山東專用2025版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課后集訓(xùn)14金屬材料鋁銅及其化合物含解析魯科版

PAGE7-金屬材料鋁、銅及其化合物(建議用時(shí)：40分鐘)1．《天工開物》中記載：凡銅供世用，出山與出爐只有亦銅。以爐甘石或倭鉛參合，轉(zhuǎn)色為黃銅，以砒霜等藥制煉為白銅，礬、硝等藥制煉為青銅。其中涉及的物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的是()A．青銅 B．黃銅C．赤銅 D．白銅C[青銅(Cu—Sn合金)，黃銅(Cu—Zn合金)，赤銅為純銅，白銅(Cu—Ni合金)，純銅比合金銅熔點(diǎn)高。]2．明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷定，毀罐取出……即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是()A．倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶煉Zn的過程中發(fā)生氧化還原反應(yīng)D．該冶煉鋅的方法屬于熱還原法A[A項(xiàng)，由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物；B項(xiàng)，反應(yīng)中C作還原劑，則煤炭中起作用的主要成分是C；C項(xiàng)，碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳，發(fā)生氧化還原反應(yīng)；D項(xiàng)，該反應(yīng)是利用碳還原碳酸鋅生成鋅單質(zhì)，屬于熱還原法。]3．向銅屑、稀鹽酸和鐵鹽的混合溶液中持續(xù)通入空氣可制備氯化銅。其反應(yīng)過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．Fe3＋對該反應(yīng)有催化作用B．該過程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3供應(yīng)C．可用K3[Fe(CN)6]溶液區(qū)分Fe2＋與Fe3＋D．制備CuCl2的總反應(yīng)為2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2OB[依據(jù)題圖可知，Cu與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應(yīng)生成Fe3＋與H2O，所以Fe3＋作催化劑，故A正確；Fe(NO3)3溶液為強(qiáng)酸弱堿鹽，NOeq\o\al(－,3)酸性環(huán)境下能夠氧化Cu，本身被還原為NO，NO會引起空氣污染，故B錯(cuò)誤；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液區(qū)分Fe3＋與Fe2＋，故C正確；依據(jù)題圖可知，Cu與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，F(xiàn)e2＋與O2、HCl反應(yīng)生成Fe3＋和H2O，將兩步反應(yīng)聯(lián)立得2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O，故D正確。]4．依據(jù)如圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系推斷，下列說法正確的是(反應(yīng)條件已略去)()A．生成等質(zhì)量H2時(shí)，①和②反應(yīng)消耗n(HCl)＝n(NaOH)B．反應(yīng)③中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3C．反應(yīng)③和④消耗等量的Al時(shí)，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2D．等濃度等體積的稀HCl和NaOH溶液與足量Al反應(yīng)，①②生成H2的分子數(shù)之比為3∶1C[A項(xiàng)，依據(jù)方程式可知n(HCl)＝3n(NaOH)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，依據(jù)電子守恒，n(氧化劑)×2＝n(還原劑)×3；可知n(氧化劑)∶n(還原劑)＝3∶2，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，依據(jù)方程式可知生成H2的分子數(shù)比為1∶3，錯(cuò)誤。]5．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示：下列敘述正確的是()A．試劑X可以是NaOH溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為Fe(OH)3C．圖中全部轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為Na[Al(OH)4]＋CO2=Al(OH)3↓＋NaHCO3D[A項(xiàng)，試劑X不行以是鹽酸；B項(xiàng)，過濾后所得沉淀為Fe2O3；C項(xiàng)，電解Al2O3生成Al是氧化還原反應(yīng)。]