2021版高考化学一轮复习核心素养测评十六金属材料复合材料含解析鲁科版.doc

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1、金属材料复合材料一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.下列说法中正确的是()A.CuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高C.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D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行【解析】选C。CuOCu(OH)2不能通过一步实现,A错误;铝合金比纯铝的熔点低,B错误;金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成铜绿,C正确;铜表面不能形成致密的氧化膜,D错误。2.高考组合题下列离子方程式书写正确的是()A.2017海南,6B硫化亚铁与

2、浓硫酸混合加热:2H+FeSH2S+Fe2+B.2017海南,6C向硫酸铝溶液中滴加碳酸钠溶液:2Al3+3CAl2(CO3)3C.2017浙江4月选考,13C酸性氯化亚铁溶液中加入双氧水:2Fe2+H2O22Fe3+O2+2H+D.2016天津理综,4B用氢氧化钠溶液除去镁粉中的杂质铝:2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2【解析】选D。 硫化亚铁具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,二者应该发生氧化还原反应而不是复分解反应,A项错误;硫酸铝与碳酸钠发生相互促进的水解反应2Al3+3C+3H2O2Al(OH)3+3CO2,B项错误;氯化亚铁与H2O2发生氧化还原反应,H2O2为氧化剂,对应的还原

3、产物应该为H2O,方程式为H2O2+2Fe2+2H+2Fe3+2H2O,C项错误。3.铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过如图所示工艺可以冶炼金属铝。有关说法中不正确的是()铝土矿abcdAlA.中除加试剂外,还需要进行过滤操作B.a、b中铝元素的化合价相同C.中需要通入过量的氨气D.进行的操作是过滤、加热,而且d一定是氧化铝【解析】选C。铝土矿中的二氧化硅不溶于盐酸,需要过滤除去,a中的氯化铁能与氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,需要过滤除去,A正确;a中氯化铝的铝元素的化合价为+3,b中Al(OH)4-铝元素的化合价为+3,B正确;是将Al(OH)4-转化为氢氧化铝沉淀,需要

4、通入过量二氧化碳,C错误;进行的操作是过滤,得到氢氧化铝沉淀,再加热,使氢氧化铝分解生成氧化铝,故d一定是氧化铝,D正确。4.新制氢氧化铜存在平衡:Cu(OH)2+2OH-Cu(OH(深蓝色)。某同学进行下列实验:下列说法不正确的是()A.中出现蓝色沉淀B.中现象是Cu(OH)2+2OH-Cu(OH正向移动的结果C.中现象证明葡萄糖具有还原性D.对比和可知Cu(OH)2氧化性强于Cu(OH【解析】选D。CuSO4溶液与NaOH溶液反应可生成蓝色沉淀Cu(OH)2,A正确。新制Cu(OH)2存在平衡:Cu(OH)2+2OH-Cu(OH,加入NaOH,氢氧根离子的浓度增大,平衡正向移动,B正确。中

5、加入葡萄糖溶液有砖红色的沉淀生成,说明葡萄糖中含有醛基,所以葡萄糖具有还原性,C正确。中氧化葡萄糖的是Cu(OH,而中未生成砖红色沉淀,可知氧化性:Cu(OH)2Cu(OH,D错。二、非选择题(本题包括2小题,共26分)5.(14分)铜及其化合物在工农业生产有着重要的用途,氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。【查阅资料】()氯化铜:从水溶液中结晶时,在15 以下得到四水物,在1525.7 得到三水物,在2642 得到二水物,在42 以上得到一水物,在100 得到无水物。()(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)

6、制备氯化铜。按气流方向连接各仪器接口的顺序是:a_、_、_、_。本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先后_。(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路板时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,写出该反应的化学方程式:_。(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl22H2O,进行如下操作:首先向溶液中加入H2O2溶液然后再加试剂X用于调节pH,过滤,除去杂质,X可选用下列试剂中的_(填序号)。a.NaOH b.NH3H2O c.CuO d.CuSO4要获得纯净CuCl22H2O晶体的系列操作步骤为:向所得滤液中加少量盐酸,蒸发浓缩、_、_、洗涤、干燥。(4)用CuCl22H2

