2019届高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第3节 金属材料 复合材料课后达标检测 鲁科版

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 ．②③④
B ．①②③⑤
C ．①②④
D ．①②④⑤
答案：B
3．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(TiCl 4)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AlCl 3制备单质Al
D ．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TiCl 4溶液，要用熔融状态的TiCl 4；C 中熔融AlCl 3不导电，应电解熔融Al 2O 3制取单质Al ；D 中电解法精炼铜的原料是粗铜。

4．(2018·阜阳模拟)下列说法中正确的是( )
A ．氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝
B ．工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
C ．工业上电解熔融状态的Al 2O 3制备Al 涉及氧化还原反应
D ．MgCl 2(aq)――→石灰乳Mg(OH)2――→煅烧MgO ――→电解Mg ，在给定条件下能实现
解析：选C 。

A 项，AlCl 3属于共价化合物，熔融时不发生电离；B 项，电解氯化钠溶液
的反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑；D 项，MgO 熔点高，高温熔化时耗能
大，应电解熔融MgCl 2制Mg 。

5．(2018·蚌埠模拟)Al 、Fe 、Cu 都是重要的金属元素，下列说法正确的是( )
A ．三者都有多种氧化物
B ．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物
C ．制备AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2固体时，均能采用将溶液直接蒸干的方法
D ．电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液时阴极上只能析出Cu
解析：选D 。

A 项，Al 的氧化物只有Al 2O 3；B 项，Cu 在空气中久置时生成Cu 2(OH)2CO 3；C 项，由于Al 3＋、Fe 3＋、Cu 2＋
均易水解，且加热时，水解生成的HCl 易挥发促进水解平衡正向移动，故不能得到相应固体。

6．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。

7．氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用CuSO 4溶液和另一种“反应物”在40～50 ℃时反应可生成它。

CuH 不稳定，易分解；CuH 在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。

下列有关推断中错误的是( )
A ．这里的另一种“反应物”具有还原性
B ．CuH 可作氧化剂、还原剂
C ．CuH ＋Cl 2===CuCl ＋HCl(燃烧)
D ．CuH ＋HCl===CuCl ＋H 2↑(常温)
解析：选C 。

C 项中Cl 2具有强氧化性，产物应为CuCl 2和HCl 。

8．已知酸性条件下有如下反应：2Cu ＋=====H ＋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做了验证，实验操作和实验现象记录如下：
A ．Cu
B ．Cu 2O
C ．一定有Cu ，可能有Cu 2O
D ．一定有Cu 2O ，可能有Cu 解析：选D 。

H 2还原CuO 生成红色固体，可能是Cu 和Cu 2O 中的一种或两种，产物中加
入稀H 2SO 4溶液变蓝并得到红色固体，证明产物中含Cu 2O ，在酸性条件下2Cu ＋=====H ＋
Cu 2＋＋Cu ，故不能证明产物中是否含有Cu 。

9．(2018·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：
4．7 g W 过量盐酸步骤 Ⅰ⎪⎪⎪⎪―→蓝色溶液―→2.46 g固体
――→过量NaOH 溶液，过滤步骤 Ⅱ0.96 g 固体 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Cu
B ．由步骤Ⅱ可知4．7 g W 中SiO 2的质量为1．5 g
C ．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断W 中一定存在Fe 2O 3、Cu 、SiO 2
D ．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．(2018·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SO2全部进入d装置中，以减少实验误差
(5)50%
(6)空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀(或BaSO3被氧化成BaSO4)
11．(2018·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：22CuCl沉淀。

(1)煅烧的主要目的是__________________________________________。

(2)操作Ⅰ为调节溶液的pH，范围为________，加入的物质X可以是________。

A．CuO B．Cu(OH)2
C．NaOH溶液D．CaCO3
(3)滤渣Ⅱ的主要成分是________。

(4)往滤液Ⅱ中加入食盐并通入SO2可生成CuCl－2，请写出反应的离子方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在，由整个流程图可知，CuCl需从溶液中提取，故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。

(2)调节溶液中的pH时，应保证使Fe3＋和Al3＋完全沉淀，而Cu2＋不能沉淀，故溶液的pH应为4．7≤pH<5．6，加入的物质能消耗H＋，但不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质，再结合后面反应Ⅰ中需加入NaCl，符合要求的有ABC三项。

(3)溶液的pH为4．7≤pH<5．6时，Fe3＋和Al3＋完全转化为相应的氢氧化物沉淀，故滤渣Ⅱ的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。

(4)根据题给的反应物和生成物，再结合氧化还原反应的基本规律可写出反应的离子方程式：2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl－2＋SO2－4＋4H＋。

答案：(1)使铜转化为可溶于酸的氧化物
(2)4．7≤pH<5．6 ABC
(3)Fe(OH)3和Al(OH)3
(4)2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl－2＋SO2－4＋4H＋
12．将铜器久置，其表面会生成一层绿色固体，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。

查阅相关资料后，得知该绿色物质是碱式碳酸铜。

该小组同学利用如图装置进行实验，探究碱式碳酸铜的分解产物。

①对试管内的绿色固体进行加热至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。

②取少量A装置中加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀盐酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝绿色。

③取少量上述蓝绿色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝，观察到铁丝表面有红色物质析出。

请回答下列问题：
(1)加热后试管中剩余的黑色物质是________(填化学式)。

(2)写出该绿色物质受热分解的化学方程式：__________________________________
________________________________________________________________________。

(3)上述实验步骤③中反应的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。

(4)实验装置最后的干燥管的作用是__________________________________________。

(5)已知：
2
③CuCl2溶液中Fe2＋的实验步骤：________________________________________________
________________________________________________________________________。

解析：根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成；根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成；根据黑色固体溶于稀盐酸，溶液变蓝绿色，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。

(1)加热后试管中剩余的黑色物质是CuO。

(2)碱式碳酸铜受热分解的化学方
程式为Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑。

(3)上述实验步骤③中为铁置换出铜的反应，离
子方程式为Cu 2＋＋Fe===Cu ＋Fe 2＋。

(4)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO 2进入广口瓶中，干扰实验。

(5)根据表格中数据可知Fe 2＋开始沉淀的pH 为7．0，而Cu 2＋完全沉淀的pH 为6．7，所以当Fe 2＋开始沉淀时Cu 2＋已完全沉淀，要保证Cu 2＋不被沉淀，只有把Fe 2＋先氧化为Fe 3＋，再调节溶液pH 使Fe 3＋生成沉淀。

根据提供的氧化剂，只能选择Cl 2，为了不引入杂质，选择CuO 调节溶液的pH ，注意沉淀后一定要过滤。

答案：(1)CuO
(2)Cu 2(OH)2CO 3=====△
2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑
(3)Cu 2＋＋Fe===Cu ＋Fe 2＋
(4)防止空气中的CO 2进入广口瓶，干扰实验
(5)向溶液中通入足量Cl 2，再加入过量CuO ，然后进行过滤。