【新高考】高三化学一轮复习提升练习-第12讲-镁、铝、铜及其化合物-金属冶炼.docx

1(2020·河北承德一中模拟)平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了 20 能发热4 h的智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35 m、重量仅为10 kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是()A石墨烯是能导热的金属材料B铝合金是密度较低的金属材料C碳纤维是耐低温的无机非金属材料D新型材料种类多、用途广【答案】A【解析】石墨烯为非金属材料，A错误。2(2020·湖南怀化联考)下列有关金属的说法中正确的是()A生铁比纯铁抗腐蚀能力更强B青铜、不锈钢、硬铝都是合金C性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用D单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属【答案】B【解析】生铁容易被腐蚀，比纯铁抗腐蚀能力弱，A项错误；青铜、不锈钢、硬铝都是合金，B项正确；性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用，C项错误；单质铝在空气中比较耐腐蚀，是因为其表面有一层致密的氧化膜，铝是活泼金属，D项错误。3(2020·河南八市第一次联考)天工开物中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是()A青铜B黄铜C赤铜D白铜【答案】C【解析】赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜锡合金，黄铜是铜锌合金，白铜是铜镍合金，C项正确。4(2020·河南省实验中学高三质检)天工开物中记载“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”指金属锌和铅的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶炼Zn的化学方程式：ZnCO32CZn3COD该冶炼锌的方法属于热还原法【答案】A【解析】由题意可知，“倭铅”指金属锌，不是锌和铅的混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳做还原剂，故B、C、D均正确。5(2020·湖南长郡中学一模)实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示：下列叙述错误的是()A合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境B“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2C加入锌粉时反应的离子为Cu2D“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnO【答案】D【解析】合理处理废弃旧电池中的铜帽既有利于保护环境，又实现了资源的再利用，A项正确；在酸性条件下，O2能将铜氧化为Cu2，化学方程式为2Cu2H2SO4O2=2CuSO42H2O，B项正确；加入适量锌粉，发生的反应为ZnCu2=CuZn2，C项正确；“过滤”后直接将溶液蒸发结晶得硫酸锌和硫酸钠的混合物，高温灼烧时，硫酸锌和硫酸钠均不分解，D项错误。6(2020·山东东营一中模拟)不同的金属在冶炼方法上也有所不同。下列说法正确的是()A钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制B铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单C由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D炼铁时加入的焦炭除了用来制造还原剂一氧化碳外，还提供热量【答案】D【解析】A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，Al及其合金被广泛使用是因为Al及其合金有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。7(2020·山东济宁高三质检)利用如图装置做铝热反应实验。下列说法不正确的是()A该反应的化学方程式是2AlFe2O32FeAl2O3B该反应会产生高温，发出强光C根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属D若反应中转移3 mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1 mol【答案】D【解析】反应中转移3 mol电子，即1 mol Al参加反应，则消耗氧化剂Fe2O3的物质的量为0.5 mol。8(2020·哈尔滨三中模拟)下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液中通入少量氨，有蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无【答案】D【解析】稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿，、均正确，且有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，B错误；硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，、均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，错、对，且没有因果关系，D正确。9(2020山东·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(s)3H2O(g)Fe2O3(s)3H2(g)B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【答案】A【解析】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(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)，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，氧化铜与氢气反应生成铜和水，发生反应的化学方程式为CuOH2CuH2O，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，铝粉与Fe3O4发生铝热反应生成氧化铝和铁单质，故D正确。10(2020·安徽淮北一中模拟）向HCl、AlCl3混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，生成沉淀的物质的量随NaOH溶液加入量的变化关系如图所示，则下列离子组在对应的溶液中一定能大量共存的是()AM点对应的溶液中：K、Fe2、SO、NOBN点对应的溶液中：K、NH、Cl、COCS点对应的溶液中：Na、SO、HCO、NODR点对应的溶液中：Na、SO、Cl、NO【答案】D【解析】M点盐酸有剩余，溶液显酸性，H、Fe2、NO发生氧化还原反应，不能大量共存，故A错误；N点HCl与NaOH恰好反应，溶液中含AlCl3，Al3、CO相互促进水解，不能大量共存，故B错误；S点AlCl3没有完全反应，Al3、HCO相互促进水解，不能大量共存，故C错误；R点生成偏铝酸钠，溶液显碱性，D组离子之间不反应，可大量共存，故D正确。