6．某學(xué)生探究0.25mol·L－1Al2(SO4)3溶液與0.5mol·L－1Na2CO3溶液的反應(yīng)，試驗(yàn)如下。試驗(yàn)1試驗(yàn)2下列分析不正確的是()A．試驗(yàn)1中，白色沉淀a是Al(OH)3B．試驗(yàn)2中，白色沉淀b中含有COeq\o\al(2－,3)C．試驗(yàn)1、2中，白色沉淀成分不同與混合后溶液的pH有關(guān)D．檢驗(yàn)白色沉淀a、b是否洗滌干凈，不行運(yùn)用相同的檢驗(yàn)試劑D[試驗(yàn)1在過量的Al2(SO4)3溶液中加入Na2CO3溶液，過濾、洗滌得到白色沉淀a，加入稀硫酸，沉淀溶解，沒有氣泡，說明白色沉淀a是Al(OH)3；試驗(yàn)2在過量的Na2CO3溶液中加入Al2(SO4)3溶液，過濾、洗滌得到白色沉淀b，加入稀硫酸，沉淀溶解并產(chǎn)生少量氣泡，說明白色沉淀b中含有Al(OH)3和碳酸鹽。由以上分析可知，A、B兩項(xiàng)正確；試驗(yàn)1、2中加入試劑的依次不同，混合后溶液的pH不同，生成的沉淀不同，說明白色沉淀的成分不同與混合后溶液的pH有關(guān)，C項(xiàng)正確；檢驗(yàn)白色沉淀a、b是否洗滌干凈，都可通過檢驗(yàn)最終一次洗滌液中是否含有SOeq\o\al(2－,4)的方法，故可運(yùn)用相同的檢驗(yàn)試劑，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]7．試驗(yàn)室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分試驗(yàn)過程如圖所示：下列敘述錯(cuò)誤的是()A．合理處理廢棄舊電池的銅帽既有利于節(jié)約資源，又有利于愛護(hù)環(huán)境B．“溶解”操作中可用酸性條件下不斷鼓入O2代替H2O2C．加入鋅粉反應(yīng)的離子為Cu2＋D．“過濾”操作后干脆將溶液蒸發(fā)結(jié)晶、高溫灼燒得到ZnOD[過濾后所得溶液中含有Na2SO4等溶質(zhì)，蒸發(fā)結(jié)晶得到的晶體不是Zn(OH)2，是ZnSO4和Na2SO4的混合物，不能得到純凈的ZnO，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]8．(2024·荊州模擬)某同學(xué)對Cu的常見化合物的性質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)探究，探究的問題和過程如下：(1)為探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性，進(jìn)行如下試驗(yàn)：①將CuO粉末加熱至1000℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末，該試驗(yàn)說明：在高溫條件下，＋1價(jià)Cu比＋2價(jià)Cu更________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。②向Cu2O中加適量稀硫酸，得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體，該反應(yīng)的離子方程式為________________________，由此可知，在酸性溶液中，＋1價(jià)Cu比＋2價(jià)Cu更________(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。③向Cu2O中加適量稀硝酸，反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________________________。(2)為了探究氨氣能否和氫氣一樣還原CuO，他依據(jù)所供應(yīng)的下列裝置進(jìn)行試驗(yàn)(夾持裝置未畫)，裝置A產(chǎn)生氨氣，按氣流方向連接各儀器接口，依次為a→________→________→________→________→________→________→h。①試驗(yàn)結(jié)束后，裝置B中固體由黑色變?yōu)榧t色，裝置E中收集到無色無味的氣體，在空氣中無顏色改變，點(diǎn)燃的鎂條可以在其中燃燒，則B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________。②裝置C中的球形裝置的作用是___________________________________。[答案](1)①穩(wěn)定②Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O不穩(wěn)定③3Cu2O＋14H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O(2)gfbcde(bc可互換)①3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up9(△))3Cu＋N2＋3H2O②防倒吸9．(2024·威海一模)如圖是試驗(yàn)室中制取KMnO4的流程圖，已知K2MnO4顯墨綠色，下列說法錯(cuò)誤的是()A．第①步在瓷坩堝中進(jìn)行，第⑥步中加熱濃縮在蒸發(fā)皿中進(jìn)行B．