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課時跟蹤檢測（十七）金屬材料 復(fù)合材料
1．銅鋅合金俗稱黃銅，下列不易鑒別黃銅與真金的方法是( )
A．測密度 B．測熔點
C．灼燒 D．看外觀
解析：選D 黃銅和金的密度不可能相同，所以測密度可行，故A正確；合金的熔點較低，真金的熔點高，所以測熔點可行，故B正確；銅鋅合金灼燒生成黑色的氧化物，而金性質(zhì)穩(wěn)定，顏色不變，可鑒別，故C正確；銅和金的顏色相同，故不可行，故D錯誤。
2．下列生產(chǎn)、生活中的事實不能用金屬活動性順序表解釋的是( )
A．鋁制器皿不宜盛放酸性食物
B．電解飽和食鹽水陰極產(chǎn)生氫氣得不到鈉
C．鐵制容器盛放和運輸濃硫酸
D．鍍鋅鐵桶鍍層破損后鐵仍不易被腐蝕
解析：選C A項，鋁性質(zhì)較活潑，能和強酸、強堿反應(yīng)生成鹽和氫氣，在金屬活動性順序表中Al位于H之前，所以能用金屬活動性順序解釋；B項，金屬陽離子失電子能力越強，其單質(zhì)的還原性越弱，用惰性電極電解飽和食鹽水時，陰極生成氫氣而得不到鈉，說明Na的活動性大于氫，所以可以用金屬活動性順序解釋；C項，常溫下，濃硫酸和鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成致密的氧化物薄膜而阻止進一步被氧化，該現(xiàn)象是鈍化現(xiàn)象，與金屬活動性順序無關(guān)；D項，構(gòu)成原電池的裝置中，作負極的金屬加速被腐蝕，作正極的金屬被保護，F(xiàn)e、Zn和電解質(zhì)構(gòu)成原電池，Zn易失電子作負極、Fe作正極，則Fe被保護，所以能用金屬活動性順序解釋。
3．(2016·南昌模擬)工業(yè)上由含釩、鉻和錳的礦物冶煉難熔的金屬釩、鉻和錳，通常采用的方法是( )
A．碳還原法
B．鋁熱法還原
C．直接加熱法
D．鹽的水溶液與活潑金屬置換法
解析：選B 工業(yè)上用鋁熱法冶煉活潑性比Al差的、熔點較高的金屬，如釩、鉻、錳等。
4．下表各選項中，不能利用置換反應(yīng)通過Y得到W的一組化合物是( )
選項
化合物
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
SiO2
FeCl3
W
MgO
Al2O3
CO
CuCl2
解析：選D Mg與CO2反應(yīng)，方程式為2Mg＋CO22MgO＋C，A項正確；Al與Fe2O3發(fā)生鋁熱反應(yīng)，方程式為Fe2O3 ＋2Al2Fe＋Al2O3，B項正確；SiO2＋2C2CO↑＋Si，C項正確；Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2，不是置換反應(yīng)，D項錯誤。
5．下列說法中正確的是( )
A．Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過一步反應(yīng)實現(xiàn)
B．鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點高
C．金屬銅放置在潮濕的空氣中會被銹蝕，生成綠色的銅銹——堿式碳酸銅
D．金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能，其抗腐蝕的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反應(yīng)的進一步進行
解析：選C A選項，CuO→Cu(OH)2不能通過一步實現(xiàn)，錯誤；B選項，鋁合金比純鋁的熔點低，錯誤；D選項，銅表面不能形成致密的氧化膜，錯誤。
6．(2016·贛州模擬)下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說法不正確的是( )
A．粗銅電解精煉時，粗銅作陽極
B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應(yīng)
C．黃銅礦冶煉銅時，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料
D．粗硅制高純硅時，提純四氯化硅可用多次分餾的方法
解析：選B 電解精煉銅時，粗銅作陽極，自身可以溶解，故A正確；制備單質(zhì)時涉及化合價變化，是氧化還原反應(yīng)，制玻璃的反應(yīng)是：SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑和SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，化合價未發(fā)生變化，均不屬于氧化還原反應(yīng)，故B錯誤；SO2可以轉(zhuǎn)化成SO3，進而生成H2SO4；FeO與CO在高溫下可生成Fe，故C正確；制備硅的過程中，利用沸點不同進行分餾，將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來，再與H2發(fā)生置換反應(yīng)得到高純硅，故D正確。
7．(2016·寶雞質(zhì)檢)已知下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，M、N均為單質(zhì)，則M可能是( )
M＋NQQ溶液M＋N
A．Na B．Al
C．Fe D．Cu
解析：選D Na、Al、Fe均為活潑金屬，電解相關(guān)溶液不能制取其單質(zhì)；電解銅鹽溶液可以生成銅單質(zhì)，題給轉(zhuǎn)化是：Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2溶液Cu和Cl2。
8．氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種反應(yīng)物在40～50 ℃時反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是( )
A．這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性
B．CuH可作氧化劑、還原劑