11.(2020·河南洛阳一中质检)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示：下列判断不合理的是()A.Al、Ga均处于第A族B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2D.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3【答案】D【解析】Ga与Al同主族，均处于第A族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；化学反应遵循强酸制弱酸的原理，在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，镓酸的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3Ga(OH)3，D项错误。12. (2020·河北石家庄二中模拟）从海水中提取镁的工艺流程如图所示：下列说法错误的是()A.用此法提取镁的优点之一是原料来源丰富B.步骤电解MgCl2时阴极产生氯气C.步骤可将晶体置于HCl气体氛围中脱水D.上述工艺流程中涉及化合、分解和复分解反应【答案】B【解析】海水中含有大量的镁，A项正确；电解MgCl2时，阳极产生Cl2，B项错误；加热脱水过程中Mg2能水解生成Mg(OH)2，为防止Mg2水解，应在HCl气体氛围中脱水，C项正确；、分别为分解反应、化合反应、复分解反应，D项正确。13. (2020·福建双十中学模拟）在一定条件下，向Al2O3和过量C粉的混合物中通入氯气，可制得易水解的AlCl3，实验装置如图所示。下列说法不正确的是()A.装置c中盛装的是浓硫酸B.实验时应先点燃装置d处酒精灯，再点燃装置a处酒精灯C.此反应中的尾气，除氯气外都可直接排放到大气中D.该装置不完善，其中应改进的一项是在装置d、e之间添加一个干燥装置【答案】C【解析】装置a制取Cl2，装置b除去Cl2中的HCl，装置c干燥Cl2，装置d制备AlCl3，装置e处理尾气。装置c中盛装的是浓硫酸，用来干燥Cl2，A正确；实验时应先点燃装置d处酒精灯，再点燃装置a处酒精灯，可以充分利用Cl2，B正确；此反应中的尾气，除Cl2外还有CO等，不能直接排放到大气中，C错误；为防止装置e中的水蒸气进入装置d，应在装置d、e之间添加一个干燥装置，D正确。14. (2020·广东深圳中学模拟）下列曲线图与对应的选项相符合的是()A.向1 L浓度均为0.1 mol·L1的NaAlO2、Ba(OH)2混合溶液中加入0.1 mol·L1的稀H2SO4B.向1 L浓度分别为0.1 mol·L1和0.3 mol·L1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L1的稀NaOH溶液C.向烧碱溶液中滴加明矾溶液D.向AlCl3溶液中滴加过量氨水【答案】A【解析】A项，Ba(OH)2和NaAlO2中加入稀H2SO4，发生的反应依次为Ba22OH2HSO=BaSO42H2O、AlOHH2O=Al(OH)3、Al(OH)33H=Al33H2O，所以加入1 L稀H2SO4时Ba(OH)2反应完，再加0.5 L稀H2SO4时AlO反应完，再加1.5 L稀H2SO4时，Al(OH)3全部溶解，正确；B项，向1 L浓度分别为0.1 mol·L1和0.3 mol·L1的AlCl3、NH4Cl的混合溶液中加入0.1 mol·L1的NaOH溶液，发生的反应依次为Al33OH=Al(OH)3、OHNH=NH3·H2O、Al(OH)3OH=AlO2H2O，所以沉淀Al3和溶解Al(OH)3所用NaOH溶液的体积之比为31，而图像中是11，错误；C项，向烧碱溶液中滴加明矾溶液，发生的反应依次为Al34OH=AlO2H2O、Al33AlO6H2O=4Al(OH)3，所以无现象阶段与产生沉淀阶段所加入的明矾溶液体积之比为31，错误；D项，向AlCl3溶液中滴加过量氨水，沉淀不会溶解，错误。15.(2020·河北保定一中质检)工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：对上述流程的判断正确的是()A.试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物B.CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替C.反应中的离子方程式为CO2AlO2H2O=Al(OH)3HCOD.工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低【答案】C【解析】A项，试剂X应为强碱溶液，使Al2O3溶解；B项，若用强酸代替CO2，强酸过量时，Al(OH)3会溶解，不能保证生成Al(OH)3沉淀；D项，因Al比Fe活泼，不能用Fe置换Al。16(2020·广西桂林十八中模拟）室温下，在0.2 mol·L1 Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0 mol·L1 NaOH溶液，实验测得溶液pH随NaOH溶液体积变化曲线如图，下列说法正确的是()Aa点，离子方程式为Al33OH=Al(OH)3Bab段，溶液pH增大，促进了氢氧化铝的碱式电离Cbc段，加入的OH主要用于生成Al(OH)3沉淀Dd点时，Al(OH)3沉淀开始溶解【答案】C【解析】硫酸铝水溶液呈酸性，a点发生Al33H2OAl(OH)33H，A错误；ab段pH增大，c(OH)增大，促进了Al(OH)3的酸式电离，抑制碱式电离，B错误；bc段发生Al33OH=Al(OH)3，C正确；c点后pH发生突变，是由于氢氧化钠过量，Al(OH)3沉淀开始溶解，而d点pH大于10，氢氧化钠远远过量，溶液为偏铝酸钠和NaOH的混合溶液，D错误。二、非选择题17(2020·山西太原五中模拟)历史上金、银、铜主要作为货币或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它的_(填字母)。A硬度适中B密度适中C在自然界都可得到纯净的单质D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是_币，表面一直未被氧化的原因是_。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是_(填字母)。A观察颜色B查看图案C用手掂量轻重D滴一滴硝酸在币的表面，观察现象【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中很稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中有Zn、Cu，均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。【答案】(1)D(2)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO32CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3紫红金金不活泼，不易被氧化(3)D18(2020·河北辛集中学模拟)铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式：_。