課時(shí)跟蹤檢測(cè)（九） 銅 金屬材料與礦物開(kāi)發(fā)

PAGE第8頁(yè)共8頁(yè)課時(shí)跟蹤檢測(cè)（九）銅金屬材料與礦物開(kāi)發(fā)1．據(jù)央視新聞報(bào)道，考古人員在江西發(fā)掘一座距今2000多年、迄今保存最完好的西漢古墓。在古墓中有10余噸西漢銅錢(qián)。這些銅錢(qián)銹跡斑斑，銅銹的主要成分可表示為Cu2H2CO5。下列有關(guān)判斷正確的是()A．銅銹中Cu和C的化合價(jià)均為＋2B．銅質(zhì)文物表面的銅銹可用稀硝酸除去C．銅銹易溶于水D．32g銅生成銅銹轉(zhuǎn)移1mol電子解析：選D銅銹中Cu為＋2價(jià)，C為＋4價(jià)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硝酸能夠溶解銅銹，也能溶解銅，除去銅質(zhì)文物表面的銅銹應(yīng)用稀硫酸或稀鹽酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅銹難溶于水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；銅生成銅銹時(shí)，銅由0價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，32g(0.5mol)銅生成銅銹時(shí)，轉(zhuǎn)移1mol電子，D項(xiàng)正確。2．科學(xué)家研制出了一種新型的貯氫材料，這種鎂鋁合金的成分可表示為Mg17Al12；其貯氫和釋氫的原理可表示為Mg17Al12＋17H2eq\o(,\s\up7(貯氫),\s\do5(釋氫))17MgH2＋12Al，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．Mg17Al12是離子化合物B．為防止金屬氧化，熔煉制備Mg17Al12時(shí)通氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣C．732g的合金能吸收380.8L氫氣D．該合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)低解析：選D合金是加熱熔合而成的，不存在陰陽(yáng)離子，不屬于離子化合物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg、Al為較活潑金屬，加熱時(shí)易和氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，可以通入氬氣來(lái)防止金屬被氧化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氣所處的狀況未知，不能計(jì)算出氫氣的體積，C項(xiàng)錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)比各成分的熔點(diǎn)低，該合金的熔點(diǎn)低于金屬鎂、鋁的熔點(diǎn)，D項(xiàng)正確。3．(2020·江蘇高考)下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)的敘述正確的是()A．室溫下，Na在空氣中反應(yīng)生成Na2O2B．室溫下，Al與4.0mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2C．室溫下，Cu與濃HNO3反應(yīng)放出NO氣體D．室溫下，F(xiàn)e與濃H2SO4反應(yīng)生成FeSO4解析：選B室溫下，Na在空氣中反應(yīng)生成Na2O，在加熱或點(diǎn)燃時(shí)生成Na2O2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Al與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2和H2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，B項(xiàng)正確；室溫下，Cu與濃HNO3反應(yīng)放出NO2氣體，與稀HNO3反應(yīng)放出NO氣體，C項(xiàng)錯(cuò)誤；室溫下，F(xiàn)e遇濃H2SO4發(fā)生鈍化，在鐵的表面形成一層致密的氧化膜(鐵的氧化物)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3與冰晶石(Na3AlF6)混合物制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu解析：選BA項(xiàng)，Mg的還原性強(qiáng)于H2的還原性，H2不能還原MgO；C項(xiàng)，制取鈉應(yīng)電解熔融NaCl；D項(xiàng)，發(fā)生的反應(yīng)為4CuO=2Cu2O＋O2↑，得不到單質(zhì)Cu。5．下列有關(guān)金屬的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．氧化膜使得性質(zhì)活潑的金屬鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料B．鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說(shuō)“21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)”C．在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能，因此，稀土元素又被稱為冶金工業(yè)的維生素D．