高中化学高考一轮·知识清单知识清单08金属材料及金属矿物的开发利用含解析答案

这是一份高中化学高考一轮·知识清单知识清单08金属材料及金属矿物的开发利用含解析答案，共13页。学案主要包含了单选题，填空题，判断题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．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Cu2O，两者都是红色固体。某同学对氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物进行验证，每一次实验操作和实验现象记录如下，由此推出氢气还原氧化铜实验的产物是（ ）.
A．只有Cu
B．只有Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
2．宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为Cu(OH)2·CuCO3)，青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3)。下列说法错误的是
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
3．古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是
A．用焦炭热还原SnO2可得到SnB．用H2还原Fe2O3可得到Fe
C．Cu2S与过量O2共热产物中只含CuD．Ag2O直接热分解可得到Ag
4．合金比纯金属制成的金属材料的优点是（ ）
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．①②③⑤B．②③④C．①②④D．①②④⑤
5．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：铜铝混合物测量生成气体的体积；
方案II：铜铝混合物测量剩余固体的质量
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
6．下列对玻璃钢的叙述正确的是
A．玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷而得到的，所以其成分与普通玻璃相同
B．玻璃钢是以玻璃为基体，钢纤维做增强体的复合材料
C．玻璃钢的基体是合成树脂，增强体是玻璃纤维
D．玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差，但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好
7．室温下，下列实验探究方案能够达到探究目的的是
A．AB．BC．CD．D
二、填空题
8．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：
(1)CuCuSO4硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。
(2)CuCuO硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。
(3)硫酸铜溶液CuSO4·5H2O。
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？
9．回答下列问题。
(1)黑色氧化铜在高温下分解为砖红色的Cu2O，化学方程式为 ；砖红色的Cu2O与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为 。
(2)氢氧化铜， 色 水的固体。其化学性质及应用如下：
反应①的化学方程式： ；反应②的离子方程式： 。
(3)Cu2(OH)2CO3的名称为 ，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O，可溶于稀硫酸，离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O。
10．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3.某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：

(1)反应①能观察到的现象是 ，有关反应的化学方程式为 。
(2)反应②加入的金属可能是 ，有关反应的离子方程式为 。
(3)操作a可能的方法是 ，欲除掉的杂质为 ；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是 。
11．冶炼金属常用以下几种方法：①热分解法 ②以活泼金属Na、Mg等作还原剂③以C、CO或H2作还原剂 ④电解法 ⑤利用铝热反应原理还原，下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填空)。
（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属 。
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属 。
（3）Hg、Ag等不活泼金属 。
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属 。
12．回答下列问题。
(1)下表中是四种金属的熔、沸点数据：
①根据表中数据，归纳两种金属不能形成合金的有哪些组合？
②概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。
(2)黄铜和金的颜色均为黄色，如何鉴别？
三、判断题
13．利用反应Cu2S＋O22Cu＋SO2制取粗铜，反应中被氧化的元素是Cu。(______)
14．是黑色固体，与水反应生成。(_____)
15．Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2＋。(___________)
