2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第4章 材料家族中的元素 6 第3節(jié) 金屬材料 復(fù)合材料檢測 魯科版.doc

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第3節(jié) 金屬材料 復(fù)合材料 [課后達標檢測] 一、選擇題 1．(教材改編題)下列說法中正確的是(　　) A．鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料 B．金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料 C．鈦被譽為“21世紀的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊 D．銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬 解析：選C。銅是人類使用最早的金屬材料，A錯；鐵、鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，B錯；銀的導(dǎo)電性比銅好，D錯。 2．合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大?、谝话愕?，合金的熔點比它的各成分金屬的更低?、鄹淖冊系呐浔取⒏淖兩珊辖鸬臈l件，得到有不同性能的合金?、芎辖鸨燃兘饘俚膶?dǎo)電性更強?、莺辖鸨燃兘饘俚膽?yīng)用范圍更廣泛 A．②③④　　　　　　　　 B．①②③⑤ C．①②④　　　　　　 D．①②④⑤ 答案：B 3．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是 (　　) A．制鈦：用金屬鈉置換氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦 B．煉鐵：用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物 C．通電條件下，電解熔融AlCl3制備單質(zhì)Al D．煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅 解析：選B。A中不能用TiCl4溶液，要用熔融狀態(tài)的TiCl4；C中熔融AlCl3不導(dǎo)電，應(yīng)電解熔融Al2O3制取單質(zhì)Al；D中電解法精煉銅的原料是粗銅。 4．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同。下列說法正確的是　(　　) A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制 B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單 C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì) D．煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳 解析：選D。A項，鐵用CO還原法煉制，錯誤；B項，Al及其合金被廣泛使用是因為Al及其合金有良好的性能，錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。 5．下列反應(yīng)中，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重的是(　　) A．將氫氣通過灼熱的CuO粉末 B．將二氧化碳通過Na2O2粉末 C．鋁與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng) D．將鋅粒投入Cu(NO3)2溶液中 解析：選B。氫氣與灼熱的CuO反應(yīng)生成Cu和水，反應(yīng)前固體為CuO，反應(yīng)后固體為Cu，二者物質(zhì)的量相同，固體質(zhì)量減小，A項錯誤；二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和氧氣，反應(yīng)前固體為過氧化鈉，反應(yīng)后固體為碳酸鈉，二者物質(zhì)的量相同，固體質(zhì)量增加，B項正確；Al與Fe2O3反應(yīng)生成Al2O3和Fe，反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變，C項錯誤；等物質(zhì)的量的Zn與Cu(NO3)2反應(yīng)生成Zn(NO3)2和Cu，反應(yīng)前固體為Zn，反應(yīng)后固體為Cu，固體質(zhì)量減小，D項錯誤。 6．下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說法不正確的是(　　) A．粗銅電解精煉時，粗銅做陽極 B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應(yīng) C．黃銅礦冶煉銅時，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料 D．粗硅制高純硅時，提純四氯化硅可用多次分餾的方法 解析：選B。電解精煉銅時，粗銅做陽極，自身可以溶解，故A正確；制備單質(zhì)時涉及化合價變化，是氧化還原反應(yīng)，制玻璃的反應(yīng)是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑和SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，元素化合價未發(fā)生變化，均不屬于氧化還原反應(yīng)，故B錯誤；SO2可以轉(zhuǎn)化成SO3，進而生成H2SO4，F(xiàn)eO與CO在高溫下可生成Fe，故C正確；制備硅的過程中，利用沸點不同進行分餾，將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來，再與H2發(fā)生置換反應(yīng)得到高純硅，故D正確。 7．(2019安徽江淮十校第二次聯(lián)考)實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到目的的是(　　) A．將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuS B．