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2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练17铜及其化合物金属材料及金属矿物的开发利用
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这是一份2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练17铜及其化合物金属材料及金属矿物的开发利用，共8页。
1.(2024·广州越秀区高三测试)已有百年历史的陈家祠是岭南建筑艺术明珠，在建筑结构上巧妙地运用了多种装饰工艺。下列装饰工艺主要使用金属材料的是( )
答案：D
2.在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是( )
A.Cu2S eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(O2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))),\s\d5(高温)) Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
B.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――――――→,\s\up7(Fe2(SO4)3(aq))) Fe eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
C.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(S\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))),\s\d5(△)) CuS eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
D.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(H2SO4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(浓)))) SO2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))
解析：选A。A.由反应Cu2S＋O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Cu＋SO2可知，物质之间的转化能实现；B.由反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4可知，物质之间的转化不能实现；C.由反应2Cu＋S eq \(=====,\s\up7(△)) Cu2S可知，物质之间的转化不能实现；D.常温下，Cu和浓硫酸不反应，物质之间的转化不能实现。
3.下列关于铝合金的说法错误的是( )
A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大
B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D.镁铝合金在盐酸中无法溶解
答案：D
4.下表中金属的冶炼原理与方法错误的是( )
解析：选C。A.Hg是不活泼金属，冶炼原理为2HgO eq \(=====,\s\up7(△)) 2Hg＋O2↑，该方法是热分解法，A正确；B.Al是活泼金属，通常采用电解法冶炼，为降低Al2O3的熔点，要加入助熔剂冰晶石，冶炼原理为2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石)) 4Al＋3O2↑，B正确；C.制取活泼金属Na通常采用电解熔融NaCl的方法，冶炼原理为2NaCl(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Na＋Cl2↑，C错误；D.通常采用还原剂CO在高温下还原Fe2O3的方法冶炼Fe，冶炼原理为Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2，D正确。
5.(2024·广州执信中学月考)利用自然资源制备相关化学物质，下列化学工艺不可行的是( )
A．海水提取食盐后的母液 eq \(――→,\s\up7(石灰乳)) Mg(OH)2 eq \(――→,\s\up7(盐酸)) MgCl2(aq) eq \(――→,\s\up7(电解)) Mg
B．石英砂 eq \(――→,\s\up7(焦炭),\s\d5(高温)) 粗硅 eq \(――→,\s\up7(HCl),\s\d5(高温)) SiHCl3 eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(高温)) 高纯硅
C．硫铁矿 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(焙烧)) SO2 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(催化剂)) SO3 eq \(――→,\s\up7(98.3%浓硫酸),\s\d5(吸收)) 发烟硫酸 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2SO4·xSO3))
D．铝土矿 eq \(――→,\s\up7(氢氧化钠溶液),\s\d5(过滤)) Na[Al(OH)4]溶液 eq \(――→,\s\up7(CO2),\s\d5(过滤)) Al(OH)3 eq \(――→,\s\up7(煅烧)) Al2O3 eq \(――→,\s\up7(电解)) Al
解析：选A。A.电解MgCl2溶液，不能获得Mg，应电解熔融氯化镁，A工艺不可行；B.工业上利用石英砂与焦炭在高温条件下反应可制得粗硅，粗硅与HCl在高温条件下反应可制得SiHCl3，然后用H2还原SiHCl3可制得高纯硅，B工艺可行；C.工业上煅烧硫铁矿制得SO2，SO2催化氧化所得的SO3用98.3%的浓硫酸吸收，可得发烟硫酸，C工艺可行；D.铝土矿“碱溶”后得到Na[Al(OH)4]溶液，通入过量二氧化碳，制得Al(OH)3，高温煅烧Al(OH)3得到Al2O3，再电解熔融Al2O3可得到Al，D工艺可行。
6.(2024·揭阳联考)铜及含铜微粒的价荷图如下所示。下列推断不合理的是( )