C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃燒)
D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常溫)
解析：選C Cl2具有強氧化性與多價態(tài)金屬反應(yīng)時，生成最高價態(tài)的金屬化合物，應(yīng)為CuCl2，故C項錯誤。
9．鈦和鈦的合金具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是鈦合金與人體器官具有很好的生物相容性，則下列用途中不符合實際的是( )
A．用于作保險絲
B．用于制造航天飛機
C．用于制造人造骨
D．用于家庭裝修，作鈦合金裝飾門
解析：選A 鈦及鈦合金的熔點高，不適合作保險絲。
10．部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.92 g，經(jīng)如下處理：
下列說法中正確的是( )
①濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋
②樣品中氧元素的物質(zhì)的量為0.03 mol
③溶解樣品的過程中消耗H2SO4的總的物質(zhì)的量為0.04 mol
④V＝224 mL
⑤V＝336 mL
A．①③④ B．②③④
C．②③⑤ D．①③⑤
解析：選B 由濾液A中不含Cu2＋可知，樣品中加入足量稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)有Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，F(xiàn)e2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，F(xiàn)e＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，F(xiàn)e＋2Fe3＋===3Fe2＋。溶液中陽離子只有Fe2＋、H＋，無Fe3＋，①錯誤；因濾液A中不含Cu2＋，故3.2 g濾渣只是Cu(物質(zhì)的量是0.05 mol)，濾液經(jīng)處理最終得到的3.2 g固體是Fe2O3。由2Fe～Fe2O3可知，該5.92 g樣品中，鐵元素的總質(zhì)量為2.24 g(物質(zhì)的量是0.04 mol)，故混合物中氧元素的質(zhì)量為5.92 g－2.24 g－3.2 g＝0.48 g，即樣品中氧元素的物質(zhì)的量是＝0.03 mol，②正確；消耗的H2SO4以FeSO4的形式存在，故消耗的H2SO4的物質(zhì)的量為0.04 mol，③正確；因5.92 g樣品中含0.03 mol O、0.04 mol Fe、0.05 mol Cu，則樣品可以看作Fe、FeO、Cu的形式，因氧元素的物質(zhì)的量是0.03 mol，故FeO的物質(zhì)的量為0.03 mol、Fe的物質(zhì)的量為0.01 mol，與足量的稀硫酸反應(yīng)可生成0.01 mol的H2，標(biāo)準(zhǔn)狀況下H2的體積為224 mL，④正確、⑤錯誤。
11．(2016·株洲一模)銅是生活中常見的金屬，請回答下列問題：
(1)Cu不活潑，通常情況下不與稀硫酸反應(yīng)，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快變藍色，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：_____________________________。
(2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會析出Cu2(OH)2CO3綠色固體，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)火法煉銅的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在該反應(yīng)中每生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移________mol e－。
(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是________(填選項字母)。
a．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
b．溶液中Cu2＋向陰極移動
c．電解過程中，陽極和陰極的質(zhì)量變化相等
d．利用陽極泥可回收Al、Zn等金屬
(5)據(jù)報道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細菌在有氧氣存在的酸性溶液中，可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O，利用反應(yīng)后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO4·5H2O)：
①檢驗溶液B中Fe3＋是否被除盡的實驗方法_______________________________
________________________________________________________________________。
②在實驗室中，設(shè)計兩個原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅(要求：一種方案只用一個反應(yīng)來完成)。寫出兩種方案中涉及的化學(xué)方程式：方案一：________________；方案二：________________________________________________________________________。
解析：(1)金屬銅投入稀硫酸中不發(fā)生反應(yīng)，但再加入H2O2溶液后銅開始溶解，溶液逐漸變?yōu)樗{色，說明過氧化氫在酸性溶液中具有氧化性，能溶解銅，離子方程式為Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