7、O为原料制备CuCl时,发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质,若杂质是CuCl2,则产生的原因是_。(5)设计简单的实验验证0.1 molL-1的CuCl2溶液中的Cu2+对H2O2的分解具有催化作用。【解析】(1)用装置A制备Cl2,制得的Cl2中混有HCl、H2O(g),所以将气体先通过盛饱和食盐水的装置C除去HCl,再通过盛浓硫酸的装置E干燥Cl2,用纯净、干燥的Cl2与Cu反应制备CuCl2;由于Cl2会污染大气,最后用盛放NaOH溶液的装置B吸收尾气;同时注意洗气时导气管应长进短出;按气流方向连接各仪器接口的顺序是:ad、eh、if、gb。实验室用MnO2和浓盐酸加热制Cl2,C

8、u与Cl2加热反应制备CuCl2,则装置A和装置D需要加热;为了防止Cu与空气中的O2反应生成CuO,所以实验时必须先加热装置A产生Cl2,用生成的Cl2赶尽装置中的空气后再加热装置D。(2)Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2和FeCl2。(3)向(2)所得溶液中加入H2O2溶液将Fe2+氧化成Fe3+,加入试剂X调节pH除去Fe3+。a项,加入NaOH可调节pH除去Fe3+,但引进新杂质Na+;b项,加入NH3H2O可调节pH除去Fe3+,但引进新杂质N;c项,加入CuO可调节pH除去Fe3+,且不引入新杂质;d项,加入CuSO4不能调节pH除去Fe3+。根据题给资料()要获得CuCl2

9、2H2O需控制温度在2642 ,然后过滤。(4)根据资料(),CuCl22H2O在HCl气流中加热到140 失去结晶水生成CuCl2,继续加热到温度大于300 时生成CuCl和Cl2,若发现CuCl中含有杂质CuCl2,产生的原因是加热温度低或加热时间不够。(5)要证明0.1 molL-1 CuCl2溶液中的Cu2+对H2O2的分解具有催化作用可采用控制变量法,控制H2O2溶液等浓度、等体积,两溶液中Cl-浓度相同。答案:(1)dehifgbA、D(2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2(3)c冷却到2642 结晶过滤(4)加热温度低(或加热时间不够)(5)取两支试管,加入等体积、等浓

10、度的过氧化氢溶液,一支加入几滴0.1 molL-1的CuCl2溶液,另一支加入几滴0.2 molL-1的NaCl溶液,滴加氯化铜溶液的试管产生气泡的速率快(其他合理答案也可)6.(12分)某工业含铜废料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分,利用该含铜废料可生产硝酸铜晶体Cu(NO3)23H2O,生产的工艺流程如图所示:回答下列问题:(1)“焙烧”过程中除生成SO2的反应外,另外一个反应的化学方程式是_。(2)“酸化”过程为加快反应速率,可采用的措施有_(写出一条即可),“酸化”的目的是_。(3)若试剂a为Zn,则“置换”的离子方程式为_,滤液中溶质的化学式是_。(4)“淘洗”的作用是_,

11、若图中淘洗液的主要溶质与滤液的溶质相同,则试剂b是_。(5)“反应”一步中使用20% HNO3和10% H2O2,整个过程无红棕色气体产生,则发生反应的化学方程式为_;若该步骤只使用20% HNO3,随着反应的进行,温度升高,出现大量红棕色气体,则还原剂与氧化剂的物质的量之比为_。(6)“一系列操作”是指化学实验操作,这些操作的名称是_。【解析】(1)加热条件下,Cu被O2氧化为CuO。(2)将焙烧物粉碎可增大固体物质与硫酸的接触面积;升高反应温度、增大反应物浓度均能加快化学反应速率。“酸化”的目的是使CuO溶解转化为Cu2+。(3)Zn的还原性比Cu强,故Zn与Cu2+反应生成Cu和Zn2+

12、;过滤后滤渣为Cu(含有Zn),滤液为硫酸锌溶液。(4)“淘洗”的目的是除去前面加入的过量锌,因此试剂b为稀硫酸。(5)“反应”过程中无红棕色气体产生,由此推知反应不生成NO或NO2,则反应的化学方程式为Cu+H2O2+2HNO3Cu(NO3)2+2H2O。根据生成大量红棕色气体可知生成的是NO2,因还原剂为Cu,化合价由0升高至+2,氧化剂为HNO3,其中N的化合价由+5降低为+4,由氧化还原反应中得失电子守恒可知该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为12。(6)“反应”后的溶液为Cu(NO3)2,经过蒸发、结晶、过滤可得到目标产物。答案:(1)2Cu+O22CuO(2)将焙烧物粉碎、升高酸

