新教材高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章金屬及其重要化合物第3講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用集訓(xùn)含解析

PAGEPAGE9第3講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．據(jù)《本草綱目》記載：“生熟銅皆有青，即是銅之精華，大者即空綠，以次空青也，銅青則是銅器上綠色者，淘洗用之?！边@里的“銅青”指的是()A．CuO B．Cu2OC．Cu D．Cu2(OH)2CO3解析：選D。銅在空氣中長(zhǎng)時(shí)間放置，會(huì)與空氣中的氧氣、二氧化碳、水反應(yīng)生成堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3，則這里的“銅青”指的是Cu2(OH)2CO3。2．鎂是一種活潑的金屬單質(zhì)，下列關(guān)于金屬鎂的說法中正確的是()A．鎂能與NaOH溶液反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀B．大量鎂條燃燒引起的火災(zāi)不能用干冰滅火器滅火C．鎂在任何條件下都不能與水反應(yīng)D．鎂能在N2中燃燒，生成MgN解析：選B。鎂不是兩性金屬，不能與NaOH溶液反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；鎂能在CO2中燃燒，故B正確；鎂能與沸水反應(yīng)生成氫氧化鎂和氫氣，故C錯(cuò)誤；鎂能在N2中燃燒，生成Mg3N2，故D錯(cuò)誤。3．下列關(guān)于鋁及其化合物的說法不正確的是()A．Al既可用于食品包裝，也可用作建筑材料B．Al2O3既可用來冶煉金屬Al，也可用作耐火材料C．明礬[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作凈水劑，也可用作消毒劑D．Al(OH)3既可用作治療胃酸過多的藥物，也可用來制備一些鋁鹽解析：選C。A項(xiàng)，金屬鋁具有良好的延展性，因此鋁可以制成鋁箔用于食品包裝，金屬鋁也可用作建筑材料，如鋁合金門窗等，正確；B項(xiàng)，電解熔融的Al2O3可冶煉金屬Al，由于Al2O3具有耐高溫的性質(zhì)，也可用作耐火材料，正確；C項(xiàng)，明礬[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后，Al3＋能發(fā)生水解反應(yīng)，生成的Al(OH)3膠體具有吸附作用，可用作凈水劑，但Al(OH)3并不具有消毒作用，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，Al(OH)3與胃酸中的鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，正確。4．中國(guó)銀行發(fā)行的中國(guó)航天普通紀(jì)念幣，面額為10元，直徑為27毫米，材質(zhì)為雙色銅合金。下列關(guān)于合金的敘述不正確的是()A．銅合金和單質(zhì)銅一樣，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性B．銅合金的硬度比單質(zhì)銅大C．銅合金的熔點(diǎn)比單質(zhì)銅低D．該紀(jì)念幣能完全溶解于稀硫酸中解析：選D。合金有別于其成分金屬的特性是熔點(diǎn)低、硬度大，共性是具有金屬的物理通性，化學(xué)性質(zhì)沒有改變，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。5．(2021·九江質(zhì)檢)下列說法正確的是()A．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣B．鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng)D．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))Mg解析：選B。電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到單質(zhì)鈉，A錯(cuò)誤；電解熔融Al2O3發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCl2而不是MgO，D錯(cuò)誤。6．下列通過制取硫酸鋁、氫氧化鋁獲得氧化鋁的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)解析：選C。常溫下濃硫酸能使鋁鈍化，得不到硫酸鋁，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；過量氫氧化鈉溶液與硫酸鋁溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，得不到氫氧化鋁，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫氧化鋁不溶于水，可通過過濾的方法使其與溶液分離，且過濾操作正確，選項(xiàng)C正確；灼燒固體用坩堝，不能用蒸發(fā)皿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．如圖所示的反應(yīng)均在高溫或點(diǎn)燃條件下進(jìn)行，選項(xiàng)中的物質(zhì)表示A和B，不合理的是()A．CO2、Mg B．MgO、AlC．Fe3O4、Al D．CuO、H2解析：選B。A項(xiàng)，Mg與CO2在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)生成C和MgO，C、Mg在足量氧氣中燃燒分別生成CO2、MgO，故A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，Al的還原性比Mg弱，故不能置換出Mg，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，Al與Fe3O4在高溫下反應(yīng)生成Al2O3與Fe，F(xiàn)e、Al與氧氣在點(diǎn)燃條件下反應(yīng)分別生成Fe3O4、Al2O3，故C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，H2在高溫下還原CuO生成H2O與Cu，H2、Cu在足量氧氣中燃燒分別生成H2O、CuO，故D項(xiàng)正確。8．