16．铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(______)
17．无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。(______)
18．将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。(______)
19．CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。(______)
20．将铁片和铜片用导线连接后置于稀H2SO4中，铜片上有气泡产生，说明铜比铁活泼。(___________)
21．用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。(___________)
22．过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。(___________)
23．冶炼铝和钠都可以用电解法。(_______)
24．所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。(_______)
25．用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。(_______)
26．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al。(_______)
27．火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属。(_______)
28．可以用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛。(___________)
29．铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原。(___________)
30．金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来。(___________)
31．湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应。(___________)
32．工业上金属Al是用电解熔融的氯化物制得的。(___________)
33．金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属。(___________)
34．合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素。(___________)
35．合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物。(___________)
36．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。(______)
37．过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成。(___________)
38．人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝不如铁活泼。(___________)
39．将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼。(___________)
40．将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺激性气味。(___________)
41．将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色。(___________)
42．将铜粉加入1.0 ml·L-1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。(______)
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
产生红色固体，溶液呈蓝色
加热，产生无色气体
产生无色气体，溶液呈蓝色
产生红棕色气体，溶液呈绿色
选项
探究方案
探究目的
A
向氯水中通入，再滴加溶液，观察现象
氯水中的能将氧化
B
向溶液中滴加NaOH溶液至过量，观察现象
具有碱性
C
将1-溴丁烷与NaOH的乙醇溶液混合后加热，产生的气体通入的溶液中，观察现象
1-溴丁烷能否发生消去反应生成烯烃
D
将灼热的、表面含有CuO的铜丝插入无水乙醇中，观察现象
乙醇能否还原CuO
金属
Na
Al
Cu
Fe
熔点/℃
97.81
660
1 038
1 535
沸点/℃
883
2 467
2 567
2 750
参考答案：
1．D
【分析】Cu2O与稀硫酸发生反应：2Cu+=Cu2++Cu，Cu2O和Cu都能与浓硫酸、稀硝酸、浓硝酸等强氧化性物质反应，结合实验现象分析判断。
【详解】已知酸性条件下有如下反应：2Cu+═Cu2++Cu，向红色固体中加入稀硫酸，有红色固体和蓝色溶液，红色固体为铜，蓝色溶液为硫酸铜溶液，由此可推出原红色固体里一定有Cu2O，对于溶液中的红色固体铜，一种可能是原来有一部分，Cu2O和硫酸反应生成一部分，另一种可能是全部由Cu2O和硫酸反应生成的，因此可得出结论，红色固体里一定有Cu2O，可能有铜，故选D。
2．C
【详解】A．字画主要由纸张和绢、绫、锦等织物构成，为防止受潮和氧化，保存古代字画时要特别注意控制适宜的温度和湿度，A说法正确；
B．由孔雀石和蓝铜矿的化学成分可知，其中的铜元素、碳元素和氢元素均处于最高价，其均为自然界较稳定的化学物质，因此，用其所制作的颜料不易被空气氧化，B说法正确；
C．孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐，因此，用其制作的颜料不耐酸腐蚀，C说法错误；
