1、课时规范练课时规范练 15金属材料金属材料 基础巩固基础巩固 1.(2020 全国 2,7)北宋沈括梦溪笔谈中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾, 烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是() A.胆矾的化学式为 CuSO4 B.胆矾可作为湿法冶铜的原料 C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程 D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”是发生了置换反应 2.(2020 河北邢台月考)我国古代的青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史价值。下列说法不正确 的是() A.我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早 B.将青铜器放在银质托盘上,青铜器容易生成铜绿 C.本
2、草纲目中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,则铜青就是青铜 D.用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的主要成分是有机化合物 3.不同的金属在冶炼方法上也有所不同,下列说法正确的是() A.钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B.铝及其合金是生产、生活中广泛使用的材料,是因为铝的冶炼方法比较简单 C.由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼,人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它 们的单质 D.炼铁时加入的焦炭除了提供热量外,还用来制造还原剂一氧化碳 4.(2020 江西第一次大联考)向铝、铁两种金属粉末的混合物中加入过量的盐酸,过滤后向滤液中加入 过量
3、的烧碱溶液,再过滤,滤液中大量存在的离子有() A.Fe3+B.Al(OH)4- C.Al3+D.Fe2+ 5.(2020 广西南宁模拟)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验 方案: 方案:铜铝混合物测定生成气体的体积 方案:铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是() A.溶液 A和 B 均可以是盐酸或 NaOH 溶液 B.若溶液 B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C.溶液 A和 B 均可选用稀硝酸 D.实验室中方案更便于实施 6.(2020 北京化学等级性考试)近年来,我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材 料的是() A.
4、“天宫二号”航天器使用的质量轻、强度高的材料钛合金 B.“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料砷化镓 C.“长征五号”运载火箭使用的高效燃料液氢 D.“C919”飞机身使用的复合材料碳纤维和环氧树脂 能力提升能力提升 7.(2020 山东临沂高三模拟)明矾KAl(SO4)212H2O是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。采用废易拉 罐制备明矾的过程如下图所示。 下列叙述错误的是() A.合理处理易拉罐有利于环境保护和资源再利用 B.从易拉罐中可回收的金属元素有 Al 和 Fe C.“沉淀”反应的金属离子为 Fe3+ D.上述流程中可用 NaHSO4代替 NaHCO3 8.(2020 山东师范大学