(2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會析出Cu2(OH)2CO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu2＋＋CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋2H＋。
(3)反應(yīng)中Cu元素化合價由＋1價降低到0價，O元素化合價由0價降低到－2價，S元素化合價由－2價升高到＋4價，由方程式可知生成2 mol Cu，轉(zhuǎn)移6 mol電子，則該反應(yīng)中每生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移3 mol電子。
(4)a.精煉銅時，粗銅做陽極，連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)故a正確；b.溶液中Cu2＋向陰極移動，故b正確；c.比銅活潑的金屬先放電，所以陽極和陰極的質(zhì)量變化不相等，故c錯誤；d.Al、Zn比Cu活潑，在正極會生成Zn2＋和Al3＋，故不能利用陽極泥回收Al、Zn金屬，故d錯誤。
(5)①檢驗溶液B中Fe3＋是否被除盡的試劑是KSCN溶液，加入KSCN溶液若變紅證明含有鐵離子，若加入后溶液不變紅證明不含鐵離子；
②硫酸銅溶液得到金屬銅的方法，可以加入鐵粉置換銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu；也可用惰性電極通電電解硫酸銅溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4。
答案：(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
(2)2Cu2＋＋CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋2H＋
(3)3 (4)ab
(5)①加入KSCN溶液若變紅證明含有鐵離子，若加入后溶液不變紅證明不含鐵離子
②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4
12．氫氣還原氧化銅所得的紅色固體可能是銅與氧化亞銅的混合物，已知Cu2O在酸性溶液中可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)，生成Cu2＋和Cu。
(1)現(xiàn)有8.4 g氧化銅被氫氣完全還原后，得到紅色固體6.96 g，其中含單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量之比是________。
(2)若將6.96 g上述混合物與足量的濃硝酸充分反應(yīng)：
①生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.568 L的氣體(不考慮NO2的溶解，也不考慮NO2與N2O4的轉(zhuǎn)化)，則該氣體的成分是________，其物質(zhì)的量之比是________；
②把得到的溶液小心蒸發(fā)濃縮，把析出的晶體過濾，得晶體20.328 g。經(jīng)分析，原溶液中的Cu2＋有20%殘留在母液中，所得晶體的化學(xué)式為__________。
(3)Cu、Cu2O和CuO組成的混合物，加入100 mL 0.6 mol·L－1 HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同時收集到224 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。如原混合物中Cu的物質(zhì)的量為x，求其中Cu2O、CuO的物質(zhì)的量及x的取值范圍(寫出解題過程)。
解析：(1)設(shè)單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量分別為x和y，則根據(jù)銅原子守恒可知x＋2y＝＝0.105 mol。又因為64 g·mol－1×x＋144 g·mol－1×y＝6.96 g，解得x＝0.075 mol、y＝0.015 mol，因此單質(zhì)銅與氧化亞銅的物質(zhì)的量之比為5∶1。
(2)①反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.075 mol×2＋0.015 mol×2×1＝0.18 mol，氣體的物質(zhì)的量是1.568 L÷22.4 L·mol－1＝0.07 mol。設(shè)混合氣中NO和NO2的物質(zhì)的量分別為a mol和b mol，則a mol＋b mol＝0.07 mol、3a mol＋b mol＝0.18 mol，解得a＝0.055、b＝0.015，因此混合氣的成分是NO和NO2，其物質(zhì)的量之比為11∶3。
②設(shè)晶體的化學(xué)式為Cu(NO3)2·nH2O，則根據(jù)銅離子守恒可知晶體中銅離子的物質(zhì)的量為0.105 mol×80%＝0.084 mol，因此晶體的物質(zhì)的量也是0.084 mol，則0.084 mol×(192＋18n) g·mol－1＝20.328 g，解得n＝3，即晶體化學(xué)式為Cu(NO3)2·3H2O。
(3)設(shè)Cu2O、CuO的物質(zhì)的量分別為y mol、z mol，則根據(jù)銅原子守恒可知生成硝酸銅的物質(zhì)的量為(x＋2y＋z) mol。NO的物質(zhì)的量是0.01 mol，則根據(jù)電子得失守恒可知2x＋2y＝0.01×3＝0.03。硝酸的物質(zhì)的量是0.06 mol，則根據(jù)氮原子守恒可知2×(x＋2y＋z)＋0.01＝0.06，解得z＝x－0.005，y＝0.015－x。由于y、z均不能為0，則x的取值范圍是0.005
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