2018-2019學年高中化學 第4章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁 金屬材料 第2課時 金屬與金屬材料作業(yè)3 魯科版必修1.doc
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第2課時 金屬與金屬材料 [基礎達標] 1.工業(yè)生產(chǎn)中常將兩種金屬在同一容器中加熱使其熔化,冷卻后得到具有金屬特性的熔合物——合金。試根據(jù)下表所列金屬熔點和沸點的數(shù)據(jù)(其他條件均已滿足),判斷哪種金屬不易跟其他金屬制得合金( ) 金屬 Fe Cu Zn Ag Au W 熔點(℃) 1 535 1 083 419.5 960.8 1 063 3 140 沸點(℃) 3 000 2 595 907 2 212 2 707 5 637 ①Zn ②Fe?、踂 ④Ag A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 解析:選A。分析表中熔、沸點數(shù)據(jù)可得出,6種金屬中鋅的沸點較低(907 ℃),鎢的熔點特別高(3 140 ℃)。當鋅達到沸點汽化時,其他金屬還不能熔化;而當鎢達到熔化溫度時,其他金屬都已汽化。由此可估計這兩種金屬較難跟其他金屬形成合金。 2.下列有關金屬或金屬材料說法正確的是( ) A.最穩(wěn)定的金屬單質金不可能與其他物質反應 B.延性最好的金屬是鉑,展性最好的金屬是金 C.銅表面較易生成一層銅綠,這屬于物理變化 D.鈦與鈦合金被譽為“21世紀最有發(fā)展前景的金屬材料”,常用來做保險絲 解析:選B。A項中,金可溶于“王水”(濃鹽酸與濃硝酸按體積比3∶1的混合物);C項中,它屬于化學變化;D項中,做保險絲的金屬材料熔點應較低。 3.近年來,科學家正在探索將鋁粉做為一種石油的取代物。假如鋁做為一種普遍使用的能源被開發(fā),下列關于其有利因素的說法中,你認為錯誤的是( ) A.鋁質輕,便于運輸、貯存,且安全 B.鋁燃燒時放出的熱量大,且燃燒后的產(chǎn)物對環(huán)境的污染容易得到有效的控制 C.在地球上,鋁礦資源比較豐富 D.電解法煉鋁為鋁做為新能源奠定了重要基礎 解析:選D。電解法冶煉鋁的過程中消耗了大量電能。 4.在含有Fe3+、Fe2+、Cu2+的溶液中加入鐵粉充分反應后,固體濾渣用鹽酸處理,有氣體放出,則與鐵粉反應后的溶液中含量最多的離子是( ) A.Fe3+ B.Fe2+ C.Cu2+ D.OH- 解析:選B。固體殘渣用鹽酸處理,有氣體放出,說明有鐵粉剩余,則反應后的溶液中不可能有Fe3+、Cu2+存在,離子數(shù)目最多的應是Fe2+。 5.下列對金、銀、銅的描述錯誤的是( ) A.金在電子工業(yè)中的用量占金及其合金在工業(yè)中用量的90%以上 B.金在自然界中主要以游離態(tài)存在,可用物理方法提取 C.銀在有機合成、能源開發(fā)、材料制造等方面有廣泛的應用前景 D.因為銅的導電性、導熱性不如金和銀,故制造電線、電纜的材料絕大部分換成了金或銀 解析:選D。盡管Cu的導電性、導熱性不如Au和Ag,但Cu也是有較好的導電性、導熱性的,且Cu價格便宜,原料來源廣,故Cu仍是電線、電纜的主要材料。 6.將銅片放入0.1 molL-1FeCl3溶液中,反應一段時間后取出銅片,若溶液中c(Fe3+)∶c(Fe2+)=2∶3,則Cu2+與Fe3+的物質的量之比為( ) A.3∶2 B.3∶5 C.4∶3 D.3∶4 解析:選D。銅片放入FeCl3溶液中發(fā)生的反應為Cu+2FeCl3===2FeCl2+CuCl2,由原子守恒知溶液中c(Fe2+)=0.06 molL-1,c(Fe3+)=0.04 molL-1,根據(jù)電荷守恒,c(Cu2+)=0.03 molL-1,故c(Cu2+)∶c(Fe3+)=0.03∶0.04=3∶4。 7.(1)長期以來,仍有不法人員用銅鋅合金制成假金元寶欺騙行人。實驗室中能分辨真?zhèn)畏椒尚械氖莀_______。 ①觀察外觀?、诜湃胂跛嶂小、鄯湃臌}酸中?、苡脙x器測定其密度 ⑤放入濃硫酸中加熱 (2)用短線連接 元素單質及其合金 主要性質、用途 A.金 a.錢幣 b.電池材料 B.銅 c.航天器部件材料 d.催化劑 C.銀 e.導線 D.鈾 f.殺菌 g.核燃料 解析:(1)銅鋅合金顏色與金相似,但其密度、性質與金不同,金不能與硝酸、濃H2SO4(△)、鹽酸反應,鋅銅均能溶于硝酸中,鋅能與鹽酸反應,加熱時銅、鋅都能與濃H2SO4反應。金、銅都不與強堿反應,利用這些不同均可辨真?zhèn)巍? 答案:(1)②③④⑤ (2)A—a、c B—a、e、f C—a、b、d D—g 8.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量Fe、Si的化合物,實驗室以孔雀石為原料制備CuSO45H2O及CaCO3,步驟如下: 已知:向含有少量Fe3+雜質的銅鹽溶液中加入CuO后,生成Fe(OH)3,可除去Fe3+。 