高考化学总复习 第四节 金属材料（含解析） 新人教版

【高考总复习】2013高考化学专题复习：第四节金属材料（人教版）1．2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥”二号卫星，是我国探月工程的重要一步。用于火箭发动机制动闸的金属，要有良好的热学性能，比如熔点高、比热高、热导率高、适宜的热膨胀率等优异性能。根据下表，用于制动闸的最佳金属材料为(　　)金属熔点/℃A4180.10675.370.5B9230.243153.661.1C9330.215221.911.0D15500.436200.50.5解析：由题目信息知：制动闸的金属要具有熔点高、比热高等优异性能，结合图中数据选D。答案：D2．所谓合金，必须是(　　)①通过熔合而成　②由两种或两种以上金属(或金属与非金属)组成　③耐腐蚀　④耐高温　⑤具有金属特征　⑥铸造性能好A．①②④　　　　　　　　B．①②③④⑤⑥C．①②⑤D．②③⑥解析：由合金的定义和特征可对题目分析如下：答案：C3．铜制品表面易形成铜绿，下列有关铜绿的说法错误的是(　　)A．在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳B．铜绿的化学成分为CuCO3C．铜绿的形成可看成是一种电化学腐蚀，其负极为CuD．将二氧化碳通入氢氧化铜悬浊液中，也可形成铜绿解析：铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3，在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳；铜绿的形成是电化学腐蚀的结果，其负极为铜，电极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，正极为氧气，电极反应式为O2＋4e－＋2H2O===4OH－，Cu2＋与OH－结合生成氢氧化铜，再在CO2的作用下生成碱式碳酸铜。-8-\n答案：B4．近年来，科技人员又研究得到一种新型材料——泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金中而制成的，其优点是硬度高，密度小(约为0.16～0.5g·cm－3)，比木材还轻，可浮于水面，又有很大刚性，且隔音、保温，是一种良好的建筑材料和轻质材料。则下列关于泡沫铝的说法错误的是(　　)A．泡沫铝是纯净物B．泡沫铝是一种合金C．泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料D．泡沫铝可用于飞机制造解析：由题意可知，泡沫铝是一种合金，属于混合物，故A错误。答案：A5．“隐形衣”被评为2008年十大科学发现，隐形衣的核心材料是“元材料”，“元材料”一般是将聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合制成，从而使电磁辐射的路径弯曲。下列说法不正确的是(　　)A．聚合材料属于高分子材料B．合金也是重要的材料，其组成中只有金属(两种或几种金属)C．金属能够拉成金属丝说明金属具有延展性D．利用金属氧化物冶炼金属必须利用氧化还原反应解析：合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的材料，其中可能含有非金属，如钢铁中含有碳、硅等非金属。答案：B6．从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于(　　)A．金属的化合价高低B．金属的活动性大小C．金属的导电性强弱D．金属在地壳中的含量多少解析：根据金属活动性表可知。答案：B7．下列有关金属及其合金的说法不正确的是(　　)A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹-8-\nD．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用解析：生铁、普通钢和不锈钢中含碳量依次降低。答案：B8．(2012年安庆模拟)铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbA)进行浮选；②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2；③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑；PbO＋COPb＋CO2。下列说法正确的是(　　)A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOC．整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子D．将1molPbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6g碳解析：浮选法富集方铅矿不是化学变化；焙烧PbS，PbO、SO2均是还原产物；由PbS→PbO→Pb两步均为氧化还原反应，转移电子为8mol，③中2步反应整理得：2PbO＋C2Pb＋CO2↑冶炼1molPbS。(即1molPbO)至少需6g碳。答案：D9．用铝热剂冶炼下列金属各1mol，需消耗铝最少的是(　　)A．Co3O4B．WO3C．MnO2D．Cr2O3解析：金属冶炼的本质是还原金属阳离子使其变为金属原子，利用铝热剂法冶炼金属时，1molAl只能失去3mole－，当冶炼1mol金属时，金属在化合物中的价态越低，消耗铝量越少。A～D中的金属氧化物中金属元素的化合价分别为：、O3、nO2、r2O3，所以，获得1molCo消耗的铝最少。答案：A10．(2012年山东省潍坊市高三第一次模拟)下列有关说法正确的是(　　)A．金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜B．金属氧化物一定是碱性氧化物C．青铜(铜锡合金)是一种复合材料D．金属钠可以保存在无水乙醇中-8-\n答案：A11.如图所示，向盛有少量固体X的试管内持续通入气体Y。过一段时间后在W导管口点燃(假设燃烧的火焰可以达到高温)，一定时间后试管中的固体呈现出光亮的红色，澄清的石灰水变浑浊。(1)若X是CuO、Fe2O3和Cu2(OH)2CO3中的一种，Y是O2、H2和CO中的一种，试推断X和Y的组合可能有哪几种？______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若X是C和CuO的混合物，Y能否是CO2？为什么？_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①CuO和CO　②Cu2(OH)2CO3和H2　③Cu2(OH)2CO3和CO(2)不能因为在W导管口没有可燃性的气体放出，试管中的固体不能受热，反应无法进行12．(2012年江苏卷)废弃物的综合利用既有利于节约资源，又有利于保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(Cu、Zn总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如下：(1)①铜帽溶解时加入H2O2的目的是________(用化学方程式表示)。②铜帽溶解完全后，需将溶液中过量的H2O2除去。除去H2O2的简便方法是________。