34用途广泛的金属材料副本.docx
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34用途广泛的金属材料副本
3-4用途广泛的金属材料
一、选择题
1．从石墨、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。
下列有关金属冶炼的说法正确的是（ ）
A．肯定发生的是置换反应
B．肯定发生的是氧化还原反应
C．只能用金属还原剂冶炼金属
D．如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于金属在地壳中的含量多少
2．下列关于生铁和钢的叙述，正确的是（ ）
A．由铁矿石炼成铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化
B．用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀
C．生铁和钢都是铁、碳合金。
它们在性能和用途上差别不大
D．它们都能完全溶解在盐酸中
3．（2011·邢台高三期末）近年来，科技人员又研究得到一种新型材料——泡沫铝。
它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金（合金是指金属跟其他金属或非金属所组成的具有金属特性的物质）中而制成的，其优点是硬度高，密度小（约为0.16～0.5g·cm－3），比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料，近几年就可大批量投放市场，则下列关于泡沫铝的说法错误的是（ ）
A．泡沫铝是纯净物
B．泡沫铝是一种合金
C．泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料
D．泡沫铝可用于飞机制造
4．我国古代湿法炼铜的反应原理是（ ）
A．CuO＋H2O
Cu＋H2O
B．CuO＋CO
Cu＋CO2
C．CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4
D．2CuO＋C
2Cu＋CO2↑
5．2009年10月1日，在天安门广场举行了隆重的国庆阅兵仪式，展现了我国强大的综合国力，其中坦克的展示无疑是一个巨大的亮点。
坦克的制造材料主要是各种金属的合金，铁便是其中十分重要的一种，下列关于铁的说法中正确的是（ ）
A．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
B．常温下，单质铁与浓硫酸不反应
C．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
D．比较与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
6．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
7．在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（ ）
A．Na、Mg、Al B．Na、K、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu、AgD．Mg、Al、Zn、Fe
8．（2011·深圳调研）“神七”飞天，标志着中国的航空铝材处于世界领先行列。
下列关于铝合金的说法中，错误的是（ ）
A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低
B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D．镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化
9．（2012·山东泰安高三期末检测）已知A、B为单质，C为化合物。
能实现上述转化关系的是（ ）
A＋B
C
C溶液
A＋B
①C溶于水后得到强碱溶液，则A可能是Na
②若C溶液遇Na2CO3放出CO2气体，则A可能是H2
③若C溶液中滴加KSCN溶液显红色，则B可能为Fe
④若C溶液中滴加NaOH溶液有蓝色沉淀生成，则B可能为Cu
A．①②B．③④C．①④D．②④
10．某同学设计如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：
下列说法中不正确的是（ ）
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VL气体全为NO
C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干
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
11．（2011·平顶山模拟）由锌、铁、镁、铝四种金属中的两种组成的混合物10g，与足量的盐酸反应产生1.0g氢气。
则混合物中一定含有的金属是（ ）
A．锌B．铁C．铝D．镁
12．美国“海狼”潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金（单质钠和单质铝熔合而成）作载热介质，有关说法不正确的是（ ）
A．原子半径：
Na>Al
B．铝钠合金若投入一定的水中可得无色溶液，则n（Al）≤n（Na）
C．铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中，肯定有氢氧化铜沉淀也可能有铜析出
D．若mg不同组成的铝钠合金投入足量盐酸中，放出的H2越多，则铝的质量分数越小
13．工业上生产金属钾是在一定温度下，用金属钠跟氯化钾反应，查阅资料得到下列表格中四种物质的熔点和沸点，由此推断用钠与氯化钾反应制取金属钾的适宜温度是（ ）
K
Na
KCl
NaCl
熔点/℃
63.6
97.8
770
801
沸点/℃
774
887.9
1500
1413
A.小于770℃B．770℃～774℃
C．774℃～887.9℃D．887.9℃～1500℃
14．（2011·厦门3月）某化学小组在常温下测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：
方案Ⅰ：
铜铝混合物
测定生成气体的体积
方案Ⅱ：
铜铝混合物
测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是（ ）
A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液
B．溶液A和B均可以选用稀硝酸
C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D．实验室方案Ⅱ更便于实施
15．（2011·山东）Al，Fe，Cu都是重要的金属元素。
下列说法正确的是（ ）
A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B．三者的单质放置在空气中只生成氧化物
C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液是阴极上依次析出Cu、Fe、Al
二、非选择题
16．物质A～G有下图所示转化关系（部分反应物、生成物没有列出）。
其中A为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B和C。
单质C可与E的浓溶液发生反应，G为砖红色沉淀。
请回答下列问题：
（1）写出下列物质的化学式：
B________、E________、G________；
（2）利用电解可提纯C物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是________；
（3）反应②的化学方程式是______________________；
（4）将0.23molB和0.11mol氧气放入容积为1L的密闭容器中，发生反应①，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12molD，则反应的平衡常数K＝________，若温度不变，再加入0.50mol氧气后重新达到平衡，则B的平衡浓度________（填“增大”、“不变”或“减小”），氧气的转化率________（填“升高”、“不变”或“降低”），D的体积分数________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
