資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第4講 金屬材料與金屬礦物的開發利用
考點一 銅及其化合物的主要性質及應用
1．銅的性質
物理性質 銅是紫紅色金屬，具有良好的導電性、導熱性性(僅次于銀)和延展性
化學性質
與非金屬反 應 a．潮濕的空氣中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 (堿式碳酸銅，綠色固體) b．與氧氣加熱：2Cu＋O22CuO (黑色固體) c．銅絲在Cl2中燃燒：Cu＋Cl2CuCl2 (棕黃色煙) d．銅絲在硫蒸氣中反應：2Cu＋SCu2S
與 酸反 應 銅與非氧化性酸不反應，但與與氧化性酸(濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸)能反應 a．銅與濃硫酸共熱：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O b．銅與濃硝酸反應：Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O c．銅與稀硝酸反應：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
與鹽溶液反 應 a．銅與氯化鐵溶液：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋ b．銅與硝酸銀溶液：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
2．銅的重要化合物
(1)氧化銅和氧化亞銅
名稱 氧化銅(CuO) 氧化亞銅(Cu2O)
顏色 黑色 磚紅色
與非氧化性酸反應 CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
與氧化性酸反應 CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O 3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
與H2反應 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O
轉化關系 4CuO2Cu2O＋O2↑
(2)氫氧化銅
①物理性質：藍色不溶于水的固體
②化學性質
a．受熱發生分解：Cu(OH)2CuO＋H2O
b．能與酸反應：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
c．弱氧化性(檢驗醛基)：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
(3)銅鹽
①堿式碳酸銅：Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分
a．受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O
b．可溶于稀硫酸，離子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。
②硫酸銅(CuSO4)
a．CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉化為白色粉末
b．無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗依據
③銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒
注意
3．銅及其化合物的性質應用
①區別紅色物質Cu和Cu2O的方法：向紅色物質中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質為Cu2O，否則為Cu，反應的化學方程式為Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
②通常利用熱的銅網（反應2Cu＋O22CuO）除去混合氣體中的少量O2。
③Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：
2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
④無水硫酸銅只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。
⑤CuO用于有機化合物中的元素分析——李比希法
將準確稱量的樣品置于一燃燒管中，經紅熱的氧化銅氧化后，再將其徹底燃燒成二氧化碳和水，用純的氧氣流把它們分別趕入燒堿石棉劑（附在石棉上粉碎的氫氧化鈉）及高氯酸鎂的吸收管內，前者將排出的二氧化碳變為碳酸鈉，后者吸收水變為含有結晶水的高氯酸鎂，這兩個吸收管增加的重量分別表示生成的二氧化碳和水的重量，由此即可計算樣品中的碳和氫的含量。
⑥利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，如乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：
CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O
4．銅的存在及制備
(1)銅的存在：在人類歷史上，首先發現并應用的是銅，其后是鐵。銅在自然界中以游離態和化合態形式存在。常見的銅礦石有黃銅礦(CuFeS2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3)
(2)銅的制備和精煉
①濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
②高溫煉銅(火法煉銅)：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO (爐渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
【注意】實驗室常用H2或CO還原CuO，而工業上不是用此法煉銅
5．熟記銅及其化合物的顏色
物質 顏色 物質 顏色
Cu 紫紅色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 藍色
Cu2O 磚紅色 Cu2(OH)2CO3 綠色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 藍色
【逐點訓練1】
1．某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質，操作正確且能達到目的的是(　　)
A．將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色
B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成
C．將CuCl2溶液在蒸發皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體
D．將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠
2．（2024·海南·一模）鐵、銅及其化合物之間的轉化具有重要應用。下列說法錯誤的是(　　)
A．常溫下使用鐵質容器盛裝濃硫酸
B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路
C．電解精煉銅時，粗銅連電源的正極
D．飽和溶液中滴加稀氨水制備氫氧化鐵膠體
3．氧化亞銅(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO經高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發生反應：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O?，F將經高溫灼燒后的CuO樣品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有關說法不正確的是(　　)
A．高溫條件下，穩定性：Cu2O＞CuO
B．樣品與酸反應中Cu2O既為氧化劑又是還原劑
C．如果溶液中出現藍色，說明CuO已分解
D．若有14.4 g Cu2O參加反應，則轉移電子數為0.1NA
4．CuSO4是一種重要的化工原料，其有關制備途徑如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質的量之比最好為2∶3
B．利用途徑③制備16 g硫酸銅，消耗硫酸的物質的量為0.1 mol
C．生成等量的硫酸銅，三個途徑中參加反應的硫酸的物質的量：①＝②＝③
D．與途徑①③相比，途徑②更好地體現了綠色化學思想
5．（2024·安徽安慶·三模） 銅及其重要化合物在生產中有著重要的應用。輝銅礦(主要成分Cu2S)可以用于制銅，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應可得Cu(NO3)2。Cu在O2條件下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液變藍色并有紫紅色固體產生。2022年諾貝爾化學獎授予了點擊化學領域的三位科學家。一價銅催化的疊氮化物-炔烴環加成反應可謂點擊化學中的第一個經典之作，催化劑CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成H[CuCl2] (強酸)。
上述敘述過程涉及的離子方程式，不正確的是(　　)
A．Cu2S與濃硝酸反應：
B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
C．Cu在O2存在下與氨水反應：
D．CuCl溶于較濃鹽酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-
6.（2024·安徽阜陽·模擬預測）某同學進行如下實驗：
實驗 實驗現象
ⅰ 將銅粉加入試管中，再加入稀 溶液變藍，液面上方呈淺紅棕色；至不再產生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性
ⅱ 繼續向ⅰ中試管加入少量固體 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
