2019届一轮复习人教版金属材料与金属矿物的开发利用学案

2019届一轮复习人教版金属材料与金属矿物的开发利用学案

第4讲　金属材料与金属矿物的开发利用 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.了解常见金属活动顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的制备方法。4.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。‎ 考点一　铜及其化合物 ‎(频数：★☆☆　难度：☆☆☆)‎ ‎1．铜的性质 ‎(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。‎ ‎(2)化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：‎ ‎①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3‎ ‎②2Cu＋SCu2S ‎2．铜的重要化合物 ‎ (1)氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋)‎ CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 ‎4CuO2Cu2O＋O2↑‎ ‎(2)氢氧化铜 a．物理性质：蓝色不溶于水的固体。‎ b．化学性质及应用 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O；‎ 反应②的化学方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。‎ ‎(3)铜盐 ‎①Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿空气中被腐蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。‎ ‎②CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。‎ ‎(1)通常利用反应：2Cu＋O22CuO除去混合气体中的少量O2。‎ ‎(2)Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。‎ ‎(3)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。‎ ‎1．教材基础探究 把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。‎ ‎2．(RJ必修1·P686改编)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是(　　)‎ A．铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到 B．铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型 C．铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受 D．铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通 答案　B ‎3．(溯源题)(2015·四川理综，2)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是(　　)‎ A．该溶液中Na＋、NH、NO、Mg2＋可以大量共存 B．通入CO2气体产生蓝色沉淀 C．与H2S反应的离子方程式：Cu2＋＋S2－===CuS↓‎ D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH 答案　A 探源：本考题源于LK 必修1 P121“铜的化合物的转化”及其拓展，对CuSO4‎ 溶液的性质进行了考查。‎ 题组一　铜及其化合物的性质应用 ‎1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2(　　)‎ ‎(2)Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2＋(　　)‎ ‎(3)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成(　　)‎ ‎(4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成(　　)‎ ‎(5)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在(　　)‎ ‎(6)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼(　　)‎ 答案　(1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√‎ ‎2．氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在40～‎50 ℃‎时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是(　　)‎ A．这里的“另一种反应物”具有还原性 B．CuH可作氧化剂，还原剂 C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃烧)‎ D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常温)‎ 解析　C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。‎ 答案　C ‎【反思归纳】‎ Cu＋的性质及验证方案 ‎①＋1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。‎ ‎②＋1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。‎ 题组二　铜及其化合物的制备工艺 ‎3．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾 B．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想 C．CuSO4在1 ‎100 ℃‎分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D．Y可能是葡萄糖 解析　将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾，A项说法正确；相对于途径①，途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生，途径②更好地体现了绿色化学思想，B项说法正确；由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O，若X是SO2和SO3的混合气体，则铜元素、硫元素化合价降低，无元素化合价升高，根据2CuSO4Cu2O＋SO2↑＋SO3↑＋O2↑知，X可能是O2、SO2和SO3的混合气体，C项说法错误；碱性条件下，葡萄糖与新制氢氧化铜反应会生成Cu2O，所以Y可能是葡萄糖，D项说法正确。‎ 答案　C ‎4．