2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層提升練九用途廣泛的金屬材料開(kāi)發(fā)利用金屬礦物含解析新人教版

PAGE10-用途廣泛的金屬材料開(kāi)發(fā)利用金屬礦物一、選擇題1.鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕,又不易銹蝕,被大量用于航天工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中,正確的是 ()A.此合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)都高B.此合金能全部溶解于稀鹽酸中C.此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D.此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小【解析】選B。合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低,硬度和強(qiáng)度比各成分金屬的都大,即A、D項(xiàng)不正確;合金中的鎂、鋁都能與稀鹽酸反應(yīng),但能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的只有鋁,所以該合金能全部溶解于稀鹽酸中而只有部分金屬溶解于氫氧化鈉溶液中,即B項(xiàng)正確,C項(xiàng)不正確。2.下列生產(chǎn)、生活中的事實(shí)不能用金屬活動(dòng)性依次表說(shuō)明的是 ()A.鋁制器皿不宜盛放酸性食物B.電解飽和食鹽水陰極產(chǎn)生氫氣得不到鈉C.鐵制容器盛放和運(yùn)輸濃硫酸D.鍍鋅鐵桶鍍層破損后鐵仍不易被腐蝕【解析】選C。A項(xiàng),鋁性質(zhì)較活潑,能和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)生成鹽和氫氣,在金屬活動(dòng)性依次表中Al位于H之前,所以能用金屬活動(dòng)性依次說(shuō)明;B項(xiàng),金屬陽(yáng)離子得電子實(shí)力越強(qiáng),其單質(zhì)的還原性越弱,用惰性電極電解飽和食鹽水時(shí),陰極生成氫氣而得不到鈉,說(shuō)明Na的活動(dòng)性大于氫,所以可以用金屬活動(dòng)性依次說(shuō)明;C項(xiàng),常溫下,濃硫酸和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻擋進(jìn)一步被氧化,該現(xiàn)象是鈍化現(xiàn)象,與金屬活動(dòng)性依次無(wú)關(guān);D項(xiàng),構(gòu)成原電池的裝置中,作負(fù)極的金屬加速被腐蝕,作正極的金屬被愛(ài)護(hù),Fe、Zn和電解質(zhì)構(gòu)成原電池,Zn易失電子作負(fù)極,Fe作正極,則Fe被愛(ài)護(hù),所以能用金屬活動(dòng)性依次說(shuō)明。3.(2024·成都模擬)FeCl3、CuCl2混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,則下列推斷不正確的是 ()A.加入KSCN溶液肯定不變紅色B.溶液中肯定含有Fe3+C.溶液中可能含Cu2+D.剩余固體中肯定有銅【解析】選B。Fe3+的氧化性強(qiáng)于Cu2+,加入鐵粉,依據(jù)氧化還原反應(yīng)中先強(qiáng)后弱規(guī)律,反應(yīng)先后依次為Fe+2Fe3+3Fe2+、Fe+Cu2+Fe2++Cu或者Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+。因?yàn)橛泄腆w存在,該固體可能是Fe、Cu的混合物,也可能是Cu,無(wú)論哪種狀況,得出溶液中肯定不含有Fe3+,因此加入KSCN溶液后,溶液不變紅,故A說(shuō)法正確,B說(shuō)法錯(cuò)誤;假如鐵粉與Cu2+反應(yīng),鐵粉不足,溶液中有Cu2+,固體為Cu單質(zhì),也符合題意,故C說(shuō)法正確;依據(jù)上述分析,剩余固體中肯定含有銅,故D說(shuō)法正確。4.按如圖所示裝置試驗(yàn)探究硫酸銅的分解產(chǎn)物。試驗(yàn)后反應(yīng)管中殘留固體為紅色粉末(經(jīng)檢測(cè)為Cu2O)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ()A.加熱前需打開(kāi)K1和K2,緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間N2B.F的作用是汲取尾氣C.可將BaCl2溶液換成Ba(NO3)2溶液D.若品紅溶液不褪色,硫酸銅分解的化學(xué)方程式為4CuSO42Cu2O+4SO3↑+O2↑【解析】選C。加熱前打開(kāi)K1、K2,緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間N2,可將裝置內(nèi)空氣趕出,防止空氣對(duì)分解產(chǎn)物檢驗(yàn)的干擾,A項(xiàng)正確;硫酸銅分解時(shí)有硫氧化物生成,故F的作用是汲取尾氣,B項(xiàng)正確;BaCl2的作用是檢驗(yàn)SO3,品紅的作用是檢驗(yàn)SO2,不能將BaCl2溶液換成Ba(NO3)2溶液,因?yàn)锽a(NO3)2溶液能與SO2反應(yīng),生成BaSO4和NO,一是對(duì)SO3的檢驗(yàn)有干擾,二是品紅溶液無(wú)法檢驗(yàn)SO2,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若品紅溶液不褪色,說(shuō)明無(wú)SO2生成,則CuSO4分解產(chǎn)生Cu2O、SO3,由于銅化合價(jià)降低,則氧化合價(jià)上升,還有O2生成,配平化學(xué)方程式為4CuSO42Cu2O+4SO3↑+O2↑,D項(xiàng)正確。【易錯(cuò)提示】混合氣體中SO2用品紅溶液檢驗(yàn),SO3用BaCl2溶液檢驗(yàn),但要先檢驗(yàn)SO3,后檢驗(yàn)SO2,因?yàn)橥ㄟ^(guò)溶液后,SO3會(huì)被水汲取。二、非選擇題5.(2024·貴陽(yáng)模擬)CuCl2廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),其溶于水形成綠色溶液。CuCl晶體呈白色,難溶于水,露置于潮濕空氣中易被氧化,試驗(yàn)室用下圖所示的試驗(yàn)儀器及藥品來(lái)制備純凈、干燥的氯氣并與粗銅(含雜質(zhì)鐵)反應(yīng)制備氯化銅(鐵架臺(tái)、鐵夾及酒精燈省略)。(1)為完成上述試驗(yàn),氣流方向連接各儀器接口的依次是a→________;反應(yīng)時(shí),圓底燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。盛粗銅粉的試管中的現(xiàn)象是___________________________。