5、附中月考)以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下: 下列说法正确的是() A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜 B.电解时用粗银作为阴极,硝酸银溶液为电解质溶液 C.用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应 D.从滤液 B 中可以提取绿矾(FeSO47H2O) 9.(2020 北京月考)铝热反应常用于冶炼高熔点金属,某小组探究 Al 粉与 Fe3O4发生反应所得黑色固 体的成分,实验过程及现象如下: 下列说法不正确的是() A.反应产生的气体是 H2 B.反应为 Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4- C.反应的白色沉淀是 Al(OH)3 D.黑色固体中不含
6、 Al 和 Fe3O4 拓展深化拓展深化 10.(2020 北京化学,17)用如图方法回收废旧 CPU 中的单质 Au(金)、Ag 和 Cu。 已知:浓硝酸不能单独将 Au 溶解。HAuCl4H+AuCl4 - (1)酸溶后经操作,将混合物分离。 (2)浓、稀硝酸均可作酸溶试剂。溶解等量的 Cu 消耗 HNO3的物质的量不同,写出消耗 HNO3物质的 量少的反应的化学方程式:。 (3)HNO3-NaCl 与王水V(浓硝酸)V(浓盐酸)=13溶金原理相同。 将溶金反应的化学方程式补充完整: Au+NaCl+HNO3HAuCl4+NaNO3 关于溶金的下列说法正确的是。 A.用到了 HNO3的氧化
7、性 B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性 C.用浓盐酸与 NaNO3也可使 Au 溶解 (4)若用 Zn 粉将溶液中的 1 mol HAuCl4完全还原,则参加反应的 Zn 的物质的量是mol。 (5)用适当浓度的盐酸、NaCl 溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的溶液中回收 Cu 和 Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。 试剂 1 是,试剂 2 是。 课时规范练 15金属材料 1.A胆矾的化学式为 CuSO45H2O,A 错误;湿法冶铜是用铁与 CuSO4溶液反应置换出 铜:Fe+CuSO4Cu+FeSO4,B、D正确;“熬之则成胆矾”是利用蒸发浓缩、冷却结晶,产生 CuSO45
8、H2O晶体,C 正确。 2.C我国使用青铜器的时间比使用铁器、铝器的时间均要早,A项正确;将青铜器放在 银质托盘上,可能会形成原电池,Cu 比银活泼,会加快铜的腐蚀,所以青铜器容易生成铜 绿,B 正确;本草纲目中载有一药物,名“铜青”,铜青是铜器上的绿色物质,为铜锈蚀生 成的碱式碳酸铜,C 错误;用蜂蜡做出铜器的蜡模,是古代青铜器的铸造方法之一,蜂蜡的 主要成分是有机化合物,D项正确。 3.D铁用 CO还原法炼制,A项错误;因为 Al 有良好的性能,才被广泛使用,B 项错误;氯 化铝是共价化合物,熔融时不导电,工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝,C 项错误;高 炉炼铁中焦炭的作用是与氧气反应产
9、生热量和制造还原剂一氧化碳,D项正确。 4.B铝、铁两种金属都能与盐酸充分反应,发生反应的化学方程式为 2Al+6H+3H2+2Al3+、Fe+2H+Fe2+H2,过滤后向滤液中加入过量氢氧化钠溶液,发 生反应 H+OH-H2O、Fe2+2OH-Fe(OH)2、Al3+4OH-Al(OH)4-,铁元素存在于 沉淀中,铝元素存在于 AlO2 - 中,因此有大量的Al(OH)4-存在于溶液中。 5.C盐酸和 Al 反应,剩余 Cu,利用产生 H2的体积,可求出 Al 的质量分数,从而得出 Cu 的质量分数;若用 NaOH 溶液和 Al 反应,根据产生 H2的体积,也可求出 Cu的质量分数,A 项正
10、确;浓硝酸和 Cu 反应,使铝钝化,使剩余固体的质量偏大,从而使测得 Cu 的质量分数 偏小,B 项正确;如果选用稀硝酸,稀硝酸与 Cu、Al 均反应,就会造成方案中没有固体剩 余,C 项错误;无论选用 NaOH 溶液还是盐酸,最后剩余的固体都是 Cu,利用方案直接测 固体的质量比较方便,而方案测气体的体积比较麻烦,方案更便于实施,D项正确。 6.A钛合金是合金材料,属于金属材料,A项正确;砷化镓是化合物,B 项错误;液氢为液态 氢气,C 项错误;碳纤维和环氧树脂构成复合材料,D 项错误。 7.D易拉罐作为可再生资源,其回收再利用对经济效益、社会效益的提高、环境的保 护等方面有着巨大的促进作用
