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高考作业(九)金属材料金属矿物的开发和利用A组全员必做题1．(2019·西城区一模)我国出土的文物呈现了瑰丽的历史文化。下列文物中，主要成分属于合金的是()A.西夏佛经纸本B.西汉素纱禅衣C.唐兽首玛瑙杯D.东汉青铜奔马解析西夏佛经纸本是纤维素的一种，主要成分不属于合金，故A项错误；西汉素纱禅衣是丝绸的一种，主要成分不属于合金，故B项错误；唐兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅，不属于合金，故C项错误；东汉青铜奔马是铜合金，主要成分属于合金，故D项正确。答案D2．(2019·豫北豫南联考)《天工开物》中记载：凡铜供世用，出山与出炉只有赤铜。以炉甘石或倭铅参合，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜。其中涉及的物质中熔点最高的是()A．青铜B．黄铜C．赤铜D．白铜解析合金的熔点低于其组成成分金属的熔点。青铜是铜锡合金，熔点比铜低，故A项错误；黄铜是铜锌合金，熔点比铜低，故B项错误；赤铜是纯度较高的铜，熔点比合金高，故C项正确；白铜是铜镍合金，熔点比铜低，故D项错误。答案C3．人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是()A．铁、金属活动性顺序表B．金、质量守恒定律C．银、元素周期律D．铜、金属密度顺序表解析将铁移到锡后，金、银、铜、锡、铁的金属活动性逐渐增强，A项正确。答案A4．下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是()A．MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑B．Al2O3＋3C=====2125℃2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2D．HgS＋O2=====焙烧Hg＋SO2解析Al为活泼金属，不能用炭还原法冶炼，应用电解法冶炼。答案B5．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：NaCuAlFe熔点97.5℃1083℃660℃1535℃沸点883℃2595℃2200℃3000℃其中不能形成合金的是()A．Cu和NaB．Fe与CuC．Fe与AlD．Al与Na解析合金形成的条件是有共同的熔化状态，所以看两种金属的熔沸点的范围：A中钠达到沸点时Cu还没熔化，所以不能形成合金；而其他三项均可。答案A6．江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸。下列叙述不正确的是()A．自然界中化合态的硫以FeS2、CuFeS2等形式存在B．火法炼铜的矿石原料主要含Cu2SC．该公司炼铜产生的SO2可用于生产H2SO4D．1mol·L－1H2SO4溶液可储存于铁制或铝制容器中解析1mol·L－1H2SO4是稀硫酸，会腐蚀铁、铝，D项错误。答案D7．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A．②③④B．①②③⑤C．①②④D．①②④⑤解析合金具有比成分金属更加优良的机械加工性能，其硬度一般比它的各成分金属的大，熔点比各成分金属的低。用途比纯金属的更为广泛。但导电性并不比纯金属的强，④错误。答案B8．(2019·河北三市联考)化学美无处不在，下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()选项物质a物质b物质c物质dACu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞试液BCuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊试液CCu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞试液DCu(OH)2Ba(NO3)2Fe(OH)2紫色石蕊试液解析稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A项错误，C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。答案D9．已知酸性条件下有反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。氢气还原氧化铜实验由于反应温度不同，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。某同学对某次氢气还原氧化铜的红色固体产物做了如下实验，实验操作和实验现象列表如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸并加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体不反应无色气体无色气体蓝色溶液红棕色气体蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物()A．是CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu解析由题目提供的信息可知：Cu2O在酸性条件下发生反应生成Cu和Cu2＋，而向该红色固体中加入稀硫酸后红色固体不反应，故该红色固体中不存在Cu2O，全部为Cu。答案A10．(2019·成都摸底测试)细菌冶铜过程中，当黄铜矿(主要成分CuFeS2)中伴有黄铁矿(主要成分FeS2)时可明显提高Cu2＋的浸出速率，原理如图所示。下列说法错误的是()A．黄铁矿附近pH增大B．黄铜矿发生的反应：CuFeS2－4e－===Cu2＋＋Fe2＋＋2SC．细菌冶铜过程中，1molCuFeS2溶解转移电子4molD．Cu2＋浸出速率提高的原因是构成了原电池解析黄铁矿附近O2转化为H2O，发生的电极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O，c(H＋)减小，pH增大，A项正确；由题图可知黄铜矿转化为Cu2＋、Fe2＋和S，发生的电极反应为CuFeS2－4e－===Cu2＋＋Fe2＋＋2S，B项正确；细菌冶铜过程中，发生反应：CuFeS2－4e－===Cu2＋＋Fe2＋＋2S、2S细菌,H2SO4,1molCuFeS2溶解，共转移(4＋6×2)mol＝16mol电子，C项错误；Cu2＋浸出速率提高的原因是黄铜矿与黄铁矿构成了原电池，D项正确。