ⅲ 繼續向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸 又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色
下列說法不正確的是(　　)
A．銅與硝酸反應中，硝酸氧化性與氫離子、硝酸根濃度均有關
B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋
C．繼續向ⅰ中試管加入少量硫酸銅固體，也能發生ⅱ、?，F象
D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解
7.（2024·湖南長沙·一模）部分含銅物質的分類與相應銅元素的化合價關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．a、d均易溶于水
B．b既有氧化性又有還原性
C．加熱條件下f與單質硫反應生成d
D．向固體c中通入氣體生成e
8.（2024·河北衡水·模擬預測）以含有少量雜質Fe的粗銅為原料，制備藍礬()的工藝流程如下圖所示：
下列說法正確的是(　　)
A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，理論上硫酸和硝酸的物質的量之比為3∶2
B．氣體A為酸性氧化物，可與適量的氧氣和水反應生成硝酸，循環利用
C．物質X可以使用氨水，且X過量對產物無影響
D．“操作Z”為蒸發結晶、趁熱過濾
9.（23-24高三上·甘肅蘭州·期中）通過下列實驗以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)為原料制備還原性物質CuCl。下列說法不正確的是(　　)
A．“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2
B．“還原”時離子方程式為SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+
C．“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行
D．可循環利用的物質為H2SO4
考點二 金屬材料與金屬礦物的開發利用
1．合金
(1)概念：由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質
(2)性質：具有金屬的性質
(3)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能
①熔點：多數合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低
②硬度：合金的硬度一般它的比各成分金屬的硬度大
注意
2．常見的金屬材料
(1)金屬材料的分類
(2)幾種常見的合金
【注意】鋼是用量最大，用途最廣的合金
3．新型合金
(1)儲氫合金：一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用
(2)其他新型合金：鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業等領域
(3)用途廣泛的稀土金屬
①稀土元素
a．鑭系元素(57～71號元素)及釔和鈧，共17種元素為稀土元素
b．我國擁有豐富的稀土資源，現已查明的世界稀土資源中，80%分布在我國，并且品種齊全
②用途
a．稀土金屬有著廣泛的用途，它既可以單獨使用，也可用于生產合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為冶金工業的維生素
b．稀土金屬可用于制造引火合金、永磁材料、超導材料和發光材料等。稀土金屬除廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業、醫藥及農業領域外，還逐漸深入到許多現代科技領域
3．金屬礦物的開發利用
(1)金屬在自然界中的存在形式
①游離態：化學性質不活潑的金屬，在自然界中能以游離態的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu
②化合態：化學性質比較活潑的金屬,在自然界中能以化合態的形式存在，如： Al、Na
【注意】少數金屬在自然界中能以游離態的形式存在；而大多數的金屬在自然界中能以化合態的形式存在
(2)金屬冶煉的實質：金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態還原為游離態的過程，即：Mn＋＋ne－===M
(3)金屬冶煉的一般步驟
(4)金屬冶煉方法——根據金屬的活潑性
①物理提取法：Au、Pt在自然界中主要以游離態存在
②熱分解法：適于冶煉金屬活動性順序表中位置靠后的不活潑的金屬；像汞、銀等不活潑金屬，它們在金屬活動性順序表中位于氫的后面，其陽離子得到電子的能力很強，所以其還原條件也較容易達到。它們的氧化物受熱就能分解得到單質。適用范圍是不活潑的金屬Hg和Ag
2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑
③熱還原法：適用于冶煉位于金屬活動性順序表中部的金屬；常用的還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣、活潑金屬(如：鋁)等，多數金屬的冶煉過程屬于熱還原法。適用范圍是較活潑的金屬 Zn～Cu
a．焦炭還原法：2PbO＋C2Pb＋CO2↑、C＋2ZnO2Zn＋CO2↑
b．一氧化碳還原法：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (高爐煉鐵)
c．氫氣還原法：WO3＋3H2W＋3H2O
d．活潑金屬還原法(鋁熱反應)：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3
④電解法：位于金屬活動性順序表中氫前面的鉀、鈉、鈣、鎂、鋁等幾種金屬的還原性很強，這些金屬單質都很容易失去電子，而其對應的陽離子則氧化性很弱，很難得到電子，因此用一般的方法和一般的還原劑很難使其從化合物中還原出來，而只能用通電分解其熔融鹽或氧化物的方法來冶煉。適用范圍是活潑的金屬 K～Al
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 、2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
⑤特殊金屬的冶煉方法：
有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如：
Na＋KClK↑＋NaCl
2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等
主要運用了化學平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，汽化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進行。
注意
【逐點訓練2】
1.（2024·山東·模擬預測）鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是( )
A．鑭鎳合金能大量吸收形成金屬氫化物
B．鎳屬于過渡元素，位于元素周期表d區
C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優點
D．合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低
2.（23-24高三上·遼寧沈陽·期中）化學與生活、生產、社會密切相關，下列說法正確的是( )
A．制造鎳氫電池使用的儲氫合金是一類能與氫氣結合成金屬氫化物的材料，如鈦鋯合金，鑭鎳合金等
B．等漂白劑均是利用強氧化性達到漂白效果
C．用于制作大運會火炬塔塔身的鈦合金板具有硬度低、延展性好等特點
D．天和核心艙電推進系統腔體的氮化硼陶瓷屬于傳統無機非金屬材料
3.（23-24高三上·湖北孝感·開學考試）我國古典文獻中有豐富的化學知識?！陡窆乓摗吩疲烘B石，自然銅之精也。今爐甘石(主要成分)煉成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：銅一斤，爐甘石一斤，煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是( )
A．假鍮石比鍮石更方便沖壓成型 B．假鍮石的煉制過程會有氣體產生
C．假鍮石的主要材質為合金 D．假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應
4.（2024·遼寧葫蘆島·一模）下列有關金屬的工業制法中，正確的是( )
A．制銅：火法煉銅，即將黃銅礦受熱分解以獲得銅單質
B．制鐵：以鐵礦石、焦炭、石灰石為原料，CO還原得鐵
C．制鎂：用海水為原料，經一系列過程制得氧化鎂固體，還原得鎂
D．制鋁：從鋁土礦制得氯化鋁固體，再電解熔融的氯化鋁得到鋁
5.（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于( )
A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法
6.（2024·江蘇南通·模擬預測）工業用鎂還原制備金屬Ti，工藝流程如圖。下列說法不正確的是( )
A．工業上可通過電解熔融制取金屬Mg
B．用金屬Mg還原過程中需要通入作保護氣
C．“真空蒸餾”的目的是使Mg、氣化，實現與Ti的分離
D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，可以用稀鹽酸浸泡除Mg
1．（2023·湖南卷）中華文化源遠流長，化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是( )
A．青銅器“四羊方尊”的主要材質為合金
B．長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素
C．蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學變化
D．銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成
2．（2023·山東卷）利用熱再生氨電池可實現電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是( )