(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)的量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2＋的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2＋的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节溶液pH＝3～4，加入过量的KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式如下：2Cu2＋＋4I－===2CuI(白色)↓＋I22S2O＋I2===2I－＋S4O-8-\n①滴定选用的指示剂为________，滴定终点观察到的现象为________。②若滴定前溶液中的H2O2没有除尽，所测定的Cu2＋含量将会________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(3)已知pH＞11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2－。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L－1计算)。开始沉淀的pH沉淀完全的pHFe3＋1.13.2Fe2＋5.88.8Zn2＋5.98.9实验中可选用的试剂：30%H2O2、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1NaOH。由除去铜的滤液制备ZnO的实验步骤依次为：①________；②________；③过滤；④________；⑤过滤、洗涤、干燥；⑥900℃煅烧。解析：本题考查废弃物的综合利用，由于Cu不溶于稀H2SO4，所以加入H2O2用做氧化剂，Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。由于H2O2不稳定，故过量H2O2可加热除去。测定H2O2中Cu2＋的含量，原理为加入过量的KI,2Cu2＋＋4I－===2CuI(白)↓＋I2然后利用Na2S2O3滴定生成的I2，进而推知Cu2＋的量，滴定时选用淀粉溶液做指示剂，当I2消耗完时，蓝色会褪去，在滴定前若H2O2未除尽，H2O2会氧化I－为I2，则I2含量升高，进而使Cu2＋含量偏高。由表格中各物质开始沉淀及沉淀完全的pH可知，该实验应首先加入适量30%H2O2，使其充分反应，然后加入1mol/LNaOH溶液，调节pH为3.2～5.9，目的使Fe3＋沉淀完全并过滤除去，然后加1mol/LNaOH，调节8.9≤pH≤11使Zn2＋沉淀完全，然后过滤，洗涤，干燥得Zn(OH)2，最后900℃煅烧得ZnO。答案：(1)①Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O②加热(至沸)(2)①淀粉溶液　蓝色褪去　②偏高(3)①向滤液中加入适量30%H2O2，使其充分反应②滴加1.0mol·L－1NaOH，调节溶液pH约为5(或3.2≤pH＜5.9)，使Fe3＋沉淀完全④向滤液中滴加1.0mol·L－1NaOH，调节溶液pH约为10(或8.9≤pH≤11)，使Zn2＋沉淀完全13．(2012年5月山东济宁市理综模拟·有删动)辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下：-8-\n(1)写出置换过程中可能发生的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)保温除铁过程中加入CuO的目的是________________________________________________________________________；蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)①气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该物质的化学式：________；向滤液M中加入(或通入)下列________(填字母)物质，得到另一种可循环利用的物质A。a．铁　　　　b．氯气　　　　c．高锰酸钾②选择下列装置在实验室中制备少量A(加热及夹持、固定装置已略去，仪器可任选，必要时可重复使用)：已知：A遇水蒸气产生白雾。按气流方向由左向右流动的方向，仪器连接顺序为________________________________________________________________________。答案：(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋(2)调节溶液pH值，使Fe3＋完全转化为Fe(OH)3沉淀　抑制Cu2＋水解，且不引入其它杂质(3)①HNO3　b②A→F→D→B→C(或A→F→D→B→D→E)14.(2012年金华模拟)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，若CuFeS2-8-\n中Fe的化合价为＋2价，反应中被还原的元素是________(填元素符号)。(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的是________(填代号)。a．高空排放b．用于制备硫酸c．用纯碱溶液吸收制Na2SO3d．用浓硫酸吸收(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I－氧化为I2：S2O＋2I－===2SO＋I2，通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应的催化过程。_____________________________________________________、_______________________________________________________________________。(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：a．用稀盐酸浸取炉渣，过滤。b．滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧即得。据以上信息回答下列问题：①除去Al3＋的离子方程式是______________________________________________。②选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。提供的试剂：稀盐酸　稀硫酸　KSCN溶液　酸性KMnO4溶液　NaOH溶液　碘水所选试剂为____________。证明炉渣中含有FeO的实验现象为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)被还原的元素是化合价降低的元素，Cu由＋2降为0价，O由0价降为－2价。(2)吸收SO2。(3)Fe3＋的催化作用，说明三价铁先与还原剂反应得到氧化产物，生成的二价铁再与氧化剂反应得到还原产物。即2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2。S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋。(4)先用酸溶解，因为其中有Fe2O3所以得到的溶液中会有Fe3＋，不能用KSCN溶液检验，可根据Fe2＋的还原性，用KMnO4溶液检验，KMnO4会氧化Cl－，所以溶解所用的酸应为稀硫酸。答案：(1)Cu、O　(2)b、c(3)2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2S2O＋2Fe2＋===2SO＋2Fe3＋(4)①Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O-8-\n②稀硫酸、酸性KMnO4溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使酸性KMnO4溶液褪色-8-