A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B．Cu(OH)2转化成Cu(OH) eq \\al(2－,4) 需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
解析：选D。根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2＋、b是CuO eq \\al(－,2) 、c是Cu2O、d是Cu(OH)2。A.a中Cu元素化合价为＋2价，在酸性条件下，H2O2氧化Cu变为Cu2＋，A正确；B.由题图可知，Cu(OH)2转化为Cu(OH) eq \\al(2－,4) 需在碱性条件下，B正确；C.Cu2O中Cu元素化合价为＋1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成＋2价的铜和单质铜，C正确；D.CuO eq \\al(－,2) 中铜元素化合价为＋3价，具有氧化性，D错误。
7.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是( )
解析：选D。A.因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错误；B.铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体，只能证明含有Al，B项错误；C.加入盐酸后，向所得溶液中加入少量NaOH溶液，Mg2＋、Al3＋均可生成氢氧化物白色沉淀，说明合金中可能含有镁，C项错误；D.铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿后，亚铁离子易被空气中的氧气氧化为铁离子，加入KSCN溶液，溶液呈红色，D项正确。
8.工业上，金属的制取有多种方法，选择何种方法与金属的性质密切相关。
(1)金属Na、Mg、Al等的制取常采用电解法。写出以铂为电极电解熔融氯化镁制镁的电极反应式。
阳极：___________________________________________；
阴极：___________________________________________。
(2)金属钾因易溶于盐而不易分离，且电解时有副反应发生，工业上通常用钠与氯化钾在高温下反应制取，该反应为Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g) ΔH＞0，根据下表有关数据回答下列问题：
①制取钾的适宜温度范围为____________。
②制取钾的条件为________。
A.适当高温高压 B．适当低温低压
C.适当高温低压 D．适当低温高压
③工业上采用此法制得的钾往往不纯，最可能含有的杂质是________，检验方法为____________。
(3)用铝热反应可将Fe3O4中的铁还原出来，写出该反应的化学方程式：________________________________。
若用此法制得0.84 t Fe，则转移________ml电子。
解析：(1)电解熔融氯化镁时，阳极上Cl－失电子被氧化成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极上Mg2＋得电子被还原成Mg，电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg。
(2)①K、Na的活泼性相近，要从题给可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低，而控制温度使K汽化，其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K，所以适宜的温度范围为801～890 ℃。②该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度和减小压强均能使平衡Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g) 正向移动，所以制取钾的条件为适当高温低压。③因为制备反应为可逆反应，而且钾蒸气和钠蒸气的沸点差别不是特别大，所以制备的钾蒸气中最可能含有少量的钠蒸气。检验金属钠可以用焰色试验，钠的焰色为黄色。
(3)铝热反应是热还原法的一种，利用铝的还原性比铁的强将铁从其氧化物中置换出来，反应的化学方程式为8Al＋3Fe3O4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 9Fe＋4Al2O3，由化学方程式可得关系式9Fe～24e－，所以制得0.84 t Fe时转移电子的物质的量为 eq \f(8,3) n(Fe)＝ eq \f(8,3) × eq \f(0.84 t×106 g/t,56 g/ml) ＝4×104ml。
答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2e－===Mg
(2)①801～890 ℃ ②C ③钠 焰色试验
(3)8Al＋3Fe3O4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 9Fe＋4Al2O3 4×104
[素养提升]
9.某小组同学探究Cu和物质A的反应，实验如下。下列分析不正确的是( )
A.实验②中铜粉溶解的原因：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B.实验①中产生NO的原因：pH＝1时铜直接将NO eq \\al(－,3) 还原为NO
C.若向实验③中加入FeSO4固体，推测铜粉会溶解
D.实验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
解析：选B。A.实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，A正确；B.实验①中，经检验反应后溶液中含Fe(NO)2＋，说明加入铜粉后，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，B不正确；C.若向实验③中加入FeSO4固体，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，C正确；D.实验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子有还原性等，也与反应速率有关，如硝酸根离子、氢离子浓度等对反应速率的影响，D正确。
10.氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是( )
A.稳定性：Cu2O＞CuO
B.Cu2O与酸的反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂
