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2022新高考化学一轮复习训练:第3章第3讲金属材料及金属矿物的开发利用(附解析)
2022新高考化学一轮复习训练:第3章第3讲金属材料及金属矿物的开发利用(附解析)
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课后达标检测一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。1.据《本草纲目》记载:“生熟铜皆有青,即是铜之精华,大者即空绿,以次空青也,铜青则是铜器上绿色者,淘洗用之。”这里的“铜青”指的是( )A.CuOB.Cu2OC.CuD.Cu2(OH)2CO3解析:选D。铜在空气中长时间放置,会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],发生的反应为2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3,则这里的“铜青”指的是Cu2(OH)2CO3。2.镁是一种活泼的金属单质,下列关于金属镁的说法中正确的是( )A.镁能与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2沉淀B.大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火C.镁在任何条件下都不能与水反应D.镁能在N2中燃烧,生成MgN解析:选B。镁不是两性金属,不能与NaOH溶液反应,故A错误;镁能在CO2中燃烧,故B正确;镁能与沸水反应生成氢氧化镁和氢气,故C错误;镁能在N2中燃烧,生成Mg3N2,故D错误。3.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A.Al既可用于食品包装,也可用作建筑材料B.Al2O3既可用来冶炼金属Al,也可用作耐火材料C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂,也可用作消毒剂D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物,也可用来制备一些铝盐解析:选C。A项,金属铝具有良好的延展性,因此铝可以制成铝箔用于食品包装,金属铝也可用作建筑材料,如铝合金门窗等,正确;B项,电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al,由于Al2O3具有耐高温的性质,也可用作耐火材料,正确;C项,明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后,Al3+能发生水解反应,生成的Al(OH)3胶体具 有吸附作用,可用作净水剂,但Al(OH)3并不具有消毒作用,错误;D项,Al(OH)3与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,正确。4.中国银行发行的中国航天普通纪念币,面额为10元,直径为27毫米,材质为双色铜合金。下列关于合金的叙述不正确的是( )A.铜合金和单质铜一样,具有良好的导电性、导热性和延展性B.铜合金的硬度比单质铜大C.铜合金的熔点比单质铜低D.该纪念币能完全溶解于稀硫酸中解析:选D。合金有别于其成分金属的特性是熔点低、硬度大,共性是具有金属的物理通性,化学性质没有改变,故D项错误。5.(2021·九江质检)下列说法正确的是( )A.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气B.钢铁厂用热还原法冶炼铁C.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应D.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg解析:选B。电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,得不到单质钠,A错误;电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应,C错误;工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO,D错误。6.下列通过制取硫酸铝、氢氧化铝获得氧化铝的装置和原理能达到实验目的的是( ) 解析:选C。常温下浓硫酸能使铝钝化,得不到硫酸铝,选项A错误;过量氢氧化钠溶液与硫酸铝溶液反应生成偏铝酸钠,得不到氢氧化铝,选项B错误;氢氧化铝不溶于水,可通过过滤的方法使其与溶液分离,且过滤操作正确,选项C正确;灼烧固体用坩埚,不能用蒸发皿,选项D错误。7.如图所示的反应均在高温或点燃条件下进行,选项中的物质表示A和B,不合理的是( )A.CO2、MgB.MgO、AlC.Fe3O4、AlD.CuO、H2解析:选B。A项,Mg与CO2在点燃条件下反应生成C和MgO,C、Mg在足量氧气中燃烧分别生成CO2、MgO,故A项正确;B项,Al的还原性比Mg弱,故不能置换出Mg,故B项错误;C项,Al与Fe3O4在高温下反应生成Al2O3与Fe,Fe、Al与氧气在点燃条件下反应分别生成Fe3O4、Al2O3,故C项正确;D项,H2在高温下还原CuO生成H2O与Cu,H2、Cu在足量氧气中燃烧分别生成H2O、CuO,故D项正确。8.(2021·深圳模拟)用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示,下列说法错误的是( ) A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解B.先滴入浓硫酸,再点燃c处酒精灯C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D.装置d中上层为苯,下层为NaOH溶液解析:选D。A项,氯化铜水解:CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,生成的氯化氢易挥发,通入HCl可以抑制CuCl2的水解,正确;B项,CuCl2·2H2O加热失去结晶水的过程必须在HCl的气流中进行,所以先滴入浓硫酸产生HCl气体,使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯,正确;C项,硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的氯化氢,由于氯化氢极易溶于水,会产生白雾,正确;D项,氯化氢极易溶于水,为了防止倒吸,装置d中下层应为有机溶剂,可以是四氯化碳,上层为氢氧化钠溶液,错误。二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。9.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出的结论正确的是( )选项实验现象结论A把大小相同的铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中:铝溶解有气泡放出,而镁没有任何变化铝的金属性比镁强B取一块铝箔,用酒精灯点燃:铝箔只熔化成液体而没有滴落铝不易燃烧C该气体是氨气 向氯化铵溶液中投入一铝片:铝片上产生大量气泡D向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失氢氧化铝能溶于强碱溶液解析:选D。