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1、跟踪检测（十七）金属材料复合材料 1.（2018 ?东城质检）化学反应屮，反应物用量、浓度或反应条件不同可能对生成物产生 影响。下列反应的生成物不受上述因素影响的是（） A.铜与硝酸反应B.钠与氧气反应 C.氢气与氯气反应D.氯化铝与氢氧化钠溶液反应 解析：选C A项，铜与浓硝酸、稀硝酸反应的产物不同；B项，钠与氧气在常温条件下的反 应和在加热条件下反应的产物不同；C项，氢气与氯气无论是加热还是点燃条件下的产物都是 IIC1,不受反应物用量、条件、反应物浓度的影响；D项，氯化铝与少量氢氧化钠溶液反应生成 蛍氧化铝，与足量蛍氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，产物不同。 2.（2018 ?宝鸡质检）已知
2、下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是（） M . v点燃溶于水八注汪惰性电极电解Kt M4-N - - Q - -Q 浴液 - - M+N A. Na C. Fe D. Cu 解析：选D Na. AK Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液占燃 溶 干水由解 可以生成铜单质，题给转化是：Cu + CLdCuCL色UcuCL溶液竺生Cii+CL。 3.下列常见金属的冶炼原理中不合理的是（） 选项 金属 冶炼原理 A Fe Fe2O3+3C0 直遇2Fe + 3C02 B Hg 2HgO A 2Hg+0 21 C Mg 2MgO （熔融）里蜃Mg+Cb f D Na 2N
3、aCl （熔融）=tt 2Na+Cl2 t 解析：选C A项，铁可以通过还原剂还原铁的氧化物进行冶炼，正确；B项，Hg是不 活泼 金属，通过热分解冶炼，正确；C项，镁是活泼金属，电解熔融的UgC12冶炼Mg,错误 ; D项，Na 是活泼金属，电解熔融NaCl冶炼Na,正确。 4.从经济效益和环境保护考虑，大量制取Cu （N0J 2最宜釆用的方法是（） A.Cu鱼喚ugh B.Cu魁喚:u （NOs ）2 C./笔CuO讐Cu （叽 B. Al D.Cu*CuCl戶逊液Cu(NO? 解析：选C A项，Cu与浓IIM反应生成NO?, NO2是有毒气体，污染环境，错误；B项, Cu与稀IIM反应生成
4、NO, NO是有毒气体，污染坏境 , 错误;C项， 发生反应2CU + 02=2CU0, CU0+2HN03=CU （N03）2+H 20, 过程中没有有毒气体生成，不污染环境，正确；D项，硝酸银成本较高，不经济， 错误。 5. （2018?南阳一中月考）铜有两种常见的氧化物CuO和0120。某学习小组取0. 98 g （用 精密天平测量）Cu （0H）2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外, 某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。 100 300 500 700 900 1 100 温度/X? 甲 则下列分析正确的是（） A.图甲
5、中臼点和力点对应物质的化学式分别为CgO和CuO B.图甲整个过程中共生成0.26 g水 C.图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是A D.图甲屮，日到力的过程中有0.01 mol电子发生了转移 解析：选D 0. 98 g C U（OH ）2的物质的量为0.01 mol,若全部生成CuO,则质量为0.01 molXBOg-morO. 80 g,所以吕点对应的物质是CuO ；若全部生成Cu 20, 则质量为0? 005 mol X 144 g ?呗1一】=0.72 g,所以b点对应的物质是Cu ：?O, A项错误；根据化学方程式3伽）2迴退010+ 出0、4CuO皀遇2CU
6、2O+O2 f可知，生成水的物质的量为0.01 mol,质量为0. 01 mol X 18 g ? mol 1=0. 18 g, B项错误 ;CuO和其中所含Cu元素的质量关系（以CuO的 质量为10 g计算）为： CuO 80 64 10 g 8 g 观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，表示的是CuO, C项错误；根据反应方程式 宫F曰 4CuO - 2CU2O+0 2 t 可知，臼到力的过程屮有0.01 mol电子发生了转移，D项正确。 6.有NaCl、FcCL、FeCh、CuCS A1CL、NH 4C1六种溶液 , 只用一种试剂就可以把它 1.00 0B0 0.60 0.40 0.20
