考點(diǎn)規(guī)范練皿金屬材料

一、選擇題

1.（2021河北卷）“灌鋼法”是我國(guó)古代勞動(dòng)人民對(duì)鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻(xiàn)，陶弘

景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生車柔作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕?/p>

將生鐵和熟鐵（含碳量約0.1%）混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說(shuō)

法錯(cuò)誤的是（）。

A.鋼是以鐵為主的含碳合金

B.鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生鐵由于含碳量高,熔點(diǎn)比熟鐵高

D.冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3

2.如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對(duì)應(yīng)的物質(zhì)正確

的是（）0

白色沉淀

物質(zhì)b

~

藍(lán)色溶液1尸物質(zhì)Tai稀-白-酸1物產(chǎn)質(zhì)cT淺綠色溶液

物質(zhì)d

紅色溶液

選項(xiàng)物質(zhì)a物質(zhì)b物質(zhì)c物質(zhì)d

酚釀

ACU2(OH)2cO3Ba(OH)Fe(OH)

23溶液

紫色石

BCuONaAlOiFe2O3

蕊溶液

酚酰

CCU2OBaCh氏2。3和Cu

溶液

紫色石

DCU(OH)Ba(NO)Fe(OH)2

232蕊溶液

3.（2020山東卷改編）以菱鎂礦［主要成分為MgCCh,含少量SiO2>FezCh和AhOs）

為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：

已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiCh、Fe（OH）3和A1（OH）3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

（）。

A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO+2NH4Cl——MgCL+2NH3廿H2O

B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行

C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4CI

D.分離Mg?+與Al3\Fe3+是利用了它們氫氧化物Kp的不同

4.明磯［KA1（SO4）2"2H2O］是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。采用廢易拉罐制

備明帆的過(guò)程如下圖所示。

①HQ?

②調(diào)％

pH=3.7端碼鼠翳要

下列敘述錯(cuò)誤的是（）o

A.合理處理易拉罐有利于環(huán)境保護(hù)和資源再利用

B.從易拉罐中可回收的金屬元素有Al、Fe

C.“沉淀”的主要成分是Fe（OH）3

D.上述流程中可用NaHS04代替NaHCOs

5.已知酸性條件下有如下反應(yīng):2Cu+—CM++CU,由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原

氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或CsO,兩者都是紅色固體。一位同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原

氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：

加入試劑稀硫酸濃硫酸加熱稀硝酸濃硝酸

紅色固體和無(wú)色氣體和紅棕色氣體

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象無(wú)色氣體

藍(lán)色溶液藍(lán)色溶液和綠色溶液

由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是（）。

A.Cu

B.CU2O

C.一定有Cu,可能有Cu2O

D.一定有C112O,可能有Cu

6.某固體混合物可能由Al、（NHQ2SO4、MgCL、FeCh>AIQ3中的兩種或多種

組成，現(xiàn)對(duì)該混合物做如下實(shí)驗(yàn)，所得現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示（氣體體積數(shù)據(jù)己

換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）：

-5.60L球石器體積建鯉3.36L

過(guò)量濃氣體不變②氣體

叵畫(huà)”一黯簧無(wú)明野化

無(wú)色稀鹽—白色稀鹽―無(wú)色

溶液④沉淀-盍*溶液

關(guān)于該固體混合物，下列說(shuō)法正確的是（）0

A.一定含有A1,其質(zhì)量為4.5g

B.一定不含F(xiàn)eCb,可能含有MgCb和AIC13

C.一定含有MgCL和FeCh

D.一定含有（NHO2SO4和MgCL,且物質(zhì)的量相等

7.（2021安徽合肥高三檢測(cè)）實(shí)驗(yàn)室利用CUC52H2O熱分解制備CuCl（在空氣中

易被氧化）并對(duì)分解產(chǎn)物的性質(zhì)進(jìn)行探究的裝置（夾持儀器略）如圖所示。下列有

關(guān)敘述不正確的是（）。

干燥此產(chǎn)…玲。無(wú)水CUSO,

NaOH

溶液

A.干燥的HC1的作用是防止生成的CuCl被氧化，可用干燥的刈代替

B.干燥管中無(wú)水CuSO4的作用是檢驗(yàn)生成物水蒸氣

C.濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，可用品紅溶液代替

D.NaOH溶液的作用是吸收尾氣，但該裝置容易導(dǎo)致倒吸

8.用無(wú)機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料，獲得產(chǎn)品的流程示意圖如下：

