届高考化学一轮讲练金属材料及金属矿物的开发利用答案详解.docx
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届高考化学一轮讲练金属材料及金属矿物的开发利用答案详解
金属材料及金属矿物的开发利用
1．在冶金工业上，下列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
解析：
选A Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法；Zn、Fe、Cu的冶炼方法为化学还原法；Ag的冶炼方法为热分解法，故选A项。
2．下列有关金属的说法正确的是（ ）
A．湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
B．加强热使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
C．黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D．生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含
解析：
选A 湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素的化合价均降低，发生还原反应，A项正确；CuO在高温条件下不能分解生成单质Cu，B项错误；黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金，C项错误；生铁和钢都是铁碳合金，D项错误。
3．下列几种关于金属冶炼方法的叙述中，正确的是（ ）
A．蒸发海水制成饱和食盐水，将其电解可制得金属钠
B．炼铁高炉中，利用焦炭作为还原铁矿石的还原剂
C．高炉炼铁能得到纯铁
D．铝热法能够使氧化铁跟铝在高温条件下炼出铁来
解析：
选D 电解食盐水得到的是NaOH，得不到Na；炼铁高炉中利用焦炭与空气反应生成的CO作为还原铁矿石的还原剂；高炉炼铁得到的是含碳等元素的生铁。
4．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是（ ）
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
解析：
选D A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，是因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。
5．钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。
海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。
下列说法正确的是（ ）
A．金不溶于任何溶液
B．铜、锌在潮湿的空气中均能被氧化成对应的氧化物
C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D.
Cu的质子数和中子数之差为34
解析：
选C 金能够溶于王水，A项错误；铜在潮湿的空气中被腐蚀生成铜绿，主要成分是Cu2（OH）2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确；
Cu的质子数和中子数之差为（63－29）－29＝5，D项错误。
6．下列说法中正确的是（ ）
A．铁是人类最早使用的金属，钢铁属于铁碳合金
B．黑色金属材料及其它们的合金是应用最广泛的金属材料
C．金属镁有“国防金属”的美誉，也被誉为“21世纪的金属”
D．铜绿的主要成分是碱式碳酸铜，这是铜在潮湿空气中发生电化学腐蚀的结果
解析：
选B 铜是人类最早使用的金属，A不正确；金属钛有“国防金属”的美誉，也被誉为“21世纪的金属”，C不正确；铜绿是铜与空气中的氧气、水蒸气和二氧化碳直接作用生成的，并未发生电化学腐蚀，D不正确。
7．下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序解释的是（ ）
A．电解饱和食盐水阴极产生氢气而得不到钠
B．铝制器皿不宜盛放酸性食物
C．铁制容器盛放和运输浓硫酸
D．镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀
解析：
选C 金属活动性顺序中，钠在氢前，形成的阳离子氧化性H＋>Na＋，H＋先放电生成氢气，和金属活动性顺序有关，A不符合题意；在金属活动性顺序中，铝排在氢的前面，铝和酸发生反应，铝制器皿不宜盛放酸性食物，B不符合题意；在金属活动性顺序中，铁比氢活泼，但可用铁制容器盛放和运输浓硫酸，是因为铁在冷的浓硫酸中发生钝化，不能用金属活动性顺序解释，C符合题意；在金属活动性顺序中，锌比铁活泼，所以破损后腐蚀的是锌，保护的是铁，能用金属活动性顺序解释，D不符合题意。
8．C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。
下列关于铝锂合金的说法不正确的是（ ）
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔沸点比铝低
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
解析：
选D 铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。
9．坦克、导弹的制造材料主要是金属合金，钢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．铁元素属于过渡元素，其原子序数为26
B．单质铁与浓硫酸在常温下不反应
C．铁单质只具有还原性，其阳离子只具有氧化性
D．与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率，纯铁比生铁的快
解析：
选A 铁是26号元素，属于第Ⅷ族元素，为过渡元素，A正确；常温下，铁和浓硫酸反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步反应，但并不是铁和浓硫酸不反应，B错误；亚铁离子既有还原性，又有氧化性，C错误；纯铁和稀盐酸不能构成原电池，生铁中铁、碳、盐酸构成原电池，能加快反应速率，所以生铁反应速率比纯铁快，D错误。
10．中国银行发行的中国航天普通纪念币，面额为10元，直径为27毫米，材质为双色铜合金。
下列关于合金的叙述不正确的是（ ）
A．铜合金和单质铜一样，具有良好的导电性、导热性和延展性
B．铜合金的硬度比单质铜大
C．铜合金的熔点比单质铜低
D．该纪念币能完全溶解于稀硫酸中
解析：
选D 合金有别于成分金属的特性是熔点低、硬度大，共性是具有金属的物理通性，但是化学性质没有改变，D项错误。
11.
