高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物限时规范特训.docx
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高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物限时规范特训
2019年高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物限时规范特训
一、选择题(每题6分,共72分)
1.化学与生活密不可分,下列说法错误的是( )
A.变压器铁芯是含硅4%的硅钢,有很高的导磁性
B.还原铁粉可用作食品保鲜剂
C.甲醛溶液可以用作食品防腐剂
D.合金的硬度一般比成分金属大
答案 C
解析 含硅4%的硅钢具有导磁性,可用作变压器铁芯,A正确;铁与氧气和水反应生成了铁锈,消耗了氧气,阻止了食品与氧气的反应,达到了食品保鲜的目的,B正确;甲醛溶液有毒,不能用作食品防腐剂,C错误;根据合金的性质可知,合金的硬度一般比成分金属大,D正确。
2.下列关于资源的开发利用说法不正确的是( )
A.目前世界上冶炼铜的主要方法是电解法
B.海水淡化最常用的方法之一是蒸馏法
C.海带中提取碘的过程中需要氧化剂把碘离子氧化成碘单质
D.电解法冶炼铝的过程中加入冰晶石的目的是降低氧化铝的熔点以节约电能
答案 A
解析 目前世界上冶炼金属铜的主要方法是火法炼铜和湿法炼铜,A错误;海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等,B正确;海带中碘以I-的形式存在,要变成单质碘需要加氧化剂氧化,C正确;电解法冶炼铝的过程中加入冰晶石可降低氧化铝的熔点,减少能耗,D正确。
3.我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应,其中有:
①“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”;②“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。
下列有关叙述正确的是( )
A.①中描述的化学反应是可逆反应
B.“曾青”是含有Cu2+的溶液,如硫酸铜溶液
C.“积变又还成丹砂”中的“还”可理解为“被还原”
D.水银能跟“曾青”发生置换反应生成单质铜
答案 B
解析 ①中描述的化学反应为HgS
Hg+S、Hg+S===HgS,两个反应的反应条件不同,不是可逆反应,A错误;“铁赤色如铜”,说明铁置换出铜,故“曾青”应为可溶性铜盐的水溶液,B正确;“积变又还成丹砂”,发生的反应是Hg+S===HgS,Hg发生了氧化反应,“还”是指恢复原来的状态,C错误;Hg的活动性比Cu弱,因此水银不能与“曾青”发生置换反应生成单质铜,D错误。
4.铅的冶炼大致过程如下:
①富集:
将方铅矿(PbS)进行浮选;
②焙烧:
2PbS+3O2
2PbO+2SO2;
③制粗铅:
PbO+C
Pb+CO↑;
PbO+CO
Pb+CO2。
下列说法正确的是( )
A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbO
C.整个冶炼过程中,制取1molPb共转移2mol电子
D.将1molPbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6g碳
答案 D
解析 富集方铅矿的过程属于物理变化,A错误;B项中还原产物除PbO外还有SO2;整个冶炼过程中,制取1molPb共转移8mol电子,C错误。
5.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
答案 B
解析 Mg的活泼性强,不能用H2还原制备Mg,而应用电解熔融MgCl2的方法制备,A错误;电解饱和食盐水得到NaOH而不是单质Na,C错误;CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu,D错误。
6.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,下列有关说法不正确的是( )
A.该铝钠合金的熔点低于金属钠
B.铝钠合金若投入一定量的水中可得无色溶液,则n(Al)≤n(Na)
C.铝钠合金投入足量氯化铜溶液中,会有氢氧化铜沉淀生成,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
答案 D
解析 合金的熔点低于其组成金属,A正确;铝钠合金投入水中,发生2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,当n(Na)≥n(Al)时,金属全部溶解,得到无色溶液,B正确;铝钠合金投入到足量氯化铜溶液中,钠和水反应生成的NaOH可以和CuCl2反应生成Cu(OH)2沉淀,若n(Al)>n(Na),金属铝也会置换出金属铜,C正确;2Al~3H2↑,2Na~H2↑,等质量的金属钠和金属铝比较,Al产生的氢气量多,所以放出的H2越多,铝的质量分数越大,D错误。