一鋁土礦一除雜一AI20J她A1

O「Cu2s■j^Cu觸一*Cu（精）

—黃銅礦高

扁84LFCO+SO2+廢渣

一石英看才Si（粗）今*SiCLT*Si

一石灰石嗎薩*玻璃

noisn

下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是（）0

A.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃的過(guò)程中都涉及氧化還原反應(yīng)

B.粗銅電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極

C.黃銅礦冶煉銅時(shí),SO2可用于生產(chǎn)硫酸,FeO可用作冶煉鐵的原料

D.用粗硅制高純硅時(shí),提純四氯化硅可用多次分儲(chǔ)的方法

9.將13.6gCu和Cu2O組成的混合物加入250mL一定濃度的稀硝酸中，固體完

全溶解生成Cu（NCh）2和NOo向所得溶液中加入1.（）L0.5mol-L-1的NaOH溶液,

生成沉淀的質(zhì)量為19.6g,此時(shí)溶液呈中性，且金屬離子沉淀完全。下列說(shuō)法正確

的是（）。

A.原固體混合物中,Cu和CU2O的物質(zhì)的量之比為1：1

1

B.原稀硝酸中C（HNO3）=1.3molL-

C.產(chǎn)生的NO的體積為2.24L

D.固體完全溶解后剩余HNO3的物質(zhì)的量為0.1mol

二、非選擇題

10.堿式碳酸銅在煙火、農(nóng)藥、顏料、殺菌劑等方面應(yīng)用廣泛。一種以輝銅礦

（CsS,含有SiO2和少量Fe2O3等雜質(zhì)）為原料制備堿式碳酸銅的流程如圖所示:

MnO2H,SO4ANH4HCOJNHJ??-?

麝T浸取沉銘I趕獲卜CU2（OH）2cG

濾清IFe（OHhMnCOj濾液H

MnSO4H2。

已知:①有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下表所示。

金屬離子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+

開(kāi)始沉淀的pH7.52.25.68.3

完全沉淀的pH9.03.26.79.8

②[CU(NH3)4]SO4在常溫下比較穩(wěn)定,在熱水中會(huì)分解生成NH3。

③Ksp[Fe(OH)3]=4.0xl(y38。

回答下列問(wèn)題。

(1)為增大“浸取”速率，除將輝銅礦粉碎外，還可采取的措施有

(任寫(xiě)一種)。

(2)“濾渣I”經(jīng)CS2提取后可獲得一種淡黃色副產(chǎn)品，則“濾渣I”中的主要成分是—

(填化學(xué)式)。回收淡黃色副產(chǎn)品過(guò)程中溫度控制在50?60℃,不宜過(guò)高或過(guò)低的

原因是o

(3)常溫下“除鐵”時(shí)加入的試劑A可用CuO,調(diào)節(jié)pH的范圍為，若加A

后將溶液的pH調(diào)為5,則溶液中Fe3+的濃度為mol-L1。

(4)寫(xiě)出“沉缽”(除MM+)過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式:

(5)“趕氨”時(shí),最適宜的操作方法是

(6)測(cè)定副產(chǎn)品MnSO^HzO樣品的純度:準(zhǔn)確稱取樣品14.00&加蒸儲(chǔ)水配成100

mL溶液，取出25.00mL用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)BaCL溶液滴定，完全反應(yīng)后得到了

4.66g沉淀，則此樣品的純度為(保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位)。

11.(2020全國(guó)HI)某油脂廠廢克的油脂加氫銀催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其

氧化物，還有少量其他不溶性物質(zhì)。采用如下工藝流程回收其中的銀制備硫酸銀

晶體(NiSO4?7H2O):