第②步加入的MnO2作還原劑，第④步通CO2發(fā)生反應(yīng)：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2CO2=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋2COeq\o\al(2－,3)，MnO2是還原產(chǎn)物C．第③步分批浸取可提高浸取率D．第⑤步加熱趁熱過濾，說明KMnO4的溶解度隨溫度改變比較大A[瓷坩堝中含有SiO2，可與熔融的KOH發(fā)生反應(yīng)，故第①步不能在瓷坩堝中進(jìn)行，A項(xiàng)錯(cuò)誤；第②步加入的MnO2作還原劑以制備K2MnO4，第④步通CO2發(fā)生反應(yīng)：3MnOeq\o\al(2－,4)＋2CO2=2MnOeq\o\al(－,4)＋MnO2↓＋2COeq\o\al(2－,3)，MnO2是還原產(chǎn)物，B項(xiàng)正確；第③步分批浸取可提高浸取率，C項(xiàng)正確；第⑤步加熱趁熱過濾是為了防止降溫過程中KMnO4析出而損耗，說明KMnO4的溶解度隨溫度改變比較大，D項(xiàng)正確。]10．鋁鞣劑主要成分為Al(OH)2Cl，主要用于鞣制皮革。利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑的一種工藝流程如圖所示：請回答下列問題：(1)氣體A、氣體C的分子式為________、________。(2)產(chǎn)生氣體B的化學(xué)方程式為____________________________________。(3)氧化時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________________________。(4)廢渣的主要成分為________(填化學(xué)式)。(5)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下方案測定鋁鞣劑樣品中Al(OH)2Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。操作Ⅰ：精確稱取所制備的鋁鞣劑樣品mg放入燒杯中。操作Ⅱ：加入________(填試劑名稱)，并用玻璃棒攪拌至固體全部溶解。操作Ⅲ：加入足量________(填化學(xué)式)溶液，充分反應(yīng)，過濾、________、________，得固體ng。則樣品中Al(OH)2Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用含m、n的代數(shù)式表示)。[解析](1)鋁灰的主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等，能水解的只有AlN，AlN水解生成Al(OH)3和NH3，則氣體A為NH3。在“酸溶”過程中Al、Al2O3、Al(OH)3和FeO轉(zhuǎn)化為Al3＋、Fe2＋；“氧化”過程中H2O2將Fe2＋氧化為Fe3＋；“除雜”過程中加入純堿，則“酸溶”過程中加入的稀酸與純堿反應(yīng)可生成CO2，氣體C為CO2。(2)“酸溶”過程中，Al、Al2O3、Al(OH)3和FeO與稀酸反應(yīng)，其中生成氣體B的反應(yīng)是Al與稀酸的反應(yīng)，結(jié)合Al(OH)2Cl中含有氯元素可知，所用稀酸為稀鹽酸，則生成氣體B的反應(yīng)是Al與HCl反應(yīng)生成H2和AlCl3。(3)“酸溶”時(shí)，F(xiàn)eO溶于鹽酸生成Fe2＋，則“氧化”過程中，在酸性條件下，F(xiàn)e2＋被H2O2氧化為Fe3＋。(4)“除雜”過程中，加入純堿，調(diào)整溶液pH，使Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，以除去Fe3＋，故廢渣的主要成分是Fe(OH)3。(5)可通過測定鋁鞣劑樣品中Cl－的含量測定鋁鞣劑樣品中Al(OH)2Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，加入酸溶解Al(OH)2Cl，因此操作Ⅱ應(yīng)加入稀硝酸溶解鋁鞣劑樣品，操作Ⅲ應(yīng)加入足量AgNO3溶液沉淀Cl－，充分反應(yīng)后，通過過濾、洗滌、干燥得到AgCl。n[Al(OH)2Cl]＝n(Cl－)＝n(AgCl)＝eq\f(ng,143.5g·mol－1)，Al(OH)2Cl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(ng,143.5g·mol－1)×96.5g·mol－1÷mg×100%＝eq\f(193n,287m)×100%。[答案](1)NH3CO2(2)2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑(3)2Fe2＋＋2H＋＋H2O2=2Fe3＋＋2H2O(4)Fe(OH)3(5)稀硝酸AgNO3洗滌干燥eq\f(193n,287m)×100%11．鈉離子電池由于成本低、資源豐富，成為取代鋰離子電池在大規(guī)模儲能領(lǐng)域應(yīng)用的志向選擇。作為鈉離子電池的正極材料之一，束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線電極材料成為關(guān)注焦點(diǎn)之一。