1第第 1111 讲讲 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物开发利用金属矿物一、选择题1下列有关金属材料及其合金的说法正确的是( )A所有的铝材都属于黑色金属B铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低C我国在 2 000 多年前就掌握了铁的冶炼技术，这是因为铁元素含量丰富易被发现且化学性质活泼容易冶炼D镁铝合金在冷的浓硫酸中“钝化” ，因此常温下可用镁铝合金容器来盛装浓硫酸解析：铝是有色金属，不属于黑色金属；合金属于混合物，熔点低于其成分金属；金属越活泼，越难冶炼；镁在常温下与浓 H2SO4可发生反应。答案：B2(2018盐城调研)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的高B在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比在干燥环境中的快D生成的 Cu2(OH)3Cl 覆盖物受热时很可能得到黑色物质解析：合金的熔点一般低于其成分金属的熔点；锡的金属性强于铜，形成原电池时，作负极，铜是正极，被保护；潮湿的环境更容易发生电化学腐蚀；Cu2(OH)3Cl 受热分解生成的 H2O 和 HCl 挥发，故得到黑色 CuO。答案：A3我国明代宋应星所著天工开物中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石(碳酸锌)十斤，装载入一泥罐内，封裹泥固，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底辅薪，发火煅红，冷定毁罐取出，即倭铅也，以其似铅而性猛，故名之曰倭” ，下列对这段话中描述的理解不正确的是( )A我国历史上铅的使用早于锌B锌和铅有相似性但锌更活泼C所得产品中混有煤炭D属于热还原法冶炼金属解析：由“似铅而性猛”知，我国历史上铅的使用早于锌，A 正确；在金属活动性表中锌在铅前面，B 正确；由题中信息可知 C 中的产品不可能含有煤炭，C 错误；碳酸锌受热分解，得到氧化锌，与碳高温下反应，置换出锌单质，属于还原法冶炼金属，D 正确。答案：C4分析推理是化学学习的方法之一。下列推理中，正确的是( )2A金属的冶炼方法与金属的活泼性有很大关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼B钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜C工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝D将镁条和铝片用导线连接再插进稀 NaOH 溶液中，镁条上产生气泡，说明铝比镁活泼解析：Na 投入水中，钠先与水反应，不能置换出 Cu，B 错误；C 项中的熔融的 AlCl3不导电；D 中的 Al 能与 NaOH 溶液反应，Mg 为原电池的正极，Mg 条上产生气泡，但不能说明 Al 比 Mg 活泼。答案：A5已知下列转化关系中，M、N 均为单质，则 M 可能是( )MNQQ 溶液MN点燃溶于水惰性电极电解ANa BAlCFe DCu解析：Na、Al、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成 Cu 单质，转化关系可能是 CuCl2CuCl2CuCl2溶液点燃溶于水CuCl2。惰性电极电解答案：D6(2018哈尔滨模拟)下列有关含铜的化合物的说法错误的是( )A用盐酸可以洗去铜表面的铜锈B向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀C0.1 mol/L 的 CuSO4溶液中，Cu2的微粒数目一定小于 0.1NA(设 NA为阿伏加德罗常数的值)D在 FeSO4溶液中加入 CuS 固体，溶液中 c(Fe2)不变，说明 Ksp(CuS)远小于 Ksp(FeS)解析：铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，能溶解在盐酸中，A 项正确；向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，氧化铜消耗氢离子，降低溶液的酸性，促进铁离子的水解，可得到红褐色氢氧化铁沉淀，B 项正确；缺少溶液的体积，不能计算硫酸铜的物质的量，无法判断 Cu2的微粒数目，C 项错误；由于沉淀容易向生成更难溶沉淀的方向进行，所以如果在FeSO4溶液中加入 CuS 固体，溶液中 c(Fe2)不变，说明 Ksp(CuS)远小于 Ksp(FeS)，D 项正确。答案：C7硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：将铜溶于硝酸中；先将铜与 O2反应生成 CuO，再溶于硝酸中；将铜溶于 N2O4的乙酸乙酯(溶剂，3不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是( )A方法是最经济和环保的B方法中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好C方法需要消耗能源，对环境不产生污染D方法中 N2O4既是氧化剂又是还原剂解析：、都生成污染性气体，制取同样多的 Cu(NO3)2，用稀硝酸比用浓硝酸耗酸量少，不生成污染性气体且 HNO3全部转化为 Cu(NO3)2。