(2)試驗(yàn)完畢,取試管中的固體用鹽酸溶解后,欲提純氯化銅,可向溶解液中加入過(guò)量________。(填物質(zhì)化學(xué)式,已知:室溫下Fe(OH)3沉淀完全的溶液pH為3.2)

(3)向制得的氯化銅溶液中通入SO2,加熱一段時(shí)間即可制得CuCl,寫出該反應(yīng)的離子方程式:___________________________。

【解析】(1)KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)制得的氯氣含有HCl、水蒸氣,分別通過(guò)飽和食鹽水、濃硫酸進(jìn)行凈化、干燥,即可得到干燥的氯氣,干燥的氯氣與粗銅(含雜質(zhì)鐵)反應(yīng)時(shí)過(guò)量的氯氣用NaOH溶液汲取,故按氣流方向連接各儀器接口的依次是adejhfgb。高錳酸鉀與濃鹽酸反應(yīng),MnO4-被還原為Mn2+,鹽酸被氧化為Cl2,配平離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H(2)試驗(yàn)完畢,試管中的固體用鹽酸溶解后,為CuCl2和FeCl3的混合溶液,為了除去FeCl3,可以加入CuO或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3,降低c(H+),使Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+不斷正向進(jìn)行,將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,同時(shí)不引入雜質(zhì)離子。(3)向氯化銅溶液中通入SO2,CuCl2轉(zhuǎn)化為CuCl,Cu的化合價(jià)降低,則S的化合價(jià)上升,SO2轉(zhuǎn)化為SO42-,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒配平離子方程式為:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++S答案:(1)dejhfgb2MnO4-+10Cl-+16H+2Mn2++5Cl2↑+8H2(2)CuO或CuCO3、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3(3)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O2CuCl↓+4H++SO46.NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體,廣泛應(yīng)用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電池等,可由電鍍廢渣(除含鎳外,還含有Cu、Fe、Cr等雜質(zhì))為原料獲得。工藝流程如圖:已知:25℃時(shí),幾種金屬氫氧化物的溶度積常數(shù)和完全沉淀的pH范圍如下表所示。Fe(OH)2Fe(OH)3Cr(OH)3Ni(OH)2Ksp8.0×10-164.0×10-386.0×10-316.5×10-18完全沉淀pH≥9.6≥3.2≥5.6≥8.4請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)下列措施可行,且能提高廢渣浸出率的有________。

A.上升反應(yīng)溫度B.增大壓強(qiáng)C.在反應(yīng)過(guò)程中不斷攪拌(2)在濾液Ⅰ中加入6%的H2O2溶液,其作用是____________________(用離子方程式表示);加入NaOH溶液調(diào)整pH的范圍是________,目的是除去溶液中的________離子。

