第三章第4講金屬材料與金屬礦物

1、PAGE PAGE 8第三章 第四講 金屬材料與金屬礦物一、選擇題1下列有關(guān)金屬的說法中，正確的是()在人類對金屬材料的使用過程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用純鐵比生鐵抗腐蝕性更強(qiáng)單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬正常人體缺鈣會(huì)引起骨質(zhì)疏松癥，缺鐵會(huì)引起貧血等疾病青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金可通過焰色反應(yīng)區(qū)分鉀元素和鈉元素ABC D2世界上一次性建成的最長高速鐵路京滬高鐵，計(jì)劃于2011年6月底通車。列車時(shí)速高達(dá)380公里，車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因?yàn)殇X合金()A比純鋁熔點(diǎn)高B具有比較活潑的化學(xué)性質(zhì)C各種成分在自然界中含量豐富，容易獲取D質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，抗腐蝕能力

2、比較強(qiáng)3近年來，科技人員又研究得到一種新型材料泡沫鋁。它是由發(fā)泡劑加到熔融或固體粉末的鋁合金(合金是指金屬跟其他金屬或非金屬所組成的具有金屬特性的物質(zhì))中而制成的，其優(yōu)點(diǎn)是硬度高，密度小(約為0.160.5 gcm3)，比木材還輕，可浮于水面，又有很大剛性，且隔音、保溫，是一種良好的建筑材料，近幾年就可大批量投放市場。則下列關(guān)于泡沫鋁的說法錯(cuò)誤的是()A泡沫鋁是純凈物B泡沫鋁是一種合金C泡沫鋁是一種優(yōu)質(zhì)的建筑材料和輕質(zhì)材料D泡沫鋁可用于飛機(jī)制造4所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，下表為四種金屬的熔、沸點(diǎn)：NaCuAlFe熔點(diǎn)()97.51 0836601

3、 535沸點(diǎn)()8832 5952 2003 000根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷其中不能形成合金的是()ACu和Na BFe和CuCFe和Al DAl和Na5鎂、鋁、銅三種金屬粉末混合物，加入過量鹽酸充分反應(yīng)，過濾后向?yàn)V液中加入過量燒堿溶液，再過濾，濾液中存在的離子有()AMg2 BCu2CAl3 DAlOeq oal(,2)6銅鋅合金的顏色酷似金的顏色，所以近來用銅鋅合金制成的假金元寶欺騙行人的事件屢有發(fā)生。下列不易區(qū)別其真?zhèn)蔚姆椒ㄊ?)A測定密度B放入硝酸中C放入鹽酸中 D觀察外觀7由鈉、鎂、鋁、鋅四種金屬單質(zhì)中的兩種組成的合金共12 g，跟足量的鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生5.6 L氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，那么此合金中一

4、定含有的金屬是()ANa BMgCAl DZn8碳酸銅和堿式碳酸銅均可溶于鹽酸，轉(zhuǎn)化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解成氧化銅。溶解28.4 g上述混合物，消耗1 mol/L鹽酸500 mL。灼燒等質(zhì)量的上述混合物，得到氧化銅的質(zhì)量是()A35 g B30 gC20 g D15 g9現(xiàn)代建筑的門窗架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(每一步試劑均過量)，由此可以推知，硬鋁的組成可能為(提示：Si2OHH2O=SiOeq oal(2,3)2H2)()樣品eq o(,sup7(稀鹽酸),sdo5()eq blcrc (avs4alco1(氣體,溶液,難溶物o(,sup7(濃

5、NaOH溶液),sdo5()blcrc (avs4alco1(氣體,溶液,難溶物)AAl、Mg、Si、Zn BAl、Fe、Zn、NaCAl、Na、Cu、Fe DAl、Cu、Mg、Si、Mn10銅的冶煉過程大致可分為：富集，將硫化物礦進(jìn)行浮選；焙燒，主要反應(yīng)為：2CuFeS24O2=Cu2S3SO22FeO(爐渣)；制粗銅，在1200發(fā)生的主要反應(yīng)為：2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2；2Cu2OCu2S=6CuSO2；電解精煉銅。下列說法正確的是()A冶煉過程中的尾氣可用來制硫酸B上述過程中，由1 mol CuFeS2制取1 mol Cu時(shí)共消耗2 mol O2C在反應(yīng)2Cu2OCu2S=6

6、CuSO2中，只有Cu2O作氧化劑D電解精煉銅的過程中，每轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，陽極溶解銅的質(zhì)量為32 g二、非選擇題11某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為：(1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是_。a灼燒過程中部分氧化銅被還原b灼燒不充分銅未被完全氧化c氧化銅在加熱過程中分解生成銅d該條件下銅無法被氧氣氧化(2)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取純凈CuO，與途徑相比，途徑有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：_。(3)有同學(xué)指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個(gè)環(huán)節(jié)，即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀，過濾洗滌后再加熱分

