1、专题3.4 金属材料及金属矿物的开发利用1（2019江苏启东中学期中）下列有关金属及金属材料的说法不正确的是()A合金的性能一般优于纯金属B碳素钢是目前用量最大的合金，碳素钢在空气中比纯铁耐腐蚀C酒精灯加热铝箔至熔化，铝并不滴落，说明铝表面生成一层致密的氧化膜D用金属铝与V2O5反应冶炼钒，主要是因为铝的还原能力比钒强【答案】B【解析】合金与组成它的成分相比，一般具有熔点低、硬度大、抗腐蚀性强等方面的优点，性能一般优于纯金属，A项正确；碳素钢在空气中更容易形成原电池，发生电化学腐蚀，所以碳素钢在空气中比纯铁耐腐蚀性差，B项不正确；将一片铝箔置于酒精灯外焰上灼烧生成氧化铝，氧化铝的熔点高，包裹在
2、Al的外面，所以铝箔熔化但不滴落，C项正确；铝热反应可冶炼高熔点金属，可用金属铝与V2O5在高温下冶炼钒，铝作还原剂，常温下不反应，D项正确。2（2019黑龙江双鸭山一中一中期中）明代宋应星著的天工开物中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红冷淀，毁罐取出即倭铅也，”下列说法不正确的是(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌) ()A该冶炼锌的反应属于置换反应B煤炭中起作用的主要成分是CC冶炼Zn的反应方程式为ZnCO32CZn3COD倭铅是指金属锌和铅的混合物【答案】D【解析】碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，反应的方程式为ZnCO3
3、2CZn3CO，该冶炼锌的反应属于置换反应，故A正确、C正确；反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C，故B正确；由题意可知，倭铅是指金属锌，故D不正确。3（2019福建福州三中期中）下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是()A电解MgCl2水溶液制备金属MgB利用铝热反应制备金属AlC加热分解Fe2O3的方法制备金属铁D用火法或湿法均可制备金属铜【答案】D【解析】A项，应电解熔融的MgCl2冶炼Mg，错误；铝热反应是Al和某些金属氧化物反应，B项错误；铁的冶炼是用CO还原Fe2O3，C项错误；Cu属于较活泼金属，可以采用火法或湿法冶炼，如CuOCOCuCO2，FeCuSO4=FeSO4Cu
4、，D项正确。4（2019广东惠州一中期中）2017年11月30日，第二架国产大型客机C 919在上海浦东国际机场实现首飞。C 919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是()A铝锂合金密度较小，强度较大，硬度大于纯铝，熔点低于锂单质B改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金C铝锂合金具有金属光泽，可导电导热D铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同【答案】D【解析】合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度大于其成分金属，A项正确；合金的性质与成分的含量有关，所以改变原料的配比，可以制得性能不同的铝锂合金，B项正确；铝锂合金具有金属材料的一些通性，有金属光泽，可导
5、电导热，C项正确；铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同，D项错误。5(2019河南开封一中月考)“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是 ()A无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价BAl65Cu23Fe12的硬度小于金属铁CAl65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265 mol电子【答案】C【解析】拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合
6、价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作0价，A项错误；拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，B项错误；Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，C项正确；溶于过量的硝酸时，Al与Fe均变为3价，Cu变为2价，故1 mol Al65Cu23Fe12失电子为653232123277 mol，D项错误。6（2019广西柳州一中期末）如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BCuONaA
7、lO2Fe2O3紫色石蕊试液CCu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞试液DCu(OH)2Ba(NO3)2FeO紫色石蕊试液【答案】D【解析】稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞溶液不变色，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FeO反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红，D项正确。7（2019山东潍坊二中期末）利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是 ()A该反应的
8、化学方程式是2AlFe2O32FeAl2O3B该反应会产生高温，发出强光C根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属D若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1 mol【答案】D【解析】铝热反应方程式是2AlFe2O32FeAl2O3，A项正确；铝热反应会放出大量的热以及发出强光，B项正确；根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属，C项正确；反应中转移3 mol电子，消耗Fe2O3的物质的量是0.5 mol，D项错误。8（2019河南师大附中月考）氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和“另一种反应物”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反