湍“稀硫酸H2O2NaOH

溶液溶液

隹化刑I-J-1------11--J-1

濾液①濾渣②濾渣③

硫酸銀_控制pH

晶體濃縮結(jié)晶

溶液中金屬離子開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

金屬離子Ni2+Af+Fe3+Fe2+

開(kāi)始沉淀時(shí)aO.OlmolL")的pH7.23.72.27.5

沉淀完全時(shí)(cF.OxlOloi.L/)的pH8.74.73.29.0

回答下列問(wèn)題。

(1)“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是°

為回收金屬用稀硫酸將"濾液①''調(diào)為中性，生成沉淀。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程

式O

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是o

(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是o若工藝流程改為先“調(diào)pH”后

NaOH溶液％02溶液

速液②J77!一JTI漉液@

-----.倜pH|耳轉(zhuǎn)化I——*

“轉(zhuǎn)化”，即濾!③，“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子

為o

(4)利用上述表格數(shù)據(jù)，計(jì)算Ni9H”的/二(列

出計(jì)算式)。如果“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為L(zhǎng)OmoLL-i,貝『調(diào)pH”應(yīng)控制的

pH范圍是o

(5)硫酸銀在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作銀鎘電池正極材料的

NiOOHo寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_。

(6)將分離出硫酸銀晶體后的母液收集、循環(huán)使用,其意義

是O

答案；

1.C解析:鋼和生鐵均屬于鐵碳合金，鋼中的含碳量低、生鐵中的含碳量高，鐵合

金的硬度和脆性隨含碳量增大而增大,A、B項(xiàng)均正確。合金的熔點(diǎn)通常比各組

分的熔點(diǎn)低,C項(xiàng)錯(cuò)誤。赤鐵礦的主要成分為氧化鐵,D項(xiàng)正確。

2.D解析:稀硫酸與Fe(OH)3反應(yīng)得到的Fe2(S05溶液呈黃色，稀硫酸不能使無(wú)

色酚酰溶液變色,A、C項(xiàng)錯(cuò)誤。稀硫酸與Fe2O3反應(yīng)得到的Fe2(SCU)3溶液呈棕

黃色,B項(xiàng)錯(cuò)誤。稀硫酸與Cu(OH)2反應(yīng)得到的CuSO4溶液呈藍(lán)色稀硫酸與

Ba(NCh)2反應(yīng)得到的BaSCh是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應(yīng)得到的FeSO4溶

液呈淺綠色，稀硫酸使紫色石蕊溶液變紅,D項(xiàng)正確。

3.B解析:本題是高中化學(xué)學(xué)習(xí)中非常熟悉的情境,以有關(guān)工藝流程為載體考查

物質(zhì)的制備。從流程可知，燃燒MgCCh可生成MgO,加入NH40溶液，由于

NH4cl水解使溶液顯酸性，因此會(huì)發(fā)生反應(yīng)MgO+2NH4cl——

MgCl2+2NH3T+H2O,A項(xiàng)正確。在沉鐵過(guò)程中加入氨水，由于NH3H2O易分解，因

此該過(guò)程不能在較高溫度下進(jìn)行,B項(xiàng)錯(cuò)誤。從整個(gè)流程中看出，沉鎂后的濾液中

含有NW則可循環(huán)利用的物質(zhì)是NH4cl和N%,C項(xiàng)正確。Mg2\Al3\Fe3+

的分離是利用了它們氫氧化物的Kp不同,D項(xiàng)正確。

4.D解析:鋁離子與碳酸氫根離子發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀,

若用NaHSO4代替NaHCO%無(wú)法得到A1(OH)3,D項(xiàng)符合題意。

5.D解析:根據(jù)題中信息，由向紅色固體中加入稀硫酸得到紅色固體和藍(lán)色溶液

可推出原紅色固體里一定有CU2O；溶液中的紅色固體銅，可能是原來(lái)固體中含有

銅，也可能是由CU2O與硫酸反應(yīng)生成的。

6.D解析響固體混合物中加入過(guò)量濃NaOH溶液，加熱得到氣體,將氣體通過(guò)堿

石灰，體積不變，通過(guò)濃硫酸，體積減小，可知固體混合物中存在A1和(NH4)2SO4,產(chǎn)