13、化温度、适当提高硫酸浓度(任写一条)将CuO转化为Cu2+(3)Zn+Cu2+Zn2+CuZnSO4(4)除去过量的Zn稀硫酸(5)Cu+H2O2+2HNO3Cu(NO3)2+2H2O12(6)蒸发、结晶、过滤(或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤)【加固训练】以海绵铜(主要成分为铜和氧化铜)为原料采用硝酸铵氧化分解技术生产氯化亚铜的工艺流程如图所示:请回答下列问题:(1)溶解时硫酸浓度一般控制在0.25 molL-1。配制1 000 mL此硫酸,需要质量分数为98%、密度为1.84 gcm-1的浓硫酸_ mL(小数点后保留1位数字)。(2)溶解时需要控制温度在6070 ,原因是_。(3)操作X的

14、名称是_。(4)还原、氯化过程的化学方程式是_。亚硫酸铵要适当过量,可能的原因是_(答出一条即可)。【解析】(1)浓硫酸的c=18.4(molL-1)。由18.4 molL-1V(浓)=0.25 molL-11 000 mL,得V(浓)13.6 mL。(2)由流程可以看出,温度过低,铜的溶解速率慢;温度过高,铵盐会发生分解。(3)操作X是将不溶杂质除去,故为过滤。(4)目的是制取CuCl,还原、氯化过程是将Cu2+还原为CuCl。亚硫酸铵适当过量,溶液中的离子浓度较大,可以提高反应速率,同时亚硫酸铵具有还原性,可以防止空气中的氧气将CuCl中+1价的Cu氧化。答案:(1)13.6(2)温度低,

15、铜的溶解速率慢;温度高,铵盐会发生分解(3)过滤(4)2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O2CuCl+2(NH4)2SO4+H2SO4可以提高反应速率,防止生成的CuCl被空气氧化(答出一条即可)一、选择题(本题包括4小题,每题6分,共24分)1.(高考试题改编)下列说法或转化正确的是()A.MgCO3MgCl2(aq)MgB.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C.钢铁厂用热还原法冶炼铁D.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应【解析】选C。Na、Mg属于活泼金属,用电解熔融NaCl、MgCl2的方法制备而不能电解NaCl溶液、MgCl2溶液,A、B错

16、误;电解熔融Al2O3制取Al的反应为2Al2O3(熔融)4Al+3O2,该反应属于氧化还原反应,D错误。2.(2020泉州模拟)为了比较铁和铜金属活动性强弱,某研究小组的同学设计了如下一些方案,并将实验结果记录如下:方案现象或产物将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片上有气泡,铜片上不产生气泡将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中,并用导线连接铁片溶解,铜片上有气泡产生能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案

17、一共有 ()A.2种B.3种C.4种D.5种【解析】选B。铁能置换出铜,证明铁比铜活泼;不能证明;铁能置换出稀硫酸中的氢,铜不能,证明铁比铜活泼;铁与铜形成原电池,铁作负极,铜作正极,证明铁比铜活泼,共有3种方案。3.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和另一种“反应物”在4050 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+Cl2CuCl+HCl(燃烧)D.CuH+HClCuCl+H2(常温)【解析】选C。另一种“反应物”具有还原性,才能

18、使铜的化合价降低,A正确;CuH不稳定,易分解,CuH可作氧化剂、还原剂,B正确;Cl2具有强氧化性,产物应为CuCl2和HCl,C错误;CuH跟盐酸反应能产生氢气,D正确。【加固训练】下列有关说法正确的是()A.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的B.铜在空气中能形成一层致密的氧化物薄膜C.CuSO4溶液中通入CO2气体产生蓝色沉淀D.若铜锈的主要成分为Cu2H2CO5,其中铜锈中Cu为+2价,C为+4价【解析】选D。Mg用电解法制取,A错误;铜在空气中被腐蚀生成铜绿Cu2(OH)2CO3,B错误;C项不符合强酸制取弱酸的原理,C错误;Cu2H2CO5中Cu为+2价,C为+4价,D正确。