11、,A正确;易拉罐的主要成分为 Al,含有少量的 Fe,因此可从 易拉罐中回收的金属元素有 Al、Fe,B 正确;“沉淀”反应是铁离子反应生成氢氧化铁的反 应,C 正确;铝离子与碳酸氢根离子相互促进水解生成氢氧化铝沉淀,硫酸氢根离子是强 酸的酸式酸根,不水解,不与铝离子反应,D项错误。 8.D由流程可知,粗铜中含有少量铁,铁和铜都能溶于过量的稀硝酸中,过滤后低温干燥 得不到纯铜,选项 A错误;电解时,粗银为阳极,纯银为阴极,选项 B 错误;渣料的主要成分 为氧化铜,还含有少量的氧化铁,两种金属氧化物均能与稀硫酸反应,反应后元素化合价 均没有发生变化,没有发生氧化还原反应,选项 C 错误;滤液 B
12、 中的溶质主要是硫酸亚铁, 采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到绿矾,选项 D正确。 9.D探究 Al 粉与 Fe3O4发生反应所得黑色固体的成分,由实验可知,黑色固体与稀硫酸 反应生成气体,黑色固体可能含有铝或者铁或者二者都有。向溶液 b中加 KSCN溶液不 变色,可知溶液 b不含铁离子;黑色固体与 NaOH 溶液反应无气体,则一定不含 Al,则黑色 固体含有铁。溶液 a与二氧化碳反应生成白色沉淀为氢氧化铝,则黑色固体中一定含氧 化铝。反应产生的气体是 H2,为金属与稀硫酸反应生成,故 A 正确;黑色固体含氧化铝, 则反应为 Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-,故
13、 B 正确;反应中Al(OH)4-与二氧化碳 反应,可知白色沉淀是 Al(OH)3,故 C 正确;黑色固体中不含 Al,可能含 Fe3O4,故 D错误。 10.答案 (1)过滤(2)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)45NO 2H2O4AC(4)1.5(5)NaCl 溶液盐酸 解析:废旧 CPU中的单质有 Au(金)、Ag和 Cu,加入硝酸进行反应,金不能反应,Ag 和 Cu 转化为铜离子和银离子进入溶液,含金的固体与硝酸和氯化钠的混合溶液反应,金转化为 HAuCl4,HAuCl4经锌粉还原分离可得到金。 (1)Au(金)、Ag 和 Cu 经酸溶后得到金、铜离子
14、和银离子的混合溶液,经过过滤可将 固体和液体分开,从而将混合物分离。 (2)铜与稀硝酸反应的化学方程式为 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O;溶 解 1 mol Cu 消耗 HNO3的物质的量为8 3 mol;铜与浓硝酸反应的化学方程式为 Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,溶解 1 mol Cu消耗 HNO3的物质的量为 4 mol; 则消耗 HNO3的物质的量少的反应的化学方程式为 3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。 (3)根据化合价的变化规律可知,金元素的化合价从 0 价升高到+3 价,是还原剂,硝 酸是氧化剂
15、,氮元素的化合价从+5 价降低到+2 价,产物有一氧化氮生成,根据质量守恒,生 成物中还有水,则反应的化学方程式为 Au+4NaCl+5HNO3HAuCl4+2H2O+NO+4NaNO3;溶金过程中硝酸显示了氧化性,故 A正确;王水中浓盐酸提供了氯离子,利于生成四氯合金离子,利于金与硝酸的反应,浓盐 酸的主要作用是增强硝酸的氧化性,故 B 错误;HNO3-NaCl与王水V(浓硝酸)V(浓盐 酸)=13溶金原理相同,则用浓盐酸与 NaNO3也可使 Au 溶解,故 C 正确。 (4)由于 HAuCl4H+AuCl4 - ,若用 Zn 粉将溶液中的 1 mol HAuCl4完全还原,HAuCl4 中
16、金元素的化合价为+3 价,被锌还原为 0价,锌的化合价从 0价升高到+2 价,根据得失电 子守恒可知,还原 1 mol HAuCl4消耗 Zn的物质的量为 1.5 mol,则参加反应的 Zn 的物质 的量是 1.5 mol。 (5)根据图中信息可知,含有铜离子和银离子的溶液加入试剂 1 后得到的是物质 1 和 物质 3,物质 3中加入试剂 3 后得到的是二氨合银离子,则试剂 3 是氨水,物质 3是氯化银, 试剂 1 是 NaCl 溶液,物质 1 是氯化铜溶液,向氯化铜溶液中加入过量铁粉得到铜和 FeCl2, 再加入试剂 2,过滤后得到铜单质,则试剂 2是盐酸,可除去过量的铁粉,二氨合银离子经 过还原可以得到银单质,实现了铜和银的分离。经过前面的分析可知,试剂 1是 NaCl 溶 液,试剂 2 是盐酸。
