江西省宜春市袁州区届高三化学 第三章 金属及其化合物解析.docx
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江西省宜春市袁州区届高三化学第三章金属及其化合物解析
用途广泛的金属材料
一、选择题
1、冶炼金属一般有下列四种方法：
①焦炭法；②水煤气（或H2、CO）法；③活泼金属置换法；④电解法。
这四种方法在工业上均有应用。
古代有：
（Ⅰ）火烧孔雀石炼铜；（Ⅱ）湿法炼铜。
现代有：
（Ⅲ）铝热法炼铬；（Ⅳ）从光卤石中炼镁。
对它们的冶炼方法的分析，不正确的是
A．（Ⅰ），① B．（Ⅱ），② C．（Ⅲ），③ D．（Ⅳ），④
2、为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是
A 将青铜器放在银质托盘上
B 将青铜器保存在干燥的环境中
C 将青铜器保存在潮湿的空气中
D 在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜
3、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、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，
被
还原成
，转移
D、铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
4、
2013年3月11日，日本发生了9.0级地震并引发海啸，导致处于海边的福岛核电站发生系列爆炸。
作为动力系统的核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳，第二层护罩是压力仓（即一个坚固结实的大锅），第三层护罩用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。
下列叙述错误的是（ ）
A．锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物
B．钢的硬度和熔沸点都高于纯铁
C．锆锡合金和钢属于金属材料，混凝土属于传统的硅酸材料
D．在高温下，钢和水蒸气可发生反应产生氢气
5、下列冶炼金属的反应原理，错误的是
A．2NaCl（熔融）
2Na+Cl2↑ B．MgO+H2
Mg+H2O
C．Fe3O4+4CO
3Fe+4CO2 D．Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
6、 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气体可能全为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
7、某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2（OH）2CO3]的铜
器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
8、下列说法不正确的是（ ）
A.通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁
B.金属镁质地柔软，适宜制作高强度的合金材料
C.氧化镁是优质的耐火材料
D.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是纯净物
9、下列化工生产原理错误的是（ ）
①可以用电解熔融的氯化钠的方法来制取金属钠②可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁③用电解法制铝时，原料是氯化铝④炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热
A．②③ B．①③ C．①②③ D．②③④
10、下列金属冶炼的反应原理，错误的是 （ ）
A．2NaCl（熔融）
2Na＋Cl2↑
B．Al2O3＋3H2
2Al＋3H2O
C．Fe3O4＋4CO
3Fe＋4CO2
D．2HgO
2Hg＋O2↑
11、下列有关金属的冶炼的说法正确的是
A．高炉炼铁的过程是通过置换反应得到铁 B．用直接加热氧化铝的方法冶炼得到铝
C．用电解熔融NaCl的方法冶炼金属钠 D．硫化亚铜与氧气反应炼铜的过程不属于氧化还原反应
12、将铝粉与Fe3O4粉末配制成铝热剂，分成三等份。
①一份直接放入足量的烧碱溶液中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V1；②一份在高温下恰好反应完全，反应后的混合物与足量的盐酸反应后，放出的气体在标准状况下的体积为V2；③一份直接放入足量的盐酸中，充分反应后放出气体在标准状况下的体积为V3。
下列说法正确的是（ ）
A．V1＝V3＞V2 B．V2＞V1＝V3
C．V1＝V2＞V3 D．V1＞V3＞V2
二、非选择题
13、某研究性学习小组为测定某含镁3％一5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。
【探究一】实验方案：
。
问题讨论：
（1）实验中发生反应的化学方程式是 。
（2）若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol／LNaOH溶液中，充分反应。
则NaOH溶液的体积V≥ mL。
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为 。
【探究二】实验方案：
称量xg铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
问题讨论：
（4）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是 。
（5）假设实验中测出该数据为yg，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为 （用含x、y代数式表示）。
[探究三]实验方案：
。
问题讨论：
（6）同学们拟选用下边的实验装置完成实验，你认为最简易的装置其连接顺序是：
a接 。
（填接口字母，仪器不一定全选。
）
（7）同学们仔细分析（6）中连接的实验装置后，又设计了下左图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是 。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如上右图，则产生氢气的体积为 mL。
③与上左图装置相比，用（6）中连接的装置进行实验时，容易引起误差的原因是 （任写一点）。
14、 Fe、Cu都是人类较早使用的金属，某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。
请你参与研究并回答下列问题：
（1）甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验，下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是