其制備工藝流程如圖：eq\x(石煤)eq\o(→,\s\up9(焙燒))eq\x(焙砂)eq\o(→,\s\up9(酸浸))eq\x(萃取)→eq\x(反萃取)eq\o(→,\s\up9(轉(zhuǎn)沉))eq\x(NH4VO3)eq\o(→,\s\up9(去離子水))eq\o(→,\s\up9(KOH))eq\o(→,\s\up9(H3PO4))eq\x(\a\al(棕紅色,透亮溶液))eq\o(→,\s\up9(H2C2O4·2H2O))eq\x(\a\al(黃綠色,溶液))eq\o(→,\s\up9(干脆干燥))eq\o(→,\s\up9(氬氣中煅燒))eq\x(\a\al(束狀碳包覆,K3V2PO43納米線))【資料】①石煤的主要成分為V2O3，含有Al2O3、CaO、Fe2O3等雜質(zhì)。②＋5價(jià)釩在溶液中的主要存在形式與溶液pH的關(guān)系如下表。pH4～66～8主要離子VOeq\o\al(＋,2)VOeq\o\al(－,3)(1)K3V2(PO4)3中V的化合價(jià)為________。(2)焙燒時(shí)，向石煤中加生石灰，將V2O3轉(zhuǎn)化為Ca(VO3)2。焙燒過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________________________________________。(3)加入的草酸晶體是過量的，其中只有eq\f(1,3)的草酸為還原劑，將VOeq\o\al(－,3)還原成VO2＋，eq\f(2,3)的草酸以C2Oeq\o\al(2－,4)的形式存在，此過程中反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________。(4)“氬氣中煅燒”時(shí)，氬氣的作用是________。(5)某工廠利用上述工藝流程，用10t石煤生產(chǎn)束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線0.8064t，若整個(gè)過程中釩的總回收率為80%，則石煤中釩元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______。[解析]石煤的主要成分為V2O3，含有Al2O3、CaO、Fe2O3等雜質(zhì)，在空氣中焙燒，生成Ca(VO3)2，固體進(jìn)行酸浸，生成Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、VOeq\o\al(＋,2)等，加入萃取劑將含VOeq\o\al(＋,2)的物質(zhì)萃取，然后進(jìn)行反萃取操作將含VOeq\o\al(＋,2)的物質(zhì)提純，向所得溶液中加入沉淀劑生成NH4VO3，NH4VO3與KOH、H3PO4反應(yīng)后得到棕紅色透亮含VOeq\o\al(－,3)溶液，然后向溶液中加入過量草酸晶體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將VOeq\o\al(－,3)還原成VO2＋，然后進(jìn)行干燥，將固體在氬氣中煅燒制備束狀碳包覆K3V2(PO4)3納米線。(3)只有eq\f(1,3)的草酸為還原劑，草酸被氧化為CO2，并將VOeq\o\al(－,3)還原成VO2＋，eq\f(2,3)的草酸以C2Oeq\o\al(2－,4)的形式存在，依據(jù)氧化還原轉(zhuǎn)移電子守恒、電荷守恒以及原子守恒可知該離子反應(yīng)方程式為：2H＋＋2VOeq\o\al(－,3)＋3H2C2O4·2H2O=2VO2＋＋2C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑＋10H2O。(5)依據(jù)V元素守恒可得eq\f(10t×ω×80%,51)＝eq\f(2×0.8064t,504)，ω＝2.04%。[答案](1)＋3(2)CaO＋O2＋V2O3eq\o(=,\s\up9(△))Ca(VO3)2(3)2H＋＋2VOeq\o\al(－,3)＋3H2C2O4·2H2O=2VO2＋＋2C2Oeq\o\al(2－,4)＋2CO2↑＋10H2O(4)防止K2V2(PO4)3被氧化(5)2.04%12．鈹銅是力學(xué)、化學(xué)綜合性能良好的合金，廣泛應(yīng)用于制造高級彈性元件。以下是從某廢舊鈹銅元件(含BeO25%、CuS71%、少量FeS和SiO2)中回收鈹和銅兩種金屬的流程。已知：鈹、鋁元素處于周期表中的對角線位置，化學(xué)性質(zhì)相像。(1)濾液A的主要成分除NaOH外，還有________(填化學(xué)式)，寫出反應(yīng)Ⅰ中含鈹化合物與過量鹽酸反應(yīng)的離子方程式：_________________________________________________________________________________________________。(2)濾液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl，為提純BeCl2，選擇合理步驟并排序________________(填字母代號)。a．加入過量的NaOH b．通入過量的CO2c．加入過量的氨水 d．加入適量的鹽酸e．過濾f．洗滌(3)①M(fèi)nO2能將金屬硫化物中的硫元素氧化為單質(zhì)硫，寫出反應(yīng)Ⅱ中CuS發(fā)生