高中化學金屬材料知識習題及答案
高中化學金屬材料知識習題及答案
一、選擇題（包括8小題。1~6小題只有一個選項符合題意，7~8小題有兩個選項符合題意。）
1.（2009年啟東模擬）下列說法中不正確的是（ ） A.人類歷史上使用最早的合金是青銅 B.司母戊鼎是我國目前已發現的最重的青銅器 C.目前世界上使用量最大的合金是鋁合金 D.目前世界上用途最廣的合金是鋼
2.人類歷史上大量生產和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單質的時間順序是（ ） A.銅、鐵、鋁、鈦B.鐵、鋁、銅、鈦 C.銅、鐵、鈦、鋁D.鐵、銅、鋁、鈦
3.金屬材料在日常生活以及生產中有著廣泛的運用。下列關於金屬的一些說法不正確的是（ ）
A.合金的性質與其成分金屬的性質不完全相同 B.工業上金屬Mg、Al都是用電解熔融的氯化物製得的 C.金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D.越活潑的金屬越難冶煉
4.已知酸性條件下有如下反應：2Cu+=Cu2++Cu。由於反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產物作了驗證，實驗操作和實驗現象記錄如下：由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產物是（ ） A.Cu B.Cu2O C.一定有Cu，可能有Cu2O D.一定有Cu2O，可能有Cu
5.CuS和Cu2S都能溶於硝酸，它們高溫灼燒的產物相同，以下鑑別CuS和Cu2S兩種黑色粉末的`方法合理的是（ ）
A.將兩種樣品分別溶於硝酸，透過所產生的氣體區別 B.將兩種樣品分別溶於硝酸，透過溶液的顏色的區別
C.取兩種同質量的樣品分別高溫灼燒，透過殘留固體的質量區別 D.取兩種同質量的樣品分別高溫灼燒，透過殘留固體的顏色的區別
6.現有CuO和Fe2O3組成的混合物a g，向其中加入2 mol·-1L的硫酸溶液50 mL，恰好完全反應。若將a g該混合物在足量H2中加熱，使其充分反應，冷卻後剩餘固體質量為（ ） A.1.6 a g B.(a-1.6) g C.(a-3.2) g D.1.6 g 7.下列敘述正確的是（ ）
A.碳纖維增強複合材料可用於人體組織中韌帶的製作 B.氮化矽陶瓷是新型無機非金屬材料 C.銀、銅、鐵都是有色金屬材料 D.碳化矽陶瓷具有壓電效應
8.（2009年豫南模擬）在CuO和Fe粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，並微熱，當反應停止後，濾出不溶物，並向濾液中插入一枚鐵釘，發現鐵釘並無任何變化，根據上述現象，確定下面結論正確的是（ ） A.不溶物一定是Cu
B.不溶物一定含銅，但不一定含鐵 C.不溶物一定是Fe
D.溶液中一定含有Fe2+，一定不含Cu2+
二、非選擇題
9.（2009年廣東卷）已知某混合金屬粉末中，除鋁外還含有鐵、銅中的一種或兩種，所含金屬的量都在5%以上。請設計合理實驗，探究該混合金屬粉末中鐵、銅元素的存在。僅限選-1-1擇的儀器和試劑：燒杯、試管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、藥匙；1 mol·L硫酸、2 mol·L硝酸、2 mol·-1L NaOH溶液、20% KSCN溶液。
完成以下實驗探究過程： （1）提出假設
假設1該混合金屬粉末中除鋁外還含有____________元素；
假設2該混合金屬粉末中除鋁外還含有____________元素； 假設3該混合金屬粉末中除鋁外還含有Fe、Cu元素。 （2）設計實驗方案
基於假設3，設計出實驗方案。 （3）實驗過程
根據（2）的實驗方案，敘述實驗操作、預期現象和結論。
10.某課外研究小組，用含有較多雜質的銅粉，透過不同的化學反應精製CuO，其設計的實驗過程為：
（1）雜銅經灼燒後得到的產物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒後含有少量銅的可能原因是____________。
a.灼燒過程中部分氧化銅被還原 b.灼燒不充分銅未被完全氧化 c.氧化銅在加熱過程中分解生成銅 d.該條件下銅無法被氧氣氧化
（2）由粗製氧化銅透過兩種途徑製取純淨CuO，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個優點是：____________ ____________。
