1、.課時作業9用途廣泛的金屬材料金屬礦物的利用一、選擇題1銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業的主角”。銅主要是由黃銅礦煉制，焙燒時發生反應2CuFeS2O2Cu2S2FeSSO2，其簡單流程如圖所示，下列說法正確的是()A焙燒時硫元素全部轉化為二氧化硫B在焙燒時氧化劑只有氧氣C粗銅精煉時用粗銅作陰極DCu2S可用于火法煉制銅解析：焙燒時還生成金屬硫化物，部分硫元素轉化為二氧化硫，A錯誤；焙燒時銅元素由2價降低為1價，硫元素由2價升高到4價，氧氣中氧元素由0降低為2價，則氧化劑為氧氣和CuFeS2，B錯誤；粗銅精煉時用粗銅與電源正極相連，則粗銅為陽極，C錯誤；火法煉銅的原理為Cu2SO22CuS

2、O2，則Cu2S可用于火法煉制銅，D正確。答案：D2所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態下形成的一種熔合物，根據下列四種金屬的熔、沸點：NaCuAlFe熔點/97.51 0836601 535沸點/8832 5952 2003 000其中不能形成合金的是()ACu和Al BFe和Cu CFe和Na DAl和Na解析：要想形成合金，則必須滿足各成分都要有共同的液態溫度范圍(即合金中一種金屬的熔點要高于另一種金屬的熔點而低于它的沸點)，這樣才能熔合在一起。當鐵熔化時，鈉已經變成鈉蒸氣了，所以鐵和鈉不具備形成合金的條件。答案：C3下列說法正確的是()A鋁、鐵、銅相比較，銅元素在自然

3、界中的含量最低、鐵元素含量最高BAl2O3、MgO可用作高溫材料，二氧化硅是生產光纖制品的基本原料C工業上采用電解熔融態Al2O3、MgO的方法冶煉Al、MgD用純堿制玻璃、用鐵礦石煉鐵、用氨制碳酸銨都會生成溫室氣體解析：A項，三種元素在自然界中的含量鋁元素最高，故錯；C項，工業上采用電解熔融MgCl2的方法冶煉Mg，故錯；D項，用氨制碳酸銨是利用二氧化碳參加反應，而不是產生二氧化碳，故錯。答案：B4釣魚島群島的東海海域及部分太平洋海域探明為海底熱水礦床。海底熱水礦床是沉積著由巖漿熱氣從地底噴出的金、銅、鋅、稀有金屬等區域。下列說法正確的是()A金不溶于任何溶液B銅、鋅在空氣中均能被氧化成對應

4、的氧化物C銅鋅合金的熔點低于銅或鋅的熔點D.Cu的質子數和中子數之差為34解析：金能溶于王水，A錯誤；銅在空氣中轉化為銅綠，不是CuO，B錯誤；合金的熔點低于成分金屬的熔點，C正確；Cu中，質子數為29，中子數為34，中子數與質子數之差為5，D錯誤。答案：C5下列敘述中不正確的是()A常見金屬鐵和鋁在工業上冶煉方法不同B除去Fe2O3中混有的Al2O3：加氫氧化鈉溶液，過濾C除去FeCl2溶液中混有的FeCl3：加入過量鐵粉，過濾D除去銅粉中混有的CuO：加適量稀硝酸后，過濾、洗滌解析：鐵通常用CO還原Fe2O3得到，而鋁一般用電解Al2O3的方法得到，A正確；Al2O3能與NaOH反應而Fe

5、2O3不能，B正確；FeCl3與鐵反應生成FeCl2，C正確；Cu、CuO都能與HNO3反應，D錯誤。答案：D6下列說法中正確的是()ACuCuOCu(OH)2每步轉化均能通過一步反應實現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，阻止反應的進一步進行解析：CuOCu(OH)2不能通過一步反應實現，A錯誤；鋁合金比純鋁的熔點低，B錯誤；鐵銅表面不能形成致密的氧化物薄膜，D錯誤。答案：C7某化學小組為測定一定質量的某銅鋁混合物中銅的質量分數，設計了如下實驗方案：方案：

6、銅鋁混合物測定生成氣體的體積方案：銅鋁混合物測定剩余固體的質量下列有關判斷中不正確的是()A溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液B若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質量分數偏小C溶液A和B均可選用稀硝酸D實驗室中方案更便于實施解析：鹽酸和Al反應，剩余銅，利用產生的氫氣的體積，即可求出鋁的質量分數，從而得出銅的質量分數；如用NaOH和鋁反應，根據產生的氫氣的體積，也可求出銅的質量分數，A正確；如果選用濃硝酸，硝酸可以和銅反應，鋁鈍化使剩余固體的質量偏大，從而使測得銅的質量分數偏小，B正確；如果選用稀硝酸，稀硝酸與銅、鋁均反應，就會造成方案中沒有固體剩余，C錯誤；無論選用NaOH溶液還是鹽酸，最后剩

