第09講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用-2023年高考化學一輪復習四點卓越講義

第09講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用（精準檢測卷）時間：50分鐘一、選擇題（12個小題，每小題只有一個正確選項，每題5分，共60分）1．化學在生產、生活中有著廣泛的應用，下列勞動項目涉及的化學知識不正確的是選項識記應用化學知識A用浸泡過溶液的硅土保存水果乙烯能與溶液反應B用鐵質槽罐車運輸濃硫酸常溫下，濃硫酸和鐵不反應C用溶液刻蝕銅制印刷電路板具有氧化性D用重油裂解制備有機化工原料長鏈烷烴裂解可得短鏈烷烴和烯烴A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．乙烯是一種植物生長調節(jié)劑，可以和KMnO4溶液反應，浸泡過KMnO4溶液的硅土可以吸收乙烯，可保存水果，A正確；B．常溫下，鐵遇到濃硫酸發(fā)生鈍化（濃硫酸將鐵的表面氧化為致密的氧化物薄膜，阻止了鐵和濃硫酸繼續(xù)反應），該過程發(fā)生了化學反應，B錯誤；C．用FeCl3溶液刻蝕銅制印刷電路板，FeCl3和Cu反應生成FeCl2和CuCl2，體現了FeCl3的氧化性，C正確；D．裂解重油的過程中，將長鏈烷烴裂解可得短鏈烷烴和烯烴，這些短鏈烷烴和烯烴是重要的有機化工原料，D正確；故選B。2．實驗室采用如圖裝置制備氣體，合理的是選項化學試劑制備的氣體A濃鹽酸與二氧化錳Cl2B濃氨水與生石灰NH3C銅與濃硝酸NO2D鋅粒與稀硫酸H2A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．利用濃鹽酸和二氧化錳制備氯氣需要加熱，另外氯氣溶于水，不能用排水法收集，A錯誤；B．氨氣極易溶于水，不能用排水法收集，B錯誤；C．二氧化氮與水反應能生成NO和硝酸，不能用排水法收集，C錯誤；D．鋅粒與稀硫酸反應制備氫氣，氫氣難溶于水，可用排水法收集，D正確；故選D。3．廣東南華寺還存有北齊孝昭帝皇建元年(公元560年)的銅佛造像，下列關于銅的電化學腐蝕與保護的說法正確的是A．銅在潮濕空氣中易發(fā)生析氫腐蝕B．銅在潮濕空氣發(fā)生化學腐蝕比發(fā)生電化學腐蝕更普遍C．銅表面的銅綠的主要成分是D．用稀硝酸可以清洗銅佛造像表面的銅綠【答案】C【解析】A．銅在潮濕空氣中易腐蝕生成銅綠即，則發(fā)生吸氧腐蝕，A錯誤；B．電化學腐蝕速率比化學腐蝕快，且絕大多數銅都含有雜質易形成原電池反應，故銅在潮濕空氣發(fā)生電化學腐蝕比發(fā)生化學腐蝕更普遍，B錯誤；C．銅表面的銅綠的主要成分是堿式碳酸銅即，C正確；D．由于稀硝酸在常溫下也能腐蝕銅單質，故不能用稀硝酸可以清洗銅佛造像表面的銅綠，可用稀硫酸來清洗銅佛像表面的銅綠，D錯誤；故答案為：C。4．是一種重要的化工原料，其有關制備途徑及性質如圖所示。下列說法錯誤的是A．Y可以是甲酸乙酯B．利用途徑①制備硫酸銅，消耗的硝酸至少為C．Cu元素參與了3個氧化還原反應D．途徑⑤中若，則X為【答案】C【解析】銅經過反應①、②得到硫酸銅，硫酸銅經過反應⑤分解生成氧氣、X和Cu2O；硫酸銅與過量的氫氧化鈉反應得到新制備的氫氧化銅懸濁液，與Y反應得到Cu2O，說明Y中含醛基。A．甲酸乙酯中含有醛基，可以與氫氧化銅反應得到Cu2O，A正確；B．銅與稀硝酸反應的離子反應式為：，防有硫酸存在時，硫酸提供大量的氫離子，這時消耗的硝酸的量最少，途徑①制備24g硫酸銅，硫酸銅的物質的量為0.15mol，根據方程式可知硝酸的物質的量為0.10mol，B正確；C．Cu元素參與了反應①、②、④、⑤4個氧化還原反應，C錯誤；D．當途徑⑤中若n(O2):n(Cu2O)=3:2，根據元素守恒可配平化學方程式，，根據方程式得失電子數也守恒，故X為二氧化硫，D正確；故選C。5．某興趣小組探究金屬與硝酸的還原產物，進行了下列三組實驗，下列說法正確的是實驗操作(室溫)及實驗現象①將足量的銅粉加入中，溶液呈綠色，產生紅棕色氣體②將足量的銅粉加入中，溶液呈藍色，產生無色氣體③將足量的鐵粉加入中，溶液呈淺綠色，無氣體生成A．實驗①中消耗的銅粉質量大于實驗②B．實驗②中產生的氣體可用向上排空氣法收集C．實驗③中鐵發(fā)生了鈍化D．以上實驗說明硝酸的還原產物與硝酸的濃度及金屬的活潑性有關【答案】C【解析】A．實驗①反應后溶液呈綠色，產生紅棕色氣體，發(fā)生反應Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，實驗②反應后溶液呈藍色，產生無色氣體，發(fā)生反應3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，①與②中硝酸的物質的量相等，故實驗①中消耗的銅粉質量小于實驗②，故A錯誤；B．