第三章 第5节 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物(课时活页卷)一、单项选择题1合金比纯金属制成的金属材料的优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛ABC D【答案】A2出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜低B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【答案】D3镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有()AMg2BCu2CAl3DAlO2【答案】D【解析】4（2013.广东阳春一中月考）2009年5月12日汶川大地震一周年祭奠大会上，胡锦涛主席就灾后重建等相关问题发表了重要讲话。灾后重建需要大量钢材和金属合金材料，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(AlCuMgMnSi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【答案】C5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中阳离子为Fe2、Fe3、HBV224C样品中CuO的质量为4.0 gDV448【答案】D【解析】加入足量的稀硫酸，铁、氧化物全部溶解，3.2 g滤渣全部为铜(0.05 mol)，据2Fe3Cu=2Fe2Cu2，可知溶液中不含Fe3，A错；0.05 mol的铜转化为氧化铜(最大值)为0.05 mol80 g/mol4.0 g，铜只有部分被氧化，C错；也可根据灼烧后剩余的3.2 g(0.02 mol)固体是氧化铁，其中含铁0.04 mol，质量为2.24 g，合金中含氧原子5.76 g3.2 g2.24 g0.32 g，即为0.02 mol，假设氧化物全部为氧化铜，质量为1.6 g，也可知C错；根据题意构造反应：Fe2O3Fe3H2SO4=3FeSO43H2O，FeCuOH2SO4=FeSO4CuH2O，可认为合金中氧化物全部为FeO，是0.02 mol，剩余的铁(0.04 mol0.02 mol0.02 mol)置换出氢气，得到的氢气的物质的量是0.02 mol、标准状况下的体积为448 mL，B错、D正确。6（2013.广东惠州一中月考）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ac。则下列判断不正确的是()A最后溶液中一定不含Fe3B残余固体可能是Fe、Cu的混合物C最后溶液中一定含Fe2D残余固体一定是Cu【答案】B【解析】发生的反应有Cu2Fe3=Cu22Fe2，FeCu2=Fe2Cu，ac，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。二、双项选择题7已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H发生：Cu2O2H=CuCu2H2O。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Cu2OB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【答案】BC【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。8在CuO和Fe粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止后，滤出不溶物，并向滤液中插入一枚铁钉，发现铁钉并无任何变化，根据上述现象，确定下面结论正确的是()A不溶物一定是CuB不溶物一定含铜，但不一定含铁C不溶物一定是FeD溶液中一定含有Fe2，一定不含有Cu2【答案】BD【解析】本题考查铜、铁及其化合物的性质。由题意知滤液中一定没有Cu2和H，所以不溶物中一定有Cu，可能有Fe，溶液中一定有Fe2，一定无Cu2。三、非选择题9（2013.广东惠州一中月考）下表为“铝与氯化铜溶液反应”实验报告的一部分：实验步骤实验现象将打磨过的铝片(过量)放入一定浓度的CuCl2溶液中产生气泡，析出疏松的红色固体，溶液逐渐变为无色反应结束后分离出溶液备用红色固体用蒸馏水洗涤后，置于潮湿空气中一段时间后固体由红色变为绿色视其主要成分为Cu2(OH)2CO3按反应类型写出实验中发生反应的化学方程式各一个(是离子反应的只写离子方程式)置换反应_；化合反应_。【答案】2Al6H=2Al33H2或2Al3Cu2=2Al33Cu2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO310某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了下图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白。(1)图中标号处需加入的相应物质分别是_、_、_；(2)写出处发生反应的离子方程式_；写出处发生反应的化学方程式_；(3)铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红_；氧化铜_。【答案】(1)稀硝酸氢氧化钠氢氧化钠(2)Fe2H=Fe2H2，2Fe3Fe=3Fe2，Cu2Fe=CuFe2，2Au33Fe=2Au3Fe23Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)Fe2O3用作红色涂料用作制造铜盐的原料11(2013深圳二中第二次质检)铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，例如Cu呈紫红色，Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO45H2O呈蓝色等。研究性学习小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体中是否含有Cu2O进行了认真的探究。.查阅资料：高温灼烧CuO生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。.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Cu2O，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。【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(9ba)/84【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Cu2，使溶液呈现蓝色，无法验证。方案2若无Cu2O，则固体不溶解，溶液不变蓝色，若有Cu2O则会反应生成Cu2和Cu，使溶液变蓝色。(2)若红色物质都是铜，则存在反应：2CuO22CuO,4CuO2Cu2OO2得到关系：2Cu2CuOCu2O128144baca解得c(9ba)/8，而红色物质中存在Cu2O，则c(9ba)/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。12钛合金是航天航空工业的重要材料。由钛铁矿(主要成分是TiO2和Fe的氧化物)制备TiO2等产品的一种工艺流程示意如下：已知：TiO2易水解，只能存在于强酸性溶液中TiCl4的熔点25.0，沸点136.4；SiCl4的熔点68.8，沸点57.6。回答下列问题：(1)写出钛铁矿酸浸时，主要成分TiO2反应的离子方程式_，加入铁屑的作用是_。(2)操作包含的具体操作方法有_。(3)向“富含TiO2溶液”中加入Na2CO3粉末得到固体TiO2nH2O，请用恰当的原理和化学用语解释其原因_，废液中溶质的主要成分是_(填化学式)。(4)用金红石(主要含TiO2)为原料，采用亨特(Hunter)法生产钛的流程如下：写出沸腾氯化炉中发生反应的化学方程式_，制得的TiCl4液体中常含有少量SiCl4杂质，可采用_方法除去。【答案】(1)TiO22H=TiO2H2O使Fe3还原为Fe2(2)蒸发浓缩，冷却结晶，过滤(洗涤)(3)溶液中存在水解平衡TiO2(n1)H2OTiO2nH2O2H，加入的Na2CO3粉末与H反应，降低了溶液中c(H)，促进水解平衡向生成TiO2nH2O的方向移动Na2SO4(4)TiO22C2Cl2TiCl42CO蒸馏(或分馏)【解析】对于工艺流程题，一定要注意题干信息和流程图信息，如钛铁矿酸浸后TiO2TiO2，Fe的氧化物Fe2、Fe3；加铁粉后Fe3Fe2。从TiO2到TiO2nH2O是水解过程，加入Na2CO3促进了水解。结晶水合物从溶液中析出的方法只能是蒸发浓缩，冷却结晶。一定不能用蒸发的方法，否则会失去结晶水。6