1、【 精品教育资源文库 】 课时梯级作业 九 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物 (45分钟 100 分 ) 一、选择题 (本题包括 9小题 ,每题 6分 ,共 54分 ) 1.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 Mg B.利用铝热反应制备金属 Al C.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 【解析】 选 D。应电解熔融的 MgCl2冶炼 Mg,A错误 ;铝热反应是 Al和某些金属氧化物反应 ,B错误 ;铁的冶炼是用 CO还原 Fe2O3,C 错误。 2.(2018洛阳模拟 )2017年 11月 30日 ,第 二架国
2、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 【解析】 选 D。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 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 正确 ;铝锂合金具有金 属材料的一些通性 ,有金属光泽 ,可导电导热 , C正确
3、 ;铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同 ,D 错误。 3.(2018开封模拟 )“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 B.Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁 C.Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料 D.1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去 265 mol电子 【解析】 选 C。拟晶 Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成 ,由于金
4、属无负价 ,根据化合价代数和为 0的原则 ,三种金属的化合价均可视作 0价 ,A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【 精品教育资源文库 】 料 ,C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653+232+123=277 mol,D错误。 4.某同学通过系列实验 ,探究 Cu及其化合物的性质 ,下列操作正确且能达到目的的是 ( ) A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热
5、以制取 CuS B.将 Cu 片放入过量浓硫酸中 ,一段时间后加水以观察 CuSO4溶液的颜色 C.向 CuSO4溶液中加入 NaOH溶液 ,过滤洗涤并收集沉淀 ,加热以制取 CuO D.设计 Cu-Al-浓硝酸原电池 ,以证明金属活动性 :CuAl 【解析】 选 C。铜粉和硫粉反应生成 Cu2S,A错误 ;Cu 与浓硫酸的反应需要加热 ,B错误 ;CuSO4溶液与 NaOH反应 ,过滤洗涤并收集沉淀 ,加热以制 取 CuO,C正确 ;Al 在浓硝酸中发生钝化 ,故在 Cu-Al-浓硝酸原电池中 ,Cu发生氧化反应 ,作负极 ,不能证明金属活动性 :CuAl,D 错误。 5.已知 NH4CuS
6、O3与足量的 2 mol L-1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.反应中硫酸作氧化剂 B.NH4CuSO3中硫元素被氧化 C.1 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 【解析】 选 C。由现象可知发生的反应 为 2NH4CuSO3+4H+ Cu+Cu2+2SO2 +2H2O+ 2N ,反应只有 Cu的化合价发生变化 ,硫酸体现酸性 ,A 错误 ;NH4CuSO4反应前后 S的化合价没有发生变化 ,B错误 ;反应只有 Cu的化合价分别由 +1 +
7、2,+1 0,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正确 ;反应是在酸性条件下进行 ,不可能生成氨气 ,D错误。 6.氢化亚铜 (CuH)是一种难溶物质 ,用 CuSO4溶液和“另一种反应物”在 40 50 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 B.CuH可作氧化剂、还原剂 C.CuH+Cl2 CuCl+HCl(燃烧 ) 【 精品教育资源文库 】 D.CuH+HCl CuC
8、l+H2 (常温 ) 【解析】 选 C。“另一种反应物”具有还原性 ,才能使铜的化合价降低 ,A 正确 ;CuH不稳定 ,易分解 ,CuH可作氧化剂、还原剂 ,B 正确 ;Cl2具有强氧化性 ,产物应为 CuCl2和 HCl,C错误 ;CuH跟盐酸反应能产生氢气 ,D正确。 7.利用如图装置做铝 热反应实验 ,下列说法不正确的是 ( ) A.该反应的化学方程式是 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 B.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 【解析】 选 D。铝热反应方程式是 2Al