實驗②中生成一氧化氮氣體，一氧化氮易于氧氣反應，故不能用排空氣法收集，故B錯誤；C．實驗③反應后溶液呈淺綠色，無氣體生成，故鐵發(fā)生了鈍化，故C正確；D．根據實驗①②可得濃硝酸生成二氧化氮、稀硝酸生成一氧化氮，但是與活潑性無關，故D錯誤；故選C。6．由工業(yè)廢銅泥(主要成分為、、，含少量Fe)制備難溶于水的氯化亞銅，其工藝流程如圖。下列說法錯誤的是A．灼燒時可將CuS、等轉化為CuOB．除雜②過程中還需加熱C．流程中可循環(huán)使用的物質有、D．還原中的反應為【答案】C【解析】廢銅泥灼燒后將金屬元素轉化為可溶液硫酸的氧化物，酸浸后先加H2O2氧化Fe2+，再加NaOH稀溶液，過濾除去Fe(OH)3，往濾液中加入Na2SO3、NaCl還原后經系列操作得到氯化亞銅產品。A．根據流程信息，灼燒的目的是使含銅物質盡可能溶解在硫酸溶液中，所以是將CuS、等轉化為，A正確；B．除雜的目的是使鐵元素轉化成而轉化成濾渣，①目的是將轉化成，②加稀溶液，調節(jié)溶液的，使轉化成沉淀，但只加入稀溶液容易形成膠體更難除雜，所以還應加熱，B正確；C．還原反應同時生成，酸浸又消耗，所以可循環(huán)使用，但沒有參與循環(huán)，C錯誤D．還原中Cu2+被還原得到氯化亞銅，反應為，D正確；故選C。7．下列有關實驗的敘述正確的是A．已知Cu2O＋2H＋＝Cu2＋＋Cu＋H2O，氫氣還原氧化銅后生成的紅色固體能完全溶于稀硝酸，說明還原產物是銅B．在中和熱測定的實驗中，將NaOH溶液和鹽酸混合反應后的冷卻溫度作為末溫度C．僅用淀粉溶液、稀硫酸、碘水、新制氫氧化銅四種試劑可完成淀粉水解產物及水解程度檢驗的探究實驗D．向盛有少量Mg(OH)2懸濁液的試管中滴加氯化銨溶液，可以看到沉淀溶解【答案】D【解析】試題分析：Cu2O也是紅色固體，若用稀硝酸溶解金屬，由于Cu2O在酸性條件下會發(fā)生歧化反應產生Cu單質和Cu2+，Cu能與有強氧化性的硝酸反應。因此紅色固體能完全溶于稀硝酸，不能說明還原產物是銅。錯誤。B．在中和熱測定的實驗中，將NaOH溶液和鹽酸混合反應后的最高溫度作為末溫度。錯誤。C．向淀粉溶液中加入稀硫酸并加熱，然后用NaOH中和催化劑硫酸。取少量反應后的溶液，向其中滴加碘水，若未變?yōu)樗{色，證明淀粉水解完全，再另去少量溶液，加入新制氫氧化銅懸濁液，加熱煮沸，若產生磚紅色沉淀，就證明水解產物是葡萄糖，否則就證明沒有葡萄糖。因此僅用這四種試劑不可完成淀粉水解產物及水解程度檢驗的探究實驗。錯誤。D．Mg(OH)2在水溶液中存在沉淀溶解平衡，向盛有少量Mg(OH)2懸濁液的試管中滴加氯化銨溶液，會發(fā)生反應：NH4++OH－=NH3·H2O，破壞了沉淀溶解平衡，是沉淀繼續(xù)溶解，直至達到新的平衡狀態(tài)。因此可以看到沉淀溶解。正確。8．宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經千年色彩依然，其中綠色來自孔雀石顏料[主要成分為Cu(OH)2·CuCO3]，青色來自藍銅礦顏料[主要成分為Cu(OH)2·CuCO3]。下列說法錯誤的是A．《千里江山圖》的顏料難溶于水，且不易被空氣氧化B．銅是人類最早使用的金屬之一，由孔雀石與焦炭共熱可獲得粗銅C．孔雀石、藍銅礦顏料主要成分屬于鹽，難溶于水、酸、堿D．《千里江山圖》的材質為麥青色的蠶絲織品——絹，蠶絲主要成分屬于蛋白質【答案】C【解析】A.《千里江山圖》的顏料主要成分為Cu(OH)2·CuCO3，碳和銅均為最高價態(tài)，無還原性，不易被空氣氧化，正確；B．焦炭高溫時具有很強的還原性，孔雀石與焦炭共熱可以制備銅，B正確；C．孔雀石、藍銅礦顏料主要成分為Cu(OH)2·CuCO3，屬于堿式鹽，可以和強酸反應，易溶于強酸，C錯誤，選C；D．蠶絲是天然纖維，來源于動物，皮、毛及絲制品均屬于蛋白質，D正確；答案選D9．氧化鋁是工業(yè)上電解制鋁的原料，工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3，還含有Fe2O3，SiO2等)為原料制取氧化鋁的流程如圖所示，下列說法錯誤的是A．濾渣可用于煉鐵B．實驗室可在蒸發(fā)皿中加熱分解氫氧化鋁C．步驟①、②、③中均不涉及氧化還原反應D．