高三化学一轮复习课时作业12：金属材料及金属矿物的开发利用

第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用
1．(2018·河南省实验中学高三检测)明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。

下列说法不正确的是( )
A ．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B ．煤炭中起作用的主要成分是C
C ．冶炼Zn 的化学方程式：ZnCO 3＋2C=====高温
Zn ＋3CO ↑
D ．该冶炼锌的方法属于热还原法 答案 A
解析 由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A 错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故B 、C 、D 均正确。

2．(2017·郑州高三联考)人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。

在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。

这种金属和该化学规律是( )
A ．铁、金属活动性顺序
B ．金、质量守恒定律
C ．银、元素周期律
D ．铜、金属密度顺序
答案 A
解析 金、银、铜、铁、锡五种金属的金属活动性顺序由弱到强的顺序为金、银、铜、锡、铁，A 项正确。

3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。

下列关于金属的一些说法不正确的是
( )
A ．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B ．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C ．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D ．越活泼的金属越难冶炼
答案 B
解析 合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A 正确；锈蚀后的铁制品除去铁锈可以回收利用，保护矿产资源，故B 错误；越活泼的金属，其金属阳离子就越难得到电子被还原，
越难冶炼，故D正确。

4．(2017·石家庄第二中学高三模拟)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。

常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。

下列说法不正确的是()
A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿
B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
C．工业上常采用电解法制取粗铜
D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S
答案 C
解析CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。

5．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
答案 D
解析A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，是因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，氯化铝是共价化合物，所以熔融时不导电，工业上用电解氧化铝方法制取铝，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。

6．氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4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＋Cl2===CuCl＋HCl(燃烧)
D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常温)
答案 C
解析C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。

7．(2018·哈尔滨高三质检)利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是()
A ．该反应的化学方程式是2Al ＋Fe 2O 3=====高温
2Fe ＋Al 2O 3
B ．该反应会产生高温，发出强光
C ．根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属
D ．若反应中转移3mol 电子，消耗氧化剂的物质的量是1mol 答案 D
8．拟晶Al 65Cu 23Fe 12具有合金的某些优良物理性能，将相同质量的此拟晶分别与足量的盐酸、烧碱和稀硝酸反应，产生的气体物质的量按由小到大的顺序排列正确的是( )
A ．盐酸、稀硝酸、烧碱
B ．烧碱、盐酸、稀硝酸
C ．烧碱、稀硝酸、盐酸
D ．稀硝酸、烧碱、盐酸
答案 D
解析 将Al 65Cu 23Fe 12看作是由65 mol 铝、23 mol 铜、12 mol 铁组成的混合物，只有铝与烧
碱反应放出氢气，氢气的物质的量是65 mol ×32
＝97.5 mol ；与盐酸反应时，铝和铁都反应，放出氢气的物质的量是65 mol ×32
＋12 mol ＝109.5 mol ；与稀硝酸反应时，三种金属都溶解放出NO 气体，放出NO 的物质的量是65 mol ＋23 mol ×23
＋12 mol ≈92.3 mol 。

所以产生的气体物质的量由小到大的顺序为稀硝酸、烧碱、盐酸，D 项正确。

9．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( )
答案 D
解析稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A 错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，B错误；Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。

10．(2017·兰州模拟)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，粗铜作阳极
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SO2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
答案 B
解析电解精炼铜时，粗铜作阳极，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。

11．铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：
(1)Cu 不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu 和稀硫酸的混合物中滴入H 2O 2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：___________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu 2(OH)2CO 3绿色固体，试写出该反应的离子方程式：_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)火法炼铜的原理：Cu 2S ＋O 2=====△2Cu ＋SO 2，在该反应中每生成1molCu ，转移_______mole －。

(4)以CuSO 4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al 、Zn 、Ag 、Pt 、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母)。

a ．粗铜接电源正极，发生氧化反应
b ．溶液中Cu 2＋
向阴极移动
c ．电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等
d ．利用阳极泥可回收Al 、Zn 等金属
(5)据报道，有一种叫ThibacillusFerroxidans 的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS 2氧化成硫酸盐：4CuFeS 2＋2H 2SO 4＋17O 2===4CuSO 4＋2Fe 2(SO 4)3＋2H 2O ，利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO 4·5H 2O)：
①检验溶液B 中Fe 3＋
是否被除尽的实验方法：_____________________________________ ________________________________________________________________________。

②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B 中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。

写出两种方案中涉及的化学方程式：方案一：__________________________ ______________________________________________________________________________； 方案二：________________________________________________________________________。