7、 Cu 质lft/g 0.80 金属氧化物质 量/g 乙 0.72 C.氨水D.稀HNO3 解析：选B A项，加入硫酸溶液，六种溶液都无现象，所以不能鉴别；B项，加入NaOII 溶 液，NaCl无现彖，FeCl2生成白色沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，FeCh生成红 褐色沉 淀，CuCl2生成蓝色沉淀，A1C1 3生成白色沉淀，NaOH过量时，沉淀逐渐溶解消失，MhCl 生成刺激 性气体，六种物质现象各不相同， 可鉴別；C项，加入氨水，NaCl和WC1无现象 , 所以不能鉴别 ;D 项，加入稀HNO ：” NaCl. AlCh、NH4CI均为无色溶液 , 无法区分。 7.（2018 ?湖
8、北七校联考）下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是（） A.四种元素的单质都能和盐酸反应，生成相应的盐和氢气 B.制备A1CL FeCh、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 C.将Mg棒和A1棒作为原电池的两个电极插入TaOH溶液屮，Mg棒上发生氧化反应 D.铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是氧化铜 解析：选B A项，Cu单质不与盐酸反应。C项，一般情况下，在原电池中，金属性强的作 负极，但也要根据电解质溶液的实际情况考虑，Mg的金属性大于A1的，但是电解质溶 液为NaOH 溶液，而Mg不与NaOH溶液反应，A1与NaOH溶液反应，所以A1棒作负极，发生 氧化反
9、应。D项， 铁锈的主要成分是氧化铁，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜。 8.“拟晶” （quasicrystal）是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。 A“CsF62是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶 的说法正确的是（） A.无法确定AGCu23Fei2川三种金属的化合价 B.Al 65Cu23Fei2的硕度小于金属铁 C.Al 65Cu23Fei2不可用作长期浸泡在海水中的材料 D.1 mol ALsCuFe溶于过量的硝酸时共失去265 mol电子 解析：选C A项，拟品Al 65Cu23Fei2是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合
10、价 代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作零价；B项，拟晶具有合金的某些优良物理性能， 合金的硬度一般比各成分金属大；C项，AGCu2 ：Fei2与海水可以构成原电池，会加速金属的腐 蚀，因此不可用作长期浸泡在海水屮的材料；D项，溶于过量硝酸时，A1与Fe 均变为 + 3 价， Cu 变为+2 价, 故1 mol AbCgFe失电子为65 molX3 + 23 molX2 + 12 molX3=277 mol。 9.（2018 ?泉州模拟） 已知CuO经高温灼烧生成CuO Cu?0与F发生：Cu 20+2H +=Cu + Cu2+ + II 20o 将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的
11、稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是（） A.如果溶液变为蓝色，同吋有紫红色固体出现，说明样品全部生成了CihO B?溶液屮最终可能有紫红色固体出现 们鉴别开来，该试剂是（） A.稀比SO】 B. NaOH溶液 C.这种实验的结果无法说明CuO分解的程度 D.如果溶液变成蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解 解析: 选C Cu、CU2O、CuO均能与稀硝酸反应，故不可能有紫红色固体出现，无法说明CuO 分解的程度。 10. CuSO-i是一种重要的化工原料，英有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的 是（） A.将CuSCh溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矶晶体 B.相对于途径，