工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺流程如图所示：‎ ‎(1)冶炼过程中得到的Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”，Cu2O与金属Al在高温条件下混合反应可得粗铜，反应的化学方程式为__________________________。粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的________极，可在________极得到纯度较高的精铜。‎ ‎(2)传统炼铜的方法主要是火法炼铜，主要反应如下所示：‎ ‎①2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO ‎②2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2‎ ‎③2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑‎ 每生成1 mol Cu，共消耗________ mol O2。反应③中的氧化剂是________。‎ ‎(3)用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。根据流程回答下列问题：‎ ‎①加入适量NaClO溶液的目的是___________________________________‎ ‎__________________________________________(用离子方程式表示)。‎ ‎②除去Al3＋发生反应的离子方程式是_________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ ‎③选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。‎ 提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、高锰酸钾溶液、NaOH溶液、碘水。‎ 所选试剂是________。实验方案：_________________________________‎ ‎___________________________________________________________。‎ 解析　(1)Cu2O与Al发生氧化还原反应生成Al2O3与Cu：3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu；粗铜精炼的目的是使粗铜溶解，精铜析出，所以粗铜作阳极，精铜在阴极产生。(2)根据反应①②③可知，利用火法炼铜，CuFeS2中的铜元素、铁元素、硫元素最终分别转化为Cu、FeO、SO2，由此可写出总反应化学方程式：2CuFeS2＋5O22Cu＋2FeO＋4SO2，则由总反应化学方程式可以看出每生成1 mol Cu，共消耗2.5 mol O2。反应③的反应物Cu2O、Cu2S中铜元素的化合价都降低，二者均为氧化剂。(3)①NaClO溶液具有氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋：2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O。②除去Al3＋发生反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O。③检验FeO，需要将FeO溶解，再利用Fe2＋的还原性检验Fe2＋，所选的试剂是稀硫酸、高锰酸钾溶液，实验方案是取少量高锰酸钾溶液于试管中，滴加用稀硫酸溶解炉渣得到的溶液，高锰酸钾溶液的紫色褪去，证明溶液中含有Fe2＋，从而证明炉渣中含有FeO。‎ 答案　(1)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu　正　阴 ‎(2)2.5　Cu2O、Cu2S　(3)①2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O　②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O　③稀硫酸、高锰酸钾溶液　取少量高锰酸钾溶液于试管中，滴加用稀硫酸溶解炉渣得到的溶液，高锰酸钾溶液的紫色褪去，证明溶液中含有Fe2＋，从而证明炉渣中含有FeO ‎【思维建模】‎ 废铜综合利用的常见流程框图模式 考点二　金属材料与金属矿物的开发利用 ‎(频数：★☆☆　难度：☆☆☆)‎ ‎1．合金 ‎(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。‎ ‎(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。‎ ‎①熔点：一般比它的各成分金属的低；‎ ‎②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。‎ ‎①常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。‎ ‎②合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。‎ ‎2．常见的金属材料 ‎(1)金属材料 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 ‎(2)黑色金属材料——钢铁 ‎①钢是用量最大，用途最广的合金。‎ ‎(3)有色金属材料——铜和铝 ‎3．金属矿物开发利用的方法 ‎(1)金属在自然界中的存在 ‎(2)金属冶炼的一般步骤 ‎(3)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。‎ ‎(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)‎ ‎1．教材基础知识判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)铝合金的熔点比纯铝的高(　　)‎ ‎(2)合金材料中不可能含有非金属元素(　　)‎ ‎(3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金(　　)‎ ‎(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属(　　)‎ ‎(5)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜(　　)‎ ‎(6)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应(　　)‎ ‎(7)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×‎ ‎2．教材拓展知识探究 ‎(1)工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3?‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎_________________________________________________________________。‎ ‎(2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：Na＋KClK↑＋NaCl 请用化学平衡移动的原理，分析其原因。