A．甲室電極為正極
B．隔膜為陽離子膜
C．電池總反應為：
D．擴散到乙室將對電池電動勢產生影響
3．（2023·全國卷）一些化學試劑久置后易發生化學變化。下列化學方程式可正確解釋相應變化的是( )
A 硫酸亞鐵溶液出現棕黃色沉淀
B 硫化鈉溶液出現渾濁顏色變深
C 溴水顏色逐漸褪去
D 膽礬表面出現白色粉末
4．（2023·山東·統考高考真題）一種制備的工藝路線如圖所示，反應Ⅱ所得溶液在3~4之間，反應Ⅲ需及時補加以保持反應在條件下進行。常溫下，的電離平衡常數。下列說法正確的是( )
A．反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應
B．低溫真空蒸發主要目的是防止被氧化
C．溶液Y可循環用于反應Ⅱ所在操作單元吸收氣體Ⅰ
D．若產量不變，參與反應Ⅲ的與物質的量之比增大時，需補加的量減少
5．（2023·上?！そy考高考真題）戰國時期人們用青銅澆鑄塑形成各樣的青銅器，青銅比純銅更便于制成形態各異的容器的原因是( )
A．熔點低 B．密度大 C．硬度大 D．不易被腐蝕
6．（2022·浙江·統考高考真題）下列說法不正確的是( )
A．鎂合金密度較小、強度較大，可用于制造飛機部件
B．還原鐵粉可用作食品干燥劑
C．氯氣、臭氧、二氧化氯都可用于飲用水的消毒
D．油脂是熱值最高的營養物質
7．（2022·山東·高考真題）是一種鈉離子電池正極材料，充放電過程中正極材料立方晶胞(示意圖)的組成變化如圖所示，晶胞內未標出因放電產生的0價Cu原子。下列說法正確的是( )
A．每個晶胞中個數為x
B．每個晶胞完全轉化為晶胞，轉移電子數為8
C．每個晶胞中0價Cu原子個數為
D．當轉化為時，每轉移電子，產生原子
8.（2022·浙江卷）下列說法不正確的是( )
A．用標準液潤洗滴定管后，應將潤洗液從滴定管上口倒出
B．鋁熱反應非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡
C．利用紅外光譜法可以初步判斷有機物中具有哪些基團
D．蒸發濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現晶膜，靜置冷卻，析出硫酸亞鐵銨晶體
9.（2021·河北卷）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是( )
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3
10．（2021·浙江·統考高考真題）下列說法不正確的是( )
A．鐵粉與氧化鋁發生的鋁熱反應可用于焊接鐵軌
B．鎂燃燒會發出耀眼的白光，可用于制造信號彈和焰火
C．熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固，常用于制作模型和醫療石膏繃帶
D．工業上可用氨水消除燃煤煙氣中的二氧化硫
11．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：
回答下列問題：
（1）“熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫。溶解等物質的量的和時，消耗物質的量之比為 ；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時揮發外，另一目的是防止產生 (填化學式)。
（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產物用尾液吸收后在工藝中循環使用，利用該吸收液的操作單元為 。
（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是 。
（4）“置換”中可選用的試劑X為 (填標號)。
A． B． C． D．
“置換”反應的離子方程式為 。
（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作 (填“陰極”或“陽極”)。
12．（2023·湖北卷）學習小組探究了銅的氧化過程及銅的氧化物的組成?；卮鹣铝袉栴}：
（1）銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器A的名稱為 ，裝置B的作用為 。

（2）銅與過量反應的探究如下：

實驗②中Cu溶解的離子方程式為 ；產生的氣體為 。比較實驗①和②，從氧化還原角度說明的作用是 。
（3）用足量NaOH處理實驗②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X為銅的氧化物，提純干燥后的X在惰性氛圍下加熱，mgX完全分解為ng黑色氧化物Y，。X的化學式為 。
（4）取含X粗品0.0500g(雜質不參加反應)與過量的酸性KI完全反應后，調節溶液至弱酸性。以淀粉為指示劑，用標準溶液滴定，滴定終點時消耗標準溶液15.00mL。(已知：，)標志滴定終點的現象是 ，粗品中X的相對含量為 。
13．（2023·全國·統考高考真題）元素分析是有機化合物的表征手段之一。按下圖實驗裝置(部分裝置略)對有機化合物進行C、H元素分析。
回答下列問題：
（1）將裝有樣品的Pt坩堝和CuO放入石英管中，先 ，而后將已稱重的U型管c、d與石英管連接，檢查 。依次點燃煤氣燈 ，進行實驗。
（2）O2的作用有 。CuO的作用是 (舉1例，用化學方程式表示)。
（3）c和d中的試劑分別是 、 (填標號)。c和d中的試劑不可調換，理由是 。
A．CaCl2 B．NaCl C．堿石灰(CaO+NaOH) D．Na2SO3
（4）Pt坩堝中樣品CxHyOz反應完全后，應進行操作： 。取下c和d管稱重。
（5）若樣品CxHyOz為0.0236g，實驗結束后，c管增重0.0108g，d管增重0.0352g。質譜測得該有機物的相對分子量為118，其分子式為 。
答案及解析
【逐點訓練1】
1．D。解析：A項反應后，應將反應后液體倒入盛水的燒杯中，并不斷攪拌；B項應將銅絲在空氣中加熱到紅熱后伸入盛滿氯氣的集氣瓶中；C項CuCl2水解生成的鹽酸易揮發，加熱蒸干CuCl2溶液得不到無水CuCl2固體。
2.【答案】D
【解析】A．常溫下濃硫酸可以使鐵鈍化，所以常溫下可以使用鐵質容器盛裝濃硫酸，A項正確；B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路的反應：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，B項正確；C．電解精煉銅時，粗銅作陽極，應連電源的正極，C項正確；D．飽和溶液中滴入沸水中才能制備氫氧化鐵膠體，D項錯誤；故選：D。
3．C。解析：二者穩定性需要根據所處條件分析，在溫度不是很高時CuO比氧化亞銅穩定，在高溫的時候，氧化亞銅比氧化銅穩定，故A正確；反應Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中Cu元素的化合價從＋1價升高到＋2價，部分降低到0價，則Cu2O既是氧化劑又是還原劑，故B正確；如果溶液中出現藍色，不能說明CuO已分解，因為CuO與稀硫酸反應溶液也呈藍色，故C錯誤；反應Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 mol氧化亞銅完全反應轉移1 mol電子，14.4 g Cu2O物質的量為＝0.1 mol,0.1 mol氧化亞銅完全反應轉移了0.1 mol電子，轉移電子數為0.1NA，故D正確。
4．D。解析：Cu與混酸反應，硝酸根離子由硝酸提供，氫離子由硝酸和硫酸提供，H2SO4與HNO3物質的量之比最好為3∶2，故A錯誤；途徑③制備硫酸銅，這一過程中消耗硫酸的物質的量為0.2 mol，故B錯誤；三個途徑中①②參加反應的硫酸的物質的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，則①＝②<③，故C錯誤；途徑②無污染性氣體產生，更好地體現了綠色化學思想，故D正確。
5.【答案】A
【分析】在書寫離子方程式時要遵循電荷守恒、原子守恒，若為氧化還原反應，同時還要符合電子守恒，結合物質的存在形式及拆分原則分析判斷。
【解析】A．濃硝酸具有強氧化性，Cu2S與濃硝酸反應時，硫元素的氧化產物為H2SO4，Cu為氧化為Cu(NO3)2，濃硝酸被還原為NO2氣體，同時反應產生H2O，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應的離子方程式應該為：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A項錯誤；B．Cu2O在酸性條件下會發生歧化反應，產生Cu、Cu2+、H2O，則Cu2O加入到稀硫酸中，反應產生Cu單質、CuSO4、H2O，離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正確；C．Cu在O2存在下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+，在堿性環境中，O2得到電子轉化生成OH-，離子方程式應該為：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正確；D．CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成強酸H[CuCl2]，則該反應的離子方程式應該為：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正確；故合理選項是A。
【題后歸納】銅及其化合物的顏色、狀態及溶解性
物質 顏色 狀態及溶解性 物質 顏色 狀態及溶解性
Cu 紫紅色，有金屬光澤 固態，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸 CuSO4 白色 粉末，易溶于水，水溶液呈藍色
CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 藍色 晶體
Cu2O 磚紅色 固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 綠色 粉末，難溶于水，可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末，難溶于水 Cu(OH)2 藍色 難溶于水，可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末，難溶于水及非氧化性強酸 [Cu(NH3)4]2+ 深藍色 絡合離子，溶于水