C.若溶液变蓝色，则说明CuO已分解
D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
解析：选C。A项，CuO经高温灼烧生成Cu2O和O2，说明Cu2O比CuO稳定，故A正确；B项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，Cu元素的化合价部分从＋1价降低到0价，部分从＋1价升高到＋2价，故Cu2O既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C项，若溶液变蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应时溶液也变蓝色，故C错误；D项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 ml氧化亚铜完全反应转移1 ml电子，故14.4 g (0.1 ml)Cu2O完全反应转移0.1 ml电子，即转移电子数为 0.1NA，故D正确。
11.高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下。
可能用到的数据见下表：
下列说法错误的是( )
A.固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为Zn
B.“浸取”时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C.“中和调pH”的范围为3.2～4.2
D.“还原”时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
解析：选D。CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液“浸取”，CuS转化为CuSO4、S，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后通入NH3调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3，滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；向滤液中通入高压H2，根据还原性：Zn＞H2＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过“过滤”分离出来，而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A.根据上述分析可知，固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；B.CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的压强，即增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，促进金属离子浸出，B正确；C.根据流程图可知，用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合表中数据可知，“中和调pH”的范围为3.2～4.2，C正确；D.在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，即 c(H＋) 增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋使之变为Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误。
12.(2024·阳江模拟)CuCl在染色和催化领域应用广泛，某研究小组欲利用下图所示的装置(加热和夹持装置略去)将二氧化硫通入新制Cu(OH)2中制备CuCl。已知：CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，能溶于浓盐酸。
实验步骤及现象：
①向装置C中先加入15 mL 0.5 ml·L－1 CuCl2溶液，再加入30 mL 0.6 ml·L－1 NaOH溶液；
②打开装置A中分液漏斗的活塞产生 SO2气体至过量，刚开始装置C中出现少量淡黄色固体，静置一会儿之后，底部有较多的白色沉淀，上层是淡绿色溶液；
③将装置C中混合物过滤，依次用水和乙醇洗涤、烘干，所得固体的质量为0.594 g。
回答下列问题：
(1)试剂a为浓硫酸，仪器b的名称为________________________________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是___________________________________________________________。
(3)将SO2通入装置C中，与新制Cu(OH)2反应，产生白色固体的离子方程式为________________________________________________。
(4)小组成员针对步骤②中的现象展开进一步的探究得出：
ⅰ.白色沉淀为CuCl。
ⅱ.上层淡绿色溶液中的主要溶质为NaCl和少量Cu(HSO3)2。
结论：本实验中较多量的新制氢氧化铜与二氧化硫发生了氧化还原反应，少量与之发生了复分解反应，二者为竞争关系。试分析主要发生氧化还原反应的原因：____________________________________
________________________________________________________。
(5)用乙醇洗涤CuCl的优点为_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(6)该实验中CuCl的产率为________%。
(7)已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，CuCl＋HCl===HCuCl2，HCuCl2 eq \(=====,\s\up7(稀释)) CuCl↓＋HCl。若所得CuCl固体中混有少量 Cu2O，请补充下列除去 Cu2O的实验方案：
①向产物中滴加试剂________，使固体充分溶解，再过滤出杂质；
②向滤液中加水稀释至不再产生沉淀为止；
③过滤、洗涤、干燥，可得到除去Cu2O后的CuCl固体。
解析：(1)根据题图可知，仪器b的名称为蒸馏烧瓶。
(2)装置B中长颈漏斗与大气相通，起到平衡气压的作用。
(3)CuCl难溶于水，为白色固体，二氧化硫通入装置C中与新制Cu(OH)2反应，硫元素化合价升高生成硫酸根离子，Cu元素化合价降低生成CuCl，离子方程式为2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2===2CuCl↓＋SO eq \\al(2－,4) ＋2H2O。