(3)濾液Ⅱ的主要成分是______________。

(4)操作Ⅰ的試驗(yàn)步驟依次為①__________________________________________;

②向沉淀中滴加稀硫酸,直至恰好完全溶解;③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過(guò)濾得NiSO4·6H2O晶體;④用少量乙醇洗滌NiSO4·6H2O晶體并晾干?！窘馕觥?1)上升反應(yīng)溫度可以加快反應(yīng)速率,故可以提高廢渣浸出率,A正確;該反應(yīng)體系中無(wú)氣體參與,因此增大壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率無(wú)影響,B錯(cuò)誤;在反應(yīng)過(guò)程中不斷攪拌,可以使硫酸與礦渣充分接觸,可以提高反應(yīng)速率,C正確;正確選項(xiàng)是A、C。(2)因?yàn)閺U渣(除含鎳外,還含有Cu、Fe、Cr等雜質(zhì)),用硫酸溶解過(guò)濾后,濾液中含有Fe2+、Fe3+、Cr3+等雜質(zhì)離子,加H2O2溶液可將Fe2+氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;依據(jù)離子形成沉淀的pH及離子沉淀完全的pH大小關(guān)系,加入NaOH溶液調(diào)整5.6≤pH<8.4;這時(shí)可以除去溶液中的Fe3+、Cr3+。(3)除去Fe3+、Cr3+等雜質(zhì)離子后,濾液中含有的可溶性硫酸鹽為Na2SO4、NiSO4。(4)得到NiCO3沉淀之后的操作步驟①為過(guò)濾,并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次,直至流出液用pH試紙檢驗(yàn)呈中性。答案:(1)AC(2)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O5.6≤pH<8.4Fe3+、Cr3+(3)Na2SO4、NiSO4(4)過(guò)濾,并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次一、選擇題1.(2024·濟(jì)寧模擬)明代《天工開(kāi)物》記載“火法”冶煉鋅:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),…然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,…冷淀,毀罐取出,…,即倭鉛也”(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,泥罐中摻有煤炭)。下列說(shuō)法不正確的是 ()A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶煉Zn的化學(xué)方程式:ZnCO3+2CZn+3CO↑D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法【解析】選A。由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,不是混合物,故A錯(cuò)誤;煤炭的主要成分是碳,反應(yīng)中碳作還原劑,故B、C、D均正確?！炯庸逃?xùn)練】某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O晶體的工藝流程如下:下列說(shuō)法正確的是 ()A.焙燒過(guò)程中每消耗1molCuS則消耗3molO2B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.濾渣中主要含鐵的氧化物D.將獲得的CuCl2·2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體【解析】選B。A項(xiàng),2CuS+3O22CuO+2SO2,由方程式可知,1molCuS消耗1.5molO2,錯(cuò)誤;B項(xiàng),廢氣中含有SO2,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,正確;調(diào)整pH時(shí),Fe3+水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去,因而C項(xiàng)錯(cuò)誤;將CuCl2·2H2O干脆加熱脫水,Cu2+水解,HCl揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生Cu(OH)2,無(wú)法得到CuCl2,因而D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2024·重慶模擬)某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中,向所得溶液中通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2,恰好將Fe2+完全氧化。下列說(shuō)法正確的是()A.FexO溶于足量鹽酸后只生成了FeCl3和H2OB.標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2的物質(zhì)的量是5molC.x=0.8D.通入Cl2后,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:Fe2++Cl2Fe3++2Cl-【解析】選C。某鐵的氧化物(FexO)1.52g溶于足量鹽酸中,再通入氯氣,將Fe2+完全氧化生成Fe3+,所以FexO溶于HCl有FeCl2生成,A錯(cuò)誤;標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氯氣的物質(zhì)的量是0.112L22.4L·mol-1=0.005mol,B錯(cuò)誤;FexO中Fe的平均化合價(jià)為+2x,被氧化為Fe3+,依據(jù)電子守恒可知,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和Cl2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。標(biāo)準(zhǔn)狀況下112mLCl2轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.005mol×2=0.01mol,則有1.52g(56x+16)g·mol-1×(3-【加固訓(xùn)練】(2024·?？谀M)銅的冶煉大致可分為:①富集,將硫化物礦進(jìn)行浮選;②焙燒,主要反應(yīng)為2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣);③制粗銅,在1200℃發(fā)生的主要反應(yīng)為2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;④電解精煉銅。下列說(shuō)法不正確的是 ()A.上述灼燒過(guò)程的尾氣回收后可用來(lái)制硫酸B.上述過(guò)程中,由6molCuFeS2制取6molCu時(shí)共消耗15molO2C.在反應(yīng)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶6D.在反應(yīng)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,只有Cu2O作氧化劑【解析】選D。A項(xiàng),二氧化硫能用來(lái)制取硫酸;B項(xiàng),依據(jù)最終產(chǎn)物為Cu、SO2和FeO可寫出總反應(yīng)方程式為6CuFeS2+15O26Cu+12SO2+6FeO,依據(jù)方程式計(jì)算;在反應(yīng)2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中,銅元素化合價(jià)由+1變?yōu)?、硫元素化合價(jià)由-2變?yōu)?4,則氧化劑是Cu2O、Cu2S,還原劑是Cu2S,氧化產(chǎn)物是二氧化硫,還原產(chǎn)物是Cu,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題3.某同學(xué)將肯定濃度的Na2CO3溶液加入CuSO4溶液中,發(fā)覺(jué)生成了沉淀,其對(duì)沉淀的成分進(jìn)行如下探究:【提出假設(shè)】假設(shè)1:沉淀是CuCO3;假設(shè)2:__________________________________________________;