7、解Cu(OH)2得CuO。以下說法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易于過濾從溶液中分離BCu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解C干態(tài)下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過高導(dǎo)致CuO進(jìn)一步分解生成Cu2OD過濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈12已知某混合金屬粉末中，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請?jiān)O(shè)計(jì)合理實(shí)驗(yàn)探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在。僅限選擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1 molL1硫酸、2 molL1硝酸、2 molL1NaOH溶液、20% KSCN溶液。

8、完成以下實(shí)驗(yàn)探究過程：(1)提出假設(shè)假設(shè)1：該混合金屬粉末中除鋁外還含有_元素；假設(shè)2：該混合金屬粉末中除鋁外還含有_元素；假設(shè)3：該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案基于假設(shè)3，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)方案。(3)實(shí)驗(yàn)過程根據(jù)(2)的實(shí)驗(yàn)方案，敘述實(shí)驗(yàn)操作、預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論。提示.注意前后內(nèi)容對應(yīng)；.注意文字簡潔。編號實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論13銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，例如Cu呈紫紅色，Cu2O呈紅色，CuO呈黑色，CuSO45H2O呈藍(lán)色等。研究性學(xué)習(xí)小組甲為檢測實(shí)驗(yàn)室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O進(jìn)行了認(rèn)真的探究。.查閱資料：高溫灼燒CuO生成Cu2O；

9、Cu2O在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng)：Cu2O2H=CuCu2H2O。.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：方案1：取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化。方案2：取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否呈藍(lán)色。方案3：稱得干燥坩堝的質(zhì)量為a g，取紅色試樣置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b g，在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定，稱得最后總質(zhì)量為c g。(1)請你評價(jià)方案1和方案2。如果你認(rèn)為該方案合理，請簡述其化學(xué)原理；如果你認(rèn)為該方案不合理，請簡述原因。方案1：_。方案2：_。(2)方案3中，若確認(rèn)紅色粉末中含有Cu2O，則a、b、c應(yīng)符合的數(shù)學(xué)關(guān)系為_，該實(shí)驗(yàn)方案最少得進(jìn)行_次稱量。14銅器久置，表面會(huì)生成一層綠

10、色固體，為了解銅在空氣中的腐蝕情況，某化學(xué)興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進(jìn)行探究。查閱相關(guān)資料后，猜想該綠色物質(zhì)可能是銅的碳酸鹽。對試管內(nèi)的綠色固體進(jìn)行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，C裝置中澄清石灰水變渾濁。取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸。觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色。取少量上述藍(lán)色溶液于試管中，浸入一根潔凈的鐵絲。觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)析出。請回答下列問題：(1)綠色固體中含有的元素是_。(2)加熱后試管中剩余的黑色物質(zhì)是_。(3)假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，則其化學(xué)式可能是_，加熱分解的化學(xué)方程式為_。(4)

11、上述實(shí)驗(yàn)步驟中的反應(yīng)的離子方程式為_。(5)實(shí)驗(yàn)裝置最后的干燥管的作用是_。(6)如果將B、C兩裝置對調(diào)，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?？_，為什么？_。詳解答案一、選擇題1解析：性質(zhì)活潑的金屬很難以游離態(tài)存在，一般被人們發(fā)現(xiàn)使用得較晚；生鐵中含有雜質(zhì)，會(huì)形成原電池，比純鐵較易被腐蝕；單質(zhì)鋁不易被腐蝕是因?yàn)槠渑c氧氣反應(yīng)在其表面形成致密的氧化膜，保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕；本題答案為A。答案：A2解析：車廂大部分采用鋁合金材料制造，這是因?yàn)殇X合金具有質(zhì)量輕，強(qiáng)度大，抗腐蝕能力比較強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。答案：D3解析：泡沫鋁是一種合金，屬于混合物，A錯(cuò)誤。答案：A4解析：合金形成的條件是由共同的融化狀態(tài)，所以看兩種金屬的熔沸點(diǎn)的

12、范圍；A中鈉達(dá)到沸點(diǎn)時(shí)Cu還沒熔化所以不能形成合金；而其他三項(xiàng)均可。答案：A5解析：eq blc rc(avs4alco1(Mg,Al,Cu)eq o(,sup7(過量鹽酸)eq o(,sup7(過濾)eq blcrc (avs4alco1(濾液：Al3和Mg2等,濾渣：Cu)eq o(,sup7(過量NaOH)eq o(,sup7(過濾)eq blcrc (avs4alco1(濾液：AlOoal(,2)等,濾渣：MgOH2)答案：D6解析：銅鋅合金的密度小于金；銅鋅合金溶于硝酸而金不溶；鋅溶于鹽酸而金不溶。答案：D7解析：n(H2)eq f(5.6 L,22.4 Lmol1)0.25 mol