19、4.某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O晶体的工艺流程如下:下列说法正确的是 ()A.焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2B.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C.滤渣中主要含铁的氧化物D.将获得的CuCl22H2O晶体加热可制得CuCl2固体【解析】选B。根据2CuS+3O22CuO+2SO2知, 1 mol CuS消耗1.5 mol O2,A错误;废气含SO2能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;滤渣中主要是氢氧化铁,C错误;Cu2+水解,CuCl22H2O晶体加热,不能得CuCl2固体,D错误。二、非选择题(本题包括

20、2小题,共26分)5.(12分)钛及其化合物在现代工业生产及人们的日常生活中有着重要的用途。工业上用钛铁矿石(主要成分为FeTiO3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)经如图所示工艺流程制备TiO2:其中,步骤发生的反应为2H2SO4+FeTiO3TiOSO4+FeSO4+2H2O。(1)净化钛铁矿石时,_(填“需要”或“不需要”)除去杂质FeO。 (2)净化钛铁矿石时,需用浓氢氧化钠溶液处理,写出该过程中两性氧化物发生反应的离子方程式:_ _。(3)步骤中加入的X可能是_(填字母),两步的目的是_。 A.H2O2B.KMnO4C.KOHD.SO2(4)写出步骤中发生反应的化学方程式: _

21、。 (5)可通过电解TiO2来获得Ti(同时产生O2),将处理过的TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaCl2为电解液,用炭块作电解槽。阴极的电极反应式为_。电解过程中需定期向电解槽中加入炭块的原因是_。 【解析】(1)FeTiO3、FeO与硫酸反应都生成FeSO4,故不需要除去钛铁矿石中的FeO。(2)杂质中的Al2O3是两性氧化物,反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-。(3)要除去Fe2+,需要将Fe2+转化为Fe3+,且不能引入新杂质,故X是H2O2,根据以上分析可知两步的目的是除去Fe2+。(4)根据转化关系图可知步骤中发生反应的化学方程式为TiOSO4+3

22、H2OTiO22H2O+H2SO4。(5)电解时,阴极上发生还原反应,电极反应式为TiO2+4e-Ti+2O2-或Ti4+4e-Ti。由于电解过程中,阳极产生氧气,碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少,所以电解过程中需定期向电解槽中加入炭块。答案:(1)不需要(2)Al2O3+2OH-+3H2O2Al(OH)4-(3)A除去亚铁离子(4)TiOSO4+3H2OTiO22H2O+H2SO4(5)TiO2+4e-Ti+2O2-(或Ti4+4e-Ti)碳单质会与阳极产生的氧气反应而不断减少6.(14分)(2020南昌模拟)为了确定一批合金废料的成分并加以回收利用,某同学拟定了以下实验方案:(已知S

23、i+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2)请回答下列问题:(1)从上述信息可确定该合金中一定含有Fe和_(填化学式)。(2)“试剂a”是一种不引入杂质的绿色氧化剂,该氧化剂的化学式为_;滤渣D与稀硫酸和试剂a总反应的化学方程式为_。(3)若反应产生的气体是H2,则验证滤液A只含NaAl(OH)4不含Na2SiO3的方法是:取少量滤液A于试管中,_ _;如果滤液A只含NaAl(OH)4而不含Na2SiO3,则反应的离子方程式为_。【解析】(1)最终生成胆矾,一定含有铜。(2)H2O2是绿色氧化剂;H2O2在酸性条件下,氧化铜的方程式为Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。(3)Na2SiO3与酸反应生成H2SiO3沉淀,此沉淀不与过量的酸反应,最终白色沉淀不消失。而NaAl(OH)4与足量酸反应,先产生沉淀,后沉淀消失,据反应现象判断只含NaAl(OH)4不含Na2SiO3。答案:(1)Cu(2)H2O2Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O(3)逐滴滴加稀盐酸(或稀硫酸)至过量,先产生白色沉淀,然后沉淀完全溶解2Al+2OH-+6H2O2Al(OH)4-+3H2- 10 -