12、途径更好地体现了绿色化学思想 C.CuSO,在1 100 C分解所得气体X可能是S6和S03的混合气体 D.Y可能是葡萄糖 解析：选C CuSO,易溶于水，将CuSOi溶液蒸发浓缩得到其高温饱和溶液，再冷却结晶 可析出CuSO.1 ? 5出0晶体,A正确；途径中发生的反应为2Cu + 2H2S0, + 0 22CuS04+2H.0, 而 途径中产生N0气体，途径中产生SO?气体，显然途径不产生污染性气体，更好地体现了 绿色化学思想，B正确；由题图可知，CuSO,在1 100 C时分解得到Cu 2O,该过程 Cu 元素化合价由 +2价降低到 + 1价，S元素的化合价为 + 6价，不能继续升高，只
13、能是0元素 的化合价升高，即 有02产生，化学方程式为2CuS0.（亘鱼CwO+SO t +SO31 +O2 f ,故X是SO2、S0：、O2三种 气体的混合物 ,C错误;CuSO 4与过量NaOH溶液反应生成Cu （OH ）2,再与Y 在加热条件下转化为Cu2O, 则Y具有还原性，可以是乙醛、葡萄糖等含有醛基的有机物，D 正确。 11.部分氧化的铁铜合金样品（氧化产物为Fe203 CuO ）共5. 76 g,经如下处理 : 标准状况下 VmL气体 瓷蠢亠滤渣 3.2 g 冬量NaOH 酸L滤液A（不含C+）滤渣 下列说法正确的是（） A?滤液A中的阳离子为Fet F* H+ B.样品屮Fe元
14、素的质量为2.24 g C.样品中CuO的质量为4.0 g D.卩=896 解析：选B硫酸足量，只有金属Cu不与H2S0.；反应，所以滤渣3.2 g为金属铜，物质的量为 0. 05 mol,即合金样品中总共含有铜元素0. 05 mol，滤液A中加入足量NaOH溶液, 充分- 固体3.2 g 浓H2SO4A 所得滤渣灼烧得到的固体3.2 g为FC203O生成的滤渣3. 2 g是铜，金属铜可以和F0*反应, 所以 滤液A中一定不含Fe= 则滤液A中含有的阳离子为Fe 2 H+, A 错误；Fe的物质的 3. 2 g _ 量- - X2 = 0. 04 mol,其质量为0.04 mol X56 g
15、? mol _1 = 2. 24 g, B 正确；根 160 g ? mol 据B项分析可知铁元素质量为2. 24 g,而合金样品质量为5. 76 g,所以CuO的质量不超过 5. 76 g-2. 24 g=3. 52 g, C错误; 最后滤液A中溶质为过量HzSOj和FeSOi,而铁元素物质的量 为0. 04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0. 04 mol,含0.08 mol,其中部分 旷生成氢气， 另外的旷和合金中的0_结合成水，由于合金中氧元素的物质的量为 5 76 g 3 2 g 2 24 0 - 令一一 =0.02 mol,全转化为出0需消耗H +0. 04 mol, 所以
16、硫酸中生成也16 g ? mol 的F的物质的量为0. 08 mol-0. 04 mol=0. 04 mol,即生成0. 02 mol H 2,标准状况下体积 为448 mL, D错误。 12. （2018 ?海南五校一模）CuCl是有机合成小常用的一种催化剂，在乙醇中溶解度较 小。实验室可用氯化铜溶液、铜粉、浓盐酸反应制备，其反应原理和流程为 CuCb+Cu+2HCl 2HCUC12（无色）稀释2CuCl I（白色）+2HC1 氯化铜浓盐酸氯化钠 浴液 已知 反应过程中可能存在的副反应有：CUC1+H 20 CuOH+HCl （1） _ “反应” 步骤中加入氯化钠的目的是_ o （2） _
17、用乙醇洗涤产品的原因，_是, 二 是o （3） _ “反 应”步骤中往往使用过量的浓盐酸，其主要目的是 _ 。 （4） CuCl在潮湿的环境中易被氧化为CU2（0H）3C1 ,反应的化学方程式为 （5）若实验时用到3 mL 0.5 niol? iTCuCb溶液，最终得到产品0. 21 g,则该实验的产率 为 _ （列出算式并计算出结果，结果保留小数点后两位）o 解析：（1）从平衡移动角度考虑，增大ci 浓度，有利于平衡正向移动，增大反应物的转 化率。（2）氯化亚铜在乙醇中的溶解度小，使用乙醇洗涤可减少产品损失。乙醇的沸点低, 易挥 发，“烘干”可以在较低温度下进行，不但可以缩短时间，还可以节约
