新教材人教版化学高考第一轮章节练习--10　金属材料.pdf

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1、新教材人教版化学高考第一轮章节练习一、选择题1下列有关说法中，正确的是()。(D普通钢较纯铁不易生锈冶炼铝和钠都可以用电解法KSCN溶液可以检验Fe3+金属材料缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血青铜、不锈钢、硬铝都是合金A.0恁）B.c.D.2如图是物质间发生化学反应的颜色变化其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是选项物质a物质b物质c物质dCu2(0H)2C0 3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚猷A 溶液B CuO NaAl02 紫色石Fe20 3 蕊溶液C Cu20 BaCl2 Fe203和Cu酚猷溶液D Cu(OH)2 Ba(NO扣Fe(OH)2 紫色石蕊溶液3.(2020山东卷改

2、编）以菱镁矿（主要成分为MgC03，含少量Si02、Fe203和Ah03）为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：氯化按溶液氨水巨卧轻烧正害浸出液咂斡器书画雷矿废渣氨滤液已知浸出时产生的废渣中有Si02、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是()。A浸出镁的反应为Mg0+2NH心l=MgCh+2NH汁H心B浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C流程中可循环使用的物质有NH趴NfuClD分离Mg2丐Al3+、Fe3是利用了它们氢氧化物Ksp的不同4明矶KAl(S0心12比0是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。采用废易拉罐制备明矶的过程如下图所示。下列叙述错误的是（）。A合理处理易拉罐有利千环境

3、保护和资源再利用B从易拉罐中可回收的金属元素有Al、FeC“沉淀的主要成分是Fe(QH)3D上述流程中可用NaHSQ4代替NaHC035已知酸性条件下有如下反应：2cu+-Cu2+cu，由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu心，两者都是红色固体。一位同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下加入试剂稀硫酸浓硫酸加热稀硝酸实验现象红色固体和无色气体无色气体和蓝色溶液蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是（）。A.Cu B.Cu20 c一定有Cu，可能有Cu20D一定有Cu心，可能有Cu浓硝酸红棕色气体和绿色溶液6.(2020湖南

4、长沙高三才莫拟）某固体混合物可能由Al、(NH心S04、MgCl2、FeCl2、AlCl3中的两种或多种组成，现对该混合物做如下实验，所得现象和有关数据如图所示（气体体积数据已换算成标准状况下的体积）：5.60L至体积竺巴巴3.36L 气体不变气体白色沉久笠淀2.90g一无明显变化过拭无色竺巠巴白色巠竺旯无色溶液 沉淀 溶液关千该固体混合物，下列说法正确的是()。A一定含有Al，其质量为4.5g B一定不含FeCl2，可能含有MgCh和AlCl3c一定含有MgCh和FeCl2D一定含有(NH心S04和MgCl2，且物质的量相等7.CuS04是一种重要的化工原料，有关制备途径及性质如图所示。下列

5、说法错误的是稀矶酸僭硝酸0浓硫酸、AA途径所用混酸中H2S04与HN03物质的童之比最好为3:2B相对于途径0，途径更好地体现了绿色化学思想C生成等黛的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：CD=D利用途径制备16g硫酸铜被还原的硫酸的物质的量为0.1mol 8用无机矿物资源生产部分材料，获得产品的流程示意图如下：下列有关说法不正确的是（）。A生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应B粗铜电解精炼时，粗铜作阳极C黄铜矿冶炼铜时，S02可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料D用粗硅制高纯硅时提纯四氯化硅可用多次分熘的方法9.(2020河北衡水联考）将13.6g Cu和Cu20组

6、成的混合物加入250mL一定浓度的稀硝酸中，固体完全溶解生成Cu(NO初和NO。向所得溶液中加入1.0L 0.5 mol L1的NaOH溶液，生成沉淀的质量为19.6g，此时溶液呈中性且金属离子沉淀完全。下列说法正确的曰定()。A原固体混合物中，Cu和Cu20的物质的量之比为1:1 B原稀硝酸中c(HN03)=1.3mol心C产生的NO的体积为2.24LD固体完全溶解后剩余HN03的物质的量为0.1mol 二、非选择题10碱式碳酸铜在烟火、农药、颜料、杀菌剂等方面应用广泛。一种以辉铜矿(Cu2S，含有Si02和少量Fe203等杂质）为原料制备碱式碳酸铜的流程如图所示：选矿浮精滤渣IFe(OHh

