PAGEPAGE8用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物一、選擇題1．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]。下列說法不正確的是()A．可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠B．硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑C．工業(yè)上常采納的電解法制取粗銅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：C解析：選C。CuSO4是重金屬鹽，能使蛋白質(zhì)變性，B項正確；工業(yè)上常用電解法精煉銅，C項不正確。2．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．假如溶液變?yōu)樗{(lán)色，同時有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成Cu2OB．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C．這種試驗的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D．假如溶液中出現(xiàn)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。解答此題的關(guān)鍵是，明確稀硝酸具有酸性和強(qiáng)氧化性，能溶解CuO、Cu2O和單質(zhì)Cu，因而該試驗結(jié)果無法說明CuO分解的程度。3．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。下列關(guān)于鎂鋁合金的性質(zhì)的敘述中正確的是()A．此合金的熔點、硬度比鎂和鋁的熔點、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。合金的熔點一般低于它的成分金屬，A錯誤；鎂鋁合金具有鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)，只有B正確。4．下列化學(xué)反應(yīng)在冶金工業(yè)中沒有得到廣泛應(yīng)用的是()A．MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up17(通電))Mg＋Cl2↑B．Al2O3＋3Ceq\o(=,\s\up17(2125℃))2Al＋3CO↑C．Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋3CO2↑D．2Ag2Oeq\o(=,\s\up17(加熱))4Ag＋O2↑答案：B解析：金屬Mg在工業(yè)上就要用電解熔融的MgCl2的方法冶煉的的，正確；B.由于Al活動性很強(qiáng)，用一般的還原劑不能還原得到，所以在工業(yè)上一般用電解熔融的Al2O3的方法冶煉，電解方程式是：2Al2O3eq\o(=,\s\up17(通電))2Al＋3O2↑，錯誤；C.在工業(yè)上就是用焦炭在高溫下還原鐵的化合物的方法冶煉得到，正確；D.由于Ag的活動性較弱，所以一般就是用熱分解的方法冶煉，正確。5．下列說法中正確的是()A．鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早運用的金屬材料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)用前景很廣袤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。銅是人類運用最早的金屬材料，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。6．金屬冶煉一般有下列四種方法：①焦炭法②水煤氣(或H2、CO)法③活潑金屬置換法④電解法。這四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅?，F(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。對它們的冶煉方法的分析，不正確的是()A．(Ⅰ)，① B．(Ⅱ)，②C．(Ⅲ)，③ D．(Ⅳ)，④答案：B解析：A、火燒孔雀石是采納的焦炭法來冶煉金屬，用①，故A正確；B、濕法煉銅是采納金屬置換法來冶煉銅，用③，故B錯誤；C、鋁熱反應(yīng)是金屬置換法冶煉金屬的，用③，故C正確；D、金屬鎂是電解熔融的氯化鎂來冶煉金屬鎂的，用④，故D正確，故選：B。7．利用Cu和濃硫酸制備SO2的反應(yīng)涉及的裝置，下列說法正確的是()A．用裝置①制備SO2B．用裝置②檢驗和收集SO2C．用裝置③稀釋反應(yīng)后溶液D．用裝置④測定反應(yīng)后溶液中c(H＋)答案：C解析：A、Cu和濃硫酸反應(yīng)生成SO2須要加熱，故A錯誤；B、檢驗SO2可用品紅溶液，但收集SO2用向上排空氣法時導(dǎo)管要進(jìn)步短出，故B錯誤；C、反應(yīng)后溶液含有較高濃硫酸的硫酸，稀釋時宜采納和濃硫酸稀釋一樣的方法，即向水中倒入反應(yīng)后的溶液并攪拌反應(yīng)，故C正確；D、NaOH溶液為堿性溶液，應(yīng)盛放在堿式滴定管中，不能用酸式滴定管盛放，故D錯誤；答案為C。8．(雙選題)向硝酸鈉溶液中加入銅粉不發(fā)生反應(yīng)，若加入某種鹽，則銅粉可以漸漸溶解，符合此條件的鹽是()A．Na2SO4 B．NaHCO3C．NaHSO4 D．FeCl3答案：CD解析：A項，加入Na2SO4與銅粉不發(fā)生反應(yīng)，A錯誤；B項，碳酸氫鈉為弱酸鹽，不能電離除足夠的氫離子，不能與銅反應(yīng)，B錯誤；C項，NaHSO4=Na＋＋H＋＋SO42－，H＋與硝酸鈉中的NOeq\o\al(－,3)能與銅反應(yīng)，使銅溶解，C正確；D項，銅可以與Fe3＋發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成亞鐵離子和銅離子，D正確。故選CD。9．(河北省辛集市第一中學(xué)2025屆高三上學(xué)期第一次月考)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是()A．以海水為原料制得精鹽，再電解精鹽的水溶液制取鈉B．用海水、石灰乳等為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂，用H2還原氧化鎂制得鎂C．以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料，通過反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵D．從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁答案：C解析：A項，工業(yè)制鈉是電解熔融NaCl：2NaCl溶解eq\o(=,\s\up17(電解))2Na＋Cl2↑，而電解NaCl溶液：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，得不到鈉，A錯誤；B項，鎂的還原性比氫氣的還原性強(qiáng)，不能用氫氣還原氧化鎂制取鎂，工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2eq\o(=,\s\up17(電解))Mg＋Cl2↑，B錯誤；C項，工業(yè)上常用用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up17(高溫))2Fe＋3CO2，制得鐵，因為煉鐵的礦石中含有肯定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是將二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去，C正確；D項，因為熔融狀態(tài)下氯化鋁不導(dǎo)電，所以從鋁土礦中獲得氧化鋁再電解熔融的氧化鋁來獲得金屬鋁，D錯誤。10．Al、Fe、Cu都是重要而常見的金屬，下列有關(guān)說法正確的是()A．三者的單質(zhì)在常溫下都能溶于濃硫酸和濃硝酸B．三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C．三者所對應(yīng)的氫氧化物在水中都存在溶解平衡D．工業(yè)上制備這三種金屬的方法依次為電解法、熱分解法和熱還原法答案：C解析：A、常溫下鋁和鐵在濃硫酸或濃硝酸中鈍化，不溶解，錯誤，不選A；B、銅在空氣中放置不反應(yīng)，錯誤，不選B；C、三者對應(yīng)的氫氧化物都不溶于水，所以都存在溶解平衡，正確，選C；D、金屬鋁用的電解氧化鋁的方法，錯誤，不選D。二、非選擇題11．Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO4·5H2O的流程圖：Cu2Seq\o(=,\s\up17(O2),\s\do15(△))Cueq\o(=,\s\up17(焙燒))Cu2O、CuOeq\o(=,\s\up17(足量的稀硫酸))Aeq\o(=,\s\up17(操作Ⅰ))Beq\o(=,\s\up17(蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾))膽礬(1)Cu2S中銅元素的化合價為__________，火法煉銅的反應(yīng)原理是___________________________________________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍(lán)色，且有紅色物質(zhì)生成，請寫誕生成紅色物質(zhì)的離子方程式：____________________________。(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是__________(填字母序號)。A．適量的NaNO3B．適量的HNO3C．適量的H2O答案：(1)＋1Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O(3)C解析：(1)Cu2S中銅為＋1價，火法煉銅中Cu、O被還原，S被氧化，反應(yīng)原理為Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2Cu＋SO2。(2)依據(jù)信息知Cu2O在酸性條件下生成Cu2＋(藍(lán)色)和單質(zhì)銅(紅色)，寫出反應(yīng)物和生成物，配平方程式。(3)H2O2不產(chǎn)生污染物。12．氯化銅、氯化亞銅是重要的化工原料，廣泛地用作有機(jī)合成催化劑。試驗室中以粗銅(含雜質(zhì)Fe)為原料，某種制備銅的氯化物的流程如下。按要求回答下列問題：(1)操作①的名稱是__________，檢驗溶液2中是否含有雜質(zhì)離子的試劑是__________。操作②需在氯化氫氣流中經(jīng)過加熱濃縮、__________、過濾、洗滌、干燥。(2)上述流程中，所得固體1須要加稀鹽酸溶解，其理由是_________________________________________________________________________________；溶液1可加試劑X用于調(diào)整pH以除去雜質(zhì)，X可選用下列試劑中的(填序號)__________。a．NaOHb．NH3·H2Oc．CuOd．CuSO4(3)反應(yīng)②是向溶液2中通入肯定量的SO2，加熱一段時間后生成CuCl白色沉淀。寫出制備CuCl的離子方程式：_______________________________。答案：(1)過濾KSCN溶液冷卻結(jié)晶(結(jié)晶)(2)抑制氯化銅、氯化鐵水解c(3)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(△))2CuCl↓＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)解析：(2)加稀鹽酸能抑制氯化銅、氯化鐵水解；試劑X既能調(diào)整pH以除去雜質(zhì)，又不引入新的雜志，故選擇CuO(3)溶液2含有CuCl2，通入肯定量的SO2，生成白色沉淀CuCl，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，SO2為還原劑，被氧化為SOeq\o\al(2－,4)，所以離子方程式為：2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2Oeq\o(=,\s\up17(△))2CuCl↓＋4H＋＋SOeq\o\al(2－,4)13．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下試驗：①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成；②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1鹽酸中，得溶液C；③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B；④用KSCN溶液檢驗時，溶液D不變色。請?zhí)羁眨?1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的試驗操作是_______________________________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是__________。(2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________________________________________________________________________________。(3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是___________________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為__________，c(Fe2＋)為__________。答案：(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃Fe(2)Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O(3)Fe＋2Fe3＋＝3Fe2＋、Fe＋2H＋＝Fe2＋＋H2↑(4)0.67mol·L－12.3mol·L－1解析：(1)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進(jìn)一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度快速上升，引發(fā)反應(yīng)。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。(2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能與酸反應(yīng)生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl＝MgCl2＋H2O。(3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的FeCl3，還有未反應(yīng)的HCl。(4)假設(shè)步驟②用去的20g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40g·mol－1×x＋160g·mol－1×x＝20g，解得：x＝0.1mol。依據(jù)MgO～MgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L－1。步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。依據(jù)Cl－守恒的關(guān)系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于eq\f(0.15Lx6.0mol·L－1,2)＝0.45mol，所以，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為eq\f(0.15Lx6.0mol·L－1,2)≈2.3mol·L－1。14．廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達(dá)到礦石中的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡圖如下：回答下列問題：(1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)eq\o\al(2＋,4)，反應(yīng)中H2O2的作用是__________。寫出操作①的名稱：____________。(2)反應(yīng)II是銅氨溶液中的Cu(NH3)eq\o\al(2＋,4)與有機(jī)物RH反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________。操作②用到的主要儀器名稱為__________，其目的是(填序號)__________。a．富集銅元素b．使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分別c．增加Cu2＋在水中的溶解度(3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和________________。若操作③運用右圖裝置，圖中存在的錯誤是_____________________________________________________________________。(4)操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是_________________________。(5)流程中有三次實現(xiàn)了試劑的循環(huán)運用，已用虛線標(biāo)出兩處，第三處的試劑是________________。循環(huán)運用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是___________________________________________