實驗室中進行過濾時，用到的玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒【答案】B【解析】鋁土礦(主要成分Al2O3，還含有Fe2O3，SiO2等)加入足量燒堿，Al2O3、SiO2溶解得到偏鋁酸鈉和硅酸鈉，加入氧化硅，得到硅酸鈣沉淀，濾液2中還含有NaOH和偏鋁酸鈉，通入足量的二氧化碳，偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁高溫灼燒得到氧化鋁。A．流程中濾渣主要成分為氧化鐵，可用于煉鐵，A項正確；B．固體加熱要在坩堝中進行，B項錯誤；C．流程中第一步發(fā)生反應、，第二步發(fā)生反應，第三步是二氧化碳和氫氧化鈉和偏鋁酸鈉的反應，都不涉及氧化還原反應，C項正確；D．過濾時，必須有燒杯、漏斗和玻璃棒，D項正確；綜上所述答案為B。10．工業(yè)上綜合利用鋁土礦（主要成分為Al2O3，還含有Fe2O3、FeO、SiO2）的部分工藝流程如下：鋁土礦濾渣硅酸鈉實驗室模擬上述流程中，用不到的裝置是A． B． C． D．【答案】B【解析】A．稀硫酸溶解鋁土礦時，需要將固體與液體分離，所以應使用過濾裝置，A不合題意；B．在整個操作過程中，沒有將溶液濃縮或蒸發(fā)結晶的操作，所以不需要此裝置，B符合題意；C．焙燒二氧化硅與氫氧化鈉的固體混合物時，需要使用鐵坩堝，C不合題意；D．用稀硫酸溶解鋁土礦時，需要使用燒杯進行溶解，D不合題意；故選B。11．下列說法不正確的是A．工業(yè)上常用氫氣與氯氣反應制備鹽酸B．工業(yè)上主要用生物煉銅的方式制備銅C．工業(yè)上常用電解熔融NaCl的方法制備金屬NaD．工業(yè)上常用鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石制備鐵【答案】B【解析】A．工業(yè)上常用氫氣在氯氣中燃燒制HCl，進一步制取鹽酸，故A正確；B．生物煉銅為新興冶煉方法，沒有大規(guī)模使用，工業(yè)上主要用火法煉銅和濕法煉銅、故B錯誤；C．鈉屬于活潑金屬，所以工業(yè)上可采用電解熔融NaCl的方法制備金屬鈉，故C正確；D．工業(yè)煉鐵是用CO還原鐵礦石，需要用到鐵礦石、焦炭、空氣和石灰石，其中焦炭和空氣反應生成CO，石灰石是將鐵礦石中的SiO2轉變?yōu)闋t渣，故D正確；綜上所述答案為B。12．某固體X由、、、、中的四種組成，取固體粉末X進行連續(xù)實驗，實驗過程及產物如下：已知：，下列說法不正確的是A．固體A可能含有和Fe B．固體X可能含有Fe和C．氣體A具有氧化性、還原性、漂白性 D．固體C是Cu【答案】B【解析】固體X由Cu2O、Fe、Fe2O3、NaAlO2、K2SO3中的四種組成，取固體粉末X加水溶解，其中只有NaAlO2、K2SO3可溶于水，則過濾后的溶液A可能含有NaAlO2、K2SO3中的一種或二種，向濾液中加入適量鹽酸，生成氣體A和固體B，說明濾液A中含有NaAlO2和K2SO3，生成的氣體A為SO2，固體B為Al(OH)3；固體A中加入過量鹽酸，得固體C，由Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O可知，固體C為Cu，固體X中一定含有Cu2O；溶液B中滴加KSCN溶液，無明顯現象，可知溶液B中只含有Fe2+，結合Fe+2Fe3+=3Fe2+和Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+，結合X只有四種固體組成，可知原固體X或A中只可能含有Fe和Fe2O3的一種，固體X中含有Cu2O、Fe和Fe2O3的一種、NaAlO2和K2SO3，由此分析。A．由分析知固體A中一定含有Cu2O，只能含有Fe和Fe2O3中的一種，故A不符合題意；B．由分析知，X只有四種固體組成，固體X中只可能含有Fe和Fe2O3的一種，不可能同時含有，故B符合題意；C．氣體A為SO2，硫元素化合價為+4價，是中間價，既有氧化性，又有還原性，另外SO2能使品紅褪色，具有漂白性，故C不符合題意；D．固體A中加入過量鹽酸，得固體C，由Cu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O可知，固體C為Cu，故D不符合題意；答案選B。二、非選擇題（共4小題，共40分）13．等質量的銅、鐵、鋅三種金屬混合物Ag投入FeCl3與鹽酸的混合溶液中，充分反應后：（1）若無剩余固體，則溶液中的陽離子一定有__________、可能有_________。（2）若剩余固體質量A/3g，則溶液中的陽離子一定有______、可能有______、一定沒有___________。（2）若剩余固體質量3A/4g，則溶液中的陽離子一定有____、一定沒有____?！敬鸢浮浚?）