6.【答案】C
【分析】i.將銅粉加入試管中，再加入稀HNO3，稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，溶液變藍，開始產生無色氣體，無色氣體又變為紅棕色；銅粉有剩余，溶液為酸性；ii.繼續向i中試管加入少量固體NaNO3，由于銅粉剩余，溶液為酸性，加入硝酸鈉，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，產生無色氣體，無色氣體又變為紅棕色，同時可知推論i中的酸性是硝酸有剩余；iii. 繼續向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸，溶液酸性增強，硝酸根離子氧化性增強，又和銅反應產生NO氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色；
【解析】A．由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ還有硝酸剩余，不能將銅全部溶解，故硝酸氧化性和氫離子、硝酸根濃度均有關，A正確；B．ⅰ、ⅱ銅粉減少的原因均為硝酸和銅發生了氧化還原反應，能用相同的離子反應解釋，B正確；C．銅離子是氧化產物，增大銅離子濃度銅的還原性減弱，不會發生反應，C錯誤；D．硝酸根離子在酸性條件下具有強化性，可以將銅氧化，故用一定濃度的與也能使銅粉溶解，D正確；故選C。
7.【答案】B
【分析】a為為為為為為。
【解析】．a為為，二者均為難溶于水的黑色粉末，故A錯誤；B．b為的化合價為價，處于中間價態，既有氧化性又有還原性，故B正確；C．與硫加熱時生成，故C錯誤；D．向固體中通入氣體生成和水，故D錯誤；選B。
8.【答案】A
【分析】粗銅加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和銅離子的溶液，往溶液中加物質X沉淀Fe3+，過濾，所得濾液蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得藍礬。
【解析】A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，據可知，要使H+與的物質的量比為4：1(8：2)，則理論上H2SO4和HNO3的物質的量之比為3∶2，故A正確；B．氣體A為NO，不屬于酸性氧化物，故B錯誤；C．若物質X為氨水，則過量氨水會沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使藍礬產量降低，故C錯誤；D．“操作Z”為蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾，故D錯誤；故答案為：A。
9.【答案】B
【分析】堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH將銅轉化為氫氧化銅沉淀，過濾后將氫氧化銅溶于稀硫酸，得到硫酸銅溶液，再加入亞硫酸鈉、NaCl再還原成CuCl，過濾、洗滌得到CuCl。
【解析】A．由上述分析可知“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2，故A正確；B．該反應不滿足電荷守恒，正確的離子方程式為：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B錯誤；C．CuCl易被氧化，因此“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行，以防止其氧化，故C正確；D．由B中反應可知還原過程中生成硫酸，可在酸溶時循環利用，故D正確；故選：B。
【逐點訓練2】
1.【答案】D
【解析】A．鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，A正確；B．鎳是28號元素，屬于過渡元素，位于元素周期表d區，B正確；C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優點，C正確；D．合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低，但不是一定低，比如汞合金的熔點比汞高，D錯誤；故選D。
2.【答案】A
【解析】A．儲氫合金是一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣和能放出氫氣。循環壽命性能優異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等，故A正確；B．二氧化硫的漂白是化合型漂白，不是利用強氧化性，故B錯誤；C．鈦合金硬度大，強度高，耐腐蝕，故C錯誤；D．氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料，故D錯誤；故選A。
3.【答案】A
【解析】A．鍮石是純銅，假鍮石是銅鋅合金，合金硬度比其成分金屬的大，假鍮石硬度大相對不方便沖壓成型，A錯誤；B．假鍮石煉制過程涉及反應：、等，有氣體生成，B正確；C．假鍮石是銅鋅合金，C正確；D．假鍮石煉制過程涉及反應，該反應為氧化還原反應，D正確；故答案選A。
4.【答案】B
【解析】A．黃銅礦(CuFeS2)中Fe的化合價為＋2，工業上用黃銅礦冶煉銅的反應：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，該反應不是分解反應，故A錯誤；B．工業上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正確；C．工業上以海水為原料，經過一系列過程獲得無水氯化鎂，工業制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故C錯誤；D．因為氯化鋁是共價化合物，熔融狀態下氯化鋁不電離，也不導電，工業制鋁是電解熔融的氧化鋁：2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑，故D錯誤；故選B。
5.【答案】B
【解析】冶煉金屬銅的反應為氧化銅與焦炭在高溫條件反應生成銅和一氧化碳，該冶煉方法屬于熱還原法，故選B。
6.【答案】B
【分析】工業生產一般采用電解熔融的方法制鎂，所得Mg通過“高溫還原”、發生反應制取金屬鈦，再經過真空蒸餾提純鈦等步驟得到鈦產品。
【解析】A．由于MgO的熔點高，電解MgO制備金屬Mg能耗大，工業生產一般采用電解熔融的方法制鎂，故A正確；B．點燃下金屬鎂和能反應，則用金屬鎂還原過程中不能用作保護氣，可通入Ar作保護氣，故B錯誤；C．真空蒸餾時，需要將金屬Mg、分離除去，由于金屬鈦的熔點很高，因此真空蒸餾的目的是為了降低單質Mg和的沸點，使Mg、氣化，實現與Ti的分離，故C正確；D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，Ti常溫下不與稀鹽酸反應，Mg反應，因此可以用稀鹽酸浸泡除Mg，故D正確；故選B。
1.【答案】C
【解析】A．四羊方尊由青銅制成，在當時銅的冶煉方法還不成熟，銅中常含有一些雜質，因此青銅屬合金范疇，A正確；B．竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成，竹子、木頭的主要成分為纖維素，B正確；C．蔡倫用堿液制漿法造紙，將原料放在堿液中蒸煮，原料在堿性環境下發生反應使原有的粗漿纖維變成細漿，該過程涉及化學變化，C錯誤；D．陶瓷是利用黏土在高溫下燒結定型生成硅酸鋁，D正確；故答案選C。
二氧化碳，是非氧化還原反應，反應Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應生成Cu2O，是氧化還原反應，故A錯誤；B．低溫真空蒸發主要目的是防止被氧化，而不是，故B錯誤；C．經分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環用于反應Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取總反應方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若產量不變，增大比，多的Na2SO3會消耗氫離子，用于控制pH值，可減少的量，故D正確；答案CD。
2.【答案】CD
【解析】A. 向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變為銅離子與氨氣形成，因此甲室電極為負極，故A錯誤；B. 再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，故B錯誤；C. 左側負極是，正極是，則電池總反應為：，故C正確；D. 擴散到乙室會與銅離子反應生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產生影響，故D正確。綜上所述，答案為CD。
3.【答案】D
【解析】A．溶液呈棕黃色是因為有Fe3+，有渾濁是產生了Fe(OH)3，因為硫酸亞鐵久置后易被氧氣氧化，化學方程式為：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A錯誤；B．硫化鈉在空氣中易被氧氣氧化為淡黃色固體硫單質，使顏色加深，化學方程式為：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B錯誤；C．溴水的主要成分是溴和水，它們會反應，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久會變質。但不是生成高溴酸，所以選項中的化學方程式錯誤，C錯誤；D．膽礬為CuSO4·5H2O，顏色為藍色，如果表面失去結晶水，則變為白色的CuSO4，化學方程式為：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正確，D正確；故選D。
4.【答案】CD
【分析】銅和濃硫酸反應(反應Ⅰ)生成二氧化硫氣體(氣體Ⅰ)和硫酸銅，生成的二氧化硫氣體與碳酸鈉反應(反應Ⅱ)，所得溶液在3~4之間，溶液顯酸性，根據的電離平衡常數，可知溶液顯酸性(電離大于水解)，則反應Ⅱ所得溶液成分是，調節溶液pH值至11，使轉化為Na2SO3，低溫真空蒸發(防止Na2SO3被氧化)，故固液分離得到Na2SO3晶體和Na2SO3溶液，Na2SO3和CuSO4反應的離子方程式是+2Cu2＋+2H2O=+ Cu2O+4H+,反應過程中酸性越來越強，使Na2SO3轉化成SO2氣體，總反應方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，需及時補加以保持反應在條件下進行。