A项,比较金属性的强弱是比较金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度,错误;B项,由于生成了熔点很高的氧化铝,起到隔绝空气的作用,错误;C项,产生的气体应为H2和NH3的混合气体,错误。10.(2021·滨州高三一模)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是( )A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3的物质的量之比最好为3∶2B.利用途径③制备16g硫酸铜,消耗硫酸的物质的量为0.1molC.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②=③D.与途径①③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想解析:选AD。Cu与混酸反应,硝酸根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提供,H2SO4与HNO3的物质的量之比最好为3∶2,故A正确;利用途径③制备16g硫酸铜,这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2mol,故B错误;三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等,而③生成SO2,消耗更多的硫酸,则①=②<③,故C错误;途径②无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想,故D正确。11.(2021·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+3H2O(g)Fe2O3+3H2B.虚线框处宜选择的装置是乙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A。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+4H2O(g)Fe3O4+4H2,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正确;C项,氧化铜与氢气在加热条件下反应生成铜和水,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,高温下铝粉与Fe3O4发生铝热反应生成氧化铝和铁单质,故D正确。12.下列是部分矿物资源铝土矿(主要含有氧化铝、氧化铁)和黄铜矿(主要成分是CuFeS2)的利用及产品生产流程,有关说法不正确的是( )A.除杂过程中铝元素的存在形式的变化可以为Al2O3→AlO→Al(OH)3→Al2O3B.Al和Cu(精)均在电解槽的阴极获得C.粗铜炼制过程中发生反应2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2,每转移1.2mol电子,则有0.2mol硫元素被还原D.若电解法分别制铝和铜的过程中转移电子数相等,理论上获得的铝和铜的物质的量之比为3∶2 解析:选CD。C项,根据得失电子守恒,每转移1.2mol电子,则有0.2mol硫元素被氧化,错误;D项,电解法制铝过程中Al~3e-,制铜过程中Cu~2e-,当转移电子数相等时,理论上获得的铝和铜的物质的量之比为2∶3,错误。三、非选择题13.某无色溶液中可能含有H+、OH-、Na+、NO,加入铝粉后,只产生H2,试探究该无色溶液中能大量存在哪几种离子。(1)加入铝粉产生H2,说明铝具有________(填“氧化性”或“还原性”)。(2)若H+大量存在,则NO不能大量存在。设计实验证实如下:装置现象Ⅰ.实验初始,未见明显现象Ⅱ.过一会儿,出现气泡,液面上方呈浅棕色Ⅲ.试管变热,溶液沸腾①盐酸溶解Al2O3薄膜的离子方程式是________________________________________。②根据现象Ⅱ,推测溶液中产生了NO,为进一步确认,进行如下实验:实验内容现象实验1将湿润淀粉KI试纸置于空气中试纸未变蓝实验2用湿润淀粉KI试纸检验浅棕色气体试纸变蓝a.浅棕色气体是____________________。b.实验1的目的是________________________________________________________________________。c.实验1、2说明反应生成了NO,将生成NO的离子方程式补充完整:________Al+________NO+________===Al3++________NO↑+________(3)再假设:若OH-大量存在,则NO 也可能不能大量存在。重新设计实验证实如下:装置现象Ⅰ.实验初始,未见明显现象Ⅱ.过一会儿,出现气泡,有刺激性气味气体产生为确认“刺激性气味”气体,进行如下实验:用湿润淀粉KI试纸检验,试纸未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝。①刺激性气味的气体是________。②产生该气体的离子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)在NaOH溶液中加入铝粉,结果只检验出有H2生成,其化学方程式是________________________________________________________________________。解析:(1)加入铝粉产生H2,Al为还原剂,具有还原性。(2)①盐酸与氧化铝反应的离子方程式为6H++Al2O3===2Al3++3H2O。②液面上方呈浅棕色,一定不是氢气,应为氮的氧化物,将湿润淀粉KI试纸置于空气中,试纸未变蓝,说明KI在空气中不能被氧化,而用湿润淀粉KI试纸检验浅棕色气体,试纸变蓝,说明KI被氧化,即二氧化氮与水反应生成硝酸,硝酸再将碘离子氧化,生成碘单质。a.由上述分析可知,浅棕色气体是NO2;b.实验1的目的是对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能;c.Al与H+、NO发生反应的离子方程式为Al+NO+4H+===Al3++NO↑+2H2O。 (3)①用湿润淀粉KI试纸检验,试纸未变蓝;用湿润红色石蕊试纸检验,试纸变蓝,则该气体为NH3。②由上述分析可知,碱性条件下Al与NO发生反应的离子方程式为8Al+3NO+5OH-+2H2O===3NH3↑+8AlO。(4)NaOH溶液中加入铝粉,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。答案:(1)还原性 (2)①6H++Al2O3===2Al3++3H2O ②a.NO2 b.对比实验,排除氧气使湿润的淀粉KI试纸变蓝的可能性 c.1 1 4H+ 1 2H2O (3)①NH3 ②8Al+3NO+5OH-+2H2O===3NH3↑+8AlO(4)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑14.铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+1价、+2价。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,该反应中________元素被还原。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2溶液,一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。温度控制在50~60℃的原因除了加快反应速率外,还有________________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入2L0.6mol·L-1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到4480mLNO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为________g。若混合物中含0.2molCu,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗H2SO4的物质的量为________mol。解析:(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还原。(3)Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O+2NO+14H+===6Cu2++2NO↑+7H2O。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO,由元素守恒可知2L×0.6mol·L-1=2n[Cu(NO3)2]+4.480L÷22.4L·mol-1,得n[Cu(NO3)2]=0.5mol,则n(Cu2+)=0.5mol,所以若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为0.5mol×64g·mol-1=32g。若混合物中含0.2molCu,则根据铜原子守恒可得:2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3mol;根据得失电子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cu2O)=3×(4.480L÷22.4L·mol-1),解得n(CuO)=0.1mol,n(Cu2O)=0.1mol,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗H2SO4的物质的量为0.1mol+0.1mol=0.2mol。答案:(1)铜、氧(2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O 防止H2O2分解 2Cu2++2Cl-+SO+H2O2CuCl↓+SO+2H+(3)3Cu2O+2NO+14H+===6Cu2++2NO↑+7H2O 32 0.215.已知:Mg能在NO2中燃烧,可能产物为Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易与水反应。(1)某实验小组探究Mg与NO2反应的固体产物成分,对固体产物提出三种假设: 假设Ⅰ:固体产物为MgO;假设Ⅱ:________________________________________________________________________;假设Ⅲ:________________________________________________________________________。(2)该小组通过如下实验装置来验证Mg在NO2中燃烧的产物(夹持装置省略,部分仪器可重复使用)。①实验装置连接的顺序为____________(填字母)。②B装置中盛装的试剂可以是________(填字母)。a.浓硫酸 b.碱石灰c.无水CaCl2d.五氧化二磷③确定产物中有N2生成的实验现象为____________________。(3)设计实验证明产物中存在Mg3N2:________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知C装置中初始加入Mg粉的质量为13.2g,在足量的NO2中充分燃烧,实验结束后,硬质玻璃管冷却至室温、称量,测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为21.0g,产生N2的体积为1120mL(标准状况)。写出硬质玻璃管中发生反应的化学方程式: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1)根据已知Mg在NO2中燃烧产物的可能性分析判断,假设Ⅰ:固体产物为MgO;假设Ⅱ:固体产物为Mg3N2;假设Ⅲ:固体产物为MgO和Mg3N2的混合物。(2)①A装置中铜与浓硝酸反应产生二氧化氮,用B装置中干燥剂干燥后,通入C装置硬质玻璃管中与镁粉反应,用E装置中NaOH溶液除去多余的二氧化氮,最后用D装置中排水法收集氮气,为确保C装置中无水蒸气,在C装置和E装置之间应连接干燥装置,故装置的连接顺序为ABCBED;②二氧化氮不能用碱性干燥剂干燥,U形管盛装的是固体干燥剂,故B装置中盛装的试剂可以是无水氯化钙或五氧化二磷,选cd;③从C装置中导出的气体通过NaOH溶液吸收后,仍有气体将D装置中试剂瓶中的水压入烧杯中,则确定产物中有N2生成。(3)Mg3N2能与水反应生成氨,氨是具有刺激性气味的碱性气体,所以取少量反应后的固体产物,加入水中产生有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则证明产物中存在Mg3N2。(4)13.2g镁的物质的量为0.55mol,设生成Mg3N2的物质的量为xmol,MgO的物质的量为ymol,根据镁原子守恒得①3x+y=0.55mol;根据反应完后剩余固体质量得②100x+40y=21.0g,联立①②解得x=0.05,y=0.4;氮气的物质的量为1.12L÷22.4L·mol-1=0.05mol,综上分析反应物为Mg和NO2,生成物为Mg3N2、MgO和N2,且物质的量之比为1∶8∶1,所以化学方程式为11Mg+4NO2Mg3N2+8MgO+N2。答案:(1)固体产物为Mg3N2 固体产物为MgO和Mg3N2的混合物(2)①ABCBED ②cd ③D装置中试剂瓶中的水被气体压入烧杯中 (3)取少量C装置中反应后的固体产物,加入水中产生有刺激性气味的气体,该气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝(4)11Mg+4NO2Mg3N2+8MgO+N2
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高考 - 一轮复习
发布时间:2021-10-08 18:04:28
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