1、1第 4 讲 用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物A 组 基础题组1.(2018 湖南长沙押题卷)淮南万毕术中有“曾青得铁,则化为铜,外化而内不化”,下列说法中正确的是( )A.“外化”时化学能转化为热能B.“化为铜”表明铁转化为铜C.“内不化”是因为内部的铁活泼性较差D.反应中溶液由蓝色转化为黄色答案 A “曾青得铁,则化为铜”指 Fe 从 CuSO4溶液中置换出 Cu,反应为 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。A 项,“外化”时发生反应 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,该反应为放热反应 ,“外化”时化学能转化为热能,正确;B项,“化为铜”表明 Fe 从 CuSO4溶液中置换出 Cu,
2、错误;C 项,“内不化”是置换出的 Cu 覆盖在 Fe 的表面,导致内部 Fe 不能与 Cu2+继续反应,错误;D 项,CuSO 4溶液呈蓝色,FeSO 4溶液呈淡绿色,错误。2.将铜放入稀硫酸中,再加入下列一种试剂,常温下就可产生气体的是( )A.KNO3 B.FeCl3 C.CuSO4 D.浓 H2SO4答案 A Cu、稀硫酸、KNO 3混合时发生反应:3Cu+8H +2N 3Cu2+2NO+4H 2O,则铜粉质量减轻,O-3同时溶液逐渐变为蓝色,且有气体逸出,A 正确;将铜放入稀硫酸中,再加入 FeCl3,铜溶解,但不产生气体,B 错误;Cu 与稀硫酸不反应,加入 CuSO4混合时也不反
3、应,C 错误;在常温下铜与浓硫酸不反应,在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,D 错误。3.“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应,尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中,你认为最不符合绿色化学理念的是( )A.除去硝酸工业尾气中的氮氧化物:NO 2+NO+2NaOH 2NaNO2+H2OB.制硫酸铜:2Cu+O 2 2CuO,CuO+H2SO4(稀) CuSO4+H2OC.用氨水吸收硫酸厂的尾气:SO 2+2NH3+H2O (NH4)2SO3D.制硫酸铜:Cu+2H 2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H 2O答案 D D 项,由此法制取硫酸铜,生成硫酸铜、二氧化硫和水
4、,会导致空气污染,不符合绿色化学理念。4.根据下列四种金属的熔、沸点,判断其中不能形成合金的是( )2Na Cu Al Fe熔点() 97.5 1 083 660 1 535沸点() 883 2 595 2 200 3 000A.Cu 和 Al B.Fe 和 CuC.Fe 和 Na D.Al 和 Na答案 C 铁的熔点(1 535 )高于 Na 的沸点(883 ),无法制得铁钠合金。5.工业上制取硫酸铜不是直接用浓硫酸与铜反应,而是将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入细小的空气泡,这样做的优点是( )节省能源 不产生污染大气的二氧化硫 提高了硫酸的利用率 提高了铜的利用率A. B. C.
5、D.全部答案 C 浓硫酸与铜加热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,二氧化硫有毒,对环境有危害;将铜丝浸入稀硫酸中并不断地从容器下部吹入细小的空气泡,铜、氧气和稀硫酸共同反应生成硫酸铜和水,不产生有害气体,避免对环境的污染,同时提高了硫酸的利用率,节省了能源,均符合题意,C 正确。6.(2018 晋豫省际大联考)已知 Fe2+或 I2能与 H2O2在一定条件下发生下列反应:Fe2+:H 2O2+2Fe2+2H+ 2Fe3+2H2O;H 2O2+2Fe3+ 2Fe2+2H+O2。I2:H 2O2+I2 2HIO;下列说法中错误的是( )A.通过反应可知 Fe2+为过氧化氢分解的催化剂B.根据反应可知,
6、在该条件下,氧化性:H 2O2Fe3+C.1 mol H2O2分解,转移的电子数为 2NAD.反应为 2HIO+H2O2 I2+2H2O+O2答案 C 反应相加的总反应恰好为过氧化氢的分解反应:2H 2O2 2H2O+O2,并且反应前后 Fe2+无变化,A 项正确;反应中,过氧化氢为氧化剂,Fe 3+为氧化产物,所以氧化性:H 2O2Fe3+,B 项正确;过氧化氢分解的化学方程式为 2H2O2 2H2O+O2,由反应方程式可知 ,1 mol H2O2分解,转移的电子数为 NA,C项错误;由过氧化氢分解反应的化学方程式减去反应得到反应为:2HIO+H 2O2 I2+2H2O+O2,D 项正确。7
7、.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:3下列说法中不正确的是( )A.合金的熔点比其成分金属低,合金通常比成分金属具有更优良的金属特性B.铜、银都能与硝酸反应,收集到的 V L 气体一定全为 NOC.操作是过滤,操作是洗涤,操作是烘干D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数答案 D 解答本题要注意以下两点:题中没有给出硝酸的浓度,合金与硝酸反应放出的气体中可能含有 NO2,但经排水法收集到的气体均为 NO;W g 固体应该是干燥、纯净的 AgCl,由此确定三步操作。8.向 CuSO4酸性溶液中加入 H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热。一段时间后,蓝
8、色溶液变为红色浑浊(Cu 2O),继续加入 H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个过程可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是( )A.逸出气体的主要成分是 O2B.H2O2既表现氧化性又表现还原性C.Cu2+将 H2O2还原D.发生了反应:Cu 2O+H2O2+4H+ 2Cu2+3H2O答案 C Cu 2+将 H2O2氧化为 O2,A 正确;“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu 2O)”说明铜离子被还原成Cu2O,H2O2表现了还原性,继续加入 H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应:Cu 2O+H2O2+4H+2Cu2+3H2O,Cu2O 中+1 价 Cu 被氧化成+2 价
9、 Cu2+,H2O2又表现了氧化性,B、D 正确;H 2O2变为 O2,氧元素化合价从-1 变为 0 价,发生氧化反应,Cu 2+将 H2O2氧化,C 错误。9.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )A.与途径相比,途径更好地体现了绿色化学思想B.Y 可以是葡萄糖溶液C.CuSO4在 1 100 分解所得气体 X 可能是 SO2和 SO3的混合气体D.将 CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体4答案 C 途径中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体,会污染空气,通过途径制取等质量 CuSO4需要的硫酸少且无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想
10、,故 A 正确;葡萄糖溶液与新制氢氧化铜反应可生成 Cu2O,所以 Y 可为葡萄糖溶液,故 B 正确;若 X 是二氧化硫和三氧化硫的混合气体,则只有铜元素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,故 C 错误;将 CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,故 D 正确。10.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和 NO2、N 2O4、NO 的混合气体,这些气体与 2.24 L O2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。若向所得硝酸铜溶液中加入 2 mol/L NaOH 溶液至 Cu2+恰好完全沉淀,则消耗 NaOH 溶液的体积是( )A.60 mL B.50 mLC.