(5)由已知信息可知，CuCl难溶于乙醇，用乙醇洗涤可以降低洗涤过程中CuCl的损失，且乙醇易挥发，可以带走水分，有利于CuCl的快速干燥。
(6)15 mL 0.5 ml·L－1 CuCl2溶液中，CuCl2的物质的量为0.015 L×0.5 ml·L－1＝0.007 5 ml，完全转化为CuCl，理论上生成CuCl的物质的量为0.007 5 ml，质量为0.007 5 ml×99.5 g·ml－1＝0.746 25 g，实验实际所得CuCl固体的质量为0.594 g，故CuCl的产率为 eq \f(0.594 g,0.746 25 g) ×100%≈79.6%。
(7)因为CuCl溶于浓盐酸，所以可向产物中滴加浓盐酸，使固体充分溶解，过滤出杂质后，加水稀释滤液，产生白色沉淀，加水至不再产生沉淀为止，过滤、洗涤、干燥，即可得到除去Cu2O后的CuCl固体。
答案：(1)蒸馏烧瓶 (2)平衡气压 (3)2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2===2CuCl↓＋SO eq \\al(2－,4) ＋2H2O (4)溶液中存在Cl－，Cl－可以结合Cu＋生成CuCl沉淀，CuCl沉淀的生成增强了氧化还原反应的竞争性 (5)可降低洗涤过程中CuCl的损失，同时有利于CuCl的快速干燥 (6)79.6 (7)浓盐酸A.栩栩如生的石雕
B.精妙生动的木雕
C.精致的砖雕
D.镶嵌的铜铁铸
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO eq \(=====,\s\up7(△)) 2Hg＋O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石)) 4Al＋3O2↑
电解法
C
2NaCl(溶液) eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Na＋Cl2↑
电解法
D
Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2
热还原法
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸
产生无色气体，含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生，含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀，一定含有镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈红色，含有铁
物质
密度/(g/cm3)
熔点/℃
沸点/℃
Na
0.97
97.81
890
K
0.86
63.65
770
NaCl
801
1 465
KCl
776
1 437
装置
序号
物质A
实验现象
①
0.6 ml·L－1Fe(NO3)3溶液(调pH＝1)
铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2＋]
②
0.6 ml·L－1FeCl3溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
1.8 ml·L－1NaNO3溶液(调pH＝1)
无明显变化
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全的pH
3.2
6.7
8.2
1.(2024·广州越秀区高三测试)已有百年历史的陈家祠是岭南建筑艺术明珠，在建筑结构上巧妙地运用了多种装饰工艺。下列装饰工艺主要使用金属材料的是( )
答案：D
2.在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是( )
A.Cu2S eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(O2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))),\s\d5(高温)) Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
B.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――――――→,\s\up7(Fe2(SO4)3(aq))) Fe eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
C.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(S\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))),\s\d5(△)) CuS eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s))
D.Cu eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(s)) eq \(――→,\s\up7(H2SO4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(浓)))) SO2 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))
解析：选A。A.由反应Cu2S＋O2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Cu＋SO2可知，物质之间的转化能实现；B.由反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4可知，物质之间的转化不能实现；C.由反应2Cu＋S eq \(=====,\s\up7(△)) Cu2S可知，物质之间的转化不能实现；D.常温下，Cu和浓硫酸不反应，物质之间的转化不能实现。
3.下列关于铝合金的说法错误的是( )
A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大
B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼
C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀
D.镁铝合金在盐酸中无法溶解
答案：D
4.下表中金属的冶炼原理与方法错误的是( )