出土的古代銅制品往往覆蓋著一層銅綠，主要成分是CuCO3解析：選D鋁表面形成致密的氧化鋁薄膜可以保護(hù)內(nèi)部的鋁不被氧化，使得鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料，A正確；鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，B正確；在合金中加入適量稀土金屬能大大改善合金的性能，故稀土元素又被稱為冶金工業(yè)的維生素，C正確；銅綠主要成分是Cu2(OH)2CO3，D錯(cuò)誤。6．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中不正確的是()A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液B．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過(guò)程制得氯化鎂固體，電解熔融的氯化鎂得鎂C．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁，提純后電解熔融的氧化鋁得到鋁解析：選A鈉性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鈉方法制取，電解氯化鈉溶液不能得到金屬鈉，故A錯(cuò)誤；鎂性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鎂的方法制取，故B正確；鐵性質(zhì)較活潑，用熱還原反應(yīng)制取，故C正確；氯化鋁為共價(jià)化合物，熔融狀態(tài)不能電離，鋁性質(zhì)活潑，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取，故D正確。7．(2021·承德一模)下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；無(wú)B銅表面易形成致密的氧化膜銅制容器可以盛放濃硫酸Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；有C向硫酸銅溶液中通入氨氣，有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，過(guò)濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)?；有D藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)?；無(wú)解析：選D稀鹽酸可以與堿式碳酸銅(銅綠的主要成分)反應(yīng)，而且稀鹽酸不與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠，Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系，A錯(cuò)誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所以不能用銅制容器盛放濃硫酸，B錯(cuò)誤；硫酸銅與氨水反應(yīng)生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒(méi)有因果關(guān)系，C錯(cuò)誤；藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末，屬于化學(xué)變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒(méi)有因果關(guān)系，D正確。8．[雙選]銅有兩種常見(jiàn)的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98g(用精密天平測(cè)量)Cu(OH)2固體加熱，有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化如圖甲所示；另外，某同學(xué)繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質(zhì)量的關(guān)系曲線，如圖乙所示。則下列分析正確的是()A．圖甲中a點(diǎn)和b點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為CuO和Cu2OB．圖甲整個(gè)過(guò)程中共生成0.26g水C．圖乙三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量關(guān)系的曲線是AD．圖甲中，a到b的過(guò)程中有0.01mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移解析：選AD0.98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是Cu2O，A項(xiàng)正確；根據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)2eq\o(=,\s\up7(高溫))CuO＋H2O、4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物質(zhì)的量為0.01mol，質(zhì)量為0.01mol×18g·mol－1＝0.18g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10g計(jì)算)為CuO～Cu806410g8g觀察圖乙可知，B曲線符合上述質(zhì)量關(guān)系，表示的是CuO，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)方程式4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑可知，a到b的過(guò)程中有0.01mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)正確。9．(2021·浙江選考)某興趣小組對(duì)化合物X開(kāi)展探究實(shí)驗(yàn)。其中：X是易溶于水的強(qiáng)酸鹽，由3種元素組成；A和B均為純凈物；B可使品紅水溶液褪色。