1解析：选D 。

4.7 g W 和过量盐酸反应生成蓝色溶液，说明溶液中有铜离子，但是金属Cu 和盐酸不反应，所以W 中一定含有氧化铁，氧化铁和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应。

二氧化硅可以和氢氧化钠反应，2.46 g 固体和氢氧化钠反应后，固体质量减少了1.5 g ，所以减少的1.5 g 固体为二氧化硅，一定涉及的反应有Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O ，Cu ＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Cu 2＋，SiO 2＋2NaOH===Na 2SiO 3＋H 2O ，又Cu 与NaOH 不反应，0.96 g 固体中只含Cu ，故W 中一定存在Fe 2O 3、Cu 、SiO 2，A 、B 、C 项正确；不能确定W 中是否存在Al 2O 3，无法计算Fe 2O 3和Cu 的质量比，D 项错误。

二、非选择题10．(2019·银川质检)黄铜矿(主要成分为CuFeS 2，S 为－2价)是工业炼铜的主要原料，现有一种天然黄铜矿(含SiO 2)，为了测定该黄铜矿的纯度，设计了如下实验：现称取研细的黄铜矿样品1.84 g ，在空气存在下进行煅烧，发生如下反应：3CuFeS 2＋8O 2=====高温3Cu ＋Fe 3O 4＋6SO 2实验后取d 中溶液的110置于锥形瓶中，用0.050 0 mol·L －1标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20.00 mL 。

请回答下列问题：(1)3CuFeS 2＋8O 2=====高温3Cu ＋Fe 3O 4＋6SO 2中氧化产物是________________，当生成0.3 mol SO 2气体时，转移电子________mol 。

(2)将样品研细后再反应，其目的是______________________________________；装置c 的作用是________________。

(3)用标准碘溶液滴定d 中溶液的离子方程式是________________________，滴定达终点时的现象是____________________________________________。

(4)上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是______________________。

(5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为________。

(6)若将原装置d 中的试液换为Ba(OH)2溶液，测得黄铜矿纯度偏高，假设实验操作均正确，可能的原因主要是__________________________________。

解析：(1)该反应中电子转移情况为，则氧化产物为Fe 3O 4、SO 2。

该反应中转移38e －，则生成0.3 mol SO 2气体时，转移1.9 mol 电子。

(2)将样品研细后再反应，可以增大接触面积，使原料充分反应，加快反应速率。

装置c 中铜网的作用是除去反应后多余的氧气。

(3)用标准碘溶液滴定d 中溶液，SO 2和I 2发生氧化还原反应，离子方程式为SO 2＋I 2＋2H 2O===SO 2－4＋2I －＋4H ＋。

滴定达终点时，SO 2消耗完，淀粉遇I 2变蓝色，锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟内不退色。

(4)反应结束后，仍需通一段时间的空气，目的是使反应生成的SO 2全部进入d 装置中，以减少实验误差。

(5)根据关系式CuFeS 2～2SO 2～2I 2，得n(CuFeS 2)＝12n(I 2)＝12×0.050 0 mol·L －1×20.00×10－3 L ×10＝0.005 mol ，故该黄铜矿的纯度为0.005 mol×184 g·mol －11.84 g×100%＝50%。

(6)若将原装置d 中的试液换为Ba(OH)2溶液，空气中的CO 2与Ba(OH)2反应生成BaCO 3沉淀或BaSO 3被氧化成BaSO 4，均会使所得沉淀质量偏大，实验结果偏高。

答案：(1)Fe 3O 4、SO 2 1.9(2)增大接触面积，使原料充分反应，加快反应速率 除去反应后多余的氧气(3)SO 2＋I 2＋2H 2O===SO 2－4＋2I －＋4H ＋ 锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟内不退色(4)使反应生成的SO 2全部进入d 装置中，以减少实验误差(5)50%(6)空气中的CO 2与Ba(OH)2反应生成BaCO 3沉淀(或BaSO 3被氧化成BaSO 4)11．(2019·北京高三模拟)CuCl 是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。

工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下：已知：CuCl溶于22CuCl沉淀。