解析：选C。A.Hg是不活泼金属，冶炼原理为2HgO eq \(=====,\s\up7(△)) 2Hg＋O2↑，该方法是热分解法，A正确；B.Al是活泼金属，通常采用电解法冶炼，为降低Al2O3的熔点，要加入助熔剂冰晶石，冶炼原理为2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石)) 4Al＋3O2↑，B正确；C.制取活泼金属Na通常采用电解熔融NaCl的方法，冶炼原理为2NaCl(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Na＋Cl2↑，C错误；D.通常采用还原剂CO在高温下还原Fe2O3的方法冶炼Fe，冶炼原理为Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2，D正确。
5.(2024·广州执信中学月考)利用自然资源制备相关化学物质，下列化学工艺不可行的是( )
A．海水提取食盐后的母液 eq \(――→,\s\up7(石灰乳)) Mg(OH)2 eq \(――→,\s\up7(盐酸)) MgCl2(aq) eq \(――→,\s\up7(电解)) Mg
B．石英砂 eq \(――→,\s\up7(焦炭),\s\d5(高温)) 粗硅 eq \(――→,\s\up7(HCl),\s\d5(高温)) SiHCl3 eq \(――→,\s\up7(H2),\s\d5(高温)) 高纯硅
C．硫铁矿 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(焙烧)) SO2 eq \(――→,\s\up7(O2),\s\d5(催化剂)) SO3 eq \(――→,\s\up7(98.3%浓硫酸),\s\d5(吸收)) 发烟硫酸 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(H2SO4·xSO3))
D．铝土矿 eq \(――→,\s\up7(氢氧化钠溶液),\s\d5(过滤)) Na[Al(OH)4]溶液 eq \(――→,\s\up7(CO2),\s\d5(过滤)) Al(OH)3 eq \(――→,\s\up7(煅烧)) Al2O3 eq \(――→,\s\up7(电解)) Al
解析：选A。A.电解MgCl2溶液，不能获得Mg，应电解熔融氯化镁，A工艺不可行；B.工业上利用石英砂与焦炭在高温条件下反应可制得粗硅，粗硅与HCl在高温条件下反应可制得SiHCl3，然后用H2还原SiHCl3可制得高纯硅，B工艺可行；C.工业上煅烧硫铁矿制得SO2，SO2催化氧化所得的SO3用98.3%的浓硫酸吸收，可得发烟硫酸，C工艺可行；D.铝土矿“碱溶”后得到Na[Al(OH)4]溶液，通入过量二氧化碳，制得Al(OH)3，高温煅烧Al(OH)3得到Al2O3，再电解熔融Al2O3可得到Al，D工艺可行。
6.(2024·揭阳联考)铜及含铜微粒的价荷图如下所示。下列推断不合理的是( )
A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液
B．Cu(OH)2转化成Cu(OH) eq \\al(2－,4) 需要加碱
C．在酸性环境中，c可以反应生成a和Cu
D．b具有还原性
解析：选D。根据铜及含铜微粒的价荷图判断，a是Cu2＋、b是CuO eq \\al(－,2) 、c是Cu2O、d是Cu(OH)2。A.a中Cu元素化合价为＋2价，在酸性条件下，H2O2氧化Cu变为Cu2＋，A正确；B.由题图可知，Cu(OH)2转化为Cu(OH) eq \\al(2－,4) 需在碱性条件下，B正确；C.Cu2O中Cu元素化合价为＋1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成＋2价的铜和单质铜，C正确；D.CuO eq \\al(－,2) 中铜元素化合价为＋3价，具有氧化性，D错误。
7.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案、现象与结论均正确的是( )
解析：选D。A.因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错误；B.铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体，只能证明含有Al，B项错误；C.加入盐酸后，向所得溶液中加入少量NaOH溶液，Mg2＋、Al3＋均可生成氢氧化物白色沉淀，说明合金中可能含有镁，C项错误；D.铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿后，亚铁离子易被空气中的氧气氧化为铁离子，加入KSCN溶液，溶液呈红色，D项正确。
8.工业上，金属的制取有多种方法，选择何种方法与金属的性质密切相关。
(1)金属Na、Mg、Al等的制取常采用电解法。写出以铂为电极电解熔融氯化镁制镁的电极反应式。
阳极：___________________________________________；
阴极：___________________________________________。
(2)金属钾因易溶于盐而不易分离，且电解时有副反应发生，工业上通常用钠与氯化钾在高温下反应制取，该反应为Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g) ΔH＞0，根据下表有关数据回答下列问题：
①制取钾的适宜温度范围为____________。
②制取钾的条件为________。
A.适当高温高压 B．适当低温低压
C.适当高温低压 D．适当低温高压
③工业上采用此法制得的钾往往不纯，最可能含有的杂质是________，检验方法为____________。
(3)用铝热反应可将Fe3O4中的铁还原出来，写出该反应的化学方程式：________________________________。
若用此法制得0.84 t Fe，则转移________ml电子。
解析：(1)电解熔融氯化镁时，阳极上Cl－失电子被氧化成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极上Mg2＋得电子被还原成Mg，电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg。