(3)火法炼铜的原理为Cu2SO22CuSO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移_mol e。(4)据报道，有一种叫ThibacillusFerroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS22H2SO417O2=4CuSO42Fe2(SO4)32H2O。利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：检验溶液B中Fe3是否被除尽的实验方法：_。在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：方案一_；方案二_。【解析】(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为CuH2O22H=Cu22H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2。(3)反应中Cu元素化合价由1价降低到0价，O元素化合价由0价降低到2价，S元素化合价由2价升高到4价，由化学方程式可计算出电子转移数目。(4)检验溶液B中Fe3是否被除尽的试剂是KSCN溶液。取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红证明含有Fe3，若不变红证明不含Fe3。从硫酸铜溶液中得到金属铜，可以加入铁粉置换出铜，反应的化学方程式为CuSO4Fe=FeSO4Cu；也可用惰性电极电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为2CuSO42H2O2CuO22H2SO4。【答案】(1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu22COH2O=Cu2(OH)2CO3CO2(3)3(4)取少量溶液B于试管中，加入KSCN溶液，若溶液变红证明含有Fe3，若不变红证明不含Fe3CuSO4Fe=FeSO4Cu(答案合理即可)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(答案合理即可)19(2020·北京101中学模拟)镁及其化合物是实验设计的热点载体，查阅资料。2NO22NaOH=NaNO2NaNO3H2OMg3N2与水反应常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数均为1.8×105.探究镁的性质。某学习小组设计实验探究镁与二氧化氮反应的产物，实验装置如图所示。(1)B装置中的试剂是_；D装置的作用是_。(2)实验时，先启动A装置中的反应，当C装置中充满红棕色气体时点燃酒精灯，这样操作的目的是_。(3)确定有N2生成的实验现象是_。(4)实验完毕后，设计实验确认产物中有Mg3N2，取少量C装置的玻璃管中的残留固体于试管中，滴加蒸馏水，_，则产物中有氮化镁。(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等，C装置的玻璃管中发生反应的化学方程式为_。.探究Mg(OH)2在氯化铵溶液中溶解的原因。供选试剂有氢氧化镁、蒸馏水、硝酸铵溶液、盐酸、醋酸铵溶液。取少量氢氧化镁粉末投入氯化铵溶液中，振荡，白色粉末全部溶解。为了探究其原因，他们提出两种假设。假设1：氯化铵溶液呈酸性，HOH=H2O，促进Mg(OH)2溶解。假设2：NHOH=NH3·H2O，促进Mg(OH)2溶解。(6)请你帮他们设计实验，探究哪一种假设正确：_。【解析】(1)B装置中的试剂用于干燥二氧化氮，由于二氧化氮与水反应生成酸，故不能用碱性干燥剂，应选择酸性或中性干燥剂，如P2O5等；D装置的作用是吸收E装置中挥发出来的水蒸气，防止E装置中的水蒸气进入C装置的玻璃管中干扰实验。(3)依据题中信息，过量的二氧化氮可以被氢氧化钠溶液吸收，所以确定有N2生成的实验现象是E装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起。(5)经测定，Mg与NO2反应生成MgO、Mg3N2和N2，其中Mg3N2和N2的物质的量相等。所以C中发生反应的化学方程式为11Mg4NO28MgOMg3N2N2。(6)常温下，NH3·H2O、CH3COOH的电离常数相同，所以CH3COONH4溶液显中性。因此，可以设计如下实验：取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确。【答案】(1)P2O5(或其他合理答案)吸收E装置中挥发出来的水蒸气(2)排尽装置内的空气，避免O2、CO2、N2等与镁反应(3)E装置中产生气泡，瘪气球缓慢鼓起(4)产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(5)11Mg4NO28MgOMg3N2N2(写成4Mg2NO24MgON2、3MgN2Mg3N2也可)(6)取少量氢氧化镁于试管中，加入足量CH3COONH4溶液，若白色固体溶解，则假设2正确；若白色固体不溶解，则假设1正确20（2020·江西白鹭洲中学模拟）无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备，流程如下：已知：AlCl3、FeCl3分别在183 、315 时升华(1)铝离子的结构示意图为_，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是_。(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为_；炉气中残余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其离子方程式为_。(3)700 时，升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。请选择合适的温度范围_。a低于183 B介于183 和315 之间c高于315 (4)样品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。m克样品NaAlO2溶液Al(OH)3n克Al2O3计算该样品中AlCl3的质量分数_(结果用m、n表示，不必化简)。【解析】(1)铝离子的结构示意图为，实验室配制氯化铝溶液时加入盐酸的目的是防止氯化铝水解。(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为Al2O33Cl23C2AlCl33CO；炉气中残余的少量Cl2，可用NaOH溶液吸收，其离子方程式为Cl22OH=ClOClH2O。(3)AlCl3、FeCl3分别在183 、315 时升华，为实现FeCl3和AlCl3的分离，让温度介于183 315 ，使氯化铝升华。(4)n克 Al2O3中n(Al)×2 mol，样品中AlCl3的物质的量为×2 mol，质量为×2 mol×133.5 g·mol1，该样品中AlCl3的质量分数为×100%。【答案】(1) 防止氯化铝水解(2)Al2O33Cl23C2AlCl33COCl22OH=ClOClH2O(3)b(4)×100%或×100%