7、余的固體都是Cu，利用方案直接測固體的質量比較方便，而方案測氣體的體積比較麻煩，所以方案更便于實施，D正確。答案：C8銅、銀、金是人類認識最早的三種金屬，因為很早就被人們用作錢幣，因而有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金強，相對而言，人類認識鐵稍晚。某研究性學習小組為了證明鐵的金屬活動性比銅強，設計了如下方案：鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出。鐵、銅和氯氣反應分別生成FeCl3和CuCl2。足量的鐵粉和銅粉分別與濃硫酸反應生成FeSO4和CuSO4。銅片置于FeCl3溶液中銅片逐漸溶解。把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并且用導線連接，鐵片上無氣泡產生，而銅片上有氣泡產生。把鐵片和銅片

8、置于盛有濃硝酸的燒杯中，并用導線連接，鐵片上有氣泡產生，而銅片上無氣泡產生。以上設計合理的有()A兩種方案B三種方案C四種方案D五種方案解析：鐵置換銅，由氧化還原方程式可知還原性Fe>Cu；金屬的活動性與得失電子的數目沒有直接的關系，故不能據此判斷；與濃硫酸反應無法比較鐵和銅的活動性；據此反應只能判斷Cu的還原性強于Fe2，但不能判斷Fe和Cu的還原性；鐵、銅與稀硫酸組成原電池，鐵作負極，證明金屬活動性鐵比銅強；鐵、銅與濃HNO3組成原電池，Fe發生鈍化，所以Fe作正極，不能說明鐵比銅活潑。故、兩種方案合理。答案：A9實驗室用含有雜質(FeO、Fe2O3)的廢CuO制備膽礬晶體，經歷了下

9、列過程(已知Fe3在pH5時沉淀完全)。其中分析錯誤的是()A步驟發生的主要反應為2Fe2H2O22H=2Fe32H2OB步驟可用氯水、硝酸等強氧化劑代替H2O2C步驟用CuCO3代替CuO也可調節溶液的pHD步驟的操作為向漏斗中加入少量冷的蒸餾水至浸沒晶體，待水自然流下，重復操作23次解析：步驟的目的是把亞鐵離子氧化為鐵離子，發生的主要反應為2Fe2H2O22H=2Fe32H2O，A項正確；步驟若用氯水、硝酸等強氧化劑代替H2O2，則氧化劑的還原產物不是水，會引入新的雜質氯離子、硝酸根離子，同時還會造成污染，所以不能將H2O2換為氯氣或硝酸，B項錯誤；步驟用CuCO3代替CuO也可調節溶液的

10、pH，碳酸銅與過量的硫酸反應生成硫酸銅、水、二氧化碳氣體，不會引入新的雜質，C項正確；洗滌固體的操作為向漏斗中加入少量冷的蒸餾水至浸沒晶體，待水自然流下，重復操作23次，然后得到硫酸銅晶體，D項正確。答案：B10某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質組成，進行如下實驗。下列有關說法正確的是()A步驟中減少的3 g固體一定是混合物B步驟中質量減少的物質一定是CuC根據步驟、可以判斷混合物X的成分為Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2D根據上述步驟可以得出m(Fe2O3)m(Cu)11解析：Al2O3、SiO2都能夠與NaOH溶液反應，所以步驟中減少的3 g固體可能

11、為氧化鋁或二氧化硅，不一定為混合物，故A錯誤；步驟中發生了反應Fe2O36H=2Fe33H2O；Cu2Fe3=2Fe2Cu2，6.4 g固體為銅和Fe2O3的混合物，減少的為銅和氧化鐵，故B錯誤；根據步驟只能判斷混合物中至少含有Al2O3、SiO2的一種物質，無法確定Al2O3、SiO2是否都存在；步驟可以確定Fe2O3、Cu一定存在，故C錯誤；6.4 g變成1.92 g，質量減少了6.4 g1.92 g4.48 g，減少的質量為Fe2O3和部分Cu，剩余的1.92 g為銅，設與Fe2O3反應的銅的物質的量為x，根據反應Cu2Fe3=2Fe2Cu2和Fe2O36H=2Fe33H2O可知氧化鐵的

12、物質的量也為x，則64 g·mol1x160 g·mol1x4.48 g，解得x0.02 mol，則m(Fe2O3)m(Cu)(160 g·mol1×0.02 mol)(64 g·mol1×0.02 mol1.92 g)11，故D正確。答案：D11部分氧化的Fe­Cu合金樣品(氧化產物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經如下處理：下列說法正確的是()A濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HB樣品中鐵元素的質量為2.24 gC樣品中CuO的質量為4.0 gDV896 mL解析：根據題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3不

13、共存，A錯誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中鐵元素的質量為2.24 g，B正確；樣品中銅元素和氧元素的質量共5.76 g2.24 g3.52 g，C錯誤；2.24 g鐵元素不可能全是單質，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯誤。答案：B二、非選擇題12銅及其化合物在生產生活中有廣泛應用，銅在化合物中的常見化合價有1、2。已知Cu2O與稀硫酸反應，溶液呈藍色。(1)工業上可用Cu2SO22CuSO2反應制取粗銅，該反應中_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 ，再反應一段時間后可制得硫酸銅，該反應的離子方程式為_。