13、，反應(yīng)時(shí)H獲得電子的物質(zhì)的量為0.25 mol20.5 mol，即金屬失去1 mol電子時(shí)需要的質(zhì)量為eq f(12 g,0.5)24 g，Na23 g，Mg12g，Al9 g，Zn32.5 g，據(jù)平均值規(guī)則，合金中一定含有Zn。答案：D8解析：本題的關(guān)鍵在于利用守恒思想?；旌衔锶苡邴}酸后溶質(zhì)成分是CuCl2，根據(jù)銅守恒可得：n(Cu)eq f(1,2)n(Cl)0.25 mol，所以m(CuO)0.25 mol80 g/mol20 g。答案：C9解析：通過反應(yīng)知合金中必須含有排在金屬順序中H之前的金屬；由反應(yīng)知合金中必須含有Si及排在金屬活動(dòng)順序表H之后的金屬或其他非金屬。答案：D10解析：

14、1 mol CuFeS2反應(yīng)，焙燒時(shí)需要氧氣2 mol；生成的Cu2S轉(zhuǎn)化為Cu2O還需要氧氣，B不正確。C項(xiàng)中作氧化劑的除Cu2O外還有Cu2S，不正確。電解精煉銅時(shí)陽極除溶解銅外還溶解比較活潑的金屬，當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時(shí)，溶解銅的量小于0.5 mol。答案：A二、非選擇題11解析：(1)灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過程中部分氧化銅被還原。(2)根據(jù)途徑的反應(yīng)方程式Cu2H2SO4(濃)eq o(=,sup7()CuSO4SO22H2O和途徑的反應(yīng)方程式2CuO22H2SO4eq o(=,sup7()2CuSO42H2O，可以看出途徑的優(yōu)點(diǎn)是：產(chǎn)生

15、等量的CuSO4，比途徑消耗硫酸少；途徑不產(chǎn)生污染大氣的氣體(SO2)。(3)顯然過濾得到的不溶物不經(jīng)洗滌是不會(huì)純凈的，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：(1)a、b(2)耗酸少；無污染性氣體(SO2)產(chǎn)生(3)D12解析：(3)檢驗(yàn)合金中除鋁外還有鐵、銅，可根據(jù)Al溶于NaOH溶液，而Fe、Cu不溶，將合金溶解于足量NaOH溶液，過濾，向?yàn)V出的固體上加足量的稀硫酸，F(xiàn)e溶解而Cu不溶解，過濾，向溶液中加稀硝酸和KSCN溶液進(jìn)一步檢驗(yàn)Fe3，將濾出的固體溶解于稀硝酸，向反應(yīng)后的溶液中加足量NaOH溶液來檢驗(yàn)Cu2。答案：(1)CuFe(答案的順序可交換)(3)編號實(shí)驗(yàn)操作預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論用藥匙取少許樣品，加入試

16、管A中，再用滴管取過量NaOH溶液并滴加到試管A中，充分反應(yīng)后，靜置，棄去上層清液，剩余固體備用樣品部分溶解，并有氣體放出往試管A的剩余固體中加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后，靜置，取上層清液于試管B中，剩余固體備用固體部分溶解，并有氣體放出，溶液呈淺綠色，可能含鐵往試管B中加入少許稀硝酸，再滴加KSCN溶液溶液先變成黃色，加KSCN后顯血紅色，結(jié)合可知，一定含鐵往剩余固體中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液固體溶解，有無色刺激性氣體產(chǎn)生并很快變成紅棕色，溶液顯藍(lán)色，加NaOH溶液后有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，一定含銅13解析：(1)方案1不合理，因?yàn)橄∠跛峋哂袕?qiáng)氧化性，能將Cu氧化成Cu2，使溶液呈現(xiàn)藍(lán)色，無法驗(yàn)證，方案2若無Cu2O，則固體不溶解，溶液不變藍(lán)色，若有Cu2O則會(huì)反應(yīng)生成Cu2和Cu，使溶液變藍(lán)色。(2)若紅色物質(zhì)都是銅，則存在反應(yīng)：2CuO2eq o(=,sup7(),sdo5()2CuO，4CuOeq o(=,sup7(),sdo5()2Cu2OO2得到關(guān)系：2Cu2CuOCu2O 128 144 ba ca解得c(9ba)/8，而紅色物質(zhì)中存在Cu2O，則c(9ba)/8，稱量時(shí)，要保證高溫灼燒后質(zhì)量不發(fā)生變化，則高溫灼燒后要稱量兩次，若質(zhì)量不變