(2)①K、Na的活泼性相近，要从题给可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低，而控制温度使K汽化，其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K，所以适宜的温度范围为801～890 ℃。②该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度和减小压强均能使平衡Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g) 正向移动，所以制取钾的条件为适当高温低压。③因为制备反应为可逆反应，而且钾蒸气和钠蒸气的沸点差别不是特别大，所以制备的钾蒸气中最可能含有少量的钠蒸气。检验金属钠可以用焰色试验，钠的焰色为黄色。
(3)铝热反应是热还原法的一种，利用铝的还原性比铁的强将铁从其氧化物中置换出来，反应的化学方程式为8Al＋3Fe3O4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 9Fe＋4Al2O3，由化学方程式可得关系式9Fe～24e－，所以制得0.84 t Fe时转移电子的物质的量为 eq \f(8,3) n(Fe)＝ eq \f(8,3) × eq \f(0.84 t×106 g/t,56 g/ml) ＝4×104ml。
答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑ Mg2＋＋2e－===Mg
(2)①801～890 ℃ ②C ③钠 焰色试验
(3)8Al＋3Fe3O4 eq \(=====,\s\up7(高温)) 9Fe＋4Al2O3 4×104
[素养提升]
9.某小组同学探究Cu和物质A的反应，实验如下。下列分析不正确的是( )
A.实验②中铜粉溶解的原因：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
B.实验①中产生NO的原因：pH＝1时铜直接将NO eq \\al(－,3) 还原为NO
C.若向实验③中加入FeSO4固体，推测铜粉会溶解
D.实验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
解析：选B。A.实验②中，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，A正确；B.实验①中，经检验反应后溶液中含Fe(NO)2＋，说明加入铜粉后，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，B不正确；C.若向实验③中加入FeSO4固体，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，根据实验①的条件，推测铜粉会溶解，C正确；D.实验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子有还原性等，也与反应速率有关，如硝酸根离子、氢离子浓度等对反应速率的影响，D正确。
10.氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是( )
A.稳定性：Cu2O＞CuO
B.Cu2O与酸的反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂
C.若溶液变蓝色，则说明CuO已分解
D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)
解析：选C。A项，CuO经高温灼烧生成Cu2O和O2，说明Cu2O比CuO稳定，故A正确；B项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，Cu元素的化合价部分从＋1价降低到0价，部分从＋1价升高到＋2价，故Cu2O既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C项，若溶液变蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应时溶液也变蓝色，故C错误；D项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 ml氧化亚铜完全反应转移1 ml电子，故14.4 g (0.1 ml)Cu2O完全反应转移0.1 ml电子，即转移电子数为 0.1NA，故D正确。
11.高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下。
可能用到的数据见下表：
下列说法错误的是( )
A.固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为Zn
B.“浸取”时，增大O2压强可促进金属离子浸出
C.“中和调pH”的范围为3.2～4.2
D.“还原”时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
解析：选D。CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液“浸取”，CuS转化为CuSO4、S，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后通入NH3调节溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3 沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3，滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；向滤液中通入高压H2，根据还原性：Zn＞H2＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过“过滤”分离出来，而Zn2＋仍然以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A.根据上述分析可知，固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；B.CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的压强，即增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，促进金属离子浸出，B正确；C.根据流程图可知，用NH3调节溶液pH时，要使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合表中数据可知，“中和调pH”的范围为3.2～4.2，C正确；D.在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，即 c(H＋) 增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋使之变为Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误。
