高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專講第9講 用途廣泛的金屬材料（含詳解）

第9講用途廣泛的金屬材料

基礎(chǔ)熱身

1.合金與純金屬制成的金屬材料相比，合金的優(yōu)點(diǎn)是（）

①合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度大

②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)更低

③改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金

④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)

⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛

A.①②③⑤B.②③④

C.①②④D.①②④⑤

2.如圖K9—1所示標(biāo)出了各種材料強(qiáng)度與密度的比值以及廣泛使用的年代。從圖中可以

看出的信息有（）

A.科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來越快，新材料頻頻出現(xiàn)

B.新材料發(fā)展的總體趨勢(shì)是強(qiáng)度越來越大

C.1800年以前出現(xiàn)的材料強(qiáng)度都比鋁小

D.鋁的密度比鋼的密度大

3.[2012?青島二模]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（）

A.Mg2+B.Cu2+C.Al3+D.A10r

4.[2012?威海一模]下列關(guān)于銅的說法正確的是（）

A.銅在干燥的空氣中和在潮濕的空氣中存在的形態(tài)相同

B.相同質(zhì)量的銅分別與足量的氯氣、硫完全反應(yīng)，失去的電子數(shù)相同

C.相同物質(zhì)的量的濃硫酸分別與足量的銅和氧化銅反應(yīng)，生成硫酸銅的量相同

D.相同質(zhì)量的銅分別與足量的稀硝酸、濃硝酸完全反應(yīng)，生成氣體的物質(zhì)的量不同

5.[2012?江西九校聯(lián)考]“十二五”（2011?2015年）末期，隨著鐵路的建設(shè)發(fā)展，

票難求的情況將從根本上得到改觀，或者說將成為歷史。下列有關(guān)說法中正確的是（）

A.鐵路建設(shè)所需的大量水泥屬于新型無機(jī)非金屬材料

B.鐵路勘探時(shí)常用太陽能電池提供能量，太陽能電池是原電池

C.鐵軌焊接時(shí)常用到鋁熱反應(yīng)，鋁熱反應(yīng)中放出大量的熱足以使鐵熔化

D.工業(yè)上鐵、金的冶煉均采用熱還原法

能力提升

6.制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”，發(fā)生的反應(yīng)為2FeCL+Cu=2FeC12+

CuCl2o向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，下列結(jié)果不可能出現(xiàn)

的是（）

A.燒杯中有銅無鐵

B.燒杯中有鐵無銅

C.燒杯中鐵、銅都有

D.燒杯中鐵、銅都無

7.[2012?惠州龍門中學(xué)]部分氧化的Fe—Cu合金樣品（氧化產(chǎn)物為FezOs、CuO）共5.76

g,經(jīng)如下處理:

足量一標(biāo)準(zhǔn)狀況下KmL氣體

用稀硫酸一濾渣3.2g

品,由.A,才小八2+x足量NaOH田達(dá)充分固體

f濾液A（不白Cu）溶液F濾濾渣兩燒"3.2g

下列說法正確的是（）

A.濾液A中陽離子為Fe?+、Fe"、H+

B.「=224

C.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0g

D.「=448

8.某稀溶液中含有Fe（N03）3、CU（N03）2,HNO3,若向其中逐漸加入鐵粉，溶液中Fe?+濃度

和加入鐵粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如圖K9—2所示。則稀溶液中Fe（N03）3、Cu（NO3）2>HNCh物

0123456/7（Fc）/mol

圖K9-2

A.1：1：1B.1：3：1

C.3：3：8D.1：1：4

9.[2012?寧波八校聯(lián)考]向一定量的Cu、FeQs的混合物中加入300mL1mol?LT的鹽

酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e'+,若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的

原混合物，固體減少的質(zhì)量為（）

A.6.4gB.4.8g

C.2.4gD.1.6g

10.所謂合金，就是不同種金屬（也包括一些非金屬）在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物，根

據(jù)下列四種金屬的熔、沸點(diǎn)，判斷其中不能形成合金的是（）

NaCuAlFe

熔點(diǎn)（℃）97.510836601535

沸點(diǎn)（℃）883259522003000

A.Cu和AlB.Fe和Cu

C.Fe和NaD.Al和Na

11.[2012?南昌調(diào)研]常溫下，將1.92g銅加入到100mLH￡0,和HNO3的混合液中,Cu

全部溶解，放出無色氣體，再向溶液中加入足量鐵粉，充分反應(yīng)，此時(shí)收集到448mL(標(biāo)準(zhǔn)狀

況)的氫氣。下列有關(guān)結(jié)論不正確的是()