‎ ‎________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ 答案　(1)AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝 ‎(2)由于Na的沸点高于‎850 ℃‎，而K的沸点低于‎850 ℃‎，在‎850 ℃‎ 时K形成蒸气而逸出，使化学反应向正方向进行 ‎3．(溯源题)[2013·山东理综，28(1)]由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。‎ ‎①Fe2O3　②NaCl　③Cu2S　④Al2O3‎ 答案　②④‎ 探源：本考题源于RJ必修2 P88“金属矿物的开发利用”，对常见金属的冶炼方法进行了考查。‎ 题组一　金属矿物的开发与利用 ‎1．下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是(　　)‎ 金属 存在形式 冶炼方法 A 铜 化合态 铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜 B 银 化合态 银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁 D 钠 化合态 钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 解析　一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。‎ 答案　D ‎2．某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)，设计了如下流程：‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 B．固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3＋转化为Al(OH)3进入固体2‎ C．从溶液2得到FeSO4·7H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D．若改变方案，在溶液 ‎1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO4·7H2O 解析　本题以FeSO4·7H2O的制备为背景，考查考生对于物质分离与提纯相关知识的理解、掌握及运用。由于最终制备的是硫酸盐，所以溶解所用的酸应该为硫酸，且要将溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，所以试剂X应该为Fe单质，A项正确；加硫酸后SiO2不能溶解，所以固体1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3＋转化为Al(OH)3沉淀，B项正确；Fe2＋极易被氧化，而FeSO4·7H2O受热易分解，故从溶液2得到产品的过程中需要防氧化和防分解，C项正确；改变后的方案中，Fe主要以Fe3＋形式存在，得到的不是FeSO4·7H2O，D项错误。‎ 答案　D ‎【归纳拓展】‎ 金属活动性顺序表的应用 金属活动 性顺序 K、Ca、‎ Na Mg Al、Zn Fe、Sn、‎ Pb(H)‎ Cu、Hg、‎ Ag Pt、Au 与H2O 反应 常温下 生成碱 和氢气 与热 水反 应　‎ 有碱存 在下与 水反应 与高温 水蒸气 反应 不反应 不反应 与H＋‎ 反应 生成盐和氢气 不反应 不反应 与盐溶 液反应 与水反应，不与盐反应，生成的碱与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 自然界 存在 化合态 游离态 冶炼 方法 电解法(电解熔融的盐、氧化物、氢氧化物)‎ 热还原法 ‎(包括Cu)‎ 热分解 法(不包 括Cu)‎ 其他 方法 题组二　合金及其含量测定 ‎3．C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)‎ A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔、沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 解析　铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。‎ 答案　D ‎4．部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共‎5.76 g，经如下处理：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋‎ B．样品中Fe元素的质量为‎2.24 g C．样品中CuO的质量为‎4.0 g D．V＝896‎ 解析　生成的滤渣是铜，金属铜可以和三价铁反应，所以滤液A中一定不含 Fe3＋，故A错误；‎3.2 g固体为三氧化二铁，其物质的量为‎3.2 g÷‎160 g·mol－1＝0.02 mol，铁元素物质的量为0.02 mol×2＝0.04 mol，质量为0.04 mol×‎56 g·mol－1＝‎2.24 g，故B正确；原来固体为‎5.76 g，所以CuO质量不超过‎5.76 g－‎2.24 g＝‎3.52 g，故C错误；根据滤液A中溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素物质的量为0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol，含氢离子0.08 mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H＋和合金中的氧结合成水，由于合金中氧的物质的量为(5.76－3.2－2.24) g÷‎16 g·mol－1＝0.02 mol，它结合氢离子0.04 mol，所以硫酸中有0.08 mol－0.04 mol＝0.04 mol H＋转化成氢气，即生成0.02 mol氢气，标准状况下体积为448 mL，故D错误。‎ 答案　B ‎【方法总结】‎ 沉淀法测定物质含量 沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时涉及的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)、沉淀(重点是沉淀试剂的选择)、过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量及数据的处理(包括测定结果的误差分析)。‎ ‎ [试题分析]‎ ‎(2016·课标全国Ⅱ，13)下列实验操作能达到实验目的的是(　　)‎ 实验目的 实验操作 A 制备Fe(OH)3胶体 将NaOH浓溶液滴加到饱和FeCl3溶液中 B 由MgCl2溶液制备无水MgCl2‎ 将MgCl2溶液加热蒸干 C 除去Cu粉中混有的CuO 加入稀硝酸溶液，过滤、洗涤、干燥 D 比较水与乙醇中氢的活泼性 分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中 解题思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 我的答案：　　　　‎ 考查意图：该题属于基础实验题，在知识方面考查Fe(OH)3胶体的制备、MgCl2的水解、物质的除杂，水和乙醇中氢的活泼性检验。题目注重基础，重点考查常见物质的化学性质。题目要求考生不仅具有对中学化学基础知识融会贯通，有正确复述、再现、辨认的能力；而且要求掌握化学实验的基本方法和技能。