Zn2+、Fe2+、Cu2+、H+

Fe3+（2）

Zn2+、Fe2+

H+

Fe3+、Cu2+（3）Zn2+、Fe2+

Fe3+、Cu2+、H+【解析】（1）氯化鐵能溶解銅、鋅、鐵，而鹽酸只能溶解鋅、鐵。又因為三種金屬的還原性的強弱順序是Zn>Fe>Cu，氧化性Fe3+>H+，所以若無固體剩余，則溶液中的陽離子一定有Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+，可能含有Fe3+；答案：Zn2+、Cu2+、Fe2+、H+，Fe3+。(2)若剩余固體的質量為A/3g，則剩余的固體一定是銅，此時溶液中的陽離子一定有Zn2+、Fe2+,一定沒有Fe3+、Cu2+,可能含有H+。答案：Zn2+、Fe2+，Fe3+、Cu2+，H+；(3)若剩余固體的質量為3A/4g,則剩余的固體中一定含有銅和鐵,所以溶液中的陽離子一定有Zn2+、Fe2+,一定沒有Cu2+、H

+和Fe3+；答案：Zn2+、Fe2+，Cu2+、H+和Fe3+。14．高溫時，Cu2S和O2在密閉容器中實際發(fā)生的反應為以下兩步：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑取amolCu2S和bmol空氣（設氧氣占空氣體積的20%）在高溫下充分反應。根據下列幾種情況回答問題（反應前后溫度、容器體積不變）：（1）若反應后剩余固體只有Cu，則a和b的關系是____________________。（2）若反應后容器內的壓強小于反應前，通過分析，確定反應后容器內固體的成分_____________________?【答案】（1）

b=5a

（2）

Cu2O或Cu和Cu2O【解析】（1）反應后固體全部是Cu時，則：2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，兩方程式相加得：Cu2S+O2=2Cu+SO2a

