《用途广泛的金属元素练习题》高三复习带答案.docx
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《用途广泛的金属元素练习题》高三复习带答案
第四讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物
（计时：
45分钟 满分：
100分）
一、选择题（本大题共10小题，每小题5分，共50分）
1．某合金与铁的物理性质的比较如表所示：
熔点（℃）
密度（g·cm－3）
硬度（金刚石为10）
导电性（银为100）
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17
还知该合金耐腐蚀、强度大。
从以上性能看，该合金不适合作（ ）
A．导线B．门窗框
C．炉具D．飞机外壳
解析 该合金熔点高，硬度大，密度小，B、C、D项中的应用均适合，但导电性仅为Ag的0.023倍，不适合作导线。
答案 A
2．关于Al、Fe、Cu三种金属，下列说法正确的是（ ）
A．三者的单质均为银白色固体
B．三者都能与盐酸、稀硫酸反应
C．AlCl3、FeCl3、CuCl2均可作净水剂
D．制备Al用电解法，制备Fe、Cu可用还原法
解析 铜为红色金属单质，A项错误；Cu与盐酸、稀硫酸不反应，B项错误；CuCl2为重金属盐，不能用作净水剂，C项错误；Al为活泼金属，用电解Al2O3的方法冶炼铝。
答案 D
3．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是（ ）
A．碳还原法
B．铝热法还原
C．直接加热法
D．盐的水溶液与活泼金属置换法
解析 冶炼难熔金属通常用铝热法。
答案 B
4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是（ ）
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
解析 Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na;CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。
答案 B
5．已知酸性条件下有如下反应：
2Cu＋===Cu2＋＋Cu。
由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸、加热
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
红色固体和蓝色溶液
无色气体和蓝色溶液
无色气体和蓝色溶液
红棕色气体和蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是（ ）
A．Cu
B．Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
解析 H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，产物中加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu2O，在酸性条件：
2Cu＋===Cu2＋＋Cu，故不能证明产物中是否含有Cu。
答案 D
6．将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是（ ）
选项
反应情况设想
评价
A
当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应
B
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋
正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋
C
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一定只有Fe2＋、无Cu2＋
正确，Cu有剩余故无Cu2＋
D
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一定有Fe2＋、Cu2＋
不正确，不可能是Fe剩余，Cu不剩余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应
解析 因离子的氧化性强弱顺序Fe3＋>Cu2＋>Fe2＋。
如果Fe3＋的量很多，可以将铁和铜全部氧化后还有剩余，A项错误；当铁有剩余时，溶液中不会存在Cu2＋，B项错误；当铜有剩余时，可能部分铜发生反应，溶液中可能有Cu2＋，C项错误；因还原性Fe>Cu，故不存在有铁无铜的情况，D项正确。
答案 D
7．氢化亚铜（CuH）是一种不稳定物质，能在氯气中燃烧，也能与酸反应。
用CuSO4溶液和“某物质”在40～50℃时反应可产生氢化亚铜。
下列有关叙述中错误的是（ ）
A．这种“某物质”具有还原性
B．CuH与盐酸反应，可能产生H2
C．CuH与足量的稀硝酸反应：
CuH＋3H＋＋NO===Cu2＋＋NO↑＋2H2O
D．CuH在氯气中燃烧：
CuH＋Cl2===CuCl＋HCl
解析 CuH中Cu为＋1价，CuSO4中Cu为＋2价，则“某物质”应具有还原性，A项正确；CuH中H为－1价，HCl中H为＋1价，则二者反应可得到氢气，B项正确；CuH与足量的稀硝酸反应生成Cu（NO3）2、NO和H2O符合氧化还原反应原理，C项正确；CuH在氯气中燃烧应生成CuCl2和HCl。
答案 D
8．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。
下列说法不正确的是（ ）
A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化
B．在湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．用磁铁矿炼铁的反应中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移9mole－
D．铝热法冶炼铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析 在利用磁铁矿炼铁的过程中，1molFe3O4被CO还原成Fe，转移8mole－，C项错误。
答案 C
9．某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。
进行如下实验：
下列说法正确的是（ ）
A．步骤Ⅰ中减少的3g固体一定是混合物
B．步骤Ⅱ中质量减少的物质一定是Cu
C．根据上述步骤Ⅱ可以得出m（Fe2O3）m（Cu）＝11
D．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