17．（2012·湖南省长沙市高三第一次模拟考试）七水硫酸钴（CoSO4·7H2O）是一种重要的工业原料，其热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示：
请回答下列问题：
（1）试确定200℃时固体物质的化学式：
________________（要求写出推理过程）。
_____________________________________
_____________________________________
（2）由B→C时生成了一种固体和两种气体（均为化合物），该反应的化学方程式为__________________________；800℃时固体物质的化学式为_____________________________________。
（3）C点固体能与浓盐酸共热产生Cl2（钴元素转化为Co2＋），该反应的离子方程式为_____________________________________
_____________________________________。
18．（2012·银川市高三第三次模拟考试）现有某铁碳合金（铁和碳两种单质的混合物），某化学兴趣小组为了测定铁碳合金中铁的质量分数，并探究浓硫酸的某些性质，设计了如图所示的实验装置（夹持仪器已省略）和实验方案进行实验探究。
Ⅰ.测定铁的质量分数：
（1）检查上述装置气密性的一种方法是：
关闭分液漏斗的活塞，在装置E后面连上一根导管，然后_____________________，则证明装置的气密性良好。
（2）装置C中发生反应的离子方程式为____________________
_____________________________________。
（3）称量E的质量，并将ag铁碳合金样品放入装置A中，再加入足量的浓硫酸，待A中不再逸出气体时，停止加热，通入N2拆下E并称重，E增重bg。
铁碳合金中铁的质量分数为________（用含a、b的代数式表示）。
（4）甲同学认为，依据此实验测得的数据，计算合金中铁的质量分数可能会偏低，原因是空气中CO2、H2O进入E管使b值增大。
你认为改进的方法是__________________________________
_____________________________________。
Ⅱ.探究浓硫酸的某些性质：
（5）往A中滴加足量的浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无明显现象，其原因是_____________________________________
_____________________________________。
（6）A中铁与浓硫酸共热发生反应的化学方程式是__________
_____________________________________。
19．某校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的硫酸铝溶液、绿矾晶体（FeSO4·7H2O）和胆矾晶体（CuSO4·5H2O），其实验方案如下：
请回答下列问题：
（1）过滤用的玻璃仪器有________。
（2）写出由沉淀Ⅱ转化为硫酸铝溶液的离子方程式__________；滤液C转化成沉淀Ⅱ时，硫酸的用量不易控制，可改用____________。
（3）小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因________________________，要想由沉淀Ⅰ最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进__________________________________。
（4）兴趣小组提出以下两种方案将滤渣B转化成胆矾晶体，你认为哪种方案更合适________。
①用浓硫酸与Cu在加热条件下反应生成硫酸铜
②在空气中加热铜生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜，小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体，则该反应的总化学方程式为______________________________________________。
（5）有同学提出可将方案中最初溶解合金的硫酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为改进后的方案相对于原方案________（填“更合理”或“不合理”），理由是____________。
参考答案：
1-5：
BBACC 6-10：
AADD（BD）11-15：
CDCBC
16解析：
本题主要考查常见无机物的推断、化学平衡的移动及化学平衡常数的计算，意在考查考生的分析推断能力和计算分析能力。
（1）由连续氧化：
A
B
D
E及反应①的条件，得B为SO2，D为SO3，E为硫酸。
F与葡萄糖、NaOH加热反应生成砖红色沉淀G，则G为Cu2O，单质C为铜。
（2）铜的精炼，以粗铜作阳极，精铜作阴极，以含Cu2＋的电解质溶液作电解液。
（4）由已知得反应①为2SO2＋O22SO3。
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
c（始）（mol·L－1）0.230.110
c（变）（mol·L－1）0.120.060.12
c（平）（mol·L－1）0.110.050.12
K＝
＝
＝23.8L·mol－1。
增加氧气的浓度，则平衡向正反应方向移动，SO2的转化率增大，浓度减小，而氧气的转化率降低，前次平衡时D的体积分数为
，假设再次平衡时，B完全转化，则D的体积分数为
，故重新达到平衡时D的体积分数减小。
答案：
（1）SO2 H2SO4 Cu2O
（2）粗铜 精铜 CuSO4溶液
（3）Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
（4）23.8L·mol－1 减小 降低 减小
17答案：
（1）CoSO4·H2O
CoSO4·7H2O
CoSO4·（7－n）H2O＋nH2O
28118n
100g 100g－61.57g＝38.43g
n＝6
（2）3CoSO4
Co3O4＋SO2↑＋2SO3↑ CoO
（3）Co3O4＋8H＋＋2Cl－
3Co2＋＋Cl2↑＋4H2O
18答案：
（1）把导管放入盛有水的水槽中，微热烧瓶，如果导管口有气泡产生，停止加热后导管内产生一段水柱（后一现象可不写出）
（2）5SO2＋2MnO
＋2H2O===5SO
＋2Mn2＋＋4H＋
（3）
×100%
（4）在装置E的后面再连接一个与E相同的装置
（5）常温下，Fe被浓H2SO4钝化，碳不与浓H2SO4反应
（6）2Fe＋6H2O（浓）
Fe2（SO4）3＋3SO2↑＋6H2O
19解析：
（2）滤液C中加入硫酸可以生成Al（OH）3沉淀，而Al（OH）3能和过量的硫酸反应，因此硫酸的用量不易控制，此时可改用向滤液C中通入CO2气体的方法，因为CO2也可以与滤液中的NaAlO2反应生成Al（OH）3，但Al（OH）3不能和CO2发生反应；（3）绿矾中之所以有杂质只能是Fe2＋转化成Fe3＋，而将Fe3＋转化成Fe2＋且不引入其他杂质可加入足量的铁粉将Fe3＋还原成Fe2＋；（5）首先用NaOH溶液溶解合金，则得到绿矾时不用再消耗NaOH，只需要铁与稀硫酸反应，制取Al2（SO4）3也比原方案少一步与H2SO4的反应。
答案：
（1）烧杯、漏斗、玻璃棒
（2）Al（OH）3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 向滤液C中通入足量的二氧化碳气体
（3）反应过程中部分Fe2＋转化成Fe3＋ 向滤液D中加入足量铁粉，反应完全后过滤，取滤液蒸发结晶即可得到纯度较高的绿矾
（4）② Cu＋H2O2＋H2SO4＋3H2O===CuSO4·5H2O或Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
（5）更合理 因为原方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大
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