（3）有同學指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個環節，即應先生成Cu(OH)2沉澱，過濾洗滌後再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說法不可能成為減少該環節的理由的是____________。
A.CuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易於過濾從溶液中分離 B.Cu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解
C.幹態下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過高導致CuO進一步分解生成Cu2O D.過濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純淨
11.試設計一個方案，在用廉價的原料和每種原料只用一次的條件下，分三步從含有Fe3+、Cu2+、Cl-和NO3-的廢液中，把Fe3+轉化為綠礬回收；把Cu2+轉化為Cu回收。 各步反應加入的原料依次是____________。 各步反應的離子方程式是： （1）____________； （2）____________； （3）____________。
12.（2009年衡水模擬）為了探究銅與濃硫酸的反應，某研究性學習小組做了如下實驗： ①在放有銅片的圓底燒瓶中加入10 mL濃硫酸，加熱煮沸10 min（如上圖所示）後，所得固體分離除去未反應的銅片，再經水洗仍有大量黑色不溶物。 ②取少量不溶物，向其中加入幾滴濃硝酸，產生大量紅棕色氣體。
③取少量不溶物，向其中加5 mL酒精，充分振盪後，靜置、過濾，把濾液移入盛有水的小試管中，振盪，出現渾濁。
④取少量不溶物，向其中加入3 mL氨水，振盪，溶液呈無色，在空氣中靜置，溶液變為深藍色。
⑤取少量不溶物，向其中加入濃鹽酸並加熱，沉澱幾乎全部溶解。 為了解釋上述現象，學習小組透過查閱資料瞭解到：
回答下列問題：
（1）第②步操作要注意的問題是____________；對比①②兩步操作中的現象，你能得到的結論是____________ 。
（2）第③步操作中出現的沉澱是____________，請解釋出現這一現象的原因
____________ 。
（3）寫出④步涉及的離子方程式____________ 。
（4）綜合分析銅與濃硫酸的反應，生成的不溶物是____________。
參考答案：
1.解析：A、B兩項均符合史實，目前世界上使用量最大的合金是鋼而不是鋁合金，故C項不正確。答案：C
2.解析：活潑性越強的金屬在自然界中易以化合態存在，且因金屬離子得電子能力較弱，生產和使用的時間往往就偏晚。Cu、Hg、Ag、Au、Sn、Pb等金屬都是最早使用的幾種金屬，它們有的只以化合態存在，有的熔點很低易冶煉。在春秋晚期我們就會鍊鐵，戰國晚期就會鍊鋼。鋁在自然界中只以化合態存在，且工業上是透過電解氧化鋁獲得的，只在近代發明電以後才實現的。鈦合金儘管有耐腐蝕、熔點高等優良的效能，但最大的缺點是提煉比較困難，因為鈦在高溫下可以與氧、碳、氮及其他許多元素化合，故鈦使用時間最晚。答案：A
3.解析：合金的性質與其成分金屬有較大差異，尤其表現在物理性質上，故A項正確；AlCl3為共價化合物，其熔融狀態不導電，不能透過電解AlCl3制鋁，故B項不正確；在金屬礦石中，金屬均以陽離子形式存在，冶煉的過程，即為金屬被還原的過程，故C項正確；金屬越活潑越不容易使其還原為單質，故D項正確。答案：B
4.解析：此題是透過實驗現象推測反應的本質。H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，加入稀H2SO4溶液變藍和得到紅色固體，證明原固體中含Cu2O，而Cu不能證明其有無。答案：D
5.解析：由於二者溶於硝酸和加熱灼燒的產物是相同的，故無法透過這些變化定性區別，但產物的量是不同的。答案：C
6.解析：n(H2SO42-)=2 mol·L-1×0.05 L=0.1 mol CuO與Fe2O3與0.1 mol H2SO4恰好完全反應生成CuSO4和Fe2(SO4)3，反應前後銅元素和鐵元素的化合價沒有發生變化，即金屬氧化物中氧元素的物質的量與SO4的物質的量相等。 則a g該混合物用足量H2還原後得到Cu、Fe的質