生的5.60L氣體為NH3(2.24L)和H2(3.36L),結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)狀況下3.36LH2為0.15mol

及關(guān)系式2Al~3H2可知，與NaOH溶液反應(yīng)的A1為O.lmol,其質(zhì)量為2.7g,由加入

過(guò)量濃NaOH溶液得到白色沉淀，且久置無(wú)明顯變化，可知混合物中一定含有

MgCL,一定不含F(xiàn)eCL,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.60L氣體為0.25mol,其中含

有氨氣O.lmol,則固體混合物中含有

(NH^zSOqO.OSmoLMMgCbT^I^^O.OSmol,由Al、(NH4)2SO4.MgCb三者的

質(zhì)量之和為14.05g,可知該固體混合物由Al、(NH4)2SO4>MgCL組成,A項(xiàng)錯(cuò)

誤,D項(xiàng)正確。

7.A解析:干燥的HC1不僅可防止CuCl被氧化，還可抑制CUC12-2H2O在脫水過(guò)

程中發(fā)生水解，故不能用干燥的N2代替,A項(xiàng)錯(cuò)誤。白色的無(wú)水CuSO4固體遇水

蒸氣變?yōu)樗{(lán)色的CuSOQPhO,因此干燥管中無(wú)水CuS04的作用是檢驗(yàn)生成物水

蒸氣,B項(xiàng)正確。濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙的作用是檢驗(yàn)生成的Cb,可用品紅溶液代

替,C項(xiàng)正確。NaOH溶液的作用是吸收HC1和反應(yīng)生成的Cb,防止污染空

氣,HC1極易溶于NaOH溶液，氯氣能與NaOH溶液反應(yīng)，玻璃管直接插入NaOH

溶液中容易導(dǎo)致倒吸,D項(xiàng)正確。

8.A解析:這是一道綜合性的化工生產(chǎn)流程題，涉及電解法制鋁、黃銅礦煉銅、

石英制硅等。AI2O3—*Ak黃銅礦(CuFeSz)-Cu、石英(SiOz)—Si都涉及了氧

化還原反應(yīng)。石灰石、純堿、石英制玻璃主要發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+SiO2型

CaSiO3+CO2f,Na2cCh+SQUNazSiCh+CChT，此過(guò)程未發(fā)生氧化還原反應(yīng),A項(xiàng)

不正確。

9.D解析:Cu(OH)2的質(zhì)量為19.6g,其物質(zhì)的量為0.2mol,設(shè)Cu和CU2。的物質(zhì)

的量分別為xmol、ymol,則x+2y=0.2,64x+144y=13.6,解得x=0.1,)=0.05,則Cu和

CU2O的物質(zhì)的量之比為2：1,A項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)得失電子守恒，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的

總物質(zhì)的量為0.3mol,故生成NO的物質(zhì)的量為O.lmol,但未注明溫度和壓強(qiáng)，故

氣體體積無(wú)法確定,C項(xiàng)錯(cuò)誤。加入NaOH的物質(zhì)的量為0.5mol,生成

0.2molCu(OH)2時(shí)消耗0.4molNaOH,故有O.lmolNaOH中和硝酸，所以固體完全溶

解后剩余HNCh的物質(zhì)的量為01mol,D項(xiàng)正確。由氮原子守恒可

知,〃(HNO3)=0.6mol,c(HNO3)=2.4molL?,B項(xiàng)錯(cuò)誤。

10.答案：(1)攪拌;適當(dāng)增加硫酸濃度;適當(dāng)加熱等(答案合理即可)

(2)SiO2>S、MnO2溫度過(guò)低，硫的溶解速率小，溫度過(guò)高,CS2易揮發(fā)

⑶3.2~5.6(或3.2WpH<5.6)4.0x10”