7、 MnC03 滤液11 MnSO.比0已知O有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示。金属离子Fe2+Fe3+Cu2+Mn2+开始沉淀的pH7.5 2.2 5.6 8.3 完全沉淀的pH9.0 3.2 6.7 9.8 Cu(NH中S04在常温下比较稳定，在热水中会分解生成NH扣KspFe(OH)3=4.0 xl0-38 o 回答下列问题。(1)为增大“浸取“速率除将辉铜矿粉碎外，还可采取的措施有（任写一种）。(2)”滤渣I“经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，则滤渣I”中的主要成分是（填化学式）。回收淡黄色副产品过程中温度控制在5060C，不宜过高或过低的原因是(3)常温下“除铁”时

8、加入的试剂A可用CuO，调节pH的范围为，若加A后将溶液的pH调为5，则溶液中F产的浓度为molLo(4)写出“沉猛（除Mn2+)过程中反应的离子方程式(5)“赶氨”时，最适宜的操作方法是(6)测定副产品MnS04比0样品的纯度准确称取样品14.00g，加蒸饿水配成lOOmL溶液，取出25.00mL用已知浓度的标准BaCh溶液滴定，完全反应后得到了4.66g沉淀，则此样品的纯度为（保留到小数点后两位）。11.(2020全国田）某油脂厂废弃的油脂加氢锦催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的铢制备硫酸银晶体(NiS047比0):废铢催化剂Na

9、OH 溶液稀硫酸比02NaOH 溶液溶液溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子Ni2+开始沉淀时(c=0.01molL-1)的pH7.2 沉淀完全时(c=l.Oxl0-5molL-1)的pH8.7 回答下列问题。(1)“碱浸中NaOH的两个作用分别是lAl3+3.7 月7金属，用稀硫酸将“滤液CD“调为中性，生成沉淀。写出该反应的离子方程式(2)“滤液中含有的金屈离子是Fe3+Fe2+2.2 7.5 3.2 9.0。为回收(3)“转化”中可替代H心2的物质是。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,NaOH溶液H心溶液即滤渣，滤液中可能含有的杂质离子为。(4)利用上述表格数据

10、，计算Ni(OH)2的Ksp=（列出计算式）。如果“转化”后的溶液中N产浓度为1.0molL-1，则“调pH“应控制的pH范围是(5)硫酸锦在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作银镐电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式(6)将分离出硫酸铢晶体后的母液收集、循环使用，其意义是答案：1.B 解析：CD钢中含有碳等杂质容易形成原电池，腐蚀比纯铁快，错误；冶炼铝和钠都是用电解法，正确；铁离子与KSCN反应，溶液显红色，正确；钙是组成骨骼的重要元素，缺钙会引起骨质疏松，血红蛋白中含有铁元素，缺铁会引起缺铁性贫血，正确；青铜为铜锡等形成的合金，不锈钢为铁镁等形成的合金，硬铝为镁铝等形成的

11、合金，正确。2.D 解析：稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO心溶液呈黄色，稀硫酸不能使无色酚猷溶液变色，A、C项错误。稀硫酸与Fe203反应得到的Fe2(SO心溶液呈棕黄色，B项错误。稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuS04溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO迈反应得到的BaS04是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeS04溶液呈浅绿色，稀硫酸使紫色石蕊溶液变红，D项正确。3.B 解析：本题是高中化学学习中非常熟悉的情境，以有关工艺流程为载体考查物质的制备。从流程可知，煨烧MgC03可生成MgO，加入 NH心l溶液，由于NH心l水解使溶液显酸性，因此会发生反应Mg0+2NH心l

12、MgCl2+2NH叶H心，A项正确。在沉镁过程中加入氨水，由于NH3比0易分解，因此该过程不能在较高温度下进行，B项错误。从整个流程中春出，沉镁后的滤液中含有NH心l，则可循环利用的物质是NH心1和NH3,C项正确。Mg2+、Al3+、Fe狂的分离是利用了它们氢氧化物的Ksp不同，D项正确。4.D 解析：铝离子与碳酸氢根离子发生相互促进的水解反应生成氢氧化铝沉淀，若用NaHSQ4代替NaHC03，无法得到Al(OH)3,D项符合题意。5.D 解析：根据题中信息，由向红色固体中加入稀硫酸得到红色固体和蓝色溶液可推出原红色固体里一定有Cu心；溶液中的红色固体铜，可能是原来固体中含有铜，也可能是由C

