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考點規(guī)范練15　金屬材料 一、選擇題(本題共7小題,每小題9分,共63分。每小題只有一個選項符合題目要求) 1.下列說法中正確的是(　　) A.鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料 B.金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料 C.鈦被譽為“21世紀的金屬”,應(yīng)用前景很廣闊 D.銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬 2.(2019湖北荊門一中月考)銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有:黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]。下列說法不正確的是(　　) A.孔雀石是由CuCO3和Cu(OH)2組成的混合物 B.硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 C.工業(yè)上常采用電解法制取精銅 D.在上述幾種含銅化合物中,銅的質(zhì)量分數(shù)最高的是Cu2S 3.明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“火法”冶煉鋅的工藝記載:“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,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也?！毕铝姓f法不正確的是(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅)(　　) A.該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B.煤炭中起作用的主要成分是C C.冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑ D.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物 4.(2019湖南師大附中月考)下列說法中正確的是(　　) A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過一步反應(yīng)實現(xiàn) B.鋁合金是一種混合物,它比純鋁的熔點高 C.金屬銅放置在潮濕的空氣中會被銹蝕,生成綠色的銅銹——堿式碳酸銅 D.金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能,其抗腐蝕的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反應(yīng)的進一步進行 5.(2019陜西長安月考)CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是 (　　) A.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體 B.相對于途徑①、③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 C.CuSO4在1 100 ℃分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體 D.Y具有還原性 6.鉛的冶煉大致過程如下: ①富集:將方鉛礦(PbS)進行浮選; ②焙燒:2PbS+3O22PbO+2SO2; ③制粗鉛:PbO+CPb+CO↑; PbO+COPb+CO2。 下列說法正確的是(　　) A.浮選法富集方鉛礦的過程屬于化學(xué)變化 B.方鉛礦焙燒反應(yīng)中,PbS是還原劑,還原產(chǎn)物只有PbO C.整個冶煉過程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子 D.將1 mol PbS完全冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳 7.(2019浙江寧波質(zhì)檢)部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理: 下列說法正確的是(　　) A.濾液A中的陽離子為Fe2+、Fe3+、H+ B.樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.24 g C.樣品中銅、氧兩種元素的質(zhì)量為4.0 g D.V=896 二、非選擇題(本題共2小題,共37分) 8.(17分)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有+1價、+2價。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng),溶液呈藍色。 (1)工業(yè)上可用Cu2S+O22Cu+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,一段時間后,升溫到60 ℃,再反應(yīng)一段時間后可制得硫酸銅,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2 L 0.6 molL-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同時收集到4 480 mL NO氣體(標準狀況)。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0.2 mol Cu,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。 9.(2019廣西北海模擬)(20分)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下: [注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 ℃和80 ℃] (1)電解精煉銀時,陰極反應(yīng)式為　。 濾渣A與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)固體混合物B的組成為　　　　;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH過量,則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式: CuO+　　Al2O3　　CuAlO2+　　　↑。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為64%,理論上5. 0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為　　　　 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液　　　　 L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是　　　　　　　　、過濾、洗滌和干燥。  考點規(guī)范練15　金屬材料 1.C　銅合金是人類最早使用的金屬材料,A項錯誤;鋼是應(yīng)用最廣泛的金屬材料,B項錯誤;C項正確;比銅導(dǎo)電性好的有銀等,D項錯誤。 2.A　孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH)2,并不是CuCO3和Cu(OH)2組成的混合物,A項不正確,B、C、D項均正確。 3.D　碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳,反應(yīng)的方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑,該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng),故A項正確;反應(yīng)中C作還原劑,則煤炭中起作用的主要成分是C,故B項正確;冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑,故C項正確;由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,故D項錯誤。 4.C　CuO→Cu(OH)2不能通過一步反應(yīng)實現(xiàn),A項錯誤;鋁合金比純鋁的熔點低,B項錯誤;C項正確;鐵、銅表面不能形成致密的氧化物薄膜,D項錯誤。 5.C　將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體,A正確;途徑①有污染性氣體產(chǎn)生,相對于途徑③,途徑②的優(yōu)點是制取等質(zhì)量CuSO4需要的硫酸少并且無污染性氣體產(chǎn)生,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,B正確;由流程圖知硫酸銅分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合氣體,則銅元素、硫元素化合價都降低,無元素化合價升高,C錯誤;由Cu(OH)2到Cu2O,銅元素化合價降低,被還原,D正確。 6.D　富集方鉛礦的過程屬于物理變化,A錯誤;方鉛礦焙燒反應(yīng)中還原產(chǎn)物除PbO外還有SO2;整個冶煉過程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移8 mol電子,C錯誤。 7.B　根據(jù)題意,3.2 g濾渣是銅,而銅與Fe3+不能共存,A錯誤;最后的3.2 g固體為Fe2O3,其中鐵元素的質(zhì)量為2.24 g,B正確;樣品中銅元素和氧元素的質(zhì)量共5.76 g-2.24 g=3.52 g,C錯誤;2.24 g鐵元素不可能全是單質(zhì),故生成的氫氣的體積小于896 mL,D錯誤。 8.答案 (1)Cu、O (2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O　防止H2O2分解　2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+ (3)3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2++2NO↑+7H2O　32　0.2 解析 (1)在該反應(yīng)中銅、氧元素的化合價降低,得到電子,被還原。(3)Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2++2NO↑+7H2O。硝酸發(fā)生反應(yīng)后得到的產(chǎn)物是Cu(NO3)2和NO,由2 L0.6 molL-1=2n[Cu(NO3)2]+4.480 L22.4 Lmol-1得n[Cu(NO3)2]=0.5 mol,則n(Cu2+)=0.5 mol,根據(jù)質(zhì)量守恒,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0.5 mol64 gmol-1=32 g。若混合物中含0.2 mol Cu,則根據(jù)原子守恒可得:2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根據(jù)得失電子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cu2O)=3(4.480 L22.4 Lmol-1),解得n(CuO)=0.1 mol,n(Cu2O)=0.1 mol,消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol。 9.答案 (1)Ag++e-Ag　2NO+O22NO2 (2)CuO、Al(OH)3　Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]- (3)4　2　4　O2　(4)50　25 (5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 解析 (1)電解精煉銀時,陰極反應(yīng)式為Ag++e-Ag;氣體變色是因為發(fā)生反應(yīng)2NO+O22NO2。(2)NaOH與Al2(SO4)3、Cu(OH)2反應(yīng)生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度知,煮沸時Cu(OH)2分解,Al(OH)3不分解,則固體混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH過量,Al(OH)3會轉(zhuǎn)化為Na[Al(OH)4]。(3)反應(yīng)前CuO中銅元素為+2價,反應(yīng)后CuAlO2中銅元素為+1價,反應(yīng)過程中鋁元素的化合價不變,只有氧元素被氧化生成O2,根據(jù)得失電子數(shù)相等知,CuAlO2和O2的化學(xué)計量數(shù)之比為4∶1,配平后的化學(xué)方程式為4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑。(4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為5.01 00064%64 mol=50 mol,至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25 mol,即至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液25 L。(5)由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。