12.(2024·阳江模拟)CuCl在染色和催化领域应用广泛，某研究小组欲利用下图所示的装置(加热和夹持装置略去)将二氧化硫通入新制Cu(OH)2中制备CuCl。已知：CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，能溶于浓盐酸。
实验步骤及现象：
①向装置C中先加入15 mL 0.5 ml·L－1 CuCl2溶液，再加入30 mL 0.6 ml·L－1 NaOH溶液；
②打开装置A中分液漏斗的活塞产生 SO2气体至过量，刚开始装置C中出现少量淡黄色固体，静置一会儿之后，底部有较多的白色沉淀，上层是淡绿色溶液；
③将装置C中混合物过滤，依次用水和乙醇洗涤、烘干，所得固体的质量为0.594 g。
回答下列问题：
(1)试剂a为浓硫酸，仪器b的名称为________________________________________________________。
(2)装置B中长颈漏斗的作用是___________________________________________________________。
(3)将SO2通入装置C中，与新制Cu(OH)2反应，产生白色固体的离子方程式为________________________________________________。
(4)小组成员针对步骤②中的现象展开进一步的探究得出：
ⅰ.白色沉淀为CuCl。
ⅱ.上层淡绿色溶液中的主要溶质为NaCl和少量Cu(HSO3)2。
结论：本实验中较多量的新制氢氧化铜与二氧化硫发生了氧化还原反应，少量与之发生了复分解反应，二者为竞争关系。试分析主要发生氧化还原反应的原因：____________________________________
________________________________________________________。
(5)用乙醇洗涤CuCl的优点为_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(6)该实验中CuCl的产率为________%。
(7)已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，CuCl＋HCl===HCuCl2，HCuCl2 eq \(=====,\s\up7(稀释)) CuCl↓＋HCl。若所得CuCl固体中混有少量 Cu2O，请补充下列除去 Cu2O的实验方案：
①向产物中滴加试剂________，使固体充分溶解，再过滤出杂质；
②向滤液中加水稀释至不再产生沉淀为止；
③过滤、洗涤、干燥，可得到除去Cu2O后的CuCl固体。
解析：(1)根据题图可知，仪器b的名称为蒸馏烧瓶。
(2)装置B中长颈漏斗与大气相通，起到平衡气压的作用。
(3)CuCl难溶于水，为白色固体，二氧化硫通入装置C中与新制Cu(OH)2反应，硫元素化合价升高生成硫酸根离子，Cu元素化合价降低生成CuCl，离子方程式为2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2===2CuCl↓＋SO eq \\al(2－,4) ＋2H2O。
(5)由已知信息可知，CuCl难溶于乙醇，用乙醇洗涤可以降低洗涤过程中CuCl的损失，且乙醇易挥发，可以带走水分，有利于CuCl的快速干燥。
(6)15 mL 0.5 ml·L－1 CuCl2溶液中，CuCl2的物质的量为0.015 L×0.5 ml·L－1＝0.007 5 ml，完全转化为CuCl，理论上生成CuCl的物质的量为0.007 5 ml，质量为0.007 5 ml×99.5 g·ml－1＝0.746 25 g，实验实际所得CuCl固体的质量为0.594 g，故CuCl的产率为 eq \f(0.594 g,0.746 25 g) ×100%≈79.6%。
(7)因为CuCl溶于浓盐酸，所以可向产物中滴加浓盐酸，使固体充分溶解，过滤出杂质后，加水稀释滤液，产生白色沉淀，加水至不再产生沉淀为止，过滤、洗涤、干燥，即可得到除去Cu2O后的CuCl固体。
答案：(1)蒸馏烧瓶 (2)平衡气压 (3)2Cl－＋SO2＋2Cu(OH)2===2CuCl↓＋SO eq \\al(2－,4) ＋2H2O (4)溶液中存在Cl－，Cl－可以结合Cu＋生成CuCl沉淀，CuCl沉淀的生成增强了氧化还原反应的竞争性 (5)可降低洗涤过程中CuCl的损失，同时有利于CuCl的快速干燥 (6)79.6 (7)浓盐酸A.栩栩如生的石雕
B.精妙生动的木雕
C.精致的砖雕
D.镶嵌的铜铁铸
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO eq \(=====,\s\up7(△)) 2Hg＋O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up7(电解),\s\d5(冰晶石)) 4Al＋3O2↑
电解法
C
2NaCl(溶液) eq \(=====,\s\up7(电解)) 2Na＋Cl2↑
电解法
D
Fe2O3＋3CO eq \(=====,\s\up7(高温)) 2Fe＋3CO2
热还原法
选项
实验方案
现象与结论
A
加入盐酸
产生无色气体，含铝、铁、镁三种金属
B
加入NaOH溶液
有无色气体产生，含有镁、铝两种金属
C
加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液
产生白色沉淀，一定含有镁
D
用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液
溶液呈红色，含有铁
物质
密度/(g/cm3)
熔点/℃
沸点/℃
Na
0.97
97.81
890
K
0.86
63.65
770
NaCl
801
1 465
KCl
776
1 437
装置
序号
物质A
实验现象
①
0.6 ml·L－1Fe(NO3)3溶液(调pH＝1)
铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2＋]
②
0.6 ml·L－1FeCl3溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
1.8 ml·L－1NaNO3溶液(调pH＝1)
无明显变化
物质
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀的pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全的pH
3.2
6.7
8.2
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