14、溫度控制在5060 的原因除了加快反應速率外，還有_。(3)現向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L1 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，消耗H2SO4的物質的量為_mol。解析：(1)在該反應中銅、氧元素的化合價降低，得到電子，被還原。(3)Cu2O跟稀硝酸反應的離子方程式是3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O。硝酸發生反應后得到的產物是

15、Cu(NO3)2和NO，由2 L×0.6 mol·L12nCu(NO3)24.480 L÷22.4 L·mol1得nCu(NO3)20.5 mol，n(Cu2)0.5 mol，所以若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質量為0.5 mol×64 g·mol132 g。若混合物中含0.2 mol Cu，則根據原子守恒可得：2n(Cu2O)n(CuO)0.3 mol；根據得失電子守恒可得：2n(Cu)2n(Cu2O)3×(4.480 L÷22.4 L·mol1)，解得n(CuO)0.1 mol，n(

16、Cu2O)0.1 mol，消耗H2SO4的物質的量為0.1 mol0.1 mol0.2 mol。答案：(1)Cu、O(2)CuH2O22H=Cu22H2O防止H2O2分解(3)3Cu2O2NO14H=6Cu22NO7H2O320.213為探索工業含鋁、鐵、銅合金廢料的再利用，甲同學設計的實驗方案如下：請回答：(1)綠礬的化學式為：_。(2)寫出反應的化學方程式_，反應生成沉淀的離子方程式_。(3)為了檢測濾液D中含有的金屬離子，可設計實驗方案為(試劑自選)：_。(4)在濾渣B中滴加稀硫酸時，發現反應速率比一般的鐵粉反應要快，其原因是_。(5)若考慮綠色化學工藝，在濾渣E中加入稀硫酸和試劑Y制膽

17、礬晶體，試劑Y為無色液體，則反應的總化學方程式為_；若不考慮綠色化學工藝，所選試劑Y為1 mol·L1的硝酸，欲使3 mol Cu全部溶解且溶液中含銅元素的溶質僅為CuSO4，則需該硝酸的體積為_L。解析：(2)濾液A是NaAlO2溶液，生成Al(OH)3沉淀應該通入酸性氣體CO2；(3)濾渣B含Cu、Fe，由綠礬的化學式可知向濾渣B中加入稀硫酸過濾后得FeSO4溶液D，蒸發濃縮、冷卻結晶即可得到綠礬；(5)濾渣E為Cu，試劑Y是氧化劑，常見的無色液體氧化劑為雙氧水、稀硝酸等，雙氧水屬于綠色氧化劑；因為反應物有Cu、H2SO4、HNO3，所以應該用離子方程式進行計算3Cu8H2NO=

18、3Cu24H2O2NO，3 mol Cu需要2 mol NO，即2 mol HNO3，又知加入硝酸的濃度為1 mol·L1，所以需硝酸的體積為2 L。答案：(1)FeSO4·7H2O(2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(3)用試管取少量濾液D，向濾液中滴加KSCN(或NaSCN或NH4SCN)溶液無明顯現象，再滴入氯水(或雙氧水或通入Cl2)若變成紅色，則溶液中存在Fe2(4)銅、鐵與稀硫酸形成了原電池(5)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O214某鋁合金中含有元素鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設計了

19、如下實驗，請回答有關問題：(1)稱取樣品a g，稱量時應該使用的主要儀器的名稱是_。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾。濾液中主要含有_，濾渣中含有_，溶解、過濾用到的玻璃儀器是_。(3)濾液中加過量氫氧化鈉溶液、過濾。有關的離子反應方程式是_。(4)向第(3)題中的濾液中通入足量二氧化碳氣體，過濾。有關反應的離子方程式是_ _。(5)將第(4)題中過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱重，其質量為b g。有關反應的化學方程式是_，原樣品中鋁的質量分數是_。(6)若第(3)題中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結果_(“偏高”“偏低”或“不影響”，下同)；若第(5)題中濾渣沒有洗

20、滌，則實驗結果_；若濾渣灼燒不充分，則實驗結果_。解析：實驗取樣品a g，實驗后得氧化鋁b g，設b g氧化鋁中含Al的質量為x。Al2O32Al10254b g x10254b gx，x g樣品中鋁的質量分數：×100%×100%答案：(1)托盤天平(2)MgCl2、AlCl3、HClCu、Si燒杯、玻璃棒、普通漏斗(3)Mg22OH=Mg(OH)2，Al34OH=AlO2H2O(4)AlOCO22H2O=Al(OH)3HCO(5)2Al(OH)3Al2O33H2O×100%(6)偏低偏高偏高15某粗氧化銅樣品中含少量氧化亞鐵及不溶于酸的雜質，某化學興趣小組欲利用該樣品制取膽礬晶體，測定膽礬晶體中結晶水的含量，并計算樣品中氧化銅的含量，設計了如下方案進行實驗。查閱資料知Fe3、Cu2、Fe2在水溶液中形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：請回答下列問題：(1)在整個實驗過程中，下列儀器中不可能用到的是_(填字母)(2)物質X應