13、u心与硫酸反应生成的。6.D 解析：向固体混合物中加入过量浓NaOH溶液，加热得到气体，将气体通过碱石灰，体积不变，通过浓硫酸，体积减小，可知固体混合物中存在Al和(NH心S04，产生的5.60L气体为NH式2.24L)和H2(3.36L)，结合标准状况下3.36LH2为0.15mol及关系式2Al3H2可知，与NaOH溶液反应的Al为0.1mol，其质量为2.7g，由加入过量浓NaOH溶液得到白色沉淀，且久置无明显变化，可知混合物中一定含有MgCl2，一定不含FeCh,B、C项错误。标准状况下5.60L气体为0.25mol，其中含有氨气0.1mol，则固体混合物中含有(N皿S040.05 m

14、ol,n(MgCh)=0.05 mol，由Al、(NH心S04、MgCl2三者的质量之和为14.05g，可知该固体混合物由Al、(NH心SO4、MgCl2组成，A项错误，D项正确。7.D 解析：Cu与混酸反应，3Cu+8HN03（稀）3Cu(N03)2+2NOj+4H心，离子反应为3Cu+8H+2N 03-3Cu2+2NOj+4H心，从方程式知，硝酸根离子由HN03提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，所以HN03为2mol时，比S04为3mol，则混酸中H2S04与HN03物质的量之比最好为3:2,A项正确；相对于途径0，途径的优点：制取等质量的CuS04需要的硫酸少、无污染性气体产生，B项正确；生

15、成等量的CuS04，三个途径中0参加反应的硫酸的物质的量相等，而生成S02，消耗更多的硫酸，则O=，C项正确；途径中硫酸只表现为酸性，没有被还原，D项错误。8.A 解析：这是一道综合性的化工生产流程题，涉及电解法制铝、黄铜矿炼铜、石英制硅等。Al203一Al、黄铜矿(CuFeS2)-Cu、石英(Si02)一Si都涉及了氧化还原反应。石灰石、纯碱、石英制玻璃主要发生的反应为CaC03+Si02色竺CaSi03+C02j,Na2C03+Sio)!跟Si03+CO叶，此过程未发生氧化还原反应，A项不正确。9.D 解析：Cu(OH)2的质量为19.6g，其物质的量为0.2mol，设Cu和Cu20的物质

16、的董分别为x mol、y mol，则x+2y=0.2,64x+144y=13.6，解得x=O.l,y=0.05，则Cu和Cu20的物质的量之比为2:1,A项错误。根据得失电子守恒，反应中转移电子的总物质的曼为0.3mol，故生成NO的物质的量为0.1mol，但未注明温度和压强，故气体体积无法确定，C项错误。加入NaOH的物质的量为0.5mol，生成0.2mol Cu(OH)2时消耗0.4molNaOH，故有0.1molNaOH中和硝酸，所以固体完全溶解后剩余HN03的物质的量为0.1mol,D项正确。由氮原子守恒可知，n(HN03)=0.6mol,c(HN03)=2.4 mol-L-1,B项错

17、误。10答案：（l）搅拌；适当增加硫酸浓度；适当加热等（答案合理即可）(2)Si02、S、Mn02温度过低硫的溶解速率小，溫度过高，CS2易挥发(3)3.25.6（或3.2:s;pH5.6)4.0 x10-11(4)Mn2+HC03+N比MnC03+NH4(5)将溶液加热(6)96.57%解析：辉铜矿主要成分为Cu心，含少量Fe203、Si02等杂质，加入稀硫酸和二氧化钻浸取，Cu2S在酸性条件下被二氧化钻氧化，Si02难溶于稀硫酸，滤渣I经CS2提取后可获得一种淡黄色副产品，说明滤渣I中含有S，过滤得到的滤渣中含有Mn02、Si02、单质S,滤液中含有Fe气Mn2+、Cu2+，加入 A，调节