7.下列说法中正确的是( )
A.纯铁易被腐蚀,可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”,以提高其抗腐蚀能力
B.我们使用合金是因为它比纯金属具有更优良的化学性质
C.我国首艘航母“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆,属于金属材料
D.Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到
答案 C
解析 纯铁抗腐蚀能力很强,生铁易腐蚀,A错误;合金比其成分金属具有更加优良的物理机械性能,B错误;Na、Al用电解法冶炼,Cu可以用热还原法冶炼得到,D错误。
8.如图所示的反应均是在高温引燃后进行,选项中的物质表示A和B,不合理的是( )
A.MgO Al
B.CO2 Mg
C.Fe3O4 Al
D.CuO H2
答案 A
解析 Mg的活泼性强于Al,若A为MgO,B为Al,二者不能发生铝热反应,A错误;CO2与Mg反应生成C(即C)和MgO(即D),Mg与O2反应生成MgO,C与足量O2反应生成CO2,B正确;Fe3O4与Al能发生铝热反应,生成Fe(即C)和Al2O3(即D),C正确;H2还原CuO生成Cu(即C)和H2O(即D),D正确。
9.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.CuSO4在1100℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体
D.Y具有还原性
答案 C
解析 将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,A正确;途径①有污染性气体产生,相对于途径③,途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径②更好地体现了绿色化学思想,B正确;由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合气体,则铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,根据2CuSO4
Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,C错误;由Cu(OH)2到Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,D正确。
10.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:
下列有关说法正确的是( )
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.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2
D.根据步骤Ⅱ可以得出m(Fe2O3)∶m(Cu)=1∶1
答案 D
解析 步骤Ⅰ中,加入过量氢氧化钠溶液固体质量减少了3g,溶解的物质可能是Al2O3和SiO2中的一种或两种,故A、C错误;步骤Ⅱ中加入过量盐酸,Fe2O3溶解后又和Cu发生反应,故减少的固体是Fe2O3和Cu,B错误;步骤Ⅱ中发生的总反应为Fe2O3+Cu+6HCl===2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固体(6.4-1.92=4.48g)中,Fe2O3和Cu的物质的量相等,又因为盐酸过量,Fe2O3完全溶解,剩余的固体为Cu,可计算出Fe2O3和Cu的质量相等,D正确。
11.某同学设计了如下实验测量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
D.铜的质量分数为
×100%
答案 D
解析 不论是浓硝酸还是稀硝酸与Cu、Ag反应生成的气体用排水法收集到的一定全部是NO,B正确;Wg固体应该是干燥纯净的AgCl,故Ⅰ为过滤,由于过滤后的氯化银附着一些离子,应洗涤附着的物质,防止影响氯化银的质量测定,故Ⅱ为洗涤,C正确;氯化银的质量为Wg,所以合金中银的质量为Wg×
=
g,故合金中铜的质量分数为
×100%=
×100%,故D错误。
12.部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92g,经如下处理:
下列说法中正确的是( )
①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+ ②样品中氧元素的物质的量为0.03mol ③溶解样品的过程中消耗H2SO4的总的物质的量为0.04mol ④V=224mL ⑤V=336mL
A.①③④B.②③④C.②③⑤D.①③⑤
答案 B
解析 由滤液A中不含Cu2+可知,样品中加入足量稀硫酸发生的反应有Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O,CuO+H2SO4===CuSO4+H2O,Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe+2Fe3+===3Fe2+。