A.溶解的鐵粉為2.8g

B.原溶液中c(S01)=0.5mol/L

C.原混合溶液中c(H液=1.2moI/L

D.原溶液中〃(N0『)=0.08mol

12.銅是重要的金屬材料。試回答下列問題：

(1)工業(yè)上可用Cu2s和反應(yīng)制取粗銅，該反應(yīng)中氧化劑為=電解粗銅制取精

銅，電解時(shí)，陽極材料是,電解液中必須含有的陽離子是。

(2)在100mL18mol/L濃硫酸中加入過量的銅片，加熱使之充分反應(yīng)，反應(yīng)中被還原的

n(H2SO4)<molo

(3)電子工業(yè)曾用30%的FeCL溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板制印刷電路板，為了從使用過的

廢腐蝕液中回收銅，并重新得到FeCL溶液，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)流程：

一濾液([)-----------1⑤^龍m⑥通入z,

廢①a)x一濾液」一?

液②過濾一濾③加過量Y(II)______L

渣④過獎(jiǎng)FcC§溶液

圖K9-3

上述流程中，所加試劑的化學(xué)式：X,Y,Z；第⑥步反應(yīng)的離

子方程式為

13.工業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCl),其工藝流程如圖K9

-4所不：

圖K9-4

試根據(jù)上圖轉(zhuǎn)化回答下列問題：

(1)工業(yè)生產(chǎn)C12時(shí)，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是

(2)還原過程中的產(chǎn)物為Na[CuCL]，試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式

制備中當(dāng)氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得CuCl,為什么不用一步法制得CuCl?(已知

CU2++CU+2C1-=2CUC1

；)0

(3)還原過程中加入少量鹽酸的作用是

加入NaCl且過量的原因是

(4)合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是

(5)實(shí)驗(yàn)室中在CuCb熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的CuCl沉淀，試寫出該反應(yīng)的

離子方程式

挑戰(zhàn)自我

14.[2012?南京調(diào)研]硫酸銅是一種重要的化工原料，工業(yè)上常用硫酸為原料來制備硫

酸銅。

(1)工業(yè)上生產(chǎn)硫酸過程中，焙燒硫鐵礦時(shí)產(chǎn)生的廢渣是一種二次資源。為了從廢渣中磁

選獲得品位合格的鐵精礦，高溫下利用C0使弱磁性FezOs轉(zhuǎn)化為強(qiáng)磁性FesO」。寫出該反應(yīng)的

化學(xué)方程式

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：C0太多或太少都會(huì)導(dǎo)致磁鐵礦產(chǎn)率降低，原因是

(2)測(cè)定硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的實(shí)驗(yàn)步驟為:

步驟1：準(zhǔn)確稱量一個(gè)潔凈、干燥的用埸；

步驟2：將一定量的硫酸銅晶體試樣研細(xì)后，放入用期中稱重；

步驟3：將盛有試樣的珀煙加熱，待晶體變成白色粉末時(shí)，停止加熱;

步驟4：將步驟3中的垢煙放入干燥器，冷卻至室溫后，稱重；

步驟5：

步驟6：根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算硫酸銅晶體試樣中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟5。

(3)已知硫酸銅晶體受熱可以逐步失去結(jié)晶水，溫度升高還可以分解生成銅的氧化物。取

25.0gCuS04?5H.0晶體均勻受熱，緩慢升溫至1200℃并恒溫1小時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得固體殘留

率(乘曉曙能譬*1心)與溫度的關(guān)系如圖的一5所示：

原始固體質(zhì)里

0“固體殘留率/%

--F

106--T

II

85,2

71.I

0I---1

64.-1-

-

301

I

28-i

030110260650100012007?^/℃

圖K9-5

在no。。時(shí)所得固體的成分為

在1200。。并恒溫1小時(shí)，反應(yīng)所得氣態(tài)產(chǎn)物除去水后，物質(zhì)的量為。(填字母)