11、45 mL D.15 mL答案 B NO 2、N 2O4、NO 的混合气体与 2.24 L O2(标准状况)混合后通入水中,完全生成 HNO3,则整个过程中 HNO3 反应前后没有变化,即 Cu 失去的电子数等于 O2得到的电子数,根据得失电子守恒:n(Cu)2=n(O2)4= 4 ,解得:n(Cu)=0.05 mol,所以 n Cu(NO3)2为 0.05 mol,根据 Cu2+2OH-,则2.24L22.4L/moln(NaOH)=2n(Cu2+)=0.05 mol2=0.1 mol,则 NaOH 体积 V= = =0.05 L,即 50 mL。nc0.1mol2mol/L11.铝热反应的
12、本质是利用铝的还原性,将难溶金属从其氧化物中置换出来,根据铝热反应解答下列问题:(1)用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有 。 A.KCl B.KClO3C.MnO2 D.Mg(2)用等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物在一定条件下与铝粉进行铝热反应。引发铝热反应的操作是 。 产物中单质是 (写名称)。 答案 (1)BD(2)加少量 KClO3,插入镁条并将其点燃 铁解析 (1)做铝热反应的实验时,需要 KClO3作助燃剂,且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量 KClO3固体并插上镁条,点燃镁条后放出热量,使 KClO3固体分解放出 O2,进一步加剧 Mg 的燃烧,可
13、在短时间内使混合物温度迅速升高,引发反应。MgO 不能与铝发生铝热反应,所以产物中单质为 Fe。12.(2017 北京理综,26,13 分)TiCl 4是由钛精矿(主要成分为 TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:5钛精矿 粗 TiCl4 纯 TiCl4资料:TiCl 4及所含杂质氯化物的性质化合物 SiCl4 TiCl4 AlCl3 FeCl3 MgCl2沸点/ 58 136181(升华)316 1 412熔点/ -69 -25 193 304 714在 TiCl4中的溶解性互溶 微溶 难溶(1)氯化过程:TiO 2与 Cl2难以直接反应,加碳生成 CO
14、和 CO2可使反应得以进行。已知:TiO 2(s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g) H 1=+175.4 kJmol-12C(s)+O2(g) 2CO(g) H 2=-220.9 kJmol-1沸腾炉中加碳氯化生成 TiCl4(g)和 CO(g)的热化学方程式: 。 氯化过程中 CO 和 CO2可以相互转化,根据下图判断:CO 2生成 CO 反应的 H 0(填“”“ 随温度升高,CO 含量增大,说明生成 CO 的反应是吸热反应H 2O、FeCl 2溶液、NaOH 溶液MgCl 2、AlCl 3、FeCl 3(2)SiCl4 高于 136 ,低于 181 解析 本题考查热化学方程式
15、的书写、利用平衡移动判断反应的热效应、物质的分离和提纯等。(1)将已知的两个热化学方程式相加,即可得出答案。观察图像可知,随着温度的升高,CO 的物质的量增大,说明平衡向生成 CO 的方向移动,所以生成 CO 的反应是吸热反应,H0。在室温下,TiCl4、SiCl 4为液态,AlCl 3、FeCl 3、MgCl 2为固态且在 TiCl4中微溶或难溶,所以滤渣中应含有AlCl3、FeCl 3、MgCl 2,但 AlCl3、FeCl 3在 TiCl4中微溶,故粗 TiCl4混合液中仍然会存在少量的AlCl3、FeCl 3。(2)TiCl4在蒸馏塔二中被蒸出,说明物质 a 应是一种沸点比 TiCl4
16、低的物质,结合题给资料可知 a 是SiCl4。T 2应控制在 136 以上,181 以下,确保 TiCl4被蒸出,同时 AlCl3等杂质不能被蒸出。B 组 提升题组13.(2018 河南一轮复习诊断调研联考)将物质的量均为 a mol 的 FeCl3和 CuCl2投入水中形成混合溶液,再加入 b mol 铁粉充分反应(忽略离子的水解),下列说法中不正确的是( )A.当 b 时,发生的离子方程式为 2Fe3+Fe 3Fe2+a2B.当 b 时,发生总反应的离子方程式为 2Fe3+Cu2+2Fe 4Fe2+Cu3a2C.当 1.6 g,则此时 A 中固体的成分为 CuSO4 和 CuO。(4)装置 B 中迅速生成白色沉淀,说明分解产物中有 SO3,C 装置的作用是检验有 SO2生成。(5)理论上 E 中应收集到 V mL 气体,事实上体积偏少,可能的原因是在 C 装置中部分 O2参与了氧化还原反应。