如图所示的反应均是在高温或引燃条件下进行，选项中的物质表示A和B，不合理的是（ ）
A．CO2、Mg B．MgO、Al
C．Fe2O3、AlD．CuO、H2
解析：
选B A项，Mg高温下与CO2反应生成C和MgO，C、Mg与足量氧气引燃分别能生成CO2与MgO，正确；B项，Al的还原性比Mg弱，故不能置换出Mg，错误；C项，Al与Fe2O3高温下反应生成Al2O3与Fe，Fe与氧气在高温加热条件下生成Fe2O3，正确；D项，H2还原CuO生成H2O与Cu，H2、Cu与氧气引燃反应分别生成H2O和CuO，正确。
12．金属钾和金属钠的金属性相近，但K比Na略强，当利用金属钠与KCl共熔制金属钾时，发现钾与钠的共熔体难以分离，如调整温度到一定程度，则可利用钠与KCl反应制取K，下面是四种物质的熔沸点：
K
Na
KCl
NaCl
熔点（℃）
63.6
97.8
770
801
沸点（℃）
774
882.9
1500
1413
根据平衡移动原理，可推知用Na和KCl反应制取金属钾的适宜温度是（ ）
A．低于770℃ B．850℃
C．高于882.9℃D．1413～1500℃
解析：
选B 在金属活动性顺序中，Na虽然排在K的后面，但从表中提供的数据可知，钾的熔点和沸点都比钠低，当钠与KCl混合加热熔化后，温度升高到774℃以上，钾变成蒸气逸出，平衡右移，但温度不得高于882.9℃，所以B项正确。
13．科学家研制出了一种新型的贮氢材料——镁铝合金，这种镁铝合金的成分可表示为Mg17Al12。
其贮氢和释氢的原理可表示为Mg17Al12＋17H2
17MgH2＋12Al，下列有关说法正确的是（ ）
A．Mg17Al12是离子化合物
B．为防止金属氧化，熔炼制备Mg17Al12时不能用氮气做保护气
C．732g的合金能吸收380.8L氢气
D．该合金的熔点比镁和铝的熔点低
解析：
选BD A项，合金是指在一种金属中加热熔合而成的，不存在阴阳离子，不属于离子化合物，错误；B项，Mg、Al为较活泼金属，加热时易和氮气发生反应，可以通入氩气来防止金属被氧化，不可以通氮气做保护气，正确；C项，氢气所处的状况未知，不能计算出氢气的具体体积，错误；D项，合金的熔点比各成分的熔点低，该合金的熔点低于金属镁、金属铝的熔点，正确。
14．美国普度大学研究开发出一种利用铝镓合金制备氢气的新工艺（工业流程如图所示）。
下列有关该工艺的说法中错误的是（ ）
A．该过程能量转化的形式只有两种
B．铝镓合金可以循环使用
C．铝镓合金与水的反应属于化合反应
D．总反应式为：
2H2O===2H2↑＋O2↑
解析：
选AC 该过程能量转化的形式有3种，A错误。
由所给工业流程图可知B正确。
铝镓合金与水的反应的实质是铝把水中的H置换出来，属于置换反应，C错误。
由图可知该流程的总反应为2H2O===2H2↑＋O2↑，D正确。
15．部分氧化的Fe Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3、CuO）共5.76g，经如图处理，下列说法正确的是（ ）
A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋
B．样品中Fe元素的质量为2.14g
C．样品中CuO的质量为4.0g
D．V＝448
解析：
选D A项，生成的滤渣3.2g是铜，金属铜可以和Fe3＋反应，所以滤液A中一定不含有Fe3＋，错误；B项，灼烧后的固体为Fe2O3，其物质的量为0.02mol，铁元素的物质的量为0.02mol×2＝0.04mol，质量为0.04mol×56g·mol－1＝2.24g，错误；C项，铁元素的质量为2.24g，而原来固体为5.76g，所以CuO的质量不超过5.76g－2.24g＝3.52g，错误；D项，根据最后溶液中的溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素的物质的量为0.04mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04mol，含H＋0.08mol，其中部分H＋生成氢气，另外的H＋和合金中的氧结合生成了水，由于合金中氧的物质的量为
＝0.02mol，它结合0.04molH＋，所以硫酸中有0.04molH＋生成氢气，即生成0.02mol氢气，标准状况下的体积为448mL，正确。
16．冶炼金属常用以下几种方法：