9、应能产生气体。下列有关推断中错误的是()A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH可作氧化剂、还原剂CCuHCl2=CuClHCl(燃烧)DCuHHCl=CuClH2(常温)【答案】C【解析】“另一种反应物”具有还原性，才能使铜的化合价降低，A项正确；CuH不稳定，易分解，CuH可作氧化剂、还原剂，B项正确；Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl，C项错误；CuH跟盐酸反应能产生氢气，D项正确。9（2019四川成都七中期末）已知NH4CuSO3与足量的2 molL1硫酸溶液混合微热，产生下列现象：有红色金属生成；产生刺激性气味的气体；溶液呈现蓝色。据此判断下列说法正确的是()A反应中硫
10、酸作氧化剂BNH4CuSO3中硫元素被氧化C1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子D刺激性气味的气体是氨气 【答案】C【解析】由现象可知发生的反应为2NH4CuSO34H=CuCu22SO22H2O2NH，反应只有Cu的化合价发生变化，硫酸体现酸性，A项错误；NH4CuSO3反应前后S的化合价没有发生变化，B项错误；反应只有Cu的化合价分别由12，10，每2 mol NH4CuSO3参加反应则转移1 mol电子，则1 mol NH4CuSO3完全反应转移0.5 mol电子，C项正确；反应是在酸性条件下进行，不可能生成氨气，D项错误。10（2019郑州外国语学校期末） CuS
11、O4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾B相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想CCuSO4在1 100 分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体DY可能是葡萄糖【答案】C【解析】将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾，A项正确；相对于途径，途径的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生，途径更好地体现了绿色化学思想，B项正确；由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O，若X是SO2和SO3的混合气体，则铜元素、硫元素化合价降低，无元素化合价升高，根据2CuSO4Cu2OSO2SO3O2知
12、，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，C项错误；碱性条件下，葡萄糖与新制氢氧化铜悬浊液反应会生成Cu2O，所以Y可能是葡萄糖，D项正确。11（2019西安铁一中模拟）铜的冶炼大致可分为：富集，将硫化物矿进行浮选；焙烧，主要反应为2CuFeS24O2=Cu2S3SO22FeO(炉渣)；制粗铜，在1 200 发生的主要反应为2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2,2Cu2OCu2S=6CuSO2；电解精炼铜。下列说法不正确的是 ()A上述灼烧过程的尾气回收后可用来制硫酸B上述过程中，由6 mol CuFeS2制取6 mol Cu时共消耗15 mol O2C在反应2Cu2OCu2S6CuSO2中，
13、氧化产物与还原产物的物质的量之比为16D在反应2Cu2OCu2S6CuSO2中，只有Cu2O作氧化剂【答案】D【解析】A项，二氧化硫能用来制取硫酸，正确；B项，根据最终产物为Cu、SO2和FeO可写出总反应方程式为6CuFeS215O26Cu12SO26FeO，则由6 mol CuFeS2制取6 mol Cu时共消耗15 mol O2，正确；在反应2Cu2OCu2S6CuSO2中，Cu元素化合价由1价变为0价，S元素化合价由2价变为4价，则氧化剂是Cu2O、Cu2S，还原剂是Cu2S，氧化产物是SO2，还原产物是Cu，C项正确，D项不正确。12（2019杭州高级中学模拟）利用废旧镀锌铁皮可制备
14、磁性Fe3O4胶体粒子及副产物ZnO。制备流程图如下：已知：Zn及其化合物的性质与Al及其化合物的性质相似。下列相关说法错误的是 ()A用NaOH溶液处理废旧镀锌铁皮的作用是去除油污、溶解镀锌层B调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧即可制得ZnOC由溶液B制得Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通N2，其原因是防止Fe2被氧化DFe3O4胶体粒子能用减压过滤法实现固液分离【答案】D【解析】NaOH能除油污、溶解镀锌层，A项正确；调节溶液A的pH产生Zn(OH)2沉淀，经抽滤、洗涤、灼烧Zn(OH)2分解制得ZnO，B项正确；Fe2容易被氧化，C项正确；Fe3O4胶体粒子能透
15、过滤纸，Fe3O4胶体粒子不能用减压过滤法实现固液分离，应选渗析法，D项错误。13（2019南京外国语学校模拟）为了探究金属单质M与盐溶液的反应，某同学进行了下列实验，实验过程及现象如图所示，结合实验现象判断，该同学得出的下列结论中正确的是 ()A向滤液中滴加盐酸的实验现象是产生白色沉淀B滤渣可能是两种金属单质的混合物C滤渣在足量的稀硝酸中能完全溶解D加入的金属M可能是镁或钠【答案】C【解析】滤液为(较)活泼金属M的硝酸盐溶液，不含有Ag，向其中滴加盐酸不会产生白色沉淀，A项错误；由于Ag或Cu均不能与稀盐酸反应，故由题意可知，滤渣中含有Ag、Cu和过量的金属M，B项错误；Ag、Cu和金属M均
16、能够溶解在足量的稀硝酸中，C项正确；由于Na能够与冷水反应，故金属M不可能是Na，D项错误。14（2019山西忻州一中模拟）某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()A焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2B焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C滤渣主要是含铁的氧化物D将获得的CuCl22H2O晶体加热可制得CuCl2固体【答案】B【解析】根据2CuS3O22CuO2SO2知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，A错误；废气含SO2能够使酸性高锰酸钾溶液褪色，B正确；滤渣中主要是氢氧
17、化铁，C错误；Cu2水解，加热CuCl22H2O晶体，不能得CuCl2固体，D错误。15（2019湖南雅礼中模拟）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【答案】C【解析】盐酸和Al反应，剩余Cu，利用产生的H2的体积，即可求出Al的质量分数，从而得出Cu的质量分数；若用NaOH和Al反应，根据产生的H2的体积，也可求出Cu的质量分数，