【解析】A．反應Ⅰ是銅和濃硫酸反應，生成二氧化硫，是氧化還原反應，反應Ⅱ是SO2和碳酸鈉溶液反應，生成、水和二氧化碳，是非氧化還原反應，反應Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應生成Cu2O，是氧化還原反應，故A錯誤；B．低溫真空蒸發主要目的是防止被氧化，而不是，故B錯誤；C．經分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環用于反應Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取總反應方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若產量不變，增大比，多的Na2SO3會消耗氫離子，用于控制pH值，可減少的量，故D正確；答案CD。
5.【答案】A
【解析】青銅為銅、錫、鉛等的合金，通常合金的熔點小于成分金屬，因此青銅比純銅更便于制成形態各異的容器，故答案選A。
6.【答案】B
【解析】A．金屬鎂的密度較小，鎂合金的強度高、機械性能好，是制造汽車、飛機、火箭的重要材料，故A正確；B．還原鐵粉能吸收氧氣，可用作食品脫氧劑，故B錯誤；C．氯氣、臭氧、二氧化氯都具有強氧化性，能殺菌消毒，都可用于飲用水的消毒，故C正確；D．油脂在代謝中可以提供的能量比糖類和蛋白質約高一倍，油脂是熱值最高的營養物質，故D正確 ；選B。
7.【答案】BD
【解析】A．由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×+6×=4，位于體內的銅離子和亞銅離子的個數之和為8，設晶胞中的銅離子和亞銅離子的個數分別為a和b，則a+b=8-4x，由化合價代數和為0可得2a+b=4×2，解得a=4x，故A錯誤；B．由題意可知，Na2Se轉化為Cu2-xSe的電極反應式為Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+，由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×+6×=4，則每個晶胞中含有4個Na2Se，轉移電子數為8，故B正確；C．由題意可知，Cu2-xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為Cu2-xSe+ e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，由晶胞結構可知，位于頂點和面心的硒離子個數為8×+6×=4，則每個晶胞中含有4個NaCuSe，晶胞中0價銅而個數為(4-4x)，故C錯誤；D．由題意可知，NayCu2-xSe轉化為NaCuSe的電極反應式為NayCu2-xSe+(1-y) e-+(1-y) Na+=NaCuSe+(1-x)Cu，所以每轉移(1-y)電子，產生(1-x)mol銅，故D正確；故選BD。
8.【答案】A
【解析】A．用標準液潤洗滴定管，要將整個滴定管內壁進行潤洗，因此，應將潤洗液的一部分從滴定管上口倒出，另一部分從滴定管下口放出，A說法不正確；B．鋁熱反應非常劇烈，反應過程中放出大量的熱，有大量火星飛濺出來，因此，在操作時要戴上石棉手套和護目鏡以保護手和眼睛，B說法正確；C．有機物中的基團在紅外光譜中會呈現出其特征譜線，因此，可以利用紅外光譜法初步判斷有機物中具有哪些基團，C說法正確；D．硫酸亞鐵銨的溶解度隨著溫度降低而減小，蒸發濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現晶膜，溶液達到飽和狀態，靜置冷卻后，由于在該溫度下的混合體系中硫酸亞鐵銨的溶解度最小，因此，析出的晶體是硫酸亞鐵銨晶體，D說法正確。綜上所述，本題選A。
9.【答案】C
【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。
10.【答案】A
【解析】A．鋁粉與氧化鐵發生鋁熱反應時放出大量的熱，因此，生成的鐵是液態的，其可以將兩段鐵軌焊接在一起，故其可用于焊接鐵軌，但是，鐵粉與氧化鋁不能發生鋁熱反應，A說法不正確；B．鎂燃燒會發出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信號彈和焰火，B說法正確；C．粉末狀的熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固轉化為堅固的塊狀生石膏，因此，其常用于制作模型和醫療石膏繃帶，C說法正確；D．二氧化硫屬于酸性氧化物，其可以與堿反應生成鹽和水，而氨水屬于堿性的溶液，因此，工業上可用氨水吸收燃煤煙氣中的二氧化硫從而削除污染，D說法正確。綜上所述，本題選A。
11.【答案】（1）1：1 H2S
（2）熱浸
（3）將過量的Fe3+還原為Fe2+
（4）C
（5）陽極
【分析】本題以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和， “熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫，被還原為Fe2+，過濾I除掉單質硫濾渣，濾液中在稀釋降溫的過程中轉化為PbCl2沉淀，然后用飽和食鹽水熱溶，增大氯離子濃度，使PbCl2又轉化為，電解得到Pb；過濾II后的濾液成分主要為、FeCl2、FeCl3，故加入鉛精礦主要將FeCl3還原為FeCl2，試劑X將置換為Ag，得到富銀鉛泥，試劑X為鉛，尾液為FeCl2。
【解析】（1）“熱浸”時，將和中-2價的硫氧化為單質硫，被還原為Fe2+，在這個過程中Pb和Ag的化合價保持不變，所以等物質的量的和時，S2-物質的量相等，所以消耗的物質的量相等，比值為1：1；溶液中鹽酸濃度過大，這里主要考慮氫離子濃度會過大，會生成H2S 氣體。
（2）“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，會溶解為，電解溶液制備金屬，在陰極產生，陽極Cl-放電產生Cl2， 尾液成分為FeCl2，FeCl2吸收Cl2后轉化為FeCl3，可以在熱浸中循環使用。
（3）過濾Ⅱ所得的濾液中有過量的未反應的Fe3+，根據還原之后可以得到含硫濾渣，“還原”中加入鉛精礦的目的是是將將過量的Fe3+還原為Fe2+。
（4）“置換”中加入試劑X可以可以得到富銀鉛泥，為了防止引入其他雜質，則試劑X應為Pb，發生的反應為：。
（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，電解Ⅱ得到金屬銀和金屬鉛，將銀和鉛分離出來，所以不可能作為陰極，應作為陽極板，陽極放電視，銀變成陽極泥而沉降下來，鉛失電子為Pb2+，陰極得電子得到Pb，所以電極板應作陽極。
12.【答案】（1）具支試管 防倒吸
（2）Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 增強了H2O2的氧化性，既不是氧化劑，又不是還原劑
（3）CuO2
（4）溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色 96%
【解析】（1）由圖可知，儀器A的名稱為具支試管；銅和濃硝酸反應生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，則裝置B的作用為防倒吸；
（2）根據實驗現象，銅片溶解，溶液變藍，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發生反應，生成硫酸銅，離子方程式為：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸銅可以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產生的氣體為O2；在銅和過氧化氫的反應過程中，氫元素的化合價沒有發生變化，故從氧化還原角度說明的作用是：既不是氧化劑，又不是還原劑；
（3）在該反應中銅的質量m(Cu)=n×，因為，則m(O)=，則X的化學式中銅原子和氧原子的物質的量之比為：，則X為CuO2；
（4）滴定結束的時候，單質碘消耗完，則標志滴定終點的現象是：溶液藍色消失，且半分鐘不恢復原來的顏色；在CuO2中銅為+2價，氧為-1價，根據2CuO2~3I2，，可以得到關系式：2CuO2~3I2~6S2O32-，則n(CuO2)=(1/3)×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相對含量為0.0005×96/0.048=96%。
13.【答案】（1）通入一定的O2 裝置氣密性 b、a
（2）為實驗提供氧化劑、提供氣流保證反應產物完全進入到U型管中 CO+CuOCu+CO2
（3）A C 堿石灰可以同時吸收水蒸氣和二氧化碳
（4）繼續吹入一定量的O2，冷卻裝置
（5）C4H6O4
【分析】利用如圖所示的裝置測定有機物中C、H兩種元素的含量，這是一種經典的李比希元素測定法，將樣品裝入Pt坩堝中，后面放置一CuO做催化劑，用于催化前置坩堝中反應不完全的物質，后續將產物吹入道兩U型管中，稱量兩U型管的增重計算有機物中C、H兩種元素的含量，結合其他技術手段，從而得到有機物的分子式。
【解析】（1）實驗前，應先通入一定的O2吹空石英管中的雜質氣體，保證沒有其他產物生成，而后將已U型管c、d與石英管連接，檢查裝置氣密性，隨后先點燃b處酒精燈后點燃a處酒精燈，保證當a處發生反應時產生的CO能被CuO反應生成CO2
（2）實驗中O2的作用有：為實驗提供氧化劑、提供氣流保證反應產物完全進入到U型管中；CuO的作用是催化a處產生的CO，使CO反應為CO2，反應方程式為CO+CuOCu+CO2
（3）有機物燃燒后生成的CO2和H2O分別用堿石灰和無水CaCl2吸收，其中c管裝有無水CaCl2，d管裝有堿石灰，二者不可調換，因為堿石灰能同時吸收水蒸氣和二氧化碳，影響最后分子式的確定；（4）反應完全以后應繼續吹入一定量的O2，保證石英管中的氣體產物完全吹入兩U行管中，使裝置冷卻；（5）c管裝有無水CaCl2，用來吸收生成的水蒸氣，則增重量為水蒸氣的質量，由此可以得到有機物中H元素的物質的量n(H)===0.0012mol；d管裝有堿石灰，用來吸收生成的CO2，則增重量為CO2的質量，由此可以得到有機物中C元素的物質的量n(C)===0.0008mol；有機物中O元素的物質的量為0.0128g，其物質的量n(O)===0.0008mol；該有機物中C、H、O三種元素的原子個數比為0.0008：0.0012：0.0008=2：3：2；質譜測得該有機物的相對分子質量為118，則其化學式為C4H6O4；
