2025届高三化学高考一轮复习同步训练：用途广泛的金属材料开发利用金属矿物

用途广泛的金属材料开发利用金属矿物 一、选择题 1．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是(　　) A．K＋、SO、NH、CO B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－ C．Na＋、H＋、Cl－、SO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO 2．如图所示的反应均是在高温引燃后进行，选项中的物质表示A和B，不合理的是(　　) A．MgO　Al B．CO2　Mg C．Fe3O4　Al D．CuO　H2 3．铅的冶炼大致过程如下： ①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选； ②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2； ③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑； PbO＋COPb ＋CO2。 下列说法正确的是(　　) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 4．化学与生活密不可分，下列说法错误的是(　　) A．变压器铁芯是含硅4%的硅钢，有很高的导磁性 B．还原铁粉可用作食品保鲜剂 C．甲醛溶液可以用作食品防腐剂 D．合金的硬度一般比成分金属大 5．我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是 (　　) A．①中描述的化学反应是可逆反应 B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸铜溶液 C．“积变又还成丹砂”中的“还”可理解为“被还原” D．水银能跟“曾青”发生置换反应生成单质铜 6．某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数： 下列说法中不正确的是(　　) A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性 B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的V L气体全为NO C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤 D．铜的质量分数为×100% 7．下列关于资源的开发利用说法不正确的是(　　) A．目前世界上冶炼铜的主要方法是电解法 B．海水淡化最常用的方法之一是蒸馏法 C．海带中提取碘的过程中需要氧化剂把碘离子氧化成碘单质 D．电解法冶炼铝的过程中加入冰晶石的目的是降低氧化铝的熔点以节约电能 8．下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　) A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 9．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：铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量 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 10．下列说法中正确的是(　　) A．纯铁易被腐蚀，可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”，以提高其抗腐蚀能力 B．我们使用合金是因为它比纯金属具有更优良的化学性质 C．我国首艘航母“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆，属于金属材料 D．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到 11．某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。进行如下实验： 下列有关说法正确的是 (　　) A．步骤Ⅰ中减少的3 g固体一定是混合物 B．步骤Ⅱ中质量减少的物质一定是Cu C．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2 D．根据步骤Ⅱ可以得出m(Fe2O3)∶m(Cu)＝1∶1 12．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　) 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 HCl溶液 二、非选择题 13．(14分)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。大多数＋1价铜的化合物不溶于有机溶剂，如Cu2O(砖红色)、CuI、CuCl、CuH等。 (1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生： a．2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2 b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2 为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 。 A．SO2 B．苯 C．NaOH溶液 D．乙醇 (2)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。 ①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式： 。 ②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式： 。 (3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。 方法一：在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入N2H4·H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无污染无色气体。 ①写出上述制备过程中的总反应方程式： 。 方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：a.铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu＋，后Cu＋继续被氧化生成Cu2＋；b.在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。 ②以NaCl和含少量NaOH的溶液作为电解质溶液，电解时阳极区会产生白色沉淀，写出阳极反应方程式： 。 ③电解一段时间后，溶液中可能产生的现象： ，写出转化的离子方程式： 。 ④这样制得的Cu2O中往往含有CuCl，请设计实验证明CuCl的存在： 。 14．(2024·山东师大附中高三模拟)(14分)某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料进行如下实验探究。为测定黄铜矿中硫元素的质量分数，将m1 g该黄铜矿样品放入如图所示装置中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。 (1)锥形瓶A内所盛试剂是 ；装置B的作用是 ；锥形瓶D内发生反应的离子方程式为 。 (2)反应结束后将锥形瓶D中的溶液进行如下处理： 如图向锥形瓶D中加入过量H2O2溶液反应的离子方程式为 ；操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重，其中洗涤的具体方法为 ；该黄铜矿中硫元素的质量分数为 (用含m1、m2的代数式表示)。 (3)已知：Cu＋在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2＋，设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O： 。 用途广泛的金属材料开发利用金属矿物 一、选择题 1．在含有下列离子组的溶液中，加入Fe(NO3)2固体后，仍然能够大量共存的离子组是(　　) A．K＋、SO、NH、CO B．K＋、Ba2＋、OH－、Cl－ C．Na＋、H＋、Cl－、SO D．Na＋、Mg2＋、Cl－、NO 答案　D 解析　A中CO和Fe2＋不能大量共存；B中Fe2＋和OH－不能大量共存；C中H＋、NO和Fe2＋因发生氧化还原反应而不能大量共存。 2．如图所示的反应均是在高温引燃后进行，选项中的物质表示A和B，不合理的是(　　) A．MgO　Al B．CO2　Mg C．Fe3O4　Al D．CuO　H2 答案　A 解析　Mg的活泼性强于Al，若A为MgO，B为Al，二者不能发生铝热反应，A错误；CO2与Mg反应生成C(即C)和MgO(即D)，Mg与O2反应生成MgO，C与足量O2反应生成CO2，B正确；Fe3O4与Al能发生铝热反应，生成Fe(即C)和Al2O3(即D)，C正确；H2还原CuO生成Cu(即C)和H2O(即D)，D正确。 3．铅的冶炼大致过程如下： ①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选； ②焙烧：2PbS＋3O22PbO＋2SO2； ③制粗铅：PbO＋CPb＋CO↑； PbO＋COPb ＋CO2。 下列说法正确的是(　　) A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化 B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO C．整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移2 mol电子 D．将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳 答案　D 解析　富集方铅矿的过程属于物理变化，A错误；B项中还原产物除PbO外还有SO2；整个冶炼过程中，制取1 mol Pb共转移8 mol电子，C错误。 4．化学与生活密不可分，下列说法错误的是(　　) A．变压器铁芯是含硅4%的硅钢，有很高的导磁性 B．还原铁粉可用作食品保鲜剂 C．甲醛溶液可以用作食品防腐剂 D．合金的硬度一般比成分金属大 答案　C 5．我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是 (　　) A．①中描述的化学反应是可逆反应 B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸铜溶液 C．“积变又还成丹砂”中的“还”可理解为“被还原” D．水银能跟“曾青”发生置换反应生成单质铜 答案　B 解析　①中描述的化学反应为HgSHg＋S、Hg＋S===HgS，两个反应的反应条件不同，不是可逆反应，A错误；“铁赤色如铜”，说明铁置换出铜，故“曾青”应为可溶性铜盐的水溶液，B正确；“积变又还成丹砂”，发生的反应是Hg＋S===HgS，Hg发生了氧化反应，“还”是指恢复原来的状态，C错误；Hg的活动性比Cu弱，因此水银不能与“曾青”发生置换反应生成单质铜，D错误。 6．