18、溶液的pH使铁离子形成氢氧化铁沉淀，除去铁；加入碳酸氢铁溶液沉淀猛，过滤得到碳酸钻，用硫酸溶解，生成硫酸钻晶体，滤液赶出氨，参与循环使用，同时得到碱式碳酸铜，据此分析解答。(1)为增大“浸取“速率，除将辉铜矿粉碎外，还可以适当增加硫酸的浓度，充分搅拌，加热等。(2)“滤渣I”的主要成分是Mn02、Si02、单质S；回收淡黄色副产品S的过程中温度控制在5060C，不宜过高或过低，原因是温度过低，硫的溶解速率小，温度过高，CS2易挥发。(3)加入的试剂A用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，根据有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围

19、，溶液pH应该介于3.25.6(或3.2:s;pH5.6)，若加A后将溶液的pH调为5，则c(Off)=lxl0-9mol心，KspFe(OH)3=4.0 x1Q-38，则溶液中铁离子浓度为、4.oxio-38(10-9卢mol七1=4.0 x10-11 mol心。(4)“沉钻（除Mn2+）过程中，加入碳酸氢桉和氨，生成碳酸钻沉淀，反应的离子方程式为Mn2+HCOj+NH3-MnC03t+NH4。(5)氨易挥发，“赶氨”时，最适宜的操作方法是将溶液加热。(6)测定MnS04比0样品的纯度：准确称取样品14.00g，加蒸熘水配成lOOmL溶液，取出25.00mL用巳知浓度的标准BaCh溶液滴定，

20、完全反应后得到了4.66g沉淀，n(BaS04)=0.02mol,n(MnS04比O)=n(BaS04)=0.02mol，则此样品中MnS04比0物质、0.0Bmolx 169gmo1-1 的量为0.08mol，则样品中MnS04比0的纯度x100%=96.57%。14.00 g 11答案：（l）除去油脂、溶解铝及其氧化物Al02+H+比O-AI(OH)过(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)02或空气Fe3+(4)0.0lx(10721宁或105x(lQ8.7-I宁3.26.2(5)2Ni2+CI0-+40ff2Ni00H1+Cl+H心(6)提高铢回收率解析：本题考查了以废弃的含镂催化剂为

21、原料，通过一定的工艺流程制取硫酸锁晶体的过程。(1)废银催化剂中能与NaOH溶液反应的有油脂、铝及其氧化物。滤液O中的溶质为NaAI02、高级脂肪酸钠和甘油，当向该滤液中滴加稀硫酸时，其中的NaAI02可与稀硫酸反应得到Al(OH)3沉淀。(2)滤饼O的成分为Ni、Fe及其氧化物等，用稀硫酸酸浸时可得到NiSQ4、FeSO小Fe2(SO心等则滤液中的金属阳离子有N产、Fe2+、Fe气(3)加比02溶液“转化”的目的是将Fe2氧化为Fe3+，可以用02或空气替代起氧化作用的比02溶液，这样既能将Fe2氧化，又不引进新杂质。由于Fe2开始沉淀、沉淀完全时的pH与 N产的相近，所以若工艺流程改为先“

22、调pH”后“转化”，则“调pH“得到Fe(OH)3沉淀，F产与Ni2一起存在于溶液中，通过“转化”（氧化）使Fe2转化为Fe3而被沉淀出来，则滤液中可能的杂质离子为氧化得到的Fe3+o(4)根据N产开始沉淀时的pH为7.2，可得Ni(OH)2的Ksp=c(N产）-c2(0ff)=O.Olx(107214)气根据N产宪全沉淀时的pH为8.7，也可得Ni(OH)2的Ksp=c(N产）-c2(0ff)=10-5x(1087 吓“调pH“是为了使Fe3沉淀完全，根据Fe3完全沉淀时的pH为3.2可知，pH应大于3.2；同时不能使Ni2沉淀，则c(Ni2+)-c2(0R)O.Olx(107214)2，根据c(Ni2+)=1.0 mol-L 1，可求得c(OH)lO78molL l，对应c(H乍lO-62molLl，则“调pH的pH应小于6.2，则“调pH“控制的pH范围是3.26.2。(5)N产被ClO氧化为NiOOH,ClO被还原为c1，根据得失电子守恒可配平得：2N产ClO一2NiOOHJ+Cl，最后可配平得：2Ni2+Cl0于40R-2NiOOHJ+c1比0。(6)母液中含有未结晶的硫酸锁，循环使用母液可提高银的回收率。