請回答下列問題: (1)溶液A中的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇:實驗步驟中試劑①為________(填代號),檢驗溶液A中Fe3+的最佳試劑為________(填代號)。 a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN (2)由溶液C獲得CuSO45H2O,需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、________、過濾等操作。除燒杯、漏斗外,過濾操作還用到另一玻璃儀器,該儀器在此操作中的主要作用是________。 (3)制備CaCO3時,應向CaCl2溶液中先加入________(填化學式)。若實驗過程中有氨氣逸出,應選用下列________裝置回收(填代號)。 (4)欲測定溶液A中Fe2+的濃度,需要用容量瓶配制某標準溶液,定容時視線應________,直到________________________。 解析:(1)由題意分析可知試劑①應為氧化劑,將Fe2+氧化為Fe3+且不能引入新的雜質,故H2O2最合適;KSCN與Fe3+反應呈明顯的紅色。(2)由溶液到晶體的操作是加熱蒸發(fā)、冷卻結晶、過濾等基本操作;在過濾操作中用到的玻璃儀器除燒杯、漏斗外,還用到玻璃棒,它的主要作用是引流。(3)應先使CaCl2溶液呈堿性再與CO2反應才能生成CaCO3,并且不引入難以除去的新雜質,故應先加NH3H2O。NH3在水中的溶解度很大,應選用一套防止倒吸的裝置,故選用b。(4)配制一定物質的量濃度溶液時,視線應與凹液面相切,且要平視。 答案:(1)c d (2)冷卻結晶 引流 (3)NH3H2O b (4)平視凹液面(或平視刻度線) 凹液面的最低點與刻度線相切 [能力提升] 9.某同學想用實驗證明硫酸銅溶液顯藍色與SO無關,進行下列實驗無意義的是( ) A.觀察硫酸鈉溶液沒有顏色 B.向硫酸銅溶液中滴加適量的氯化鋇溶液,振蕩后靜置,溶液藍色未消失 C.向硫酸銅溶液中滴加適量的氫氧化鈉溶液,振蕩后靜置,溶液藍色消失 D.加水稀釋硫酸銅溶液,溶液藍色變淺 解析:選D。加水稀釋,銅離子和硫酸根離子的濃度均會降低,無法證明硫酸銅溶液顯藍色與SO無關。 10.銅在潮濕的空氣里長期放置表面會生成一層綠色的銅銹,除去銅銹最好的試劑或方法是( ) A.濃硝酸 B.稀鹽酸 C.氫氧化鈉溶液 D.加熱 解析:選B。綠色銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3,能與稀鹽酸反應,且Cu與稀鹽酸不反應,所以用稀鹽酸除去銅表面的銅銹最好。 11.在FeCl3、CuCl2混合溶液中,加入一定量的鐵屑,反應完全后將固體濾出,下列說法中正確的是( ) A.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,一定不含Cu2+ B.若濾出的固體中含有鐵和銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,一定不含Cu2+ C.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe2+,可能含有Cu2+和Fe3+ D.若濾出的固體中只有銅,則溶液中一定含有的陽離子是Fe3+和Fe2+,一定不含Cu2+ 解析:選B?;旌先芤褐屑尤胍欢胯F屑,發(fā)生的反應是先:Fe+2FeCl3===3FeCl2①,后:Fe+CuCl2===Cu+FeCl2②。若濾出固體中只有銅,可能②式中Fe不足,溶液中可能含Cu2+,A錯。若濾出固體中含鐵和銅,說明①、②反應徹底,鐵有剩余,溶液中一定不含Cu2+和Fe3+,B正確。濾出固體中有銅則一定無Fe3+,C、D錯。 12.甲、乙、丙、丁、戊分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種,(1)甲、丙均能與稀硫酸反應放出氣體;(2)乙與丁的硝酸鹽反應置換出單質?。?3)丙與強堿反應放出氣體;(4)丙、戊能被濃硫酸鈍化,由此判斷甲、乙、丙、丁、戊依次為( ) A.Al、Cu、Mg、Ag、Fe B.Mg、Cu、Al、Ag、Fe C.Mg、Ag、Al、Cu、Fe D.Fe、Cu、Al、Ag、Mg 解析:選B。由(1)知甲、丙為位于氫前的金屬,由(2)知乙的金屬活動性大于丁,由(3)知丙為Al,由(4)知丙、戊分別為Al、Fe中的一種,綜合以上各項可得甲是Mg,乙是Cu,丙是Al,丁是Ag,戊是Fe。 13.赤銅礦的成分是Cu2O,輝銅礦的成分是Cu2S,將赤銅礦與輝銅礦混合加熱有以下反應:Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑。對于該反應的下列說法正確的是( ) A.該反應中的氧化劑只有Cu2O B.Cu2S在反應中既是氧化劑又是還原劑 C.Cu既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物 D.生成1 mol Cu,轉移2 mol電子 解析:