某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数： 下列说法中不正确的是(　　) A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性 B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的V L气体全为NO C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤 D．铜的质量分数为×100% 答案　D 解析　不论是浓硝酸还是稀硝酸与Cu、Ag反应生成的气体用排水法收集到的一定全部是NO，B正确；W g固体应该是干燥纯净的AgCl，故Ⅰ为过滤，由于过滤后的氯化银附着一些离子，应洗涤附着的物质，防止影响氯化银的质量测定，故Ⅱ为洗涤，C正确；氯化银的质量为W g，所以合金中银的质量为W g×＝ g，故合金中铜的质量分数为×100%＝×100%，故D错误。 7．下列关于资源的开发利用说法不正确的是(　　) A．目前世界上冶炼铜的主要方法是电解法 B．海水淡化最常用的方法之一是蒸馏法 C．海带中提取碘的过程中需要氧化剂把碘离子氧化成碘单质 D．电解法冶炼铝的过程中加入冰晶石的目的是降低氧化铝的熔点以节约电能 答案　A 解析　目前世界上冶炼金属铜的主要方法是火法炼铜和湿法炼铜，A错误；海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等，B正确；海带中碘以I－的形式存在，要变成单质碘需要加氧化剂氧化，C正确；电解法冶炼铝的过程中加入冰晶石可降低氧化铝的熔点，减少能耗，D正确。 8．下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　) A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 答案　B 解析　Mg的还原性比H2强，不能用H2还原制备Mg，而应用电解熔融MgCl2的方法制备，A错误；电解饱和食盐水得到NaOH而不是单质Na，C错误；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu，D错误。 9．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：铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量 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 答案　C 解析　铜和铝都均可以与稀硝酸反应，利用测量气体的体积，可以计算出混合物中铜、铝的质量，反应最后没有固体剩余，不能通过测量剩余固体的质量进行，故C错误。 10．下列说法中正确的是(　　) A．纯铁易被腐蚀，可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”，以提高其抗腐蚀能力 B．我们使用合金是因为它比纯金属具有更优良的化学性质 C．我国首艘航母“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆，属于金属材料 D．Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到 答案　C 解析　纯铁抗腐蚀能力很强，生铁易被腐蚀，A错误；合金比其成分金属具有更加优良的物理机械性能，B错误；Na、Al用电解法冶炼，Cu可以用热还原法冶炼得到，D错误。 11．某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。进行如下实验： 下列有关说法正确的是 (　　) A．步骤Ⅰ中减少的3 g固体一定是混合物 B．步骤Ⅱ中质量减少的物质一定是Cu C．根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2 D．根据步骤Ⅱ可以得出m(Fe2O3)∶m(Cu)＝1∶1 答案　D 解析　步骤Ⅰ中，加入过量氢氧化钠溶液固体质量减少了3 g，溶解的物质可能是Al2O3和SiO2中的一种或两种，故A、C错误；步骤Ⅱ中加入过量盐酸，Fe2O3溶解后又和Cu发生反应，故减少的固体是Fe2O3和Cu，B错误；步骤Ⅱ中发生的总反应为Fe2O3＋Cu＋6HCl===2FeCl2＋CuCl2＋3H2O，溶解的固体(6.4－1.92＝4.48 g)中，Fe2O3和Cu的物质的量相等，又因为盐酸过量，Fe2O3完全溶解，剩余的固体为Cu，设步骤Ⅱ中溶解的铜的物质的量为x，则64x＋160x＝4.48，解得x＝0.02 mol，则m(Fe2O3)＝0.02 mol×160 g/mol＝3.2 g，则m(Cu)＝6.4 g－m(Fe2O3)＝6.4 g－3.2 g＝3.2 g，则m(Fe2O3)∶m(Cu)＝1∶1，D正确。 12．下列各组物质中，X是主体物质，Y是少量杂质，Z是为除去杂质所要加入的试剂，其中所加试剂正确的一组是(　　) 选项 A B C D X FeCl2溶液 FeCl3溶液 Fe Na2SO4溶液 Y FeCl3 CuCl2 Al Na2CO3 Z Cl2 Fe NaOH溶液 HCl溶液 答案　C 解析　A项，2FeCl2＋Cl2===2FeCl3，除去了主体物质；B项，2FeCl3＋Fe===3FeCl2，CuCl2＋Fe===Cu＋FeCl2，主体物质和杂质均被消耗；C项，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，NaAlO2易溶，过滤即可；D项，Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋CO2↑＋H2O，引入了新的杂质NaCl。 二、非选择题 13．(14分)铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知：常温下，在溶液中Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反应2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。