2021届新高考选考化学一轮复习人教版金属材料与金属矿物的开发利用作业

2021届新高考选考化学一轮复习人教版金属材料与金属矿物的开发利用作业

金属材料与金属矿物的开发利用 一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。‎ ‎1．平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了 20 ℃ 能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是(　　)‎ A．石墨烯是能导热的金属材料 B．铝合金是密度较低的金属材料 C．碳纤维是耐低温的无机非金属材料 D．新型材料种类多、用途广 解析：选A。石墨烯为非金属材料，A错误。‎ ‎2．(2020·怀化联考)下列有关金属的说法中正确的是(　　)‎ A．生铁比纯铁抗腐蚀能力更强 B．青铜、不锈钢、硬铝都是合金 C．性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用 D．单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属 解析：选B。生铁容易被腐蚀，比纯铁抗腐蚀能力弱，A项错误；青铜、不锈钢、硬铝都是合金，B项正确；性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用，C项错误；单质铝在空气中比较耐腐蚀，是因为其表面有一层致密的氧化膜，铝是活泼金属，D项错误。‎ ‎3．(2020·河南八市第一次测评)《天工开物》中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，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：选C。赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，白铜是铜镍合金，C项正确。‎ ‎4．(2020·河南省实验中学高三检测)《天工开物》中记载“火法”冶炼锌：“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。”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)下列说法不正确的是(　　)‎ A．“倭铅”指金属锌和铅的混合物 B．煤炭中起作用的主要成分是C C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑‎ D．该冶炼锌的方法属于热还原法 解析：选A。由题意可知，“倭铅”指金属锌，不是锌和铅的混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳做还原剂，故B、C、D均正确。‎ ‎5．(2020·长沙长郡中学一模)实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示：‎ 下列叙述错误的是(　　)‎ A．合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境 B．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2‎ C．加入锌粉时反应的离子为Cu2＋‎ D．“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnO 解析：选D。合理处理废弃旧电池中的铜帽既有利于保护环境，又实现了资源的再利用，A项正确；在酸性条件下，O2能将铜氧化为Cu2＋，化学方程式为2Cu＋2H2SO4＋O2===2CuSO4＋2H2O，B项正确；加入适量锌粉，发生的反应为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，C项正确；“过滤”后直接将溶液蒸发结晶得硫酸锌和硫酸钠的混合物，高温灼烧时，硫酸锌和硫酸钠均不分解，D项错误。‎ ‎6．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．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，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用来制造还原剂一氧化碳外，还提供热量 解析：选D。A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，Al及其合金被广泛使用是因为Al及其合金有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。‎ 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。‎ ‎7．(2020·济宁高三质检)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＋Fe2O32Fe＋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。反应中转移3 mol电子，即1 mol Al参加反应，则消耗氧化剂Fe2O3的物质的量为0.5 mol。‎ ‎8．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)‎ 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 Ⅰ对；‎ Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；‎ Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液中通入少量氨，有蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；‎ Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；‎ Ⅱ对；无 解析：选D。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ均正确，且有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，B错误；硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，Ⅰ错、Ⅱ对，且没有因果关系，D正确。　‎ ‎9．(2020·临沂高三联考)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了下列实验。下列说法错误的是(　　)‎ A．高温加热装置中发生的反应为2Fe(s)＋3H2O(g)Fe2O3(s)＋3H2(g)‎ B．虚线框处宜选择的装置是甲 C．实验时将螺旋状铜丝加热变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色 D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质 解析：选AB。A项，高温加热装置中铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁与氢气，化学方程式为3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，故A错误；B项，氢气的密度比空气的密度小，虚线框处宜选择装置乙，故B错误；C项，氧化铜与氢气反应生成铜和水，发生反应的化学方程式为CuO＋H2Cu＋H2O，所以铜丝由黑色变为红色，故C正确；D项，玻璃管中的固体含有Fe3O4，铝粉与Fe3O4 发生铝热反应生成氧化铝和铁单质，故D正确。‎ 三、非选择题 ‎10．历史上金、银、铜主要作为货币或装饰品被应用。‎ ‎(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它的________(填字母)。‎ A．硬度适中 B．密度适中 C．在自然界都可得到纯净的单质 D．不活泼性 ‎(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为___________________________，绿色物质是____________，形成这种物质的化学方程式为________________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是_____________________________________________。‎ ‎(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填字母)。‎ A．观察颜色 B．查看图案 C．用手掂量轻重 D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象 解析：(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中很稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中有Zn、Cu，均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。‎ 答案：(1)D ‎(2)铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO　Cu2(OH)2CO3‎ ‎2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　紫红 金　金不活泼，不易被氧化 ‎(3)D ‎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)火法炼铜的原理为Cu2S＋O22Cu＋SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移________mol e－。‎ ‎(4)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans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)：‎ Ｋ ‎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_________________________________________________________________。‎ 解析：(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。‎ ‎(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为2Cu2＋＋2CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑。‎ ‎(3)反应中Cu元素化合价由＋1价降低到0价，O元素化合价由0价降低到－2价，S元素化合价由－2价升高到＋4价，由化学方程式可计算出电子转移数目。‎ ‎(4)①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的试剂是KSCN溶液。取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红证明含有Fe3＋，若不变红证明不含Fe3＋。‎ ‎②从硫酸铜溶液中得到金属铜，可以加入铁粉置换出铜，反应的化学方程式为CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu；也可用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。‎ 答案：(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O ‎(2)2Cu2＋＋2CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑‎ ‎(3)3‎ ‎(4)①取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红证明含有Fe3＋，若不变红证明不含Fe3＋‎ ‎②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu(答案合理即可)　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4(答案合理即可)‎ ‎12．镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。‎ ⅰ ‎2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O ⅱ Mg3N2与水反应 ⅲ 常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数均为1.8×10－5‎ Ⅰ.探究镁的性质。‎ 某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。‎ ‎(1)B装置中的试剂是________；D装置的作用是______________________________。‎ ‎(2)实验时，先启动A装置中的反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是______________________________________________________________。‎ ‎(3)确定有N2生成的实验现象是____________________________________________。‎ ‎(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量C装置的玻璃管中的残留固体于试管中，滴加蒸馏水，__________________________________________，则产物中有氮化镁。‎ ‎(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，C装置的玻璃管中发生反应的化学方程式为_____________________________。‎ Ⅱ.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。‎ 供选试剂有氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。‎ 取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。‎ 假设1：氯化铵溶液呈酸性，H＋＋OH－===H2O，促进Mg(OH)2溶解。‎ 假设2：NH＋OH－===NH3·H2O，促进Mg(OH)2溶解。‎ ‎(6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确：_____________________________。‎ 解析：(1)B装置中的试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂，应选择酸性或中性干燥剂，如P2O5等；D装置的作用是吸收E装置中挥发出来的水蒸气，防止E装置中的水蒸气进入C装置的玻璃管中干扰实验。‎ ‎(3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有N2生成的实验现象是E装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起。‎ ‎(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2‎ 的物质的量相等。所以C中发生反应的化学方程式为11Mg＋4NO28MgO＋Mg3N2＋N2。‎ ‎(6)常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数相同，所以CH3COONH4溶液显中性。因此，可以设计如下实验：取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确。‎ 答案：(1)P2O5(或其他合理答案)　吸收E装置中挥发出来的水蒸气 ‎(2)排尽装置内的空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应 ‎(3)E装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起 ‎(4)产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 ‎(5)11Mg＋4NO28MgO＋Mg3N2＋N2(写成4Mg＋2NO24MgO＋N2、3Mg＋N2Mg3N2也可)‎ ‎(6)取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确