第8頁湖南省張家界北大邦復(fù)讀學(xué)校2023-2023屆金屬材料與礦物練習(xí)題1．〔2023高考Ⅰ〕磷酸亞鐵鋰〔LiFePO4〕電池是新能源汽車的動力電池之一，采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：以下表達(dá)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A．合理處理廢舊電池有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用B．從“正極片〞中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC．“沉淀〞反響的金屬離子為Fe3+D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉【答案】D【解析】：A．合理處理廢舊電池，可減少污染性廢水的排放，且回收含有Al、Fe等金屬，可再利用，故A正確；B．由以上分析可知從“正極片〞中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li等，故B正確；C．硝酸具有強(qiáng)氧化性，可氧化亞鐵離子生成鐵離子，那么“沉淀〞反響的金屬離子為Fe3+，故C正確；D．參加硫酸鈉，不能生成含Li沉淀，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選：D。2．以下說法中正確的選項(xiàng)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(yù)為“21世紀(jì)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【答案】C【解析】：選C銅合金是人類最早使用的金屬材料，A項(xiàng)錯(cuò)誤；鋼是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，B項(xiàng)錯(cuò)誤；比銅導(dǎo)電性好的有銀等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。以下關(guān)于金屬的一些說法不正確的選項(xiàng)是()A．合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B．火燒孔雀石[Cu2(OH)2CO3]制得銅也屬于復(fù)原法C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Cu都是用熱復(fù)原法制得的【答案】D【解析】：選D合金比其成分金屬的硬度、強(qiáng)度更大，熔點(diǎn)低，A正確；火燒孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭復(fù)原為單質(zhì)Cu，屬于復(fù)原法制取，B正確；金屬冶煉就是把金屬陽離子復(fù)原為金屬原子，C正確；工業(yè)上利用電解熔融MgCl2的方法來制得金屬鎂，D錯(cuò)誤。4．銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有：黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。以下說法不正確的選項(xiàng)是()A．孔雀石是由CuCO3和Cu(OH)2組成的混合物B．硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑C．工業(yè)上常采用電解法制取精銅D．在上述幾種含銅化合物中，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是Cu2S【答案】A【解析】：選A孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2，A項(xiàng)不正確。5．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過一步反響實(shí)現(xiàn)B．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)高C．金屬銅放置在潮濕的空氣中會被銹蝕，生成綠色的銅銹——堿式碳酸銅D．金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能，其抗腐蝕的原因都是外表形成氧化物薄膜，阻止反響的進(jìn)一步進(jìn)行【答案】C【解析】：選CCuO→Cu(OH)2不能通過一步反響實(shí)現(xiàn)，A錯(cuò)誤；鋁合金比純鋁的熔點(diǎn)低，B錯(cuò)誤；鐵、銅外表不能形成致密的氧化物薄膜，D錯(cuò)誤。6．鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。以下關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()A．此合金的熔點(diǎn)、硬度比鎂和鋁的熔點(diǎn)、硬度都高B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D．此合金不能全部溶解于過量FeCl3溶液中【答案】B【解析】：選B合金的熔點(diǎn)一般低于它的成分金屬，A錯(cuò)誤；鎂鋁合金具有鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)，B正確。7．(2023·柳州模擬)氧化復(fù)原反響廣泛應(yīng)用于金屬冶煉，以下說法不正確的選項(xiàng)是()A．電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反響中，Na＋被復(fù)原B．濕法煉銅與火法煉銅的反響中，銅元素都發(fā)生復(fù)原反響C．用磁鐵礦煉鐵的反響中，1molFe3O4被CO復(fù)原成Fe，轉(zhuǎn)移9mol電子D．鋁熱法復(fù)原鐵的反響中，放出的熱量能使鐵熔化【答案】C【解析】：選C用磁鐵礦煉鐵時(shí)，F(xiàn)e3O4被復(fù)原為Fe，當(dāng)有1molFe3O4被CO復(fù)原成Fe時(shí)，轉(zhuǎn)移8mol電子。8．酸性條件下有如下反響：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。由于反響溫度不同，用氫氣復(fù)原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：參加試劑稀硫酸濃硫酸、加熱稀硝酸濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有紅色固體剩余和溶液變?yōu)樗{(lán)色產(chǎn)生無色氣體產(chǎn)生無色氣體和溶液變?yōu)樗{(lán)色產(chǎn)生紅棕色氣體和溶液變?yōu)榫G色由此推出本次氫氣復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物()A．是CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu【答案】D【解析】：選D濃H2SO4(加熱)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4與Cu不反響，與Cu2O反響。9．分析推理是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。以下實(shí)驗(yàn)推理中，正確的選項(xiàng)是()A．金屬的冶煉方法與金屬的活潑性有很大關(guān)系，所以銀和汞可以用熱分解的方法冶煉B．鈉比銅活潑，所以鈉可以從硫酸銅溶液中置換出銅C．工業(yè)上電解熔融氯化鎂可制得金屬鎂，所以工業(yè)上電解熔融氯化鋁可制得鋁D．將鎂條和鋁片用導(dǎo)線連接再插進(jìn)稀NaOH溶液中，鎂條上產(chǎn)生氣泡，說明鎂比鋁活潑【答案】AB【解析】：選AB項(xiàng)，鈉比銅活潑，但將鈉放入硫酸銅溶液中生成Cu(OH)2沉淀，不能置換出銅；C項(xiàng)，熔融氯化鋁不導(dǎo)電，不能用電解熔融氯化鋁的方法來制取鋁；D項(xiàng)，由于鋁片能夠與NaOH溶液反響，而鎂條與NaOH溶液不反響，所以將鎂條和鋁片用導(dǎo)線連接再插進(jìn)稀NaOH溶液中，鎂條上產(chǎn)生氣泡，不能說明鎂比鋁活潑。10．(2023·陽泉模擬)局部氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如下處理：以下說法正確的選項(xiàng)是()A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋B．樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.24gC．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0gD．V＝896mL【答案】B【解析】：選B根據(jù)題意，3.2g濾渣是銅，而銅與Fe3＋不共存，A錯(cuò)誤；最后的3.2g固體為Fe2O3，其中鐵元素的質(zhì)量為2.24g，B正確；樣品中銅元素和氧元素的質(zhì)量共5.76g－2.24g＝3.52g，C錯(cuò)誤；2.24g鐵元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896mL，D錯(cuò)誤。11．CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生反響：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，以下有關(guān)說法中正確的選項(xiàng)是()A．如果溶液變?yōu)樗{(lán)色、同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成了Cu2OB．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C．這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D．如果溶液變成藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解【答案】C【解析】：選C假設(shè)誤認(rèn)為Cu不與熱的稀硝酸反響會造成錯(cuò)選D。由于Cu能夠與熱的稀硝酸反響，所以不管CuO是否完全分解，溶液中最終不可能有紫紅色固體出現(xiàn)，無法說明CuO分解的程度，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。12．(2023·佛山模擬)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下：[注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃](1)電解精煉銀時(shí)，陰極反響式為_______________。濾渣A與稀硝酸反響，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)反響方程式為__________________________________________。(2)固體混合物B的組成為_____________；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的參加量。假設(shè)NaOH過量，那么因過量引起的反響的離子方程式為__________________________________________。(3)完成煅燒過程中一個(gè)反響的化學(xué)方程式：CuO＋____Al2O3高溫,_____CuAlO2＋____↑。(4)假設(shè)銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其根本操作是______、過濾、洗滌和枯燥。【答案】：(1)Ag＋＋e－=Ag2NO＋O2=2NO2(2)CuO、Al(OH)3Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶【解析】：(1)電解精煉銀時(shí)，陰極反響式為Ag＋＋e－=Ag；氣體變色是因?yàn)榘l(fā)生反響2NO＋O2=2NO2。(2)NaOH與Al2(SO4)3、Cu(OH)2反響生成Al(OH)3、Cu(OH)2，由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度知，煮沸時(shí)Cu(OH)2分解，Al(OH)3不分解，那么固體混合物B含有CuO、Al(OH)3。假設(shè)NaOH過量，Al(OH)3會轉(zhuǎn)化為NaAlO2。(3)反響前CuO中銅元素為＋2價(jià)，反響后CuAlO2中銅元素為＋1價(jià)，反響過程中鋁元素的化合價(jià)不變，只有氧元素被氧化生成O2，根據(jù)得失電子數(shù)相等知，CuAlO2和O2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為4∶1，配平后的化學(xué)方程式為4CuO＋2Al2O3eq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())4CuAlO2＋O2↑。