18、能源。（3）根据 勒夏特 列原理，盐酸能抑制氯化亚铜的水解。（4）根据元素守恒可知，反应屮需要水，生成物中含有 HC1。（5）根据题目所给的方程式可知CuC12?2CuCl,结合提供数据求得理论上应生成产品的质 量，进一步可以计算出产率。 过亠洗烘 滤涤干 足址铜粉难溶物 稀 乙酹 滤液 （u （i 产品 答案：（1）增大C1-浓度，有利于生成HCuCL (2)减少洗涤过程中的产品损失乙醇的沸点低，既可缩短烘干时间，乂能降低能耗 抑制“稀释”过程中CuCl的水解 ( 或抑制CuCl的水解 ) (4)4CuCl +4H 20+02=2CU2 (OH) 3CI+ 2IIC1 (b) 3X10“ 3
19、 LX0. 5 mol -L _, X99. 5 g-mor 1X2 100%=70 - 35% 13. ( 2018 ?宁德模拟) 为探究某铁碳合金与浓硫酸在加热条件下的反应的部分产物，并测 定铁碳合金中铁元素的质量分数，某化学活动小组设计了如图所示的实验装置，并完成以 下实验探究。 (1)往圆底烧瓶中加入码铁碳合金，并滴入过量浓硫酸，未点燃酒精灯前，A、B均无 明显现象，其原因是：常温下碳与浓硫酸不反应； (2)点燃酒精灯，反应一段时间后，从A中逸岀气体的速率仍然较快，除因反应温度较 高外，还可能的原因是 (3)装置B的作用是 _ o (4)甲同学观察到装置C中有白色沉淀生成，他得出了使澄
20、清石灰水变浑浊的气体是二 氧化碳。装置A中能产生二氧化碳的化学方程式为 _ o (5)乙同学认为甲同学的结论是错误的，他认为为了确认二氧化碳的存在，需在装置B 和C之间添加装置Mo装置E、F中盛放的试剂分别是 _ 、 _ 。重新 实验后观察到装置F中的现象是 _ _ O (6)有些同学认为合金屮铁元素的质量分数可用KMnO,溶液来测定(5Fe 2+ + MnO7 + 8H+ =5Fe 3+Mn2+ + 4H 20)。测定铁元素质量分数的实验步骤如下： I . 往烧瓶A中加入过量铜使溶液中的Fe+完全转化为Fe 2+, 过滤，得到滤液B； II?将滤液B稀释为250 mL； III. 取稀释液2
21、5. 00 mL,用浓度为 c mol - L 1 的酸性KMnO溶液滴定 , 三次滴定实验所需 KMnO(溶液体积的平均值为V mLo 步骤II中，将滤液B稀释为250讥需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外， 还必须要用到的是o 判断滴定终点的标志是_ o 0.21 g _ 铁碳合金 屮铁元素的质量分数为_ o 解析：(1)分液漏斗中盛放的是浓硫酸，常温下浓硫酸和铁发生钝化，阻碍反应的进行。 (2)加入的是铁碳合金，铁和碳在硫酸溶液中可构成原电池，加快反应速率。(3)品红溶液用 來 检验S0?,品红溶液退色，说明反应产生了S02。(5)SO,也能使澄清石灰水变浑浊，因此要验证 C0：
22、?的存在需要除去S0,利用SO,的还原性，通过漠水或酸性高镒酸钾溶液，再通过品红溶液， 验证SO?是否完全被吸收，品红溶液不退色，澄清石灰水变浑浊，说明有CO?产生。 (6)还需要用250 mL容量瓶；高猛酸钾微过量，浓度很小，所以呈浅紫色；铁元素的质 量为rXlOLXcmol? LX5X56g ? moL X字半=2. 8Wg,故其质量分数为竺竺卫 25 mL in Q X100%,即型笛。m 答案：(1)常温下Fe在浓硫酸中发生钝化 (2)铁、碳在硫酸溶液中形成原电池 (3)检验SO?的存在 (4) C+2H 2S04( 浓)=C0 2 t +2S02 t +2H20 (5)酸性KMDO
23、4溶液或漠水 ( 或其他合理答案 ) 品红溶液品红溶液不退色或无明显现象 (6) ?250 mL容量瓶 滴入最后一滴酸性高镒酸钾溶液，溶液呈浅紫色，且30 s内 、口 CuFeS2反应后的最终产物为SO?、FeO、Cu, 根据原子守恒即得消耗O2的物质的量。 (2)根据流稈图得出CuS的氧化产物为S,比SO.提供酸性环境，从而得出反应1的化学 方程 式；湿法炼铜没有SO?生成，故污染小，同时可得到有药用价值的副产物硫酸亚铁晶体及硫黄。 (3)从溶液中获得结晶水合物的常规操作为蒸发浓缩、冷却结晶。 (4)根据图乙 ?戊可知，A项为最佳工艺条件，95 C时铜的浸岀率已经很高，且高温需要 更多的燃料供能，不经济。 答案：S 1.2 2. 5白 (2)2CuS + 0,+2H 2S02CUS04 + 2H20 + 2S 污染小，同时得到副产物硫酸亚铁晶体及硫黄，资源 得到充分利用(3)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(4) A