D．因为氢氧化铜中铜元素的质量分数高于碳酸铜，所以Cu(OH)2∙CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2∙2CuCO3，D说法正确。
综上所述，相关说法错误的是C，故本题答案为C。
3．C
【详解】A．根据金属活动性顺序表，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2可得到Sn，故A正确；
B．根据金属活动性顺序表，可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3可得到Fe，故B正确；
C．铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；
D．银的活泼性较差，工业上可以将Ag2O直接热分解可得到Ag，故D正确；
故选C。
4．A
【详解】①与组成合金的纯金属相比，合金的一般硬度更大，故①正确；
②合金为混合物，熔点比它的各成分金属的熔点低，故②正确；
③不同的合金具有不同的性能，改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金，故③正确；
④合金的导电性不一定比纯金属更强，比如铝合金的导电性比纯铝要差，故④错误；
⑤合金一般比成分金属熔点低，硬度大，具有更好的机械加工性能，故应用范围更广泛，故⑤正确；
故选：A。
5．C
【详解】A．铜不能与盐酸或NaOH溶液反应，铝能与盐酸或NaOH溶液反应，剩余固体为铜，根据生成的氢气可计算混合物中铝的质量，所以溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液，A正确；
B．若B为浓硝酸时，Al在浓硝酸中钝化生成一层致密的氧化物保护膜，剩余的固体的质量大于混合物中铝的质量，实际测得铜的质量减少，则测得铜的质量分数偏小，B正确；
C．铜、铝均可与稀硝酸反应，方案II中反应后不会有剩余固体，不能通过测量剩余固体的质量进行，C错误；
D．相对于测定质量，测量气体体积操作复杂，而且误差较大，D正确；
答案选C。
6．C
【详解】玻璃钢是一种以玻璃纤维作增强体、合成树脂作基体的复合材料，强度高于合金钢，有较好的耐化学腐蚀性和电绝缘性；C说法正确，答案选C。
7．CD
【详解】A．氯水中含有氯离子、氯气等微粒，氯气能与二氧化硫发生氧化还原反应后产生氯离子，那么产生白色沉淀可能是，氯水中的氯离子和硝酸银反应生成氯化银沉淀，也可能是与二氧化硫反应后产生的氯离子，也可能是硫酸根与银离子反应产生白色沉淀，因此不能说明氯水中的氯气能将二氧化硫氧化，故A错误；
B．向溶液中滴加NaOH溶液至过量，先产生白色沉淀，NaOH为碱，而可以溶于NaOH溶液中，说明具有酸性，故B错误；
C．反应后气体可能含有乙醇，但混合气体通入的溶液中溶液褪色，烯烃与溴发生加成反应能导致溴的四氯化碳褪色，因此说明生成了烯烃，也就证明发生了消去反应，故C正确；
D．将灼热的、表面含有CuO的铜丝插入无水乙醇中，铜丝表面变为红色，CuO可氧化乙醇生成Cu，也即是乙醇可以还原CuO，故D正确；
故答案选CD。
8．方案(3)
【详解】方案(1)：产生污染性气体二氧化硫，且消耗硫酸较多；
方案(2)：灼烧过程消耗能量较多，且步骤复杂；
方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源，因而方案(3)更经济合理；
故答案为：方案(3)。
9．(1) 4CuO2Cu2O+O2↑ Cu2O+2H+=Cu+C+H2O
(2) 蓝 不溶于 Cu(OH)2CuO+H2O Cu(OH)2+2H+=C+2H2O
(3)碱式碳酸铜
【详解】（1）氧化铜在高温下分解为砖红色的Cu2O和O2，化学方程式为4CuO2Cu2O+O2↑；Cu2O与稀硫酸反应生成硫酸铜和单质铜，离子反应方程式为：Cu2O+2H+=Cu+C+H2O；
（2）氢氧化铜为蓝色，不溶解于水的固体；氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，化学方程式为Cu(OH)2CuO+H2O；氢氧化铜为弱碱与酸反应生成盐和水，离子反应方程式为：Cu(OH)2+2H+=C+2H2O；
（3）Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜。
10．(1) 固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O
(2) 铁粉 Fe+Cu2+=Fe2++Cu
(3) 过滤 难溶于水和稀硫酸的杂质 加热浓缩、冷却结晶
【分析】孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2+从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。
【详解】（1）根据分析可知，反应①的现象为固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生，反应方程式为Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O。
（2）根据分析可知，反应②中加入的金属为Fe，反应方程式为Fe+Cu2+=Fe2++Cu。
（3）经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，故操作a为过滤；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。
11． ③ ④ ① ⑤
【分析】Fe、Zn、Cu等中等活泼金属，一般用C、CO、H2等还原性物质冶炼；Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属一般采用电解法冶炼；Hg、Ag等不活泼金属一般采用热分解法，加热他们的化合物，即可得到单质；V、Cr、Mn、W等高熔点金属需要利用铝热反应冶炼。
【详解】（1）Fe、Zn、Cu等中等活泼金属：以C、CO或H2作还原剂；
（2）Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属：电解法；