請(qǐng)回答：(1)組成X的3種元素是________(填元素符號(hào))，X的化學(xué)式是____________。(2)將固體X加入溫?zé)岬南2SO4中，產(chǎn)生氣體B，該反應(yīng)的離子方程式是____________。(3)步驟Ⅱ，某同學(xué)未加H2O2溶液，發(fā)現(xiàn)也會(huì)緩慢出現(xiàn)白色渾濁，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)關(guān)于氣體B使品紅水溶液褪色的原因，一般認(rèn)為：B不能使品紅褪色，而是B與水反應(yīng)的生成物使品紅褪色。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明___________________________________________________________________________________________________________________。解析：由B可使品紅水溶液褪色可推得氣體B為SO2，SO2在足量BaCl2溶液和H2O2溶液生成白色沉淀C為BaSO4，則n(SO2)＝n(BaSO4)＝eq\f(2.33g,233g·mol－1)＝0.01mol；由A2適量NaOH溶液生成藍(lán)色懸濁液，根據(jù)此現(xiàn)象可判定藍(lán)色懸濁液為Cu(OH)2，由A1在足量BaCl2溶液中生成BaSO4，且A為純凈物，由此可判定固體A為CuSO4，其物質(zhì)的量為n(CuSO4)＝2×eq\f(1.165g,233g·mol－1)＝0.01mol，再由固體X是在隔絕空氣下生成固體A和氣體B，且X是由3種元素組成；可判斷物質(zhì)X中含有Cu、S、O三種元素，其中n(S)＝n(SO2)＋n(CuSO4)＝0.01mol＋0.01mol＝0.02mol，n(Cu)＝0.01mol，則n(O)＝eq\f(2.24g－0.01mol×64g·mol－1－0.02mol×32g·mol－1,16g·mol－1)＝eq\f(0.96g,16g·mol－1)＝0.06mol。故固體X中三種元素的物質(zhì)的量之比為n(Cu)∶n(S)∶n(O)＝0.01∶0.02∶0.06＝1∶2∶6，X的化學(xué)式為CuS2O6。答案：(1)Cu、S、OCuS2O6(2)S2Oeq\o\al(2－,6)eq\o(=,\s\up7(H＋),\s\do5(△))SOeq\o\al(2－,4)＋SO2↑(3)SO2與水反應(yīng)生成H2SO3；H2SO3能被氧氣氧化為H2SO4，與BaCl2反應(yīng)生成BaSO4(4)配制品紅無(wú)水乙醇溶液(其他非水溶劑亦可)，通入SO2，不褪色；品紅水溶液中加入亞硫酸鈉(亞硫酸氫鈉)固體，褪色更快10．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·廣東卷)綜合利用煉鋅礦渣[主要含鐵酸鎵Ga2(Fe2O4)3、鐵酸鋅ZnFe2O4]獲得3種金屬鹽，并進(jìn)一步利用鎵鹽制備具有優(yōu)異光電性能的氮化鎵(GaN),部分工藝流程如下：已知：①常溫下，浸出液中各離子的濃度及其開(kāi)始形成氫氧化物沉淀的pH見(jiàn)表1。②金屬離子在工藝條件下的萃取率(進(jìn)入有機(jī)層中金屬離子的百分?jǐn)?shù))見(jiàn)表2。表1金屬離子濃度及開(kāi)始沉淀的pH金屬離子濃度/(mol·L－1)開(kāi)始沉淀pHFe2＋1.0×10－38.0Fe3＋4.0×10－21.7Zn2＋1.55.5Ga3＋3.0×10－33.0表2金屬離子的萃取率金屬離子萃取率/%Fe2＋0Fe3＋99Zn2＋0Ga3＋97～98.5(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合價(jià)為_(kāi)_________，“浸出”時(shí)其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)濾液1中可回收利用的物質(zhì)是________，濾餅的主要成分是________;萃取前加入的固體X為_(kāi)_______。(3)Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似。反萃取后，鎵的存在形式為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(4)電解過(guò)程包括電解反萃取液制粗鎵和粗鎵精煉兩個(gè)步驟。精煉時(shí)，以粗鎵為陽(yáng)極，以NaOH溶液為電解液，陰極的電極反應(yīng)為_(kāi)______________________________。(5)GaN可采用MOCVD(金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積)技術(shù)制得：以合成的三甲基鎵為原料，使其與NH3發(fā)生系列反應(yīng)得到GaN和另一種產(chǎn)物，該過(guò)程的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________。(6)濾液1中殘余的Ga3＋的濃度為_(kāi)_________mol·L－1(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)。解析：(1)Ga2(Fe2O4)3中Fe是＋3價(jià)，O是－2價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0可知Ga的化合價(jià)為＋3價(jià)，“浸出”時(shí)其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Fe2Oeq\o\al(2－,4)＋8H＋=2Fe3＋＋4H2O。(2)根據(jù)分析可知濾液1中為硫酸鋅，則可回收利用的物質(zhì)是硫酸鋅，調(diào)節(jié)pH＝5.4，沉淀鐵離子和Ga3＋，濾餅的主要成分是Fe(OH)3、Ga(OH)3；萃取前加入固體X的目的是還原鐵離子，則X為Fe。