18、A正确；如果B选用浓硝酸，浓硝酸可以和Cu反应，铝钝化使剩余铝的固体质量偏大，从而使测得Cu的质量分数偏小，B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，所以方案更便于实施，D正确。16（2019天津新华中学模拟）黄铜矿是工业炼铜的主要原料，其主要成分为CuFeS2，现有一种天然黄铜矿(含SiO2)，为了测定该黄铜矿的纯度，甲同学设计了如图实验：现称取研细的黄铜矿样品1.84 g，在空气存在下进行煅烧，生成Cu、Fe3O4和SO2气体，实验
19、后取d中溶液的置于锥形瓶中，用0.05 molL1标准碘溶液进行滴定，消耗标准溶液20 mL。请回答下列问题：(1)将样品研细后再反应，其目的是_。(2)装置a和c的作用分别是_和_(填标号，可以多选)。a除去SO2气体b除去空气中的水蒸气c有利于气体混合d有利于观察空气流速e除去反应后多余的氧气(3)滴定达终点时的现象是_。(4)上述反应结束后，仍需通一段时间的空气，其目的是_。(5)通过计算可知，该黄铜矿的纯度为_。【解析】(1)将样品研细后再反应，其目的是增大接触面积，加快反应速率；使原料充分反应。(2)装置a中是浓硫酸，作用是除去空气中的水蒸气和有利于观察空气流速；c是加热的铜网，作用
20、是除去反应后多余的氧气。(3)用碘水滴定含淀粉的SO2水溶液，终点时的现象是滴入最后一滴碘溶液时锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟不褪色。(4)反应结束后仍需通一段时间的空气，目的是使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确。(5)根据原子守恒和反应方程式得：CuFeS22SO22I21 mol 2 moln(CuFeS2) 0.05 molL120103 L10m(CuFeS2)0.05 molL120103 L10184 gmol10.92 g，黄铜矿的纯度为100%50%。【答案】(1)增大接触面积，加快反应速率；使原料充分反应(2)bde(3)当滴入最后一滴碘溶液时锥形瓶中的溶液
21、由无色变为蓝色且半分钟不褪色(4)使反应生成的SO2全部进入d装置中，使结果精确(5)50%17（2019成都实验外国语学校模拟）钨是我国的丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨(W)酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化铁等杂质，工业冶炼钨的流程如下：已知：钨酸酸性很弱，难溶于水离子完全沉淀的pH：SiO为8，WO为5碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨(1)根据铝热反应的原理可以用WO3制取钨，化学方程式为_。(2)CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式为_。(3)滤渣B的主要成分是_(写化学式)。调节pH可选用的
22、试剂是_(填字母序号)。A氨水B氢氧化钠溶液C盐酸 D碳酸钠溶液(4)母液中加入盐酸的离子方程式为_。检验沉淀C是否洗涤干净的操作是_。(5)为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而必须用氢气作还原剂的原因是_。【解析】(1)铝与WO3制取钨的化学方程式是2WO34Al2W2Al2O3。(2)由于Na2WO4是易溶性盐，CaCO3高温下会分解，所以高温反应生成Na2WO4、CaO、CO2。(3)Na2CO3能与SiO2反应生成可溶性的Na2SiO3，所以滤渣A的主要成分是Fe2O3，调节pH可将SiO转化为H2SiO3(滤渣B)；因生成的CaO与水反应生成Ca(OH)2，使得溶液呈较强的
23、碱性，所以必须使用酸来调节pH。(4)母液中加入盐酸是将WO转化为H2WO4沉淀；若沉淀未洗净则洗涤液中含有Cl，所以取最后一次洗涤液并用硝酸酸化的AgNO3溶液来检验即可。(5)过量的碳混在固体中不易除去，且碳易与生成的钨反应又引入新的杂质，而H2是气体，且生成物H2O可蒸发除去。【答案】(1)2WO34Al2W2Al2O3(2)CaWO4Na2CO3Na2WO4CaOCO2(3)H2SiO3C(4)WO2H=H2WO4取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入12滴稀硝酸，再滴加12滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗涤干净(5)若用碳作还原剂
24、，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题1.(2018海南化学)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_。(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式_，配制的FeCl3溶液应保持_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是_。(3)溶液中Cu2的浓度可采用碘量法测得：2Cu25I=2CuIII2S2O=S4O3I反应中的氧化剂为_。【解析】（1）H2O2在酸性条件下具有强氧化性，能跟铜反应，反应的化学方程式为
25、CuH2O2H2SO4CuSO42H2O。（2）FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，是铁离子把铜氧化成铜离子，反应的离子方程式为Cu2Fe3Cu22Fe2。由于Fe3+易水解，因此FeCl3溶液应保持酸性，目的是防止Fe3水解生成Fe(OH)3。（3）反应中的铜的化合价由+2+1价，化合价降低，因此，氧化剂为Cu2。【答案】(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe(OH)3(3)Cu22.下列说法错误的是()A(2014广东高考)制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢不是合金B(2018天津卷) 商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品C(2019天津卷)铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业D(2019全国卷) 铝合金大量用于高铁建设【解析】不锈钢是铁与铬、镍等形成的合金，A错误；商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎属于青铜器，青铜是铜锡合金，B正确；铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业，C正确；铝合金具有密度小、硬度大等优点，可大量用于高铁建设，D正确。【答案】A 11