9、+Fe2O3 2Fe+Al2O3,A 正确 ;铝热反应会放出大量的热以及发出强光 ,B正确 ;根据铝热反应的原理 ,可以冶炼某些金属 ,C正确 ;反应中转移 3 mol 电子 ,消耗 Fe2O3的物质的量是 0.5 mol,D错误。 8.某混 合物 X由 Al2O3、 Fe2O3、 Cu、 SiO2中的一种或几种物质组成。进行如下实验 : 9.4 g X 6.4 g固体 蓝色溶液和 1.92 g固体 下列有关说法正确的是 ( ) A.步骤 中减少的 3 g固体一定是混合物 B.步骤 中质量减少的物质一定是 Cu C.根据步骤 、 可以判断混合物 X的成分为 Al2O3、 Fe2O3、 Cu、
10、SiO2 D.根据步骤 可以得出 ,m(Fe2O3) m(Cu)=11 【解析】 选 D。步骤 中 ,加入过量 NaOH溶液固体质量减少了 3 g,溶解的是 Al2O3和 SiO2中的一种或两种 ,A、C错误 ;步骤 中加入过量盐酸 ,Fe2O3溶解后又和 Cu发生反应 ,故减少的固体是 Fe2O3和 Cu,B错误 ;步骤 中发生的总反应为 Fe2O3+ 【 精品教育资源文库 】 Cu+6HCl 2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固体 (6.4 g-1.92 g=4.48 g)中 ,Fe2O3和 Cu 的物质的量相等 ,又因为盐酸过量 ,Fe2O3完全溶解 ,剩余的固体为 Cu,可计
11、算出 Fe2O3和 Cu的质量相等 ,D 正确。 9.(能力挑战题 )火法炼铜首先要焙烧黄铜矿 ,在高温下发生反应 :2CuFeS2+O2 Cu2S+2FeS+SO2。下列说法正确的 是 ( ) A.SO2只是氧化产物 B.CuFeS2仅作还原剂 ,硫元素被氧化 C.每生成 1 mol Cu2S,有 4 mol 硫被氧化 D.每转移 1.2 mol 电子 ,有 0.2 mol 硫被氧化 【解析】 选 D。 SO2是 O2被还原的产物 ,同时又是 CuFeS2被氧化得到的 ,二氧化硫既是氧化产物又是还原产物 ,A错误 ;CuFeS2既是氧化剂 ,又是还原剂 ,B 错误 ;每生成 1 mol Cu
12、2S,应有 1 mol硫被氧化 ,C错误 ;每转移6 mol e-,有 1 mol硫被氧 化 ,所以当转移 1.2 mol e-时 ,有 0.2 mol 硫被氧化 ,D 正确。 二、非选择题 (本题包括 3小题 ,共 46分 ) 10.(15 分 )(2018洛阳模拟 )用辉铜矿 (主要成分为 Cu2S,含少量 Fe2O3、 SiO2等杂质 )制备难溶于水的碱式碳酸铜的流程如图 : (1)下列措施是为了加快浸取速率 ,其中无法达到目的的是 _(填字母 )。 A.延长浸取时间 B.将辉铜矿粉碎 C.充分搅拌 D.适当增加硫酸浓度 (2)滤渣 中的主要成分是 MnO2、 S、 SiO2,请写出“浸
13、取”反应中生成 S的离子方程式 :_。 (3)研究发现 ,若先除铁再浸取 ,浸取速率明显变慢 ,可能的原因是 _。 (4)“除铁”的方法是通过调节溶液 pH,使 Fe3+转化为 Fe(OH)3。则加入的试剂 A可以是 _(填化学式 );“赶氨”时 ,最适宜的操作方法是 _。 (5)“沉锰” (除 Mn2+)过程中有关反应的离子方程式为 _。 【 精品教育资源文库 】 (6)滤液 经蒸发结晶得到的盐主要是 _(填化学式 )。 【解析】 辉铜矿主要成分为 Cu2S,含少量 Fe2O3、 SiO2等杂质 ,加 入稀硫酸和二氧化锰浸取 ,过滤得到滤渣为MnO2、 SiO2、单质 S,滤液中含有 Fe
14、3+、 Mn2+、 Cu2+,调节溶液 pH除去铁离子 ,加入碳酸氢铵溶液沉淀锰 ,过滤得到滤液 ,赶出的氨气循环使用。 (1)酸浸时 ,通过粉碎矿石或者增加溶液浓度或者进行搅拌都可以提高浸取速率 ,延长浸取时间并不能提高速率。 (2)“浸取”时 ,在酸性条件下 MnO2氧化 Cu2S得到硫沉淀、 CuSO4和 MnSO4,反应的离子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+ S +2Cu2+2Mn2+4H2O。 (3)若先除铁再浸取 ,浸取速率明显变慢 ,Fe2O3在浸取时起催化作用 ,Fe3+可催化 Cu2S被 MnO2氧化。 (4)加入的试剂 A应用于调节溶液 pH,促进铁离子的水解 ,但不能
15、引入杂质 ,因最后要制备碱式碳酸铜 ,则可加入氧化铜、氢氧化铜等 ,因氨气易挥发 ,加热可促进挥发 ,则可用加热的方法。 (5)“沉锰” (除 Mn2+)过程中 ,加入碳酸氢铵和氨气 ,生成碳酸锰沉淀 ,反应的离子方程式为Mn2+HC +NH3 MnCO3 +N 。 (6)滤液主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸铵晶体。 答案 :(1)A (2)2MnO2+Cu2S+8H+ S +2Cu2+2Mn2+4H2O (3)Fe3+可催化 Cu2S被 MnO2氧化 (4)CuO 或 Cu(OH)2 加热 (5)Mn2+HC +NH3 MnCO3 +N (6)(NH4)2SO4 【
16、加固训练】 以海绵铜 (主要成分为铜和氧化铜 )为原料采用硝酸铵氧化分解技术生产氯 化亚铜的工艺流程如图所示 : 【 精品教育资源文库 】 请回答下列问题 : (1)溶解时硫酸浓度一般控制在 0.25 mol L-1。配制 1 000 mL此硫酸 ,需要质量分数为 98%、密度为 1.84 g cm-1的浓硫酸 _mL(小数点后保留 1位 数字 )。 (2)溶解时需要控制温度在 60 70 , 原因是 _。 (3)操作 X的名称是 _。 (4)还原、氯化过程的化学方程式是 _。 亚硫酸铵要适当过量 ,可能的原因是 _(答出一条即可 )。 【解析】 (1)浓硫酸的 c= = =18.4(mol L-1)。由 18.4 mol L-1 V(浓 )=0.25 mol L-1&