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第4講 金屬材料與金屬礦物的開發利用
1．（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于( )
A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法
2．（2024·浙江·三模）下列物質不能用作金屬冶煉還原劑的是( )
A．C B．CO C． D．S
3．（2024·河北張家口·三模）《天工開物》中記載了提煉金銀的過程：“欲去銀存金，則將其金打成薄片，剪碎，每塊以土泥裹涂，入坩堝中硼砂熔化，其銀即吸入土內，讓金流出，以成足色?！毕铝姓f法錯誤的是( )
A．金的密度比銀大 B．薄片的成分為金銀合金
C．金銀的延展性較好 D．硼砂的作用是使銀被氧化
4．（2024·安徽滁州·一模）“中國制造”、“一帶一路”的基礎設施建設都需要用到大量鋼鐵。下列有關鋼鐵的說法正確的是( )
A．鋼是純凈物，生鐵是合金 B．鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹
C．生鐵的熔點比純鐵高 D．生銹的鋼鐵制品沒有回收價值
5．（2024·安徽池州·二模）今年是我國傳統文化中的龍年。龍的圖騰最早可追溯到距今約6400年的仰韶文化，仰韶文化中的龍是由貝殼拼成的蚌殼龍；距今約5000年的紅山文化中，有龍形玉器；現發行的龍年紀念硬幣有金、銀、合金等多種規格。以下說法正確的是( )
A．蚌殼的主要成分是硫酸鈣，可用來燒石灰
B．玉是含水的鈣鎂硅酸鹽，硬度大，不怕摔
C．合金屬于金屬材料，熔點一般低于各組分
D．“真金不怕火來煉”，是指金的熔點很高
6．（2024·湖南岳陽·一模）化學在科技強國中發揮著重要作用。下列有關敘述正確的是( )
A．鋁合金中硬鋁密度小，強度高，常用于制造飛機外殼
B．二氧化硅廣泛用于航天器太陽能電池板
C．液氧甲烷運載火箭中的甲烷是烴的衍生物
D．醫用無紡布防護服中常用聚乙烯作原料，聚乙烯屬于天然纖維
7．（2024·浙江紹興·三模）回收鋁制飲料罐得到鋁與從鋁土礦制鋁相比，前者能耗僅為后者的3%-5%，下列說法不正確的是( )
A．鋁制飲料罐的回收再利用可以節約大量能源，緩解能源緊張的問題
B．鋁表面容易生成一層致密的氧化鋁保護膜
C．硬鋁的硬度大但強度較小，不適合制造飛機的外殼
D．電解熔融Al2O3時加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化溫度
8．（2024·新疆烏魯木齊·一模）中國三星堆出土了大量文物，如青銅面具、青銅大立人等。下列有關說法正確的是( )
A．銅在空氣中主要發生析氫腐蝕
B．三星堆出土的青銅器上有大量銅銹，其主要成分為Cu2(OH)2CO3
C．用硝酸清洗銅器可以除去銅銹，保護銅器
D．青銅是銅中加入鉛、錫制得的合金，其成分會加快銅的腐蝕
9．（23-24高三上·河南·階段考試）實驗室進行濃硫酸和銅反應的相關實驗時，下列裝置或操作錯誤的是( )
A B C
銅和濃硫酸反應 收集并吸收尾氣 蒸發溶液制備固體 測定剩余硫酸的濃度
10．（2024·安徽滁州·一模）課外實驗可以幫助我們更好地學習化學知識。金屬活動性強弱的探究過程如下，其中不正確的是(已知：白醋的水溶液顯酸性，與稀鹽酸的化學性質相似)( )
A．實驗一證明鐵的金屬活動性比銅強
B．實驗二的現象是銅絲不斷減少，表面有銀白色固體析出，無色溶液變為黃色
C．實驗一燒杯②中發生的是置換反應
D．實驗過程中存在不規范操作
11．（23-24高三上·江蘇·開學考試）銅及其重要化合物在生產中有著重要的應用。輝銅礦(主要成分 Cu2S)可以用于制銅，反應為Cu2S +O22Cu+SO2，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應可得Cu(NO3)2。Cu在O2存在下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+。Cu2O加入到稀硫酸中，溶液變藍色并有紫紅色固體產生，下列說法正確的是( )
A．電解精煉銅時陰極反應：Cu-2e-=Cu2+
B．Cu2S與濃硝酸反應Cu2S+6HNO3(濃)2Cu(NO3)2+2NO2↑+H2S↑+H2O
C．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
D．Cu在O2 存在下與氨水反應：2Cu+8NH3+O2+4H+=2[Cu(NH3)4]2++2H2O
12．（2024·廣東汕頭·二模）為解決銅與稀硝酸反應過程中裝置內氧氣對實驗現象的干擾，以及實驗后裝置內氮氧化物的綠色化處理問題。某實驗小組對裝置進行微型化改造，設計如圖所示的裝置（試管底部有孔隙）。下列說法錯誤的是( )
A．裝置內發生的化學反應方程式為：
B．實驗開始前需除去試管內的氧氣，可拉動注射器B
C．該裝置可通過控制止水夾和注射器來控制反應的開始與停止
D．實驗終止時，需將銅絲提拉上來后再拉動注射器A
13．銅、銀、金是人類最早認識的三種金屬，因為很早就被人們用作錢幣，因而有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金的強，相對而言，人類認識鐵稍晚。某研究性學習小組為了證明鐵的金屬活動性比銅的強，他們設計了如下方案：
(1)鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出
(2)鐵、銅與氯氣反應分別生成FeCl3和CuCl2
(3)足量的鐵粉和銅粉與濃硫酸反應生成FeSO4和CuSO4
(4)銅片置于FeCl3溶液中銅片逐漸溶解
(5)把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接，鐵片上無氣泡產生，而銅片上有氣泡產生
(6)把鐵片和銅片置于盛有濃硝酸的燒杯中，并用導線連接，鐵片上有氣泡產生，而銅片上無氣泡產生
以上設計方案中合理的有( )
A．兩種 B．三種 C．四種 D．五種
14．某化學小組為測定一定質量的某銅鋁混合物中銅的質量分數，設計了如下實驗方案。下列有關判斷中不正確的是( )
方案Ⅰ：銅鋁混合物 測定生成氣體的體積
方案Ⅱ：銅鋁混合物測定剩余固體的質量
A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液
B．若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質量分數偏小
C．溶液A和B均可選用稀硝酸
D．實驗室中方案Ⅱ更便于實施
15．向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5 L，固體物質完全反應，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0 mol·L－1的NaOH溶液1.0 L，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質量為39.2 g，下列有關說法不正確的是( )
A．Cu與Cu2O的物質的量之比為2：1 B．硝酸的物質的量濃度為2.4 mol·L－1
C．產生的NO在標準狀況下的體積為6.72 L D．Cu、Cu2O與硝酸反應后剩余HNO3為0.2 mol
16．向18.4 g鐵和銅組成的合金中加入過量的硝酸溶液，合金完全溶解，同時生成NO2、NO混合氣體，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成30.3 g沉淀。另取等質量的合金，使其與一定量的氯氣恰好完全反應，則氯氣的體積在標準狀況下為( )
A．4.48 L B．6.72 L C．7.84 L D．無法計算
17．（2024·湖南·模擬預測）某課外小組為探究金屬銅的還原性，進行如下實驗：①將金屬銅投入用酸化的的溶液中，現象不明顯②將金屬銅投入用鹽酸酸化的的溶液中，銅粉溶解，溶液變為藍綠色③將金屬銅投入用酸化的的溶液中，銅粉溶解，溶液變為深棕色[經檢驗含]，無氣泡生成。下列分析正確的是( )
A．①說明的溶液不與銅粉反應
B．②證明氧化性還原性
C．③中的生成速率一定小于被還原的速率
D．在①中加入少量綠礬，銅粉可溶解，溶液變為深棕色
18．（2024·廣西貴港·模擬預測）鎂及其合金是用途很廣的金屬材料。從海水中獲取鎂的主要步驟如圖所示：
下列說法錯誤的是( )
A．試劑①可以選用(或)，試劑②可以選用
B．操作Ⅱ是蒸發濃縮至有大量晶體析出、趁熱過濾、洗滌、干燥
C．實驗室熔融無水(熔點：)時需酒精噴燈、三腳架、泥三角、坩堝和坩堝鉗等儀器
D．無水電解生成鎂的化學方程式為
19．（2024·遼寧朝陽·二模）鈦鐵礦( FeTiO3)制取金屬鈦的流程如圖所示(已知TiCl4為無色液體，極易水解；Ti3+的還原性強于Fe2+)
下列說法正確的是( )
A．鈦鐵礦( FeTiO3)中Ti的化合價是+3
B．氯化過程中反應2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4
C．鎂與TiCl4置換時可以用氮氣做保護氣
D．制取金屬鈦時可以用Na與TiCl4溶液反應
20．（2024·廣西河池·二模）鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如圖所示。下列有關說法正確的是( )
A．不宜用陶瓷等硅酸鹽產品作吸收塔內襯材料
B．吸收塔中發生的反應為
C．合成槽中發生的反應為
D．冰晶石可作為工業上電解熔融氯化鋁制取金屬鋁時的助熔劑
21．（2024·山東聊城·三模）錳是生產各種合金的重要元素。工業上以含錳礦石(主要成分為，還含有鐵鈷、銅等的碳酸鹽雜質)為原料生產金屬錳的工藝流程如下：
25℃時，部分物質的溶度積常數如下表所示。
物質 MnS CoS
回答下列問題：
（1）用硫酸浸取含錳礦石時，提高浸取速率的方法有 (寫兩種)。
（2）“氧化”步驟發生反應的離子方程式為 。
（3）濾渣1的主要成分是 ，實驗室中為了加快固液混合物的分離，常采用的操作是 。
（4）當溶液中可溶組分濃度時，可認為已除盡?！俺s2”步驟需要控制溶液的pH至少為 (已知)。