答案 (1)Cu ＋H 2O 2＋2H ＋===Cu 2＋＋2H 2O(2)2Cu 2＋＋CO 2－3＋2H 2O===Cu 2(OH)2CO 3↓＋2H ＋(3)3 (4)ab(5)①取少量溶液于试管中，加入KSCN 溶液，若溶液变红证明含有铁离子，若不变红证明不含铁离子②CuSO 4＋Fe===FeSO 4＋Cu 2CuSO 4＋2H 2O =====电解
2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4
解析 (1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H 2O 2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为Cu ＋H 2O 2＋2H ＋===Cu 2＋＋2H 2O 。

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu 2(OH)2CO 3，反应的离子方程式为2Cu 2＋＋
CO 2－3＋2H 2O===Cu 2(OH)2CO 3↓＋2H ＋。

(3)反应中Cu 元素化合价由＋1价降低到0价，O 元素化合价由0价降低到－2价，S 元素化合价由－2价升高到＋4价，由方程式可计算出电子转移数目。

(5)①检验溶液B 中Fe 3＋是否被除尽的试剂是KSCN 溶液，加入KSCN 溶液，若溶液变红证明含有铁离子，若不变红证明不含铁离子；
②硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜，反应的化学方程式为CuSO 4＋
Fe===FeSO 4＋Cu ；也可用惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuSO 4＋2H 2O=====电解2Cu ＋O 2↑＋2H 2SO 4。

12．(2017·石家庄模拟)铜是与人类关系非常密切的有色金属。

已知，常温下，在溶液中Cu 2＋稳定，Cu ＋易在酸性条件下发生反应：2Cu ＋===Cu 2＋
＋Cu 。

大多数＋1价铜的化合物多数不溶于有机溶剂，如Cu 2O(砖红色)、CuI 、CuCl 、CuH 等。

(1)在CuCl 2溶液中逐滴滴加过量的KI 溶液可能发生：
a ．2Cu 2＋＋4I －
===2CuI ↓(白色)＋I 2
b ．2Cu 2＋＋2Cl －＋2I －===2CuCl ↓(白色)＋I 2
为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是______。

A ．SO 2
B ．苯
C ．NaOH 溶液
D ．乙醇 (2)一定条件下，在CuSO 4中加入NH 5反应生成氢化亚铜(CuH)。

①已知NH 5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH 5的电子式：________________________________________________________________________。

②写出CuH 在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式：
________________________________________________________________________。

(3)纳米级Cu 2O 具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。

方法一：在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入N 2H 4·H 2O 水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无污染无色气体。

①写出上述制备过程中的总反应方程式：_________________________________________ ________________________________________________________________________。

方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。

已知：a.铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu ＋，后Cu ＋继续氧化生成Cu 2＋
；b.在碱性溶液中CuCl 浊液易转化为Cu 2O 。

②以NaCl 和含少量NaOH 的溶液作为电解质溶液，电解时阳极区会产生白色沉淀，写出阳极反应方程式：______________________________________________________________。

③电解一段时间后，溶液中可能产生的现象：______________________________________ ________________________________________________________________________，写出转化的离子方程式：_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

④这样制得的Cu 2O 中往往含有CuCl ，请设计实验证明CuCl 的存在：________________________________________________________________________。

答案(1)B(2)①②2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑
(3)①4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===2Cu2O＋N2↑＋7H2O②Cu＋Cl－－e－===CuCl③白色沉淀逐渐变为砖红色2CuCl＋2OH－===Cu2O＋H2O＋2Cl－④取试样少量于试管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸银溶液，若生成沉淀，则含有CuCl，若无明显现象，则无CuCl
解析(1)碘水是棕褐色的，影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，由于酒精与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂。

(2)①NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，说明NH5是由NH＋4和H－组成的离子化合物。

②CuH为难溶物质，保留化学式，根据题干信息知＋1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu2＋和Cu，反应产生的气体是CuH中的H－与盐酸中H＋发生归中反应产生的氢气。

(3)①蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜；无污染的气体只能是N2。

②铜作阳极，先被氧化为Cu＋，再与溶液中的Cl－结合生成CuCl白色沉淀，即可写出阳极的电极反应方程式。

③根据方法二的信息②可知，CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。

④得到的Cu2O中往往含有CuCl，可以通过检验混合物中是否含有氯离子的方法来检验是否含有CuCl，应先用硝酸溶解，再检验氯离子。