A.0molB.0.1mol

C.0.125molD.大于0.125mol

1.A

2.A［解析］B項(xiàng)、C項(xiàng)都是單獨(dú)分析材料的強(qiáng)度或密度，而圖中提供的是強(qiáng)度和密度之

比同出現(xiàn)時(shí)間的關(guān)系，與題意不符。D項(xiàng)中鋼的密度比鋁的密度大。

3.D［解析］

■cu

Mg

過量H+

Al^■Mg(OH)2

過濾濾液“過量OH-

—>Mg與AlW

Cu謔迎A10「

4.D

5.C［解析］A項(xiàng)，鐵路建設(shè)所需的大量水泥屬于傳統(tǒng)無機(jī)非金屬材料；B項(xiàng)，太陽能電

池是把光能轉(zhuǎn)化為電能，而原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；D項(xiàng)，工業(yè)上鐵的冶煉采用熱還原

法，金的冶煉采用富集法，屬于物理方法。

6.B［解析］鐵的還原性比銅強(qiáng)，F(xiàn)eCL首先氧化Fe；只有Fe反應(yīng)完后，剩余的FeCL

才能再氧化Cu。故燒杯中有鐵無銅是不可能的。

7.D［解析］加足量的稀硫酸，鐵、氧化物全部溶解，3.2g濾渣全部為銅(0.05

mol),據(jù)2Fe3++Cu=2Fe"+Cu2+,可知溶液中不含F(xiàn)e",A錯(cuò);0.05mol的銅轉(zhuǎn)化為氧化銅

(最大值)為0.05molX80g/mol-4.0g,銅只有部分被氧化，C錯(cuò)；灼燒后剩余的3.2

g(0.02mol)固體是氧化鐵，其中含鐵0.04mol、質(zhì)量為2.24g,合金中含氧原子5.76g-

3.2g-2.24g=0.32g,即為0.02mol,假設(shè)氧化物全部為氧化銅，質(zhì)量為1.6g,也可知

C錯(cuò)；根據(jù)題意構(gòu)造反應(yīng)：Fe2O3+Fe+3H2S04=3FeS04+3H20,Fe+CuO+H2SO4=FeSO4+Cu+

HO可認(rèn)為合金中氧化物全部為FeO,是0.02mol,剩余的鐵(0.04mol-0.02mol=0.02

mol)置換出氫氣，得到的氫氣是0.02mol、448mL,B錯(cuò)、D正確。

8.D［解析］據(jù)氧化性由強(qiáng)到弱的順序HN03>Fe'+>Cu2+,可知隨鐵粉的增加，反應(yīng)的方程

式分別為：

4HN03(稀)+Fe=Fe(NO3)3+NOt+2H20

4mol1mol1mol

2Fe(N03)3+Fe=3Fe(N03)2

2mol1mol3mol

Cu(NO3)2+Fe=Fe(N03)2+Cu

1mol1mol1mol

所以原溶液中，F(xiàn)e(N03)3,CU(NO3)2,HNOs的物質(zhì)的量之比為：(2mol-1mol)：1mol：4

mol=l：1：4。

9.C［解析］因鹽酸溶解Fe43生成FeCA,故〃(FeQ)=4〃(HC1)=(0.3LX1mol-L-

o

4-6=0.05molo由題意知，固體減輕的質(zhì)量，也就是氧元素的質(zhì)量：m=0.05molX3X16

g,mol-'=2.4go

10.C［解析］分析數(shù)據(jù)得出，C錯(cuò)誤，因?yàn)殍F的熔點(diǎn)(1535℃)高于Na的沸點(diǎn)

(883℃),無法制得合金。

11.D［解析］此題的關(guān)鍵是要理解第一步反應(yīng)中銅與硝酸及硫酸反應(yīng)生成了CuSOw和NO

及水，且硝酸恰好完全反應(yīng)，銅的物質(zhì)的量為0.03mol,所以根據(jù)電子得失守恒得出參加反

應(yīng)的HNOs為0.02mol,D錯(cuò)。第二步反應(yīng)為鐵和硫酸反應(yīng)，鐵和銅離子反應(yīng)，根據(jù)銅離子的物

質(zhì)的量及氫氣的物質(zhì)的量，求算出鐵粉的質(zhì)量為2.8g,再綜合第一步和第二步反應(yīng)求出

c(SOT)和c(H+)?

2+

12.(l)CuzS、02粗銅Cu

(2)0.9

2+3+

(3)FeHC1(稀)Cl22Fe+Cl2=2Fe+2Cr

［解析］用30%的FeCL溶液腐蝕敷有銅箔的絕緣板制印刷電路板時(shí)發(fā)生反應(yīng)2Fe"+

Cu=2Fe2++Cu2+,廢液中含有F