用途广泛的金属材料一、选择题(本题共10个小题，每小题5分，共50分)1．(2022·重庆高考)下列叙述正确的是( )A．Fe与S混合加热生成FeS2B．NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3C．过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成D．白磷在空气中加热到一定温度能转化为红磷2．化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中，不正确的是( )A．与铜质水龙头连接处的钢质水管易发生腐蚀B．明矾常作为净水剂C．金属钠、镁等活泼金属着火时，可以使用泡沫灭火器来灭火D．发酵粉中主要含有碳酸氢钠，能使焙制出的糕点疏松多孔解析：Fe、Cu、H2O可形成原电池，Fe作负极发生氧化反应，Fe生锈；KAl(SO4)2中Al3＋水解，Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，具有净水作用；Na燃烧后生成Na2O2,2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，金属镁也能与CO2反应，均不能用泡沫灭火器灭火，应用砂子盖灭；NaHCO3受热分解生成气体，2NaHCO3Na2CO3＋H2O＋CO2↑，使食物疏松多孔。答案：C3．纯铁的熔点为1535℃，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1200℃左右就熔化了，这是因为( )A．铁的纯度越高熔点越低B．合金的熔点比其成分物质的熔点高C．因为形成了铁碳合金，所以熔点变低D．在高炉中熔化的过程中发生了化学反应解析：合金的熔点比各成分的熔点都低。答案：C8\n4．下列有关金属的说法中，不正确的是( )A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金B．铜表面易形成致密的氧化膜C．工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D．铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀解析：通常情况下Cu表面生成铜绿(碱式碳酸铜)，该物质非常疏松；Al易氧化生成致密的Al2O3薄膜，防止内部Al继续氧化。答案：B5．X、Y、Z、M四种金属，已知①X可以从Y的盐溶液中置换出Y；②X和Z作原电池电极时，Z为正极；③Y和Z的离子共存于电解液中，Y离子先放电；④M的离子的氧化性强于Y的离子。则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为下列的( )A．X＞Y＞Z＞M B．X＞Z＞M＞YC．M＞Z＞X＞Y D．X＞Z＞Y＞M解析：①金属活动性强的金属单质可以把金属活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。②两种不同金属做电极组成原电池时，较活泼的金属作负极。③金属单质的活动性越弱，其离子的氧化性越强，在电解时先放电。④金属单质的活动性越强，其离子的氧化性越弱。答案：D6．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：A项铜与盐酸或NaOH(aq)均不反应，故均可选用；B项浓HNO3使铝钝化，表面生成致密的氧化膜，导致铝质量偏大，Cu的质量分数偏小；D项称质量比测气体体积更易实施。答案：C7．在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后，有少量金属析出，过滤，向滤液中滴加盐酸，有白色沉淀生成，该沉淀不溶于稀硝酸，则析出的金属是( )A．Cu和Ag B．Ag8\nC．Cu D．Cu和Fe解析：由于氧化性Ag＋＞Cu2＋，则Fe先与Ag＋反应，完全消耗掉Ag＋后才会与Cu2＋反应，而题中说明Fe与Ag＋反应后Ag＋还剩余(加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀AgCl生成)，则Cu2＋一定未与Fe反应，只发生2Ag＋＋Fe===2Ag＋Fe2＋。答案：B8．下面有关铜的化合物的性质叙述中正确的是( )A．CuSO4变成CuSO4·5H2O是物理变化B．一定条件下，新制的Cu(OH)2浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应C．CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2D．Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2＋解析：A项中变化属于化学变化；Cu(OH)2是碱，能与酸反应，B项错；CuO不能与水反应，C项错；Cu2O中铜处于低价态、能被强氧化剂硝酸氧化。答案：D9．Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )A．三者对应的氧化物均为碱性氧化物B．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C．制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al10．(2022·铁力模拟)常温下，将1.92g铜加入到100mLH2SO4和HNO3的混合液中，Cu全部溶解，放出无色气体，再向溶液中加入足量铁粉，充分反应，此时收集到448mL(标准状况)的氢气。下列有关结论不正确的是( )A．溶解的铁粉为2.8gB．原溶液中c(SO)＝0.5mol·L－1C．原混合溶液中c(H＋)＝1.2mol·L－1D．原溶液中n(NO)＝0.08mol解析：在铜与硝酸及硫酸反应后的溶液中加铁粉生成氢气，由此判断前一步反应中NO已完全反应，即产物为CuSO4、NO和水，铜的物质的量为0.03mol，根据电子得失守恒得出参加反应的HNO3为0.02mol，D项错。加入铁后铁和稀硫酸、硫酸铜反应，根据铜离子的物质的量及氢气的物质的量，求算出铁粉的质量为2.8g，再综合第一步和第二步反应求出c(SO)和c(H＋)。8\n答案：D二、非选择题(本题共4个小题，共50分)11．(10分)要除去铜屑中的少量铁屑。某同学设计了以下两个实验方案：①过滤―→洗涤②过滤―→洗涤(1)写出两个实验方案中有关反应的离子方程式：①__________________________________________________；②__________________________________________________。(2)以上两个实验方案中，你愿意选择的是_________________________________。理由是____________________________________________________________________________________________________。(3)你是否有更简便的方法？写出你的做法。解析：除杂时选择的试剂只能与杂质反应，不能与主要物质反应，除杂的同时不能引入新的杂质。