溶液中阳离子只有Fe2+、H+,无Fe3+,①错误;因滤液A中不含Cu2+,故3.2g滤渣只是Cu(物质的量是0.05mol),滤液经处理最终得到的3.2g固体是Fe2O3。
由2Fe~Fe2O3可知,该5.92g样品中,铁元素的总质量为2.24g(物质的量是0.04mol),故混合物中氧元素的质量为5.92g-2.24g-3.2g=0.48g,即样品中氧元素的物质的量是
=0.03mol,②正确;消耗的H2SO4以FeSO4的形式存在,故消耗的H2SO4的物质的量为0.04mol,③正确;因5.92g样品中含0.03molO、0.04molFe、0.05molCu,则样品可以看作Fe、FeO、Cu的形式,因氧元素的物质的量是0.03mol,故FeO的物质的量为0.03mol、Fe的物质的量为0.01mol,与足量的稀硫酸反应可生成0.01mol的H2,标准状况下H2的体积为224mL,④正确、⑤错误。
二、非选择题(共28分)
13.(14分)工业上用黄铜矿冶炼铜及对炉渣综合利用的一种工艺流程如图所示:
(1)冶炼过程中得到Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”,其与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜,反应化学方程式为_________________________________________________________。
(2)传统炼铜的方法主要是火法炼铜,其主要反应为:
①2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO
②2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
③2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑
每生成1molCu,共消耗________molO2。
反应③中的氧化剂是________。
(3)炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。
根据流程回答下列问题:
①加入适量NaClO溶液的目的是________________(用离子方程式表示)。
②除去Al3+的离子方程式是____________________________。
③选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂有:
稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。
所选试剂是________,实验设计:
_________________________
_________________________________________________________。
答案
(1)3Cu2O+2Al
Al2O3+6Cu
(2)2.5 Cu2O和Cu2S
(3)①2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O
②Al3++4OH-===AlO
+2H2O
③稀硫酸、KMnO4溶液 取少量高锰酸钾溶液于试管中,滴加经稀硫酸溶解的炉渣溶液,若高锰酸钾溶液的紫色褪去,证明含有Fe2+
解析
(1)Al和Cu2O反应生成Cu,化学方程式为3Cu2O+2Al
Al2O3+6Cu。
(2)由题中的化学方程式知,生成6molCu,需要3molCu2S,2molCu2O,共需要O215mol,每生成1molCu,共消耗O22.5mol;由化合价变化知,氧化剂为Cu2O和Cu2S。
(3)由流程知,加入NaClO的目的是氧化Fe2+,离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+===2Fe3++Cl-+H2O,加入足量NaOH溶液除去其中的Al3+;稀硫酸溶解矿石,然后用KMnO4溶液检验其中的Fe2+。
14.[xx·佛山检测](14分)银铜合金广泛用于航空工业。
从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
[注:
Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450℃和80℃]
(1)滤渣A与稀硝酸反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为____________________________。
(2)固体混合物B的组成为________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。
若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________________________