（5）“除雜3”步驟所得溶液中，則其的范圍是 。
（6）電解廢液中還含有少量，向其中加入飽和溶液，有沉淀和氣體生成，該反應的離子方程式為 。
22．（2024·黑龍江大慶·模擬預測）濕法煉鋅具有能耗低，生成產品純度高等特點，其主要原料為鋅精礦(主要成分為硫化鋅，還含有鐵、鈷、銅、鎘、鉛等元素的雜質)，獲得較純鋅錠的工藝流程如圖：
已知：焙燒后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、Co2O3、CdO
（1）銅原子的價層電子排布圖為 。
（2）“酸浸”中濾渣主要成分為 。
（3）“一段沉積”和“二段沉積”剛開始加入鋅粉時，反應速率較小，然后反應速率顯著增大，請解釋產生此現象的原因： 。
（4）“β—萘酚凈化除鈷”先是NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，Co3+與有機物發生化學反應生成紅褐色穩定鰲合物沉淀。寫出Co2+被氧化的離子方程式： 。
（5）純凈的硫化鋅是半導體鋰離子電池負極材料。在充電過程中，發生合金化反應生成LiZn(合金相)，同時負極材料晶胞的組成變化如圖所示。
①充電過程中ZnS到LixZnyS的電極方程式為 (x和y用具體數字表示)。
②若Li2S的晶胞參數為ann，則EF間的距離為 nm。
23．（2024·黑龍江哈爾濱·二模）鉭（Ta）和鈮（Nb）為高新技術產業的關鍵元素，其單質的性質相似。一種以花崗偉晶巖型鈮鉭礦（主要成分為、、和少量的FeO、CaO、MgO等）為原料制取鉭和鈮的流程如圖一：
“浸取”后的浸出液中含有、兩種二元強酸。
已知：①MIBK為甲基異丁基酮：
②，，。
（1）加快“浸取”速率可采取的措施是 。
（2）“浸取”時得到的“浸渣”主要成分為 （填化學式），“浸取”時還會產生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發出的HF還可能有 （填化學式）。與氫氟酸反應的離子方程式為 。
（3）“萃取”時，若萃取劑MIBK的量一定， （填“一次萃取”或“少量多次萃取”）的萃取效率更高。
（4）用金屬鈉還原制取金屬鈮的化學方程式為 。
（5）鉭形成的晶體TaAs在室溫下擁有超高的空穴遷移率和較低的電子遷移率。TaAs的晶胞結構如圖二所示。詩寫出As的配位數： 。晶體的密度為 （列出計算式，阿伏伽德羅常數的值為）。
24．（23-24高三上·黑龍江·期末）HDS廢催化劑是石油精煉加氫脫硫工序中產生的危險固體廢棄物，但又富含鉬、鎳等有價金屬，是一種重要的二次資源。以下是工業從HDS中回收鉬的工藝流程：
已知：①HDS廢催化劑氧化焙燒轉化成
②浸出渣的成分為和，
③
（1）該流程中使用的能提高堿浸出率的措施為 ，操作1為 ，此操作在化學實驗室中用到的玻璃儀器有：玻璃棒、 、 。
（2）結合下圖，堿浸時選擇的最佳質量濃度為 ，最佳浸出溫度為 。
（3）堿浸時有生成，該反應的離子方程式為 。
（4）采用碳酸根型萃取鉬的反應為：。參考有關文獻資料可知：一些陰離子被萃取的順序為，則加入反萃取發生的化學方程式為： 。
反萃取后有機相為型，加入氫氧化鈉處理可實現萃取劑再生。
（5）該流程中可循環利用的物質為
（6）經還原可得鉬粉，涉及的金屬冶煉方法為 。
A．熱分解法　　　　　B．熱還原法　　　　　C．電解法
答案及解析
1.【答案】B
【解析】冶煉金屬銅的反應為氧化銅與焦炭在高溫條件反應生成銅和一氧化碳，該冶煉方法屬于熱還原法，故選B。
2.【答案】D
【解析】S與金屬反應生成硫化物，不能作金屬冶煉的還原劑，能用作金屬冶煉還原劑的是還原劑C、H2、CO。故本題選D。
3.【答案】D
【解析】A．金單質的密度比銀單質的密度大，A正確；B．欲去銀存金，則將其金打成薄片，說明薄片中含有金銀，為金銀合金，B正確；C．“打成薄片”反映了金屬良好的延展性，C正確；D．硼砂的作用是幫助熔化，不和銀發生化學反應，D錯誤；故選D。
4.【答案】B
【解析】A．鋼和生鐵都是鐵的合金，都屬于混合物，A不符合題意；B．鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水接觸，故鋼鐵在潮濕的空氣中容易生銹，B符合題意；C．生鐵是鐵的合金，合金比組成它的純金屬的熔點低，故生鐵的熔點比純鐵低，C不符合題意；D．生銹的鋼鐵，可以回收利用，D不符合題意；故選B。
5.【答案】C
【解析】A．蚌殼的主要成分是碳酸鈣，故A錯誤；B．玉是含水的鈣鎂硅酸鹽，硬度大，但脆易碎，怕摔，故B錯誤；C．合金是兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的金屬材料，熔點低于組分熔點，故C正確；D．“真金不怕火來煉”是指金的性質穩定，不與其他物質反應，不易變色，并非指熔點高，故D錯誤；故選：C。
6.【答案】A
【解析】A．硬鋁密度小、強度高，適用于制造飛機外殼，A正確；B．單質硅廣泛用于航天器太陽能電池板，B錯誤；C．液氧甲烷運載火箭中的甲烷屬于烴，C錯誤；D．醫用無紡布防護服中常用聚乙烯作原料，聚乙烯屬于合成纖維，D錯誤；故選A。
7.【答案】C
【解析】A．從題干信息可知，從鋁土礦制鋁能耗大，回收鋁制飲料罐得到鋁耗能小，A正確；B．鋁易與氧氣反應，表面容易生成一層致密的氧化鋁保護膜，B正確；C．硬鋁的硬度大、強度大、密度小，適合制造飛機的外殼，C錯誤；D．電解熔融Al2O3時加入冰晶石，目的是降低Al2O3的熔化溫度，D正確；答案選C。
8.【答案】B
【解析】A．銅在空氣中主要發生吸氧腐蝕，故A錯誤；B．銅銹的主要成分為，故B正確；C．銅可以和硝酸反應，用硝酸清洗銅器可以除去銅綠，但也會破壞銅器，故C錯誤；D．鉛、錫比銅活潑，腐蝕反應中銅做正極，會減緩銅的腐蝕，故D錯誤；故答案選B。
9.【答案】D
【解析】A．銅與濃硫酸反應需加熱，A正確；B．二氧化硫的密度比空氣的密度大，應該長管進短管出，且二氧化硫不溶于四氯化碳，但溶于氫氣化鈉溶液，故該裝置能收集二氧化硫并吸收尾氣，且有防倒吸作用，B正確；C．該操作應在蒸發皿中進行，C正確；D．氫氧化鈉溶液應放在堿式滴定管中，圖中為酸式滴定管，D錯誤；故答案選D。
10.【答案】B
【解析】A．實驗一根據放銅片的燒杯內無現象，而放鐵片的燒杯內有氣體冒出且溶液變為淺綠色，說明銅不能與醋中的醋酸反應，而鐵與醋酸反應，則鐵的金屬活動性比銅強，故A正確；B．實驗二銅與硝酸銀能反應生成硝酸銅和銀，故現象是銅絲表面有銀白色固體析出，無色溶液變為藍色，故B錯誤；C．實驗一燒杯②中鐵與醋酸反應后會生成亞鐵鹽和氫氣，屬于置換反應，故C正確；D．實驗一向放銅片的燒杯中加入白醋時，膠頭滴管應正立于燒杯口的正上方，不能伸到燒杯內與內壁接觸，操作不規范，故D正確；故選B。
11.【答案】C
【解析】A．電解精煉銅時陰極上Cu2+得到電子被還原為Cu單質，電極反應：Cu2+ +2e-=Cu，A錯誤；B．濃硝酸具有強氧化性，與Cu2S反應不能產生具有還原性的H2S氣體，Cu2S與濃硝酸反應會產生Cu(NO3)2、NO2、H2SO4、H2O，反應的化學方程式為：Cu2S+14HNO3(濃)2Cu(NO3)2+10NO2↑+H2SO4+6H2O，B錯誤；C．Cu2O溶于稀硫酸，在酸性條件下發生歧化反應產生Cu、CuSO4、H2O，反應的離子方程式為Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，C正確；D．氨水顯堿性，不能大量存在H+，反應的離子方程式為2Cu+8NH3+O2+2H2O =2[Cu(NH3)4]2++4OH-，D錯誤；故合理選項是C。
12.【答案】B
【解析】A．裝置內銅與稀硝酸反應，即，故A正確；B．實驗開始時先拉注射器A活塞，其目的是除去反應前試管內的空氣，故B錯誤；C．該實驗裝置可通過控制止水夾和注射器來控制反應的開始與停止，故C正確；D．反應停止后，提拉粗銅絲，使粗銅絲下端靠近軟膠塞A，再打開止水夾，緩慢拉注射器A活塞，可觀察到試管內的無色氣體被吸入注射器A內，試管內稀硝酸液面逐漸上升，注射器B活塞緩慢向內移動，如不提拉銅絲會繼續反應，故D正確；故答案選B。
13．A。解析：(1)鐵能置換銅，活動性Fe＞Cu；(5)鐵、銅、稀H2SO4構成原電池，鐵為負極，銅為正極，則活動性Fe＞Cu；(1)、(5)合理。
14．C。解析：鹽酸和Al反應，剩余Cu，利用產生的H2的體積，即可求出Al的質量分數，從而得出Cu的質量分數；若用NaOH和Al反應，根據產生的H2的體積，也可求出Cu的質量分數，A正確；如果B選用濃硝酸，濃硝酸可以和Cu反應，鋁鈍化使剩余鋁的固體質量偏大，從而使測得Cu的質量分數偏小，B正確；如果選用稀硝酸，稀硝酸與Cu、Al均反應，就會造成方案Ⅱ中沒有固體剩余，C錯誤；無論選用NaOH溶液還是鹽酸，最后剩余的固體都是Cu，利用方案Ⅱ直接測固體的質量比較方便，而方案Ⅰ測氣體的體積比較麻煩，所以方案Ⅱ更便于實施，D正確。
15．C。解析：在所得溶液中加入NaOH溶液后，此時溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，溶液中溶質為NaNO3，n(NaNO3)＝n(NaOH)＝1.0 mol/L×1.0 L＝1 mol，沉淀為Cu(OH)2，質量為39.2 g，物質的量為＝0.4 mol，根據銅元素守恒有n(Cu)＋2n(Cu2O)＝n[Cu(OH)2]，所以反應后的溶液中n[Cu(NO3)2]＝n[Cu(OH)2]＝0.4 mol。
設Cu和Cu2O的物質的量分別為x mol、y mol，根據二者質量有64x＋144y＝27.2，根據銅元素守恒有x＋2y＝0.4，聯立方程解得x＝0.2，y＝0.1，由上述分析可知，n(Cu):n(Cu2O)＝0.2 mol:0.1 mol＝2:1，故A正確；根據N元素守恒可知n(HNO3)＝n(NO)＋n(NaNO3)＝0.2 mol＋1.0 mol/L×1.0 L＝1.2 mol，所以原硝酸溶液的濃度為：＝2.4 mol/L，B正確；根據電子轉移守恒可知：3n(NO)＝2n(Cu)＋2n(Cu2O)，所以3n(NO)＝2×0.2 mol＋2×0.1 mol，解得n(NO)＝0.2 mol，所以標準狀況下NO的體積為0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L，C錯誤；反應后的溶液中加入氫氧化鈉溶液，氫氧化鈉與硝酸銅和剩余的硝酸反應，最后為硝酸鈉溶液，根據氮元素守恒可知反應后溶液中剩余的n(HNO3)＋2n[Cu(NO3)2]＝n(NaNO3)，所以剩余的n(HNO3)＝n(NaNO3)－2n[Cu(NO3)2]＝1 mol－2×0.4 mol＝0.2 mol，故D正確。