大多数＋1价铜的化合物不溶于有机溶剂，如Cu2O(砖红色)、CuI、CuCl、CuH等。 (1)在CuCl2溶液中逐滴滴加过量的KI溶液可能发生： a．2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2 b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2 为顺利观察到白色沉淀可以加入的最佳试剂是 。 A．SO2 B．苯 C．NaOH溶液 D．乙醇 (2)一定条件下，在CuSO4中加入NH5反应生成氢化亚铜(CuH)。 ①已知NH5是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳定结构，请写出NH5的电子式： 。 ②写出CuH在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式： 。 (3)纳米级Cu2O具有特殊的光学、电学及光电化学性质，在太阳能电池、传感器、超导体等方面有着潜在的应用，研究制备纳米氧化亚铜的方法已成为当前的热点研究之一。 方法一：在新制Cu(OH)2悬浊液中滴入N2H4·H2O水溶液，蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，同时产生无污染无色气体。 ①写出上述制备过程中的总反应方程式： 。 方法二：以铜作阳极，石墨作阴极电解。已知：a.铜作阳极时，铜先被氧化生成Cu＋，后Cu＋继续被氧化生成Cu2＋；b.在碱性溶液中CuCl浊液易转化为Cu2O。 ②以NaCl和含少量NaOH的溶液作为电解质溶液，电解时阳极区会产生白色沉淀，写出阳极反应方程式： 。 ③电解一段时间后，溶液中可能产生的现象： ，写出转化的离子方程式： 。 ④这样制得的Cu2O中往往含有CuCl，请设计实验证明CuCl的存在： 。 答案　(1)B　 － ②2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑ (3)①4Cu(OH)2＋N2H4·H2O===2Cu2O＋N2↑＋7H2O ②Cu＋Cl－－e－===CuCl　③白色沉淀逐渐变为砖红色　2CuCl＋2OH－===Cu2O＋H2O＋2Cl－ ④取试样少量于试管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸银溶液，若生成沉淀，则含有CuCl，若无明显现象，则无CuCl 解析　(1)碘水是棕褐色的，影响白色沉淀的观察，可以用苯把碘单质萃取出来，由于酒精与水以任意比例混溶，因此不能作萃取剂。 (2)①NH5所有原子都达到稀有气体的稳定结构，即氮原子最外层达到8电子稳定结构，所有氢原子达到2电子稳定结构，说明NH5是由NH和H－组成的离子化合物。②CuH为难溶物质，保留化学式，根据题干信息知＋1价的铜在酸性条件下发生歧化反应生成Cu2＋和Cu，反应产生的气体是CuH中的H－与盐酸中H＋发生归中反应产生的氢气。 (3)①蓝色沉淀逐渐转化为砖红色，即氢氧化铜沉淀转化成氧化亚铜；无污染的气体只能是N2。②铜作阳极，先被氧化为Cu＋，再与溶液中的Cl－结合生成CuCl白色沉淀，即可写出阳极的电极反应方程式。③根据方法二的信息b可知，CuCl在碱性条件下易转化为Cu2O。 14．(2024·山东师大附中高三模拟)(14分)某化学兴趣小组以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料进行如下实验探究。为测定黄铜矿中硫元素的质量分数，将m1 g该黄铜矿样品放入如图所示装置中，从a处不断地缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的黄铜矿样品。 (1)锥形瓶A内所盛试剂是 ；装置B的作用是 ；锥形瓶D内发生反应的离子方程式为 。 (2)反应结束后将锥形瓶D中的溶液进行如下处理： 如图向锥形瓶D中加入过量H2O2溶液反应的离子方程式为 ；操作Ⅱ是洗涤、烘干、称重，其中洗涤的具体方法为 ；该黄铜矿中硫元素的质量分数为 (用含m1、m2的代数式表示)。 (3)已知：Cu＋在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2＋，设计实验方案验证泡铜中是否含有Cu2O： 。 答案　(1)氢氧化钠溶液　干燥气体　SO2＋2OH－===SO＋H2O (2)H2O2＋SO===SO＋H2O　将固体放入过滤器中，用玻璃棒引流向过滤器中加入蒸馏水至浸没沉淀，待滤液自然流下后，重复上述操作2～3次　×100% (3)取少量泡铜于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色，说明泡铜中含有Cu2O，否则不含有 解析　(1)为防止二氧化碳的干扰，应将空气中的二氧化碳用碱液除掉，锥形瓶A内所盛试剂是氢氧化钠溶液，通过碱石灰干燥吸收水蒸气，生成的二氧化硫能和过量氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为：SO2＋2OH－===SO＋H2O。 (2)亚硫酸根离子具有还原性，能被过氧化氢氧化生成硫酸根离子，反应的离子方程式为：H2O2＋SO===SO＋H2O；洗涤固体在过滤器中进行，加水至浸没固体，使水自然流下，重复几次洗涤干净；m2 g固体为硫酸钡的质量，结合硫元素守恒计算得到硫元素的质量分数＝×100%＝×100%。 (3)泡铜的成分为Cu、Cu2O，Cu＋在强酸性环境中会发生反应生成Cu和Cu2＋。据此设计实验验证是否含有氧化亚铜，取少量泡铜于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色，说明泡铜中含有Cu2O，否则不含有。 学科网（北京）股份有限公司 $$