_________________________________________________________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:
______CuO+______Al2O3
________CuAlO2+________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是________________________、过滤、洗涤和干燥。
答案
(1)2NO+O2===2NO2
(2)CuO、Al(OH)3 Al(OH)3+OH-===AlO
+2H2O
(3)4 2 4 O2 (4)50 25
(5)蒸发浓缩、冷却结晶
解析
(1)气体变色是因为发生反应:
2NO+O2===2NO2。
(2)NaOH与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解温度知,煮沸时Cu(OH)2分解,Al(OH)3则不分解,则固体混合物B含有CuO、Al(OH)3。
若NaOH过量,Al(OH)3会转化为NaAlO2。
(3)反应前CuO中铜元素+2价,反应后CuAlO2中铜元素+1价,反应过程中铝元素的化合价不变,只有氧元素被氧化生成O2,根据得失电子数相等知,CuAlO2和O2的化学计量数之比为4∶1,配平后的化学方程式为4CuO+2Al2O3
4CuAlO2+O2↑。
(4)生成CuAlO2的物质的量为
=50mol,至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25mol,即至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液25L。
(5)由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。
2019年高考化学一轮复习第4章非金属及其化合物第5节海水资源的开发利用环境保护和绿色化学限时规范特训
一、选择题(每题7分,共84分)
1.“绿色化学”又称环境友好化学,下列叙述符合绿色化学原则的是( )
A.绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的污染进行治理
B.有机化工生产中所需溶剂尽量不选择苯、氯仿等有机物
C.回收电子垃圾通过高温焚烧熔出金属,可实现资源循环利用和绿色环保
D.将工业废水加压排放到地下深井,可实现自然过滤净化和避免水的污染
答案 B
解析 绿色化学的核心是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,不产生废弃物,原子利用率100%,而不是污染之后再进行治理,A错误;苯、氯仿有毒,故尽量不用作溶剂,B正确;通过高温焚烧电子垃圾能回收金属,但同时产生有毒气体而污染大气,C错误;将工业废水排放到地下深井会污染地下水,D错误。
2.[xx·福建高三联考]化学与环境和能源密切相关。
下列说法不正确的是( )
A.新能源汽车的推广与使用有助于减少光化学烟雾的产生
B.PM2.5是指空气中氮氧化物和硫氧化物含量之和
C.为防止重金属等物质污染土壤和水体,废电池应回收综合利用
D.用可降解的“玉米塑料”制作一次性饭盒,能减少“白色污染”
答案 B
解析 PM2.5是指空气中粒子直径小于等于2.5微米的可吸入颗粒物。
3.若将海水淡化作饮用水使用,下列方法在原理上完全不可行的是( )
A.加明矾使海水中的盐分沉淀而淡化
B.利用太阳能使海水蒸馏淡化
C.将海水缓慢凝固以获取淡化的饮用水
D.将海水通过离子交换树脂,以除去所含离子
答案 A
解析 明矾净水是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附作用而除去水中的一些杂质,并不能除去海水中的阴、阳离子而使海水淡化,A原理上不可行;利用太阳能使海水蒸馏淡化,是有研究价值的一种淡化途径,B原理上可行;海水缓慢凝固后可结成冰,在这个过程中可以除去海水中的离子而淡化,C原理上可行;将海水通过离子交换树脂使海水淡化是一种已被应用的海水淡化方法,D原理上可行。
4.已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800℃、714℃,将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解,都可得到金属镁。
海水中含有MgCl2,工业上从海水中提取镁,正确的方法是( )
A.海水
Mg(OH)2
Mg
B.海水
MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)
Mg
C.海水
Mg(OH)2
MgO
Mg
D.海水
Mg(OH)2
MgCl2溶液―→
MgCl2(熔融)
Mg
答案 D
解析 Mg(OH)2是一种不溶性碱,加热熔融时会发生分解,A错误;海水中加入HCl,得不到MgCl2溶液,B错误;电解MgO时,由于MgO的熔点很高,耗能大,所以经济效益差,C错误。