(4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為eq\f(5.0×1000×63.5%,63.5)＝50mol，至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25mol，即至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液25L。(5)由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和枯燥。13．(2023·荊州模擬)某同學(xué)對Cu的常見化合物的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，探究的問題和過程如下：(1)為探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一樣具有兩性，除選擇Cu(OH)2外，必須選用的試劑為________(填字母)。a．氨水 b．氫氧化鈉溶液c．稀硫酸 d．冰醋酸(2)為探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①將CuO粉末加熱至1000℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末，該實(shí)驗(yàn)說明：在高溫條件下，＋1價(jià)Cu比＋2價(jià)Cu更________(填“穩(wěn)定〞或“不穩(wěn)定〞)。②向Cu2O中加適量稀硫酸，得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體，該反響的離子方程式為________________________________________________________________________，由此可知，在酸性溶液中，＋1價(jià)Cu比＋2價(jià)Cu更______(填“穩(wěn)定〞或“不穩(wěn)定〞)。(3)為了探究氨氣能否和氫氣一樣復(fù)原CuO，他根據(jù)所提供的以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置未畫)，裝置A產(chǎn)生氨氣，按氣流方向連接各儀器接口，順序?yàn)閍→______→______→______→______→____→______→h。①實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，翻開分液漏斗的活塞K，發(fā)現(xiàn)濃氨水沒有滴下，如果各儀器導(dǎo)管均沒有堵塞，那么可能的原因是__________________________________________________________________________________________________________________________。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置B中固體由黑色變?yōu)榧t色，裝置E中收集到無色無味的氣體，在空氣中無顏色變化，點(diǎn)燃的鎂條可以在其中燃燒，那么B裝置中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③裝置C中的球形裝置的作用是___________________________________________?！敬鸢浮浚?1)bc(2)①穩(wěn)定②Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O不穩(wěn)定(3)gfbcde(b、c位置可互換)①沒有將分液漏斗上口的玻璃塞翻開②3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O③防倒吸【解析】：(1)為證明Cu(OH)2顯兩性，須分別使其與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液作用，假設(shè)均發(fā)生反響，那么證明Cu(OH)2顯兩性。應(yīng)選氫氧化鈉溶液和稀硫酸。(2)①將CuO粉末加熱至1000℃分解為Cu2O，說明1000℃下Cu2O比CuO更穩(wěn)定。②Cu2O中加適量稀硫酸，得到藍(lán)色溶液是CuSO4溶液，生成的紅色固體為單質(zhì)Cu，故離子方程式為Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O，說明酸性條件下Cu2＋更穩(wěn)定。(3)氨氣復(fù)原CuO的實(shí)驗(yàn)，A用以制取氨氣，經(jīng)D堿石灰枯燥，在B中反響，反響后的氣體經(jīng)C洗去剩余的氨氣，用E收集生成的氣體。所以各儀器接口順序?yàn)閍→g→f→b→c→d→e→h(b、c位置可互換)。①分液漏斗的上口不與大氣相通時(shí)，內(nèi)部液體不容易流出。②氨氣與氧化銅反響生成的無色無味氣體是N2，另有H2O生成，反響的化學(xué)方程式為3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O。③裝置C中的球形裝置可防止因氨氣極易溶于水而導(dǎo)致的倒吸。14．〔14分〕我國是世界上最早制得和使用金屬鋅的國家。一種以閃鋅礦〔ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì)〕為原料制備金屬鋅的流程如下圖：相關(guān)金屬離子[c0〔Mn+〕=01mol?L﹣1]形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下：金屬離子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+開始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4答復(fù)以下問題：〔1〕焙燒過程中主要反響的化學(xué)方程式為?！?〕濾渣1的主要成分除SiO2外還有；氧化除雜工序中ZnO的作用是，假設(shè)不通入氧氣，其后果是?！?〕溶液中的Cd2+用鋅粉除去，復(fù)原除雜工序中反響的離子方程式為。〔4〕電解硫酸鋅溶液制備單質(zhì)鋅時(shí)，陰極的電極反響式為；沉積鋅后的電解液可返回工序繼續(xù)使用。【答案】：〔1〕2ZnS+3O22ZnO+2SO2。〔2〕濾PbSO4；調(diào)節(jié)溶液的pH到2.8﹣6.2之間，使Fe3+完全沉淀，無法除去溶液中Fe2+?！?〕Cd2++Zn=Cd+Zn2+?！?〕Zn2++2e﹣=Zn；溶浸【解析】：焙燒過程中發(fā)生的反響有2ZnS+3O22ZnO+2SO2、4FeS+7O22Fe2O3+4SO2、2PbS+3O22PbO+2SO2、2CdS+3O22CdO+2SO2，所以焙燒過程中生成的氣體是SO2；然后參加稀硫酸酸浸，F(xiàn)eS〔未焙燒〕、ZnO、Fe2O3、Pb