(2021·深圳模擬)用CuCl2·2H2O制取無水CuCl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解B．先滴入濃硫酸，再點(diǎn)燃c處酒精燈C．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)會(huì)出現(xiàn)白霧D．裝置d中上層為苯，下層為NaOH溶液解析：選D。A項(xiàng)，氯化銅水解：CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl，生成的氯化氫易揮發(fā)，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，正確；B項(xiàng)，CuCl2·2H2O加熱失去結(jié)晶水的過程必須在HCl的氣流中進(jìn)行，所以先滴入濃硫酸產(chǎn)生HCl氣體，使硬質(zhì)玻璃管中充滿HCl氣體后再點(diǎn)燃c處酒精燈，正確；C項(xiàng)，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)有生成的水蒸氣和通入的氯化氫，由于氯化氫極易溶于水，會(huì)產(chǎn)生白霧，正確；D項(xiàng)，氯化氫極易溶于水，為了防止倒吸，裝置d中下層應(yīng)為有機(jī)溶劑，可以是四氯化碳，上層為氫氧化鈉溶液，錯(cuò)誤。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。9．通過觀察化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析歸納出正確的結(jié)論，是學(xué)習(xí)化學(xué)科學(xué)最基本的技能之一。下列由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論A把大小相同的鋁和鎂分別投入相同濃度的NaOH溶液中：鋁溶解有氣泡放出，而鎂沒有任何變化鋁的金屬性比鎂強(qiáng)B取一塊鋁箔，用酒精燈點(diǎn)燃：鋁箔只熔化成液體而沒有滴落鋁不易燃燒C向氯化銨溶液中投入一鋁片：鋁片上產(chǎn)生大量氣泡該氣體是氨氣D向氯化鋁溶液中逐滴滴加NaOH溶液至過量：先產(chǎn)生白色沉淀，后沉淀逐漸溶解，最后沉淀完全消失氫氧化鋁能溶于強(qiáng)堿溶液解析：選D。A項(xiàng)，比較金屬性的強(qiáng)弱是比較金屬單質(zhì)與水或酸反應(yīng)產(chǎn)生H2的快慢程度，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由于生成了熔點(diǎn)很高的氧化鋁，起到隔絕空氣的作用，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，產(chǎn)生的氣體應(yīng)為H2和NH3的混合氣體，錯(cuò)誤。10．(2021·濱州高三一模)CuSO4是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑如圖所示。下列說法正確的是()A．途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比最好為3∶2B．利用途徑③制備16g硫酸銅，消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.1molC．生成等量的硫酸銅，三個(gè)途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量：①＝②＝③D．與途徑①③相比，途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想解析：選AD。Cu與混酸反應(yīng)，硝酸根離子由硝酸提供，氫離子由硝酸和硫酸提供，H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比最好為3∶2，故A正確；利用途徑③制備16g硫酸銅，這一過程中消耗硫酸的物質(zhì)的量為0.2mol，故B錯(cuò)誤；三個(gè)途徑中①②參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，則①＝②<③，故C錯(cuò)誤；途徑②無污染性氣體產(chǎn)生，更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想，故D正確。11．(2021·臨沂高三聯(lián)考)為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．高溫加熱裝置中發(fā)生的反應(yīng)為2Fe＋3H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe2O3＋3H2B．虛線框處宜選擇的裝置是乙C．實(shí)驗(yàn)時(shí)將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱迅速伸入試管中，可觀察到銅絲由黑色變?yōu)榧t色D．實(shí)驗(yàn)后，可用鋁粉在高溫下還原玻璃管中的固體獲得鐵單質(zhì)解析：選A。A項(xiàng)，高溫加熱裝置中鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣，化學(xué)方程式為3Fe＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4＋4H2，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，氫氣的密度比空氣的密度小，虛線框處宜選擇裝置乙，故B正確；C項(xiàng)，氧化銅與氫氣在加熱條件下反應(yīng)生成銅和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O，所以銅絲由黑色變?yōu)榧t色，故C正確；D項(xiàng)，玻璃管中的固體含有Fe3O4，高溫下鋁粉與Fe3O4發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵單質(zhì)，故D正確。12．下列是部分礦物資源鋁土礦(主要含有氧化鋁、氧化鐵)和黃銅礦(主要成分是CuFeS2)的利用及產(chǎn)品生產(chǎn)流程，有關(guān)說法不正確的是()A．除雜過程中鋁元素的存在形式的變化可以為Al2O3→AlOeq\o\al(－,2)→Al(OH)3→Al2O3B．Al和Cu(精)均在電解槽的陰極獲得C．