A．FeCl3B．FeCl2C．CuCl2D．FeS
（2）乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应，设计了如上图所示的实验装置，请说出装置B的作用：
。
开始加热前 （填“有”或“无”）明显现象。
（3）当乙同学实验结束时，铁完全溶解，试管液面上方为无色气体，试管上部为红棕色气体，此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究：
①在所得的溶液中加入一小块Cu片，结果Cu片先逐渐溶解，并伴随其他现象，反应一段时间后不再溶解。
丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应。
他依据的反应现象是 ；该反应的离子方程式为 。
你认为Cu片溶解是否还有另一原因，若有请用化学方程式表示其理由：
（若无此空不填）
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2＋但不含有Fe3＋。
说明具体的操作和实验现象 。
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL，假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02mol并测得溶液中Fe2＋和Cu2+浓度均为0.02mol/L，则NO3-的物质的量浓度为
mol/L。
生成NO气体的体积为_________________L（标准状况）。
（4）本次探究实验用掉密度为1.5g·cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL，超出实际参加反应的量其原因有（写出两点）：
① ②
15、某研究性学习小组为测定某含镁3％一5％的铝镁合金（不含其它元素）中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究，请根据他们的设计回答有关问题。
【探究一】实验方案：
。
问题讨论：
（1）实验中发生反应的化学方程式是 。
（2）若实验中称取5.4g铝镁合金粉末样品，投入VmL2.0mol／LNaOH溶液中，充分反应。
则NaOH溶液的体积V≥ mL。
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为 。
【探究二】实验方案：
称量xg铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。
问题讨论：
（4）欲计算Mg的质量分数，该实验中还需测定的数据是 。
（5）假设实验中测出该数据为yg，则原铝镁合金粉末中镁的质量分数为 （用含x、y代数式表示）。
[探究三]实验方案：
。
问题讨论：
（6）同学们拟选用下边的实验装置完成实验，你认为最简易的装置其连接顺序是：
a接 。
（填接口字母，仪器不一定全选。
）
（7）同学们仔细分析（6）中连接的实验装置后，又设计了下左图所示的实验装置。
①装置中导管a的作用是 。
②实验前后碱式滴定管中液面读数分别如上右图，则产生氢气的体积为 mL。
③与上左图装置相比，用（6）中连接的装置进行实验时，容易引起误差的原因是 （任写一点）。
16、目前世界上60%的镁是从海水中提取的。
学生就这个课题展开了讨论。
已知海水提镁的主要步骤如下：
学生就这个课题提出了以下问题：
（一）在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的富集？
有三个学生提出自己的观点。
学生1的观点：
直接往海水中加入沉淀剂。
学生2的观点：
高温加热蒸发海水后，再加入沉淀剂。
学生3的观点：
向晒盐后的苦卤水中加入沉淀剂。
请你评价三个学生提出的观点是否正确（填“是”或“否”），并简述理由。
是否正确
简述理由
学生1
学生2
学生3
（二）在海水提镁的过程中如何实现对镁离子的分离？
（1）为了使镁离子沉淀下来，加入的足量试剂①是________（填化学式）。
（2）加入的足量试剂②是________（填化学式）。
（3）写出MgCl2→Mg的化学反应方程式________________________。
参考答案
1、【知识点】自然资源、金属矿物的开发利用
【答案解析】B解析：
A、火烧孔雀石炼铜Cu2（OH）2CO3
2CuO+CO2↑+H2O
C+2CuO
2Cu+CO2↑,符合①，故A正确；
B、湿法炼铜Fe+CuSO4
FeSO4+Cu，适合于③，故B错误；
C、铝热法炼铬2Al+Cr2O3
Al2O3+2Cr，适合于③，故C正确；
D、从光卤石中炼镁MgCl2
Mg+Cl2↑，符合④，故D正确
【思路点拨】本题考查了金属冶炼，需要学生掌握常见金属的冶炼方式和常见矿物质的名称，难度中等。
2、【答案】BD
【解析】本题考查金属铜腐蚀的有关知识。
在潮湿的空气中，青铜器生成铜绿即发生下列反应，2Cu+CO2+O2+H2O===Cu2（OH）2CO3,且根据金属活动顺序表，Cu比Ag更易失去电子，故A、C不正确。
3、C
4、解析：
钢是铁碳合金，其硬度大于纯铁，但熔点低于纯铁。
答案：
B
5、B
6、答案 D
解析 解答本题要注意以下两点：
（1）没有告诉硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2；
（2）Wg固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定三步操作。
7、答案 D
解析 A项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，
故该项错误；B项需要先加热铜才与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2（OH）2CO3]与盐酸反应，故该项正确。
8、D
9、D
10、B
11、C
12、A
13、
（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（2）97
（3）过滤、洗涤、干燥固体
（4）灼烧后固体的质量
（5）
（6）edg
（7）①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下。
②16.00mL
③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
【解析】
试题分析：
（1）镁不与NaOH溶液反应，铝可以与NaOH溶液反应，所以2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（2）“含镁3％一5％的铝镁合金（不含其它元素）”，含Mg的最小质量为5.4X3%=0.162g,则含铝的质量：
5.4-0.162=5.238g,n（Al）=5.238÷27=0.194mol,根据方程式可知，需要NaOH至少97mL.
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为过滤、洗涤、干燥固体.