0.2b解得b=5a（2）2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2，消耗3mol氧氣生成2mol二氧化硫，當產物為Cu2O時，反應后容器內的壓強小于反應前，Cu2S+O2=2Cu+SO2，反應后固體為Cu時，反應前后氣體的體積未變，P1=P2，但反應后固體為Cu2O、Cu時，反應后容器內的壓強小于反應前，所以反應后容器內的壓強小于反應前，反應前為Cu2S，反應后容器內固體的成分為Cu2O或Cu和Cu2O。15．銅是生命必需的元素，也是人類廣泛使用的金屬。（1）現代工業(yè)上，主要采用高溫冶煉黃銅礦（CuFeS2，也可表示為Cu2S?Fe2S3）的方法獲得銅?；鸱掋~首先要焙燒黃銅礦：2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO，反應中被還原的元素有________，每轉移0.6mol電子，有________mol硫被氧化。產物中的SO2是一種大氣污染物，可選用下列試劑中的_____吸收（選填編號）。a．濃H2SO4b．稀HNO3c．NaOH溶液d．CaCl2（2）Cu2O投入足量的某濃度的硝酸中，若所得氣體產物為NO和NO2的混合物，且體積比為1﹕1，發(fā)生反應的化學方程式為：____________________________________________________。（3）某同學通過電化學原理實現了如下轉化：Cu+2H+→Cu2++H2↑，則H2在_________極獲得（填寫電極名稱）。（4）向氯化銅和氯化鐵的混合溶液中加入氧化銅粉末會產生新的沉淀，寫出該沉淀的化學式________。請用平衡移動的原理，結合必要的離子方程式，對此現象作出解釋_________________________。（5）將SO2氣體通入CuCl2溶液中，生成CuCl沉淀的同時，還有產物________（填寫化學式）。【答案】（1）CuFeS2中元素、O2中元素

0.1

c

（2）

2Cu2O+10HNO3=4Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+5H2O

（3）陰（4）Fe(OH)3

Fe3+會水解產生較多的H+：Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO與H+反應生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，生成Fe(OH)3沉淀（5）

H2SO4、HCl【解析】（1）CuFeS2，也可表示為Cu2S?Fe2S3，這說明Cu的化合價是＋1價，鐵是＋3價。根據方程式可知S元素的化合價從－2價升高到＋4價，鐵元素的化合價從＋3價降低＋2價，氧元素的化合價從0價降低到－2價，所以反應中被還原的元素有Fe和O。S元素化合價升高到6價，因此每轉移0.6mol電子，有0.1mol硫被氧化。SO2是酸性氧化物能被氫氧化鈉吸收，濃硫酸和氯化鈣與SO2不反應。硝酸吸收SO2的同時生成NO2等污染性氣體，所以答案選c。（2）Cu2O投入足量的某濃度的硝酸中發(fā)生氧化還原反應生成硝酸銅、水和氮氧化合物，若所得氣體產物為NO和NO2的混合物，且體積比為1﹕1，則發(fā)生反應的化學方程式為2Cu2O+10HNO3→4Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+5H2O。（3）根據方程式Cu+2H+→Cu2++H2↑可知氫氣是還原產物。該反應需要通過電解原理實現。電解池中陽極失去電子生成氧化產物，陰極得到電子得到還原產物，所以H2在陰極獲得。（4）氯化鐵是強酸弱堿鹽，在溶液中Fe3+會水解產生較多的H+，離子方程式為Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+，加入CuO能與H+反應生成Cu2+和H2O，降低了H+濃度，使得水解平衡正向移動，從而生成Fe(OH)3沉淀。（5）將SO2氣體通入CuCl2溶液中，生成CuCl沉淀，這說明氯化銅是氧化劑，則SO2是還原劑，氧化產物是硫酸根，所以根據原子守恒可知還有產物是硫酸和鹽酸。16．鋁是一種重要的金屬，在生產、生活中具有許多重要的用圖，如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質；②溶液中的硅酸鈉與偏鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式為：2Na2SiO3+2NaAlO2+2H2O═Na2Al2Si2O8↓+4NaOH回答下列問題：（1）溶解鋁土礦時，其成分與NaOH溶液發(fā)生反應的離子方程式：_____________．（2）濾渣A的主要成分為____________；硅酸鹽沉淀寫成氧化物的形式是_______________．（3）在工藝流程第三步中，選用二氧化碳作酸化劑而不使用鹽酸的原因是____________