答案：(1)①Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋②Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)方案② 方案①生成的铜可能附着在铁的表面，导致很难完全除去其中的铁屑；方案②中的铁可完全与稀硫酸反应而铜不反应 (3)用磁铁进行分离12．(12分)(2022·潍坊模拟)某同学拟用粗氧化铜(含少量FeO及不溶于酸的杂质)制取无水氯化铜，流程如图：(1)步骤①中氧化铜与盐酸反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________。(2)步骤②中加入H2O2的目的_________________________________________________，沉淀Ⅱ的化学式为__________________________________________________。(3)已知：8\n氢氧化物开始沉淀时的pH氢氧化物沉淀完全时的pHFe3＋1.93.2Cu2＋4.76.7Fe2＋79步骤③中调节pH的最佳范围为________，调节溶液pH的试剂X可以是________。a．NaOH B．CuO C．Cu(OH)2 D．NH3·H2O(4)步骤④的操作是________，过滤、洗涤、干燥。为得到无水CuCl2，步骤⑤需在干燥的HCl气流中加热CuCl2·2H2O，原因是____________________________________________________________________________________________________。解析：(2)粗CuO中混有FeO溶于盐酸后生成Fe2＋，根据氢氧化物沉淀时的pH，需把Fe2＋转化成Fe3＋，故加入H2O2。(3)调节pH使Fe3＋完全沉淀而不沉淀Cu2＋，故pH应控制在3.2～4.7，为不引入杂质应选择CuO、Cu(OH)2调节pH。(4)CuCl2从溶液中析出，需蒸发溶液，冷却结晶。为防止CuCl2水解，应在HCl干燥气流中加热。答案：(1)CuO＋2H＋===Cu＋H2O(2)将Fe2＋氧化成Fe3＋ Fe(OH)3(3)3.2～4.7 bc(4)蒸发浓缩、冷却结晶 防止CuCl2发生水解13．(14分)(2022·天津高考)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为________________________________________；得到滤渣1的主要成分为________。(2)第②步加H2O2的作用是__________________________________________________，使用H2O2的优点是__________________________________________________，8\n调溶液pH的目的是使________生成沉淀。(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是____________________________________________________________________________。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，________方案不可行，原因是____________________________________________________________________________________________________；从原子利用率角度考虑，________方案更合理。(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液至bmL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝________；下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子解析：本题通过无机流程化工试题考查元素化合物知识，意在考查考生的实验能力和计算能力。(1)Cu与混酸反应的离子方程式为：Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O(氢离子浓度较大时相当于Cu与浓HNO3反应)或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O(氢离子浓度不很大时相当于Cu与稀HNO3反应)；Au、Pt不溶于酸，以滤渣形式被过滤出来。(2)结合流程中滤液2和滤渣2得到产品可知调节pH的目的是使Al3＋、Fe3＋均转化为沉淀进入滤渣2中。(3)由胆矾制取无水硫酸铜可直接加热脱水即可。(4)因滤渣2中含有Fe(OH)3沉淀，甲方案没有除去酸浸时产生的Fe3＋，使制得晶体中含有大量杂质Fe2(SO4)38\n，故甲方案不可取；方案乙中用铝与Fe3＋反应，产品中生成的含铝化合物增多，原子利用率高；丙中消耗的酸、碱多，原子利用率低。(5)ag样品中含有m(CuSO4·5H2O)＝(10－3×bL×cmol/L)×250g·mol－1×，故ag样品中CuSO4·5H2O的质量分数为：×100%；未干燥锥形瓶对测定结果无影响，滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡使读取的消耗EDTA的体积减少，从而导致测定结果偏小，未除净与EDTA反应的干扰离子将使消耗EDTA体积变大导致测定结果偏高。答案：(1)Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Au、Pt(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋ 不引入杂质，对环境无污染 Fe3＋、Al3＋ (3)加热脱水(4)甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙(5)×100% c14．(14分)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)绿色固体中含有的元素是________。(2)加热后试管中剩余的黑色物质是________。(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为__________________________________________________8\n__________________________________________________。(4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________。(5)实验装置最后的干燥管的作用是_________________________________________________________________________________________。(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________________________________，为什么？____________________________________________________________________________________________________。8