解析 步骤Ⅰ中加入过量NaOH，虽然SiO2和Al2O3都可以反应，但是无法确定它们是否同时存在，A项错；6.4g固体中一定要有Fe2O3，步骤Ⅱ中Cu才能溶解，结合最终还有1.92g固体剩余，可知Fe2O3不足量，设步骤Ⅱ中减少的物质中含有的Cu和Fe2O3的物质的量分别为n（Cu）、n（Fe2O3），可得
解得n（Cu）＝n（Fe2O3）＝0.02mol，所以原混合物X中含有铜的质量为m（Cu）＝0.02mol×64g·mol－1＋1.92g＝3.2g，m（Fe2O3）＝160g·mol－1×0.02mol＝3.2g，m（Fe2O3）m（Cu）＝11，C项对，B、D项错。
答案 C
10．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。
某学习小组取0.98g（用精密天平测量）Cu（OH）2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。
另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。
则下列分析正确的是（ ）
A．图1中产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuO
B．图1整个过程中共生成0.26gH2O
C．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线A
D．图2中绘制错误的曲线共2条
解析 0.98gCu（OH）2的物质的量为0.01mol，若全部生成CuO，则其质量为0.01mol×80g/mol＝0.80g，所以a点是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005mol×144g/mol＝0.72g，所以b点是Cu2O，A项错误。
根据化学方程式4CuO2Cu2O＋O2↑，过程中有氧气产生，B项错误。
CuO和其所含铜元素的质量关系（以CuO的质量为10g计算）为10gCuO中含8g铜元素，观察图2知，曲线B符合上述质量关系（表示的是CuO）。
而曲线A上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，这是错误的，曲线C不符合Cu2O和其所含的铜元素的质量关系，所以C项错误、D项正确。
答案 D
二、非选择题（本大题共4小题，共50分）
11．（17分）合金是建造航空母舰的主体材料。
（1）航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为__________________。
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。
②Al Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为__________________________________，焊接过程中使用的保护气为________（填化学式）。
（2）航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为__________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中降低硅含量需加入的物质为________。
（3）航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0gCu Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0g，则合金中Cu的质量分数为________。
②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。
结合如图信息推断该合金中除铜外一定含有________。
解析
（1）①铝土矿的主要成分是氧化铝，提取铝的过程是：
氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，再向溶液中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀，加热使沉淀分解可得到氧化铝，最后电解得到铝。
②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应，所以焊接时必须使用Ar等稀有气体作保护气。
（2）①在海水中，合金钢、海水构成原电池，发生吸氧腐蚀。
②在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，以降低硅含量。
（3）①白色沉淀Al（OH）3的质量为39.0g，即0.5mol，故合金中铝的质量为0.5mol×27g/mol＝13.5g，则铜的质量为66.5g，质量分数为66.5g÷80.0g×100%＝83.1%。
②看图可知Al3＋在pH为3.4时开始沉淀，而Fe2＋和Ni2＋在pH为7.0～8.0之间均已开始沉淀，若溶解合金的酸过量，假设合金中含有Fe，则溶解后Fe转化为Fe3＋，而不是Fe2＋，因此合金中不可能含有Fe，一定含有Al和Ni。
答案
（1）①第三周期第ⅢA族 CO2
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar（其他合理答案均可得分）
（2）①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO
（3）①83.1% ②Al、Ni
12．（16分）（2015·湖南质检）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H2O2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Cu2（OH）2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式____________________________
__________________________________________________________。
（3）火法炼铜的原理：
Cu2S＋O22Cu＋SO2，在该反应中每生成1molCu，转移________mole－。
（4）以CuSO4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________（填选项字母）。
a．粗铜接电源正极，发生氧化反应
b．溶液中Cu2＋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CuFeS2氧化成硫酸盐：
4CuF
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