答案：A8铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，设计了如下方案：铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。铁、铜和氯气反应分别生成 FeCl3和 CuCl2。足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成 FeSO4和 CuSO4。铜片置于 FeCl3溶液中铜片逐渐溶解。把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并且用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。以上设计合理的有( )A两种方案 B三种方案C四种方案 D五种方案解析：铁置换铜，由氧化还原方程式可知还原性 FeCu；金属的活动性与得失电子的数目没有直接的关系，故不能据此判断；与浓硫酸反应无法比较铁和铜的活动性；据此反应只能判断 Cu 的还原性强于 Fe2，但不能判断 Fe 和 Cu 的还原性；铁、铜与稀硫酸组成原电池，铁作负极，证明金属活动性铁比铜强；铁、铜与浓 HNO3组成原电池，Fe 发生钝化，所以 Fe 作正极，不能说明铁比铜活泼。故、两种方案合理。答案：A9某同学设计了如下实验测量 m g 铜银合金样品中铜的质量分数：4下列说法不正确的是( )A合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B铜银都能与稀硝酸反应，收集到的 V L 气体一定全为 NOC操作是过滤，操作是洗涤，操作是烘干D根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数解析：合金与 HNO3反应生成的气体可能有 NO2和 NO，但用排水收集的 V L 气体中只有NO，根据反应收集到的气体体积无法计算合金的量。答案：D10(2018黑龙江大庆市段考)取一定质量含 Cu、Cu2O、CuO 的固体混合物，将其分成两等份并进行下列转化：则转化过程中所加稀 HNO3的物质的量浓度为( )A4.4 molL1 B3.6 molL1C4.0 molL1 D3.2 molL1解析：设其中一份中 n(Cu)x，n(Cu2O)y，n(CuO)z，依得失电子守恒和氧元素守恒，有Error!即 x2yz0.7 mol亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为 0.7 mol，则 500 mL 稀硝酸中，n(HNO3)0.7 mol20.2 mol1.6 mol，故有 c(HNO3)3.2 mol/L。1.6 mol 0.5 L答案：D二、非选择题11某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒” 、 “纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中” 。查阅化学手册知Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 4625沸点/2 4672 9802 750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金，理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是_(填序号)。A浓硫酸 B稀硫酸C稀硝酸 D氢氧化钠溶液解析：证明某固体是否含有铝，可加入足量的 NaOH 溶液，若含有铝，则固体部分溶解，有气泡产生。相应的离子方程式为 2Al2OH2H2O=2AlO3H2。 2答案：(1)合理 (2)NaOH 溶液2Al2OH2H2O=2AlO3H2 (3)B 212粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol/L 盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。解析：Fe2O3和 MgO 都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水；混合物中只有 Fe2O3能和 Al 发生铝热反应并生成铁单质。C 溶液中有反应生成的 FeCl3，还有未反应的 HCl，发6生的离子反应为 Fe2H=Fe2H2，Fe2Fe3=3Fe2。答案：(1)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe213某工厂有废合金(含有铝、铁、铜)粉末，甲同学探索工业废料的利用，用该废合金粉末制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，其实验方案如下：试回答下列问题：(1)所加试剂、分别是_、_。(2)写出途径反应的化学方程式：_。(3)由滤液 A 制 AlCl3溶液有途径和途径两种，你认为合理的是_，理由是_；写出 AD 反应的离子方程式：_