题目涉及“物质变化是有条件的”、“分与合”、“一般与特殊”等化学思想方法的考查。本题抽样统计难度为0.66。‎ 解题思路：制备氢氧化铁胶体时应向沸水中滴入饱和氯化铁溶液；氯化镁是强酸弱碱盐，MgCl2溶液水解产生的HCl易挥发，所以由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干；铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸除CuO；分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，利用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性。‎ 正确答案：D ‎[真题演练]‎ ‎1．(2015～2017高考选项)下列说法正确的是(　　)‎ A．FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，是因为铁比铜金属性强 B．将铜粉加入1.0 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现 C．MgCO3MgCl2(aq)Mg D．工业上通过电解熔融的氯化钠制备金属钠和氯气 答案　D ‎2．(2014～2017高考选项)下列说法正确的是(　　)‎ A．气体通过无水CuSO4粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 B．1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子 C．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液中，反应后固体质量增加 D．除去Cu粉中混合的CuO，可加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 答案　A ‎3．[2013·重庆理综，8(1)(2)]合金是建造航空母舰的主体材料。‎ ‎(1)航母升降机可由铝合金制造。‎ ‎①铝元素在周期表中的位置为___________________________________，‎ 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为________。‎ ‎②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_____________________________________________________________。‎ 焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。‎ ‎(2)航母舰体材料为合金钢。‎ ‎①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。‎ ‎②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。‎ 解析　本题围绕金属材料命题，要根据题目设问的角度，联系相关知识解答。(1)①Al元素在周期表中的第三周期第ⅢA族；提纯铝土矿通入CO2使AlO转化为Al(OH)3沉淀。②Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2‎ O；保护气应不能与金属反应，一般用稀有气体。(2)金属在海水中主要发生吸氧腐蚀；炼钢过程中为降低Si的含量，常加入CaCO3或CaO，将SiO2转化为CaSiO3而除去。‎ 答案　(1)①第三周期第ⅢA族　CO2　②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可)‎ ‎(2)①吸氧腐蚀　②CaCO3或CaO 一、选择题 ‎1．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(　　)‎ A．倭铅是指金属锌和铅的混合物 B．煤炭中起作用的主要成分是C C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋‎2CZn＋3CO↑‎ D．该冶炼锌的方法属于热还原法 解析　由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故B、C、D均正确。‎ 答案　A ‎2．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)‎ A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 B．锈蚀后的铁制品没有回收价值 C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D．越活泼的金属越难冶炼 解析　合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A正确；锈蚀后的铁制品可以除去铁锈回收利用，保护矿产资源，B错误；在化合物中金属元素均显正价，得到电子变成金属原子，故C正确；越活泼的金属，金属阳离子就越难得到电子被还原，故越难冶炼，D正确；故选B。‎ 答案　B ‎3．(2018·柳州模拟)氧化还原反应广泛应用于金属冶炼，下列说法不正确的是(　　)‎ A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，Na＋被还原 B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol电子 D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析　用磁铁矿炼铁时，Fe3O4被还原为Fe，当有1 mol Fe3O4被CO还原成Fe时，转移8 mol电子。‎ 答案　C ‎4．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　电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，而得不到单质钠，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。‎ 答案　B ‎5．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是(　　)‎ A．常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液变为蓝色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，无法得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入硝酸中浸泡，既除去铜绿，又不损伤铜器 解析　常温下铜丝与浓硫酸不反应，A错误；常温下铜与氯气不反应，B错误；加热氯化铜溶液促进其水解，水解生成的HCl受热挥发，最后氯化铜完全水解，故得不到无水CuCl2固体，C正确；Cu2(OH)2CO3和Cu都能溶于硝酸，所以用硝酸除去铜绿，损伤铜器，D错误。‎ 答案　C ‎6．已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。‎ 将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成Cu2O B．溶液中最终可能有紫红色固体出现 C．