(3)Ga與Al同主族，化學(xué)性質(zhì)相似；反萃取后加入氫氧化鈉溶液使Ga3＋轉(zhuǎn)化為NaGaO2，即鎵的存在形式為NaGaO2。(4)精煉時(shí)，以粗鎵為陽(yáng)極，以NaOH溶液為電解液，陰極是得到電子轉(zhuǎn)化為Ga，電極反應(yīng)為GaOeq\o\al(－,2)＋3e－＋2H2O=Ga＋4OH－。(5)以合成的三甲基鎵為原料，使其與NH3發(fā)生系列反應(yīng)得到GaN和另一種產(chǎn)物，根據(jù)原子守恒可知還有甲烷生成，該過(guò)程的化學(xué)方程式為Ga(CH3)3＋NH3=3CH4＋GaN。(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Ga(OH)3的溶度積常數(shù)為3.0×10－3×(10－11)3＝3.0×10－36，溶液的pH＝5.4，即氫氧根離子濃度是10－8.6mol·L－1，所以濾液1中殘余的Ga3＋的濃度為eq\f(3×10－36,10－8.63)mol·L－1＝3.0×10－10.2mol·L－1。答案：(1)＋3Fe2Oeq\o\al(2－,4)＋8H＋=2Fe3＋＋4H2O(2)硫酸鋅Fe(OH)3、Ga(OH)3Fe(3)NaGaO2(4)GaOeq\o\al(－,2)＋3e－＋2H2O=Ga＋4OH－(5)Ga(CH3)3＋NH3=3CH4＋GaN(6)3.0×10－10.211．(2021·懷化一模)鈀(Pd)是有機(jī)合成中常用的催化劑。一種由廢鈀催化劑(主要成分為Pd，還有PdO、Fe、有機(jī)物殘留以及其他雜質(zhì))制取金屬Pd的工藝流程如圖?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)廢鈀催化劑經(jīng)烘干、粉碎后，再在700℃(2)查資料可知，PdO不溶于王水，加入甲酸還原PdO，其目的是____________________。(3)鈀在王水(濃硝酸與濃鹽酸按體積比1∶3配制)中轉(zhuǎn)化為H2PdCl4，硝酸還原為NO，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________；酸溶時(shí)溫度不能過(guò)高，原因是_____________________________________________。(4)加入適量的稀氨水調(diào)節(jié)pH至3～4除雜，廢渣的主要成分是______。(5)焙燒2的目的是________。(6)有水參加情況下，可以將CO通入氯化鈀(PdCl2)得到黑色金屬Pd粉末，化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)不斷通入足量空氣除了使有機(jī)物充分燃燒而除去，還可以起到攪拌作用，加快反應(yīng)速率。(2)PdO不溶于王水，但是Pd能溶于王水，加入甲酸將PdO還原為Pd，便于王水溶解，可提高原料利用率。(3)鈀在王水中轉(zhuǎn)化為H2PdCl4，Pd元素的化合價(jià)由0升高為＋2價(jià)，硝酸被還原為NO，N元素的化合價(jià)由＋5價(jià)降低為＋2價(jià)，根據(jù)得失電子守恒及原子守恒，配平的化學(xué)方程式為3Pd＋12HCl＋2HNO3=3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O，溫度過(guò)高會(huì)造成硝酸分解，鹽酸、硝酸揮發(fā)。(4)加入適量的稀氨水調(diào)節(jié)pH至3～4的目的是除掉溶液中的鐵離子，故廢渣的主要成分是Fe(OH)3。(5)焙燒2將Pd(NH3)2Cl2轉(zhuǎn)化為PdCl2，則其目的是脫氨。(6)有水參加情況下，將CO通入PdCl2得到黑色金屬Pd粉末，Pd元素化合價(jià)降低，被還原，則CO被氧化為CO2，根據(jù)原子守恒，化學(xué)方程式為CO＋PdCl2＋H2O=Pd＋CO2＋2HCl。答案：(1)起到攪拌作用，加快反應(yīng)速率(2)將PdO轉(zhuǎn)化為Pd，以利于被王水溶解(或提高原料利用率等其他合理答案)(3)3Pd＋12HCl＋2HNO3=3H2PdCl4＋2NO↑＋4H2O防止硝酸分解，防止鹽酸、硝酸揮發(fā)(4)Fe(OH)3(5)脫氨(6)CO＋PdCl2＋H2O=Pd＋CO2＋2HCl12．(2021年1月新高考8省聯(lián)考·重慶卷)碳酸鍶(SrCO3)是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于生產(chǎn)鍶鐵氧體磁性材料。一種以菱鍶礦(含80～90%SrCO3，少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制備高純碳酸鍶的工藝流程如下：Sr(OH)2在水中的溶解度溫度/℃10203040608090100溶解度/(g/100g)1.251.772.643.958.4220.244.591.2(1)元素Sr位于元素周期表第________周期第______族。(2)菱鍶礦、焦炭混合粉碎的目的是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)“立窯煅燒”中SrCO3與焦炭反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________。進(jìn)行煅燒反應(yīng)的立窯襯里應(yīng)選擇__________(填“石英砂磚”或“堿性耐火磚”)。(4)“浸取”中用熱水浸取而不用冷水的原因是______________________________________________________________________________________________________；濾渣1含有焦炭、Ca(OH)2和______。(5)“沉鍶”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________