5.[xx·北京东城高三质检]海水综合利用要符合可持续发展的原则,其联合工业体系(部分)如图所示:
下列说法不正确的是( )
A.①中可采用蒸馏法
B.②中可通过电解饱和氯化镁溶液制金属镁
C.③中提取溴涉及氧化还原反应
D.④的产品可生产盐酸、漂白液等
答案 B
解析 蒸馏法是得到淡水的一种常见方法,A正确;电解熔融MgCl2才能得到金属镁,B错误;③发生的反应为Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,属于氧化还原反应,C正确;氯碱工业即电解饱和食盐水,可得到NaOH、Cl2、H2,D正确。
6.我国有广阔的海岸线,建设海峡经济区,海水的综合利用大有可为,如图所示为海水综合利用部分流程,有关说法正确的是( )
A.上述工艺流程中涉及化合、分解、复分解和置换反应
B.①只发生了化学变化,②是用电解熔融NaCl制备Cl2
C.③④涉及的反应均为氧化还原反应,⑤只需要蒸馏即可得到单质Br2
D.④中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O===4H++SO
+2Br-
答案 D
解析 题述工艺流程中没有涉及化合、复分解反应发生,故A错误;①只发生了物理变化,故B错误;③④⑤涉及的反应均为氧化还原反应,故C错误;④中反应的离子方程式为SO2+Br2+2H2O===4H++SO
+2Br-,故D正确。
7.化学实验应遵循绿色化学的原则,实现原料和过程的绿色化。
下列实验或实验过程遵循绿色化学原则的是( )
①在铜与浓硝酸反应的实验中,将铜片改为可调节高度的铜丝 ②将实验室的废酸液和废碱液中和后再放入到指定位置集中处理 ③用双氧水代替高锰酸钾制氧气 ④将用铜粉与浓硫酸反应制取硫酸铜的实验方案改为先将铜粉在空气中充分加热制得氧化铜,再将氧化铜溶解在稀硫酸中
A.①②B.②③C.③④D.①②③④
答案 D
解析 ①铜与浓硝酸剧烈反应产生有毒的NO2气体,将铜片改为可调节高度的铜丝可及时终止反应,减少NO2气体的排放量;②将实验室的废酸液和废碱液中和后可以减少污染;③用双氧水制氧气副产物为水,不产生污染;④既杜绝了产生SO2而导致的污染,又提高了硫原子的利用率。
以上过程均做到了从源头上减少或杜绝污染,符合绿色化学的思想。
8.下列叙述中不正确的是( )
A.工厂废气中的飘尘以及微细的固体颗粒物(例如硅酸盐粉尘)分散在空气中形成气溶胶,对人类健康危害极大
B.在含硫的煤中加入适量生石灰,可有效降低二氧化硫对大气的污染
C.利用一氧化碳合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g),其原子利用率为100%
D.工业生产中排放的废渣、废水、废气只会对环境产生污染,无任何价值
答案 D
解析 胶体微粒直径很小,易被吸入人体,进入肺部等重要器官,对人类健康造成极大危害,A正确;含有硫的煤在燃烧过程中释放的SO2被CaO吸收最终生成CaSO4,从而有效降低了SO2对大气的污染,B正确;反应物的原子全部进入CH3OH中,其原子利用率为100%,C正确;可以对“三废”进行利用,变废为宝,实现其价值,D错误。
9.下列有关环境问题的说法正确的是( )
A.燃煤时加入适量石灰石,可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10-4%的空气有利于人体健康
C.CO、NO、NO2都是大气污染气体,在空气中都能稳定存在
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解,故不会导致水体污染
答案 A
解析 CaCO3
CaO+CO2↑,2CaO+2SO2+O2===2CaSO4,A正确;低空臭氧浓度过大对人体有害,B错误;2NO+O2===2NO2,故NO在空气中不能稳定存在,C错误;水体含磷量高,会导致水体富营养化,D错误。
10.[xx·北京西城高三期末]利用海水提取溴和镁的过程如下,下列说法不正确的是( )
A.工业溴中含少量Cl2,可用NaOH溶液除去
B.工业上常利用电解熔融MgCl2冶炼金属镁
C.富集溴元素过程中,空气吹出法利用了溴易挥发的性质
D.若提取1molBr2,至少需要标准状况下44.8L的Cl2
答案 A
解析 Br2能与NaOH反应,A错误;Mg是活泼金属,所以常采用电解熔融MgCl2的方法获得金属镁,B正确;Cl2+2Br-===2Cl-+Br2,而要得到1molBr2需要通入两次Cl2,第一次是富集,第二次是最终的氧化,所以最少需要2molCl2,D正确。
11.[xx·福建厦门一中月考]根据如图海水综合利用的工业流程图,判断下列说法正确的是( )
已知:
MgCl2·6H2O受热生成Mg(OH)Cl和HCl气体等。
A.过程①的提纯是物理过程,过程②通过氧化还原反应可产生2种单质
B.在过程③中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2
C.在过程④、⑥反应中每氧化0.2molBr-需消耗2.24LCl2
D.过程⑤反应后溶液呈强酸性,生产中需解决其对设备的腐蚀问题
答案 D
解析 A项,过程①涉及Mg2+、CO
、SO
的沉淀,属于化学过程,错误;