该实验的结果无法说明CuO分解的程度 D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解 解析　解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解CuO、Cu2O和单质Cu，因而该实验结果无法说明CuO分解的程度。‎ 答案　C ‎7．下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是(　　)‎ A．铝制器皿不宜盛放酸性食物 B．电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠 C．铁制容器盛放和运输浓硫酸 D．镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀 解析　A项，铝性质较活泼，能和强酸、强碱反应生成盐和氢气，在金属活动性顺序表中Al位于H之前，所以能用金属活动性顺序解释；B项，金属阳离子得电子能力越强，其单质的还原性越弱，用惰性电极电解饱和食盐水时，阴极生成氢气而得不到钠，说明Na的活动性大于氢，所以可以用金属活动性顺序解释；C项，常温下，浓硫酸和铁发生氧化还原反应生成致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化，该现象是钝化现象，与金属活动性顺序无关；D项，构成原电池的装置中，作负极的金属加速被腐蚀，作正极的金属被保护，Fe、Zn和电解质构成原电池，Zn易失电子作负极，Fe作正极，则Fe被保护，所以能用金属活动性顺序解释。‎ 答案　C ‎8．铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2‎ ‎]。下列说法不正确的是(　　)‎ A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C．工业上常采用电解法制取粗铜 D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S 解析　CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。‎ 答案　C ‎9．分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理中，正确的是(　　)‎ A．银和汞均为不活泼金属，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼 B．钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜 C．工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝 D．镁比铝活泼，所以镁也能与NaOH溶液反应产生氢气 解析　钠比铜活泼，但将钠放入硫酸铜溶液中钠与水反应，不能从硫酸铜溶液中置换出铜，B项错误；工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，但熔融氯化铝不导电，所以不能用电解熔融氯化铝的方法来制取铝，C项错误；铝片能够与NaOH溶液反应，而镁条与NaOH溶液不反应，D项错误。‎ 答案　A ‎10．(2018·六安模拟)铜、银、金是人类最早认识的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金的强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜的强，他们设计了如下方案：‎ ‎(1)铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出；‎ ‎(2)铁、铜与氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2；‎ ‎(3)足量的铁粉和铜粉与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4；‎ ‎(4)铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解；‎ ‎(5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生；‎ ‎(6)把铁片和铜片置于盛有浓硝酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上有气泡产生，而铜片上无气泡产生。‎ 以上设计方案中合理的有(　　)‎ A．两种 B．三种 C．四种 D．五种 解析　(1)铁能置换铜，活动性Fe＞Cu；(5)铁、铜、稀H2SO4构成原电池，铁为负极，铜为正极，则活动性Fe＞Cu；(1)、(5)合理。‎ 答案　A ‎11．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：‎ 方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是(　　)‎ A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小 C．溶液A和B均可选用稀硝酸 D．实验室中方案Ⅱ更便于实施 解析　盐酸和Al反应，剩余Cu，利用产生的H2的体积，即可求出Al的质量分数，从而得出Cu的质量分数；若用NaOH和Al反应，根据产生的H2的体积，也可求出Cu的质量分数，A正确；如果B选用浓硝酸，浓硝酸可以和Cu反应，铝钝化使剩余铝的固体质量偏大，从而使测得Cu的质量分数偏小，B正确；如果选用稀硝酸，稀硝酸与Cu、Al均反应，就会造成方案Ⅱ中没有固体剩余，C错误；无论选用NaOH溶液还是盐酸，最后剩余的固体都是Cu，利用方案Ⅱ直接测固体的质量比较方便，而方案Ⅰ测气体的体积比较麻烦，所以方案Ⅱ更便于实施，D正确。‎ 答案　C ‎12．下图是以橄榄岩(主要成分为硅酸镁，还有少量的Fe3＋、Fe2＋、Al3＋及少量不溶于酸的杂质)为原料，制备硫酸镁晶体的流程图：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去Si B．加氨水调节pH＝7～8，目的是使Fe3＋、Al3＋转化为氢氧化物沉淀而除去 C．加H2O2溶液时发生的主要反应为H2O2＋Fe2＋＋2H＋===Fe3＋＋2H2O D．粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是使硫酸镁晶体结晶得更漂亮 解析　硅酸不溶于水，过滤1所得固体是硅酸，A项错误；C项电荷不守恒，故错误；从粗硫酸镁晶体到硫酸镁晶体的一系列操作是为了提纯，D项错误。‎ 答案　B 二、填空题 ‎13．某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”，“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如表所示：‎ 物质 Al Al2O3‎ Fe Fe2O3‎ 熔点/℃‎ ‎660‎ ‎2 054‎ ‎1 535‎ ‎1 462‎ 沸点/℃‎ ‎2 467‎ ‎2 980‎ ‎2 750‎ ‎－‎ ‎(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。‎ ‎(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是________，反应的离子方程式为____________________________‎ ‎__________________________________________________________。