粗銅煉制過程中發(fā)生反應(yīng)2CuFeS2＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))Cu2S＋2FeS＋SO2，每轉(zhuǎn)移1.2mol電子，則有0.2mol硫元素被還原D．若電解法分別制鋁和銅的過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，理論上獲得的鋁和銅的物質(zhì)的量之比為3∶2解析：選CD。C項(xiàng)，根據(jù)得失電子守恒，每轉(zhuǎn)移1.2mol電子，則有0.2mol硫元素被氧化，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，電解法制鋁過程中Al～3e－，制銅過程中Cu～2e－，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等時(shí)，理論上獲得的鋁和銅的物質(zhì)的量之比為2∶3，錯(cuò)誤。三、非選擇題13．某無色溶液中可能含有H＋、OH－、Na＋、NOeq\o\al(－,3)，加入鋁粉后，只產(chǎn)生H2，試探究該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。(1)加入鋁粉產(chǎn)生H2，說明鋁具有________(填“氧化性”或“還原性”)。(2)若H＋大量存在，則NOeq\o\al(－,3)不能大量存在。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下：裝置現(xiàn)象Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始，未見明顯現(xiàn)象Ⅱ.過一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，液面上方呈淺棕色Ⅲ.試管變熱，溶液沸騰①鹽酸溶解Al2O3薄膜的離子方程式是________________________________________。②根據(jù)現(xiàn)象Ⅱ，推測(cè)溶液中產(chǎn)生了NO，為進(jìn)一步確認(rèn)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)1將濕潤(rùn)淀粉KI試紙置于空氣中試紙未變藍(lán)實(shí)驗(yàn)2用濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體試紙變藍(lán)a.淺棕色氣體是____________________。b．實(shí)驗(yàn)1的目的是________________________________________________________________________。c．實(shí)驗(yàn)1、2說明反應(yīng)生成了NO，將生成NO的離子方程式補(bǔ)充完整：________Al＋________NOeq\o\al(－,3)＋________=Al3＋＋________NO↑＋________(3)再假設(shè)：若OH－大量存在，則NOeq\o\al(－,3)也可能不能大量存在。重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證實(shí)如下：裝置現(xiàn)象Ⅰ.實(shí)驗(yàn)初始，未見明顯現(xiàn)象Ⅱ.過一會(huì)兒，出現(xiàn)氣泡，有刺激性氣味氣體產(chǎn)生為確認(rèn)“刺激性氣味”氣體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：用濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)，試紙未變藍(lán)；用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)。①刺激性氣味的氣體是________。②產(chǎn)生該氣體的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在NaOH溶液中加入鋁粉，結(jié)果只檢驗(yàn)出有H2生成，其化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。解析：(1)加入鋁粉產(chǎn)生H2,Al為還原劑，具有還原性。(2)①鹽酸與氧化鋁反應(yīng)的離子方程式為6H＋＋Al2O3=2Al3＋＋3H2O。②液面上方呈淺棕色，一定不是氫氣，應(yīng)為氮的氧化物，將濕潤(rùn)淀粉KI試紙置于空氣中，試紙未變藍(lán)，說明KI在空氣中不能被氧化，而用濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)淺棕色氣體，試紙變藍(lán)，說明KI被氧化，即二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸，硝酸再將碘離子氧化，生成碘單質(zhì)。a．由上述分析可知，淺棕色氣體是NO2；b．實(shí)驗(yàn)1的目的是對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除氧氣使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)的可能；c．Al與H＋、NOeq\o\al(－,3)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al＋NOeq\o\al(－,3)＋4H＋=Al3＋＋NO↑＋2H2O。(3)①用濕潤(rùn)淀粉KI試紙檢驗(yàn)，試紙未變藍(lán)；用濕潤(rùn)紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)，則該氣體為NH3。②由上述分析可知，堿性條件下Al與NOeq\o\al(－,3)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為8Al＋3NOeq\o\al(－,3)＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)。(4)NaOH溶液中加入鋁粉，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑。答案：(1)還原性(2)①6H＋＋Al2O3=2Al3＋＋3H2O②a.NO2b．對(duì)比實(shí)驗(yàn)，排除氧氣使?jié)駶?rùn)的淀粉KI試紙變藍(lán)的可能性c．114H＋12H2O(3)①NH3②8Al＋3NOeq\o\al(－,3)＋5OH－＋2H2O=3NH3↑＋8AlOeq\o\al(－,2)(4)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑14．銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用，銅在化合物中的常見化合價(jià)有＋1價(jià)、＋2價(jià)。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍(lán)色。(1)工業(yè)上可用Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋SO2反應(yīng)制取粗銅，該反應(yīng)中________元素被還原。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中，溫度控制在50℃，加入H2O2溶液，一段時(shí)間后，升溫到60℃，再反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅，該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。溫度控制在50～60℃的原因除了加快反應(yīng)速率外，還有________________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱，生成CuCl沉淀，寫出生成CuCl的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)現(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入2L0.6mol·L－1HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到4480mLNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為________g。若混合物中含0.2molCu，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，消耗H2SO4的物質(zhì)的量為________mol。解析：(1)在該反應(yīng)中銅、氧元素的化合價(jià)降低，得到電子，被還原。(3)Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Cu2O＋2NOeq\o\al(－,3)＋14H＋=6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O。硝酸發(fā)生反應(yīng)后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO，由元素守恒可知2L×0.6mol·L－1＝2n[Cu(NO3)2]＋4.480L÷22.4L·mol－1，得n[Cu(NO3)2]＝0.5mol，則n(Cu2＋)＝0.5mol，所以若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為0.5mol×64g·mol－1＝32g。若混合物中含0.2molCu，則根據(jù)銅原子守恒可得：2n(Cu2O)＋n(CuO)＝0.3mol；根據(jù)得失電子守恒可得：2n(Cu)＋2n(Cu2O)＝3×(4.480L÷22.4L·mol－1)，解得n(CuO)＝0.1mol，n(Cu2O)＝0.1mol，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.1mol＋0.1mol＝0.2mol。答案：(1)銅、氧(2)Cu＋H2O2＋2H＋eq\o(=,\s\up7(△))Cu2＋＋2H2O防止H2O2分解2Cu2＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2Oeq\o(=,\s\up7(△))2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋(3)3Cu2O＋2NOeq\o\al(－,3)＋14H＋=6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O320.215．已知：Mg能在NO2中燃燒，可能產(chǎn)物為Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易與水反應(yīng)。(1)某實(shí)驗(yàn)小組探究Mg與NO2反應(yīng)的固體產(chǎn)物成分，對(duì)固體產(chǎn)物提出三種假設(shè)：假設(shè)Ⅰ：固體產(chǎn)物為MgO；假設(shè)Ⅱ：________________________________________________________________________；假設(shè)Ⅲ：________________________________________________________________________。(2)該小組通過如下實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證Mg在NO2中燃燒的產(chǎn)物(夾持裝置省略，部分儀器可重復(fù)使用)。①實(shí)驗(yàn)裝置連接的順序?yàn)開___________(填字母)。②B裝置中盛裝的試劑可以是________(填字母)。a．濃硫酸 b．堿石灰c．無水CaCl2 d．五氧化二磷③確定產(chǎn)物中有N2生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為____________________。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)物中存在Mg3N2：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知C裝置中初始加入Mg粉的質(zhì)量為13.2g，在足量的NO2中充分燃燒，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管冷卻至室溫、稱量，測(cè)得硬質(zhì)玻璃管中剩余固體的質(zhì)量為21.0g，產(chǎn)生N2的體積為1120mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。寫出硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________________________________________________________________________________