答案CB组重点提升题11．铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：________________________________。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式：_______________________________________________。(3)火法炼铜的原理：Cu2S＋O2=====通电2Cu＋SO2，在该反应中每生成1molCu，转移________mole－。Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O2Cu2＋＋2CO2－3＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑3(4)据报道，有一种叫ThibacillusFerroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的实验方法：_____________________________________________________________________________________。②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：方案一：_________________________________；方案二：__________________________________________。加入KSCN溶液，若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu2CuSO4＋2H2O===2Cu＋O2↑＋2H2SO4解析(1)加入H2O2，相当于加入了较强氧化剂，从而使反应发生。(2)Cu2＋、CO2－3水解互相促进，生成CO2，配平即可。(3)由反应可知生成1molCu，有0.5mol－2价的S生成＋4价的S，反应转移3mol电子。(4)从CuSO4溶液中得到铜可以用置换反应，也可用电解法进行。【拓展延伸】1．钒及其化合物的性质(1)V2O5：两性氧化物，有较强的氧化性，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O，V2O5＋H2SO4===(VO2)2SO4＋H2O，V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。(2)VO2＋、VO＋2：VO＋2是一种较强的氧化剂，VO＋2＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O,2VO＋2＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。(3)NaVO3、NH4VO3：偏钒酸盐，正钒酸盐为Na3VO4、(NH4)3VO4；NH4VO3在加热条件下不稳定，2NH4VO3=====△V2O5＋2NH3↑＋H2O。2．锰及其化合物的性质(1)Mn：高温时，与O2反应，生成Mn3O4；Mn的活泼性在Al与Zn之间，与非氧化性酸反应生成H2，Mn＋2H＋===Mn2＋＋H2↑。(2)MnO2：具有氧化性，如MnO2＋4H＋＋2Cl－=====△Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。(3)KMnO4与K2MnO4：KMnO4具有强氧化性，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，酸性条件下还能与I－、SO2、SO2－3、Fe2＋等反应；电解K2MnO4溶液可制备KMnO4，2K2MnO4＋2H2O=====通电2KMnO4＋2KOH＋H2↑。12．某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。查阅资料：Cu2O在酸性溶液中会发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O实验探究一学生甲利用如图所示装置进行实验，称量反应前后装置C中样品的质量，以确定样品的组成。回答下列问题：(1)仪器组装完成后，夹好止水夹，_____________________________________________________________________________________________，则说明装置A的气密性良好。(2)从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：_____________(填序号)。①打开止水夹②熄灭C处的酒精喷灯③C处冷却至室温后，关闭止水夹④点燃C处的酒精喷灯⑤收集氢气并验纯向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，过一段时间若液柱高度保持不变①⑤④②③实验探究二(3)学生乙取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸，并作出如下假设和判断，结论正确的是________(填选项字母)。A．若固体全部溶解，说明样品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2OB．若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3C．若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色气体证明样品中一定含有________，写出产生上述气体的化学方程式：____________________________________________________。CCu2OCu2O＋6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O实验探究三(4)学生丙取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，反应后经过滤得到固体3.2g，测得滤液中Fe2＋有1.0mol，则样品中n(Cu2O)＝________mol。0.55解析(2)氢气中混有空气加热易发生爆炸，所以开始先通氢气，打开止水夹，使生成的氢气通过后续装置，目的是排出装置中的空气，检验玻璃管出来的氢气纯度，气体纯净后再点燃C处的酒精喷灯，反应完成后熄灭C处的酒精喷灯，待C处冷却至室温后，关闭止水夹，防止生成的金属被空气中的氧气氧化，正确的