假設(shè)3:沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。【驗(yàn)證假設(shè)】(1)假如假設(shè)1成立,則反應(yīng)的離子方程式為

______________________。

(2)用離子方程式表示假設(shè)3中有Cu(OH)2生成的理論依據(jù):_________、

______________________________。

(3)為證明以上哪種假設(shè)成立,該同學(xué)用下圖裝置測(cè)定沉淀樣品中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):①試驗(yàn)時(shí)的步驟依次為a.打開(kāi)K1、K3,關(guān)閉K2、K4,通入過(guò)量空氣;b.關(guān)閉K1、K3,打開(kāi)K2、K4,充分反應(yīng);c.打開(kāi)K1、K4,關(guān)閉K2、K3,通入過(guò)量空氣。若未進(jìn)行步驟a,將使測(cè)定結(jié)果________(填“偏低”“偏高”或“無(wú)影響”),試驗(yàn)結(jié)束時(shí)通入空氣的目的是______________________________。

②若沉淀樣品的質(zhì)量為10.0g,裝置D的質(zhì)量增加了2.2g,則沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________。

③由以上試驗(yàn)可知,假設(shè)____________成立。

【總結(jié)反思】除了以上方案,還可以通過(guò)測(cè)量__________________來(lái)測(cè)定沉淀中CuCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

【解析】(1)假如假設(shè)1成立,則發(fā)生的是復(fù)分解反應(yīng),其離子方程式為Cu2++CO32-CuCO3(2)若假設(shè)3成立,則Na2CO3溶液發(fā)生了水解反應(yīng),生成OH-,然后OH-再和Cu2+反應(yīng)生成Cu(OH)2。(3)若未進(jìn)行步驟a,則原裝置中的CO2也會(huì)被D裝置中的堿石灰汲取,造成結(jié)果偏高,而試驗(yàn)結(jié)束時(shí)通入空氣的目的是將滯留在裝置中的反應(yīng)產(chǎn)生的CO2排盡,使其被堿石灰充分汲取。裝置D增加的質(zhì)量是碳酸銅分解產(chǎn)生的CO2的質(zhì)量,計(jì)算出CO2的物質(zhì)的量為0.05mol,則碳酸銅的物質(zhì)的量也為0.05mol,碳酸銅的質(zhì)量為6.2g,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為62%,也就是說(shuō)Cu(OH)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38%,所以假設(shè)3成立。除以上方案外,測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生CO2的體積或者是稱量充分灼燒后固體的質(zhì)量等,也能測(cè)定碳酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。答案:【提出假設(shè)】沉淀是Cu(OH)2【驗(yàn)證假設(shè)】(1)Cu2++CO32-CuCO(2)CO32-+H2OHCO2OH-+Cu2+Cu(OH)2↓(3)①偏高將裝置中滯留的CO2排至裝置D中,使其被堿石灰充分汲取②62%③3【總結(jié)反思】反應(yīng)產(chǎn)生CO2的體積(或樣品質(zhì)量和樣品充分灼燒后的質(zhì)量)4.(2024·昆明模擬)綠礬是含有肯定量結(jié)晶水的硫酸亞鐵,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。某化學(xué)愛(ài)好小組對(duì)某綠礬樣品進(jìn)行了如下探究,請(qǐng)