（4）Mg和铝分别生成MgO和Al2O3,所以要称量灼烧后固体的质量。
（5）设Mg为nmol,Al为mmol,列二元一次方程求解，24n+27m=x和40n+51m=y,求得
m（Mg）=
则镁的质量分数为。
（6）只要能测量出水的体积，就可知道生成氢气的体积，所以最简单的装置连接就是让气体把水压入量筒中，进入量筒内水的体积就是氢气的体积。
选edg即可。
（7）①导管a是利用连通器原理，目的是使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下。
②利用前后的体积差18.50-2.50=16.00mL
③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
考点：
实验的设计与评价。
14、
（1）B（1分）
（2）①缓冲作用②防倒吸作用；（1分，有答出其中一点就给1分）无；（1分）
（3）①生成无色气体；试管上部出现红棕色气体（1分）；
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O（2分）；2Fe（NO3）3+Cu=Cu（NO3）2+2Fe（NO3）2（2分）。
②取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色（2分）
③0.08；（2分）0.224；（2分）
（4）①浓硝酸易挥发部分硝酸挥发（1分）②硝酸受热分解。
（1分）
【解析】
（1）氯气具有强氧化性，与铁、铜等金属反应时生成高价金属氯化物，例如FeCl3、CuCl2，而硫的氧化性较差，只能得到FeS、Cu2S，选B
（2）铁在常温下与浓硫酸钝化，无明显现象；
加热后，硝酸可被铁还原，得到NO2或NO气体；气体被碱液吸收，为防止倒吸，采用了B装置来做安全瓶
（3）①铜溶解可能有两种情况，一种是硝酸过量，铜溶于硝酸，一种情况是溶液中存在的Fe3+可溶解铜，前者有气体生成，后者无此现象
②检验Fe3＋的存在一般采用KSCN溶液：
取该溶液少许，滴加适量的KSCN溶液，不出现红色，再滴加适量新制氯水，出现红色，即可证明溶液中含有Fe2＋但不含有Fe3＋
③由溶质Fe（NO3）2及Cu（NO3）2的化学式可看出，两者所对应的c（NO3-）均为0.04mol/L，故溶液中c（NO3-）均为0.08mol/L
设NO与NO2的物质的量分别为x、y，则x+y=0.02；
铁铜单质均转化为+2价的金属离子，失电子总数为0.04mol，故由电子的得失守恒得3x+y=0.04知，理论上消耗的硝酸为0.02+0.02+0.02=0.06mol，导致两数据有差别的原因可能是：
①浓硝酸易挥发②硝酸受热分解
15、
（1）2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（2）97
（3）过滤、洗涤、干燥固体
（4）灼烧后固体的质量
（5）
（6）edg
（7）①使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下。
②16.00mL
③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
【解析】
试题分析：
（1）镁不与NaOH溶液反应，铝可以与NaOH溶液反应，所以2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
（2）“含镁3％一5％的铝镁合金（不含其它元素）”，含Mg的最小质量为5.4X3%=0.162g,则含铝的质量：
5.4-0.162=5.238g,n（Al）=5.238÷27=0.194mol,根据方程式可知，需要NaOH至少97mL.
（3）实验中，当铝镁合金充分反应后，在称量剩余固体质量前，还需进行的实验操作按顺序依次为过滤、洗涤、干燥固体.
（4）Mg和铝分别生成MgO和Al2O3,所以要称量灼烧后固体的质量。
（5）设Mg为nmol,Al为mmol,列二元一次方程求解，24n+27m=x和40n+51m=y,求得
m（Mg）=
则镁的质量分数为。
（6）只要能测量出水的体积，就可知道生成氢气的体积，所以最简单的装置连接就是让气体把水压入量筒中，进入量筒内水的体积就是氢气的体积。
选edg即可。
（7）①导管a是利用连通器原理，目的是使分液漏斗内气体压强与锥形瓶内气体压强相等，打开分液漏斗活塞时稀硫酸能顺利滴下。
②利用前后的体积差18.50-2.50=16.00mL
③稀硫酸滴入锥形瓶中，即使不生成氢气，也会将瓶内空气排出，使所测氢气体积偏大；实验结束时，连接广口瓶和量筒的导管中有少量水存在，使所测氢气体积偏小。
考点：
实验的设计与评价。
16、【解析】
（一）海水中镁的总量虽然多，但是镁离子浓度却很小，若直接往海水中加入沉淀剂，则所需要的沉淀剂用量大，不经济。
高温加热蒸发海水，固然可以提高镁离子浓度，降低使用沉淀剂的成本，却消耗了大量能源，大大增加了能耗的成本。
海水晒盐时，利用了太阳能，在得到食盐的同时，增大了镁离子浓度，使剩余苦卤水得到了合理利用，降低了成本。
（二）为了使镁离子沉淀下来，应该加入碱，若加入石灰乳，则还会得到CaSO4沉淀，所以在该题中应该选择加入NaOH溶液。
将氢氧化镁沉淀变成MgCl2溶液，可以加入盐酸。
用电解熔融的MgCl2制取金属镁。
【答案】
（一）
是否正确
简述理由
学生1
否
海水中镁离子浓度小，沉淀剂的用量大，不利于镁离子的富集
学生2
否
能源消耗大，海水的综合利用低，成本高
学生3
是
镁离子富集浓度高，成本低
（二）
（1）NaOH
（2）HCl
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