2+

(4)Mn+HCO3+NH3-MnCO3+NHj

(5)將溶液加熱

(6)96.57%

解析:輝銅礦主要成分為CU2S,含少量Fe2O3,SiC)2等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化

鎰浸取,Cu2s在酸性條件下被二氧化鎰氧化,SiCh難溶于稀硫酸，濾渣I經(jīng)CS2提

取后可獲得一種淡黃色副產(chǎn)品，說(shuō)明濾渣I中含有S,過(guò)濾得到的濾渣中含有

MM、SiCh、單質(zhì)S,濾液中含有Fe3+、Mn2\加入A,調(diào)節(jié)溶液的pH使鐵

離子形成氫氧化鐵沉淀，除去鐵;加入碳酸氫鐵溶液沉淀鎰,過(guò)濾得到碳酸鎰陽(yáng)硫

酸溶解，生成硫酸鎰晶體，濾液趕出氨，參與循環(huán)使用，同時(shí)得到堿式碳酸銅,據(jù)此分

析解答。

(1)為增大“浸取''速率，除將輝銅礦粉碎外，還可以適當(dāng)增加硫酸的濃度，充分?jǐn)嚢瑁?/p>

加熱等。

(2)“濾渣I”的主要成分是MnCh、SiCh、單質(zhì)S;回收淡黃色副產(chǎn)品——S的過(guò)程

中溫度控制在50?60℃,不宜過(guò)高或過(guò)低，原因是溫度過(guò)低，硫的溶解速率小，溫度

過(guò)高,CS2易揮發(fā)。

(3)加入的試劑A用于調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)鐵離子的水解，但不能引入雜質(zhì)，因最后要

制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等，根據(jù)有關(guān)金屬離子形成氫氧化物

沉淀的pH范圍，溶液pH應(yīng)該介于3.2?5.6(或3.2〈pH<5.6),若加A后將溶液的

pH調(diào)為5,則cCOH>lxlO9molL-1,K$p[Fe(OH)3]=4.0xlO-38,則溶液中鐵離子濃度

為4.ox*molL"=4.0x10"molL"。

(10-9)3

(4)“沉鋪”(除Mn")過(guò)程中，加入碳酸氫錠和氨，生成碳酸鎬沉淀，反應(yīng)的離子方程

2+

式為Mn+HCO3+NH3—MnCChJ+NH：。

(5)氨易揮發(fā),“趕氫”時(shí),最適宜的操作方法是將溶液加熱。

(6)測(cè)定MnSCkrHzO樣品的純度:準(zhǔn)確稱取樣品14.00g,加蒸用水配成l()()mL溶液,

取出25.00mL用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)BaCL溶液滴定，完全反應(yīng)后得到了4.66g沉

淀,〃(BaS04)=0.02mol,〃(MnS04H20)=〃(BaS04)=0.02mol,貝U此洋品中MnSO4H2O

物質(zhì)的量為0.08mol,則樣品中MnSO4-H2O的純度

=0.08molxl69gmol-^J00%=96.57%o

14.00g

+

11.答案:⑴除去油脂、溶解鋁及其氧化物A10i+H4-H20—A1(OH)31

(2)Ni2\Fe2\Fe3+

(3)02或空氣Fe3+

(4)0.01x(l07214)2[或10-5x(1。87/4)2]32-6.2

2+

(5)2Ni+C10+40H--2NiOOH|+Cr+H2O

(6)提高饃回收率

解析:本題考查了以廢棄的含鎂催化劑為原料,通過(guò)一定的工藝流程制取硫酸鎂晶

體的過(guò)程。

(1)廢鍥催化劑中能與NaOH溶液反應(yīng)的有油脂、鋁及其氧化物。濾液①中的溶

質(zhì)為NaAlCh、高級(jí)脂肪酸鈉和甘油，當(dāng)向該濾液中滴加稀硫酸時(shí),其中的NaAKh

可與稀硫酸反應(yīng)得到A1(OH)3沉淀。

(2)濾餅①的成分為N