（3）Hg、Ag等不活泼金属：热分解法；
（4）V、Cr、Mn、W等高熔点金属：利用铝热反应原理还原。
12．(1) Na—Cu，Na—Fe 要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点
(2)测密度；是否溶于稀硝酸；测硬度
【详解】（1）要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点；Na的沸点是883°C，而Cu的熔点为1038°C，二者没有共同液态温度范围，不能形成合金；a的沸点是883°C，而Fe的熔点为1535°C，二者没有共同液态温度范围，不能形成合金；
形成合金的两种金属应具备的条件：各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点；
（2）黄铜和金密度不同，可以用测密度区分二者；也可以根据化学性质测定，金不活泼，不与硝酸等反应，黄铜可以与硝酸反应；也可以测硬度，金比较软，硬度小。
13．错误
【详解】由方程式可知，反应中铜元素、氧元素的化合价降低被还原，硫元素的化合价升高被氧化，故错误。
14．错误
【详解】是黑色固体，是碱性氧化物，氧化铜不与水反应；故答案为：错误。
15．正确
【详解】硝酸具有氧化性，可以把Cu2O中+1价铜氧化为+2价，稀硝酸与Cu2O反应的离子方程式为：3Cu2O+14H++=2NO↑+6Cu2++7H2O，正确。
16．错误
【详解】铜锈是铜在空气中缓慢氧化生成的碱式碳酸铜，故错误。
17．正确
【详解】无水硫酸铜与水反应产生硫酸铜晶体，化学式为CuSO4·5H2O，物质由白色CuSO4变为蓝色CuSO4·5H2O，因此可以使用无水硫酸铜检验酒精中是否含有水，该实验方法是正确的。
18．正确
【详解】干燥的空气中铜与水不接触，与空气中的氧气不易发生氧化反应，因此不容易生锈，故该说法是正确的。
19．错误
【详解】晶体失去结晶水的反应都为化学变化，CuSO4·5H2O失去结晶水属于化学变化，错误。
20．错误
【详解】铁片、铜片以及稀硫酸溶液形成原电池，铜片为原电池正极，氢离子在铜片表面得电子生成氢气，不能说明铜比铁活泼，故错误。
21．错误
【详解】稀硝酸与铜反应，不能用稀硝酸清除铜制品上的铜锈，错误。
22．错误
【详解】硝酸是氧化性酸，铜与浓硝酸和稀硝酸都不能生成氢气，错误。
23．正确
【详解】铝和钠是活泼的金属单质，冶炼铝和钠都可以用电解法，说法正确。
24．错误
【详解】并不是所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应，活泼性比Al弱的难熔金属，如钒，铬，锰，铁，铜的氧化物与Al发生铝热反应，因此本题说法错误。
25．正确
【详解】碳和氧气不完全燃烧会产生一氧化碳，一氧化碳具有还原性，可以还原氧化铁，生成铁单质，故正确。
26．错误
【详解】用惰性电极电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子放电顺序是Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Al3+，所以阴极上先析出Cu，后生成氢气，不能生成Fe和Al，所以该说法错误，故答案为：错误。
27．正确
【详解】火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属，涉及反应为、，答案为正确。
28．错误
【详解】金属Na活泼性强，与四氯化钛(TiCl4)溶液中的水先反应，可以用金属钠置换熔融的四氯化钛(TiCl4)中的钛来制取单质钛。错误。
29．正确
【详解】铜的活泼性小于铝，铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原，正确。
30．错误
【详解】少量极不活泼金属在自然界中以单质形式存在，如Au等，无需置换，说法错误。
31．正确
【详解】在铜的化合物中，铜都是显示正价，炼铜就是将化合态的铜还原为铜单质，铜元素都发生了还原反应，正确。
32．错误
【详解】AlCl3是共价化合物，熔融状态不能导电，工业上金属Al是用电解熔融的氧化铝制得的，错误。
33．错误
【详解】金属的冶炼难度与金属的活泼性有关，活泼金属难冶炼，如金属钾，钙，钠，镁，铝等；不活泼金属易于冶炼，如铜、银、汞等；铝热反应可以用于冶炼难熔的、活泼性比Al弱的金属；
故答案为：错误。
34．错误
【详解】合金是一种金属跟其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。故其中是可以含有非金属元素的，例如生铁中就含有2~4.3%左右的碳元素。故答案为错误。
35．错误
【详解】合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物，都是混合物，错误。
36．正确
【详解】根据合金的特性，合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属，故答案为：正确。
37．错误
【详解】铜与浓硝酸反应，还原产物开始是NO2，随着反应的进行，硝酸浓度逐渐变稀，稀硝酸与铜反应生成NO；错误。
38．错误
【详解】人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的活泼性大于铁，铝不易被还原，错误。
39．正确
【详解】将铁片置于硫酸铜溶液中，铁片上有红色物质析出发生的反应为铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，说明还原剂铁的活泼性强于还原产物铜，故正确。
40．正确
【详解】铜丝在空气中加热生成氧化铜，热的氧化铜能把乙醇氧化生成乙醛，乙醛具有刺激性气味，故正确。
41．错误
【详解】浓硫酸稀释放出大量的热，稀释时应将浓硫酸加入到水中，防止爆沸。因此将铜丝插入浓硫酸加热，把反应后溶液注入水中，观察硫酸铜溶液的颜色，错误。
42．错误
【详解】Cu与硫酸铁发生氧化还原反应，生成硫酸铜和硫酸亚铁，无黑色固体出现，故错误；
题号
1
2
3
4
5
6
7



答案
D
C
C
A
C
C
CD