①热分解法 ②以活泼金属Na、Mg等作还原剂 ③以C、CO或H2作还原剂 ④电解法 ⑤利用铝热反应原理还原
下列金属各采用哪种方法还原最佳（用序号填写下列空白）。
（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属。
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属。
（3）Hg、Ag等不活泼金属。
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属。
答案：
（1）③
（2）④ （3）① （4）⑤
17．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，则在炼铁过程中为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。
80.0gCu 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。
解析：
（1）①工业上通过电解熔融Al2O3制得金属铝，从铝土矿中提取Al2O3的过程：
使铝土矿与NaOH溶液反应并过滤除去杂质得到NaAlO2溶液，再向溶液中通入CO2，生成Al（OH）3沉淀，加热使沉淀分解可得到Al2O3。
②镁能与氧气、二氧化碳、氮气等气体发生反应，所以焊接时应使用Ar等稀有气体做保护气。
（2）①在海水中，合金钢、海水及海水中溶解的氧气构成原电池，发生吸氧腐蚀。
②在炼铁时加入氧化钙或碳酸钙，发生反应CaO＋SiO2
CaSiO3或CaCO3
CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2
CaSiO3，使SiO2形成炉渣，可以降低硅含量。
（3）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－1＝13.5g，则铜的质量为66.5g，质量分数为
×100%≈83.1%。
答案：
（1）①第三周期ⅢA族 CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar（其他合理答案均可）
（2）①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO （3）83.1%
18．某铝合金中含有元素铝、镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：
（1）称取样品ag（精确到0.1g），称量时通常使用的主要仪器的名称是。
（2）将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤滤渣。
滤液中主要含有，滤渣中含有，溶解、过滤用到的玻璃仪器是。
（3）滤液中加过量的氢氧化钠溶液，过滤。
有关反应的离子方程式是。
（4）步骤（3）的滤液中通入足量的二氧化碳气体，过滤。
有关反应的离子方程式是
。
（5）步骤（4）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重、冷却后称量，其质量为bg。
有关反应的化学方程式是，
原样品中铝的质量分数是。
（6）若步骤（3）中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果（填“偏高”“偏低”或“不影响”，下同）；若步骤（5）中滤渣没有洗涤，则实验结果，若滤渣灼烧不充分，则实验结果。
答案：
（1）托盘天平
（2）MgCl2、AlCl3、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
（3）H＋＋OH－===H2O、Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓、Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O
（4）AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
（5）2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O
×100%
（6）偏低 偏高 偏高
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