向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色 C．向CuSO4溶液中加入適量的NaOH，過濾、洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuO D．在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱水解，再加入少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，產(chǎn)生磚紅色沉淀 解析：選C。硫的氧化性較弱，只能將銅氧化為＋1價生成Cu2S，A項錯誤；銅與過量的濃硫酸反應(yīng)后稀釋，應(yīng)將反應(yīng)后的溶液緩慢加入水中，并不斷攪拌，B項錯誤；CuSO4與NaOH溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，過濾、洗滌、灼燒后可得CuO，C項正確；淀粉水解后應(yīng)先加NaOH溶液至溶液呈堿性，然后加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，才會產(chǎn)生磚紅色沉淀，D項錯誤。 8．已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關(guān)說法中正確的是(　　) A．如果溶液變?yōu)樗{色，同時有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成Cu2O B．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn) C．該實驗的結(jié)果無法說明CuO分解的程度 D．如果溶液中出現(xiàn)藍色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解 解析：選C。解答此題的關(guān)鍵是明確稀硝酸具有酸性和強氧化性，能溶解CuO、Cu2O和單質(zhì)Cu，因而該實驗結(jié)果無法說明CuO分解的程度。 9．(2019安徽五校聯(lián)考)某物質(zhì)W由Cu、Al2O3、SiO2、Fe2O3中的一種或幾種物質(zhì)組成。進行如下實驗： 下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A．由步驟Ⅰ可知W中一定存在Fe2O3和Cu B．由步驟Ⅱ可知4.7 g W中SiO2的質(zhì)量為1.5 g C．根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷W中一定存在Fe2O3、Cu、SiO2 D．根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以得出m(Fe2O3)∶m(Cu)＝1∶1 解析：選D。4.7 g W和過量鹽酸反應(yīng)生成藍色溶液，說明溶液中有銅離子，但是金屬Cu和鹽酸不反應(yīng)，所以W中一定含有氧化鐵，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成的三價鐵離子可以和金屬銅反應(yīng)。二氧化硅可以和氫氧化鈉反應(yīng)，2.46 g固體和氫氧化鈉反應(yīng)后，固體質(zhì)量減少了1.5 g，所以減少的1.5 g固體為二氧化硅，一定涉及的反應(yīng)有Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O，又Cu與NaOH不反應(yīng)，0.96 g固體中只含Cu，故W中一定存在Fe2O3、Cu、SiO2，A、B、C項正確；不能確定W中是否存在Al2O3，無法計算Fe2O3和Cu的質(zhì)量比，D項錯誤。 二、非選擇題 10．(2019銀川質(zhì)檢)黃銅礦(主要成分為CuFeS2，S為－2價)是工業(yè)煉銅的主要原料，現(xiàn)有一種天然黃銅礦(含SiO2)，為了測定該黃銅礦的純度，設(shè)計了如下實驗： 現(xiàn)稱取研細的黃銅礦樣品1.84 g，在空氣存在下進行煅燒，發(fā)生如下反應(yīng)： 3CuFeS2＋8O23Cu＋Fe3O4＋6SO2 實驗后取d中溶液的置于錐形瓶中，用0.050 0 molL－1標準碘溶液進行滴定，消耗標準溶液20.00 mL。請回答下列問題： (1)3CuFeS2＋8O23Cu＋Fe3O4＋6SO2中氧化產(chǎn)物是________________，當(dāng)生成0.3 mol SO2氣體時，轉(zhuǎn)移電子________mol。 (2)將樣品研細后再反應(yīng)，其目的是______________________________________；裝置c的作用是________________。 (3)用標準碘溶液滴定d中溶液的離子方程式是________________________，滴定達終點時的現(xiàn)象是____________________________________________。 (4)上述反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，其目的是______________________。 (5)通過計算可知，該黃銅礦的純度為________。 (6)若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液，測得黃銅礦純度偏高，假設(shè)實驗操作均正確，可能的原因主要是__________________________________。 解析：(1)該反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移情況為，則氧化產(chǎn)物為Fe3O4、SO2。該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移38e－，則生成0.3 mol SO2氣體時，轉(zhuǎn)移1.9 mol電子。 (2)將樣品研細后再反應(yīng)，可以增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)，加快反應(yīng)速率。裝置c中銅網(wǎng)的作用是除去反應(yīng)后多余的氧氣。 (3)用標準碘溶液滴定d中溶液，SO2和I2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋。滴定達終點時，SO2消耗完，淀粉遇I2變藍色，錐形瓶中的溶液由無色變?yōu)樗{色且半分鐘內(nèi)不退色。 (4)反應(yīng)結(jié)束后，仍需通一段時間的空氣，目的是使反應(yīng)生成的SO2全部進入d裝置中，以減少實驗誤差。 (5)根據(jù)關(guān)系式CuFeS2～2SO2～2I2，得n(CuFeS2)＝n(I2)＝0.050 0 molL－120.0010－3 L10＝0.005 mol，故該黃銅礦的純度為100%＝50%。 (6)若將原裝置d中的試液換為Ba(OH)2溶液，空氣中的CO2與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3沉淀或BaSO3被氧化成BaSO4，均會使所得沉淀質(zhì)量偏大，實驗結(jié)果偏高。 答案：(1)Fe3O4、SO2　1.9 (2)增大接觸面積，使原料充分反應(yīng)，加快反應(yīng)速率　除去反應(yīng)后多余的氧氣 (3)SO2＋I2＋2H2O===SO＋2I－＋4H＋　錐形瓶中的溶液由無色變?yōu)樗{色且半分鐘內(nèi)不退色 (4)使反應(yīng)生成的SO2全部進入d裝置中，以減少實驗誤差 (5)50% (6)空氣中的CO2與Ba(OH)2反應(yīng)生成BaCO3沉淀(或BaSO3被氧化成BaSO4) 11．(2019北京高三模擬)CuCl是有機合成的重要催化劑，并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由廢銅料(含F(xiàn)e、Al及其化合物、SiO2雜質(zhì))生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下： 物質(zhì) 開始沉淀時的pH 沉淀完全時的pH Fe(OH)3 2.7 3.7 Cu(OH)2 5.6 6.7 Al(OH)3 3.8 4.7 已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀。 (1)煅燒的主要目的是_____________________________________________。 (2)操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的pH，范圍為________，加入的物質(zhì)X可以是________。 A．CuO　　　　　　　　 B．Cu(OH)2 C．NaOH溶液 D．CaCO3 (3)濾渣Ⅱ的主要成分是________。 (4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO2可生成CuCl，請寫出反應(yīng)的離子方程式： ________________________________________________________________________。 解析：(1)銅在廢銅料中主要以銅單質(zhì)的形式存在，由整個流程圖可知，CuCl需從溶液中提取，故煅燒的目的是將銅轉(zhuǎn)化為溶于酸的氧化物。(2)調(diào)節(jié)溶液中的pH時，應(yīng)保證使Fe3＋和Al3＋完全沉淀，而Cu2＋不能沉淀，故溶液的pH應(yīng)為4.7≤pH<5.6，加入的物質(zhì)能消耗H＋，但不能在含銅離子的溶液中引入新的雜質(zhì)，再結(jié)合后面反應(yīng)Ⅰ中需加入NaCl，符合要求的有ABC三項。(3)溶液的pH為4.7≤pH<5.6時，F(xiàn)e3＋和Al3＋完全轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物沉淀，故濾渣Ⅱ的主要成分為Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)根據(jù)題給的反應(yīng)物和生成物，再結(jié)合氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律可寫出反應(yīng)的離子方程式：2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋SO＋4H＋。 答案：(1)使銅轉(zhuǎn)化為可溶于酸的氧化物 (2)4.7≤pH<5.6　ABC (3)Fe(OH)3和Al(OH)3 (4)2H2O＋2Cu2＋＋SO2＋4Cl－===2CuCl＋SO＋4H＋ 12．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(shè)計了如下實驗，請回答有關(guān)問題： (1)稱取樣品a g，稱量時應(yīng)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)向濾液中加入過量氫氧化鈉溶液、過濾。有關(guān)的反應(yīng)離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (4)向步驟(3)的濾液中通入足量二氧化碳氣體，過濾。有關(guān)的反應(yīng)離子方程式是 ________________________________________________________________________。 (5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重，冷卻后稱量，其質(zhì)量為b g。有關(guān)的反應(yīng)化學(xué)方程式是_______________________________，原樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是__________________。 (6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“不影響”，下同)；若步驟(5)中濾渣沒有洗滌，則實驗結(jié)果________；若濾渣的灼燒不充分，則實驗結(jié)果________。 答案：(1)托盤天平 (2)MgCl2、AlCl3、HCl　Cu、Si　燒杯、玻璃棒、普通漏斗 (3)Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－ (4)[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO (5)2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　100% (6)偏低　偏高　偏高