C。解析：向18.4 g鐵和銅組成的合金中加入過量的硝酸溶液，合金完全溶解，再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，生成30.3 g沉淀，則消耗OH－的質量為30.3 g－18.4 g＝11.9 g，其物質的量為＝0.7 mol，稀硝酸與鐵和銅反應轉移電子的物質的量與消耗OH－的物質的量相等，即為0.7 mol。氯氣與等質量合金反應生成FeCl3、CuCl2，轉移的電子數也為0.7 mol,1 mol Cl2～2e－，則反應消耗氯氣的物質的量為＝0.35 mol，標準狀況下的體積為0.35 mol×22.4 L/mol＝7.84 L，故選C項。
【答案】D
【分析】銅與濃硝酸、稀硝酸均可以發生反應，生成硝酸銅，而在酸性條件下，硝酸根具有強氧化性，據此作答。
【解析】A．實驗①可能因為的溶液與銅粉反應慢，現象不明顯，A錯誤；B．②中發生反應，根據氧化劑的氧化性強于氧化產物的氧化性，還原劑的還原性強于還原產物的還原性，氧化性，還原性，B錯誤；C．③中發生反應a．，反應b．、反應c．，由題干知③中無氣泡產生，則說明反應b的反應速率小于或等于反應c，即的生成速率大于或等于被還原的速率，C錯誤；D．在①中加入少量綠礬，根據C項，先發生反應b產生，再與銅反應，故銅粉可溶解，溶液變為深棕色，D正確；故答案選D。
18.【答案】B
【分析】海水中加入試劑①氫氧化鈣沉淀鎂離子生成氫氧化鎂沉淀，操作Ⅰ為過濾操作，過濾后在氫氧化鎂沉淀中加入試劑②鹽酸溶解，得到氯化鎂溶液，通過操作Ⅱ濃縮蒸發，冷卻結晶得到氯化鎂晶體，在氯化氫氣流中加熱失水得到無水氯化鎂，電解熔融氯化鎂得到金屬鎂，據此分析解。
【解析】A．分析可知試劑①可以選用的試劑為氫氧化鈣溶液或者NaOH，用來沉淀鎂離子，試劑②可以選用稀鹽酸或SOCl2，SOCl水解后生成HCl與SO2，A正確；B．操作Ⅱ是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到MgCl2·6H2O，B錯誤；C．實驗室熔融無水MgCl2(熔點：712°C)時需酒精噴燈、三腳架、泥三角、坩堝和坩堝鉗等儀器，C正確；D．無水MgCl2電解生成鎂的化學方程式為：，D正確；故選B。
19.【答案】B
【分析】FeTiO3中加入焦炭，再通入Cl2，焦炭被氧化為CO，FeTiO3轉化為FeCl3、TiCl4；再加入Mg粉，在Ar存在的環境中加熱至800℃，可制得Ti。
【解析】A．Ti3+的還原性強于Fe2+，則Fe3+能將Ti3+氧化為Ti4+，所以鈦鐵礦( FeTiO3)中Ti的化合價是+4價，A不正確；B．氯化過程中，Cl2將C氧化為CO，Fe2+氧化為Fe3+，則發生反應2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+6CO+ 2TiCl4，B正確；C．鎂是活潑的金屬元素，能與氮氣反應生成氮化鎂，則鎂與TiCl4置換時不能用氮氣做保護氣，C不正確；D．Na能與水反應，則制取金屬鈦時可以用Na與TiCl4的熔融液反應，不能使用TiCl4的水溶液，D不正確；故選B。
20.【答案】A
【分析】煙氣中的HF吸收塔中發生的反應為，合成槽中發生的反應為，過濾后得到產物冰晶石。
【解析】A．硅酸鹽產品能與煙氣中的HF發生反應，故不宜用陶瓷等硅酸鹽產品作吸收塔內襯材料，A正確；B．溶液過量，故吸收塔中發生的反應為，B錯誤；C．合成槽中發生的反應為，C錯誤；D．冰晶石可作為工業上電解熔融氧化鋁制取金屬鋁時的助熔劑，不是電解熔融氯化鋁，D錯誤；故答案選A。
21.【答案】（1）將礦石粉碎、適當提高硫酸濃度，適當提高溫度等
（2）MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O
（3）Fe(OH)3、MnO2 抽濾
（4）6.65
（5）10（6）Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O
【分析】含錳礦石中加入足量硫酸浸取，MnCO3轉化為Mn2+，鐵、鈷、銅的碳酸鹽轉化為鐵離子、亞鐵離子、鈷離子和銅離子，加入過量MnO2，MnO2將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原為Mn2+，加入氨水調節pH=4，此時c(OH-)=10-10mol/L，根據物質的溶度積常數可知，此時生成的沉淀為氫氧化鐵，還有過量的二氧化錳，再加入氨水調節pH，使Cu2+轉化為氫氧化銅沉淀，同時Mn2+不能沉淀，此時濾渣2為氫氧化銅，再加入硫化銨，生成CoS沉淀，最后電解得到Mn。
【解析】（1）用硫酸浸取含錳礦石時，可采用將礦石粉碎、適當提高硫酸濃度，適當提高溫度等方式提高浸取速率。
（2）氧化過程中，MnO2將Fe2+氧化為Fe3+，自身被還原為Mn2+，離子方程式為MnO2+4H++2Fe2+=2Fe3++Mn2++2H2O。
（3）根據分析可知，濾渣1的主要成分為Fe(OH)3、MnO2，實驗室為了加快固液混合物的分離，常用的操作為抽濾。
（4）除雜2步驟中，要使銅離子轉化為氫氧化銅沉淀，錳離子不能發生沉淀，則c(Cu2+)≤10-5mol/L時，c(OH-)≥2×10-8mol/L，c(H+)≤×10-7mol/L，pH≥6.65，pH至少為6.65。
（5）除雜3中錳離子濃度為2.5mol/L，錳離子不能發生沉淀，則c(S2-)<10-10mol/L，同時Co2+要沉淀完全，則c(Co2+)≤10-5mol/L，c(S2-)≥4×10-16mol/L，則10（6）電解廢液中含有少量Mn2+，加入飽和NH4HCO3，有沉淀和氣體生成，沉淀為碳酸錳，氣體為二氧化碳，離子方程式為Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O
22.【答案】（1）
（2）PbSO4
（3）鋅粉置換出的銅或鎘覆蓋在鋅的表面，形成原電池，增大反應速率
（4）Co2+++2H+=Co3++NO↑+H2O
（5）4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S
【分析】利用鋅精礦(主要成分為硫化鋅，還含有鐵、鈷、銅、鎘、鉛等元素的雜質)獲得較純鋅錠時，先將鋅精礦焙燒，尾氣含SO2等氣體；焙燒后的氧化物主要有ZnO、PbO、CuO、Fe2O3、Co2O3、CdO，加入稀硫酸進行酸浸，只有PbO溶解并轉化為PbSO4沉淀，其它氧化物都轉化為硫酸鹽進入浸出液；將浸出液加入較粗鋅粉進行一段沉積，得到銅渣；再將濾液加入較細鋅渣進行二段沉積，得到鎘渣；通入氧氣進行赤鐵礦除鐵，得到赤鐵礦渣；濾液中加入β-萘酚、NaNO2溶液進行β-萘酚凈化除鈷、控制pH2.8~3，得到Co(C10H6ONO)3；再將濾液進行電解，得到廢電解液和鋅，將鋅進行熔鑄，從而得到鋅錠。
【解析】（1）銅為29號元素，其基態原子的價電子排布式為3d104s1，價層電子排布圖為。
（2）焙燒后的氧化鉛溶于稀硫酸，生成難溶的PbSO4，則“酸浸”中濾渣主要成分為PbSO4。
（3）從流程信息中可以看出金屬性Zn＞Cd＞Cu，鋅粉先置換出銅，后置換出鎘，銅和鎘都能覆蓋在鋅的表面，形成原電池。則產生此現象的原因：鋅粉置換出的銅或鎘覆蓋在鋅的表面，形成原電池，增大反應速率。
（4）NaNO2把Co2+氧化成Co3+，并生成NO，則Co2+被氧化的離子方程式：Co2+++2H+=Co3++NO↑+H2O。
（5）①采用均攤法，可求出LixZnyS晶胞中，含S2-個數為=4，含Zn2+和Li+的個數為7，由化合價的代數和為0可知，LixZnyS的化學式為Li1.5Zn0.25S。根據題干信息，在“充電過程中，發生合金化反應生成LiZn(合金相)”，故ZnS負極充電時得電子有Zn生成，故充電過程中ZnS到LixZnyS的電極方程式為4ZnS+6Li++6e-=3Zn+4Li1.5Zn0.25S。
②若Li2S的晶胞參數為ann，設F點的坐標為(1，1，1)，E點的坐標為(，，)，則EF間的距離為nm=nm。
23.【答案】（1）將鈮鉭礦粉碎、攪拌、升高溫度等
（2）CaF2、MgF2 SiF4
（3）少量多次萃取
（4）
（5）6
【分析】花崗偉晶巖型鈮鉭礦（主要成分為、、和少量的FeO、CaO、MgO等）加入HF、硫酸浸取，得到浸渣，主要成分為CaF2、MgF2，可與HF反應生成SiF4氣體，得到浸出液加入MIBK萃取，分為水相和有機相，有機相加入純水進行反萃取，在水相中加入氨氣沉鉭，得到氫氧化鉭，加熱分解得，電解制得Ta，水相加HF、KF沉鈮，得到K2NbF7，與Na反應得到鈮粉。
【解析】（1）加快“浸取”速率可采取的措施是：將鈮鉭礦粉碎、攪拌、升高溫度等；
（2）由CaF2和MgF2的Ksp可知，“浸取”時得到的“浸渣”主要成分為：CaF2、MgF2；“浸取”時還會產生“廢氣”，“廢氣”中除了揮發出的HF還可能有可與HF反應生成的SiF4；與氫氟酸反應生成，離子方程式為：；
（3）“萃取”時，若萃取劑MIBK的量一定，少量多次萃取接觸更加充分，萃取效率更高；
（4）用金屬鈉還原制取金屬鈮，根據氧化還原得失電子守恒的原子，可得到其化學方程式為：；
（5）由圖可知，As的配位數為6；由均攤法可知，一個晶胞中含有4個TaAs，晶胞質量為：，體積為，密度為。
24.【答案】（1）研磨 過濾 燒杯（或漏斗） 漏斗（或燒杯）
（2）20 170℃
（3）
（4）
（5）萃取劑
（6）B
【分析】由流程和信息可知，HDS廢催化劑氧化焙燒轉化成，經研磨堿浸后，Ni元素轉化為NiO，和Al2O3一起成為浸出渣，MoO3和一起轉化為進入浸出液，浸出液中加入N263有機試劑，和有機溶劑發生反應，再加入反萃取劑轉化為，進而經過一系列變化，生成鉬，以此來解答。
【解析】（1）根據流程圖可知，該流程中使用的能提高堿浸出率的措施為研磨；由操作1得到浸出渣和浸出液可知，操作1為過濾，此操作在化學實驗室中用到的玻璃儀器有：玻璃棒、燒杯、漏斗；
（2）由圖1分析可知，Mo浸出率在Na2CO3添加量20時已達90%以上，再提高，Mo浸出率變化不大，因此的最佳選擇為20；同理，由圖2分析可知，Mo浸出率在170℃時已達95%以上，再升溫變化不大，因此溫度的最佳選擇為170℃；
（3）堿浸時有生成，且浸出渣有NiO，則該反應的離子方程式為；
（4）由題意可知，加入反萃取發生的化學方程式為；
（5）由流程圖和（4）可知，可循環利用的物質為萃取劑；
（6）由經還原可得鉬粉可知，通過熱還原法得到金屬鉬，答案選B。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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