‎ ‎(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是________(填字母)。‎ A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液 解析　(1)根据铁、铝的熔点、沸点，在一定温度下Fe、Al能熔合。(2)根据Al与碱液反应生成H2，可证明Al的存在，故选用NaOH溶液。(3)Fe、Al均为活泼金属，可以用稀H2SO4溶解。‎ 答案　(1)合理 ‎(2)NaOH溶液　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑‎ ‎(3)B ‎14．(2018·荆州模拟)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究，探究的问题和过程如下：‎ ‎(1)为探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一样具有两性，除选择Cu(OH)2外，必须选用的试剂为________(填字母)。‎ a．氨水 B．氢氧化钠溶液 c．稀硫酸 D．冰醋酸 ‎(2)为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：‎ ‎①将CuO粉末加热至1 ‎000 ℃‎以上完全分解成红色的Cu2O粉末，该实验说明：在高温条件下，＋1价Cu比＋2价Cu更________(填“稳定”或“不稳定”)。‎ ‎②向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子方程式为_________________________________________________，‎ 由此可知，在酸性溶液中，＋1价Cu比＋2价Cu更________(填“稳定”或“不稳定”)。‎ ‎(3)为了探究氨气能否和氢气一样还原CuO，他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画)，装置A产生氨气，按气流方向连接各仪器接口，顺序为 a→________→________→________→________→________→________→h。‎ ‎①实验开始时，打开分液漏斗的活塞K，发现浓氨水没有滴下，如果各仪器导管均没有堵塞，则可能的原因是_______________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎②实验结束后，装置B中固体由黑色变为红色，装置E中收集到无色无味的气体，在空气中无颜色变化，点燃的镁条可以在其中燃烧，则B装置中发生反应的化学方程式为____________________________________________________。‎ ‎③装置C中的球形装置的作用是__________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ 答案　(1)bc　(2)①稳定　②Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O　不稳定　(3)g　f　b　c　d　e(b、c位置可互换)　①没有将分液漏斗上口的玻璃塞打开　②3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O　③防倒吸 ‎15．银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：‎ ‎[注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为‎450 ℃‎和‎80 ℃‎]‎ ‎(1)电解精炼银时，阴极反应式为_________________________________。‎ 滤渣A与稀硝酸反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_______________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(2)固体混合物B的组成为________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为________________________________________________________________‎ ‎______________________________________________________________。‎ ‎(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：‎ ‎________CuO＋________Al2O3________CuAlO2＋________。‎ ‎(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上‎5.0 kg废料中的铜可完全转化为________ mol CuAlO2，至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________ L。‎ ‎(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________________________、过滤、洗涤和干燥。‎ 解析　(1)电解精炼银时，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag；气体变色是因为发生反应：2NO＋O2===2NO2。‎ ‎(2)NaOH与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3、Cu(OH)2，由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解温度知，煮沸时Cu(OH)2分解，Al(OH)3则不分解，则固体混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH过量，Al(OH)3会转化为NaAlO2。‎ ‎(3)反应前CuO中铜元素＋2价，反应后CuAlO2中铜元素＋1价，反应过程中铝元素的化合价不变，只有氧元素被氧化生成O2，根据得失电子数相等知，CuAlO2和O2的化学计量数之比为4∶1，配平后的化学方程式为4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑。‎ ‎(4)生成CuAlO2的物质的量为＝50 mol，至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25 mol，即至少需要1.0 mol·L－1的Al2(SO4)3溶液‎25 L。‎ ‎(5)由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。‎ 答案　(1)Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2‎ ‎(2)CuO、Al(OH)3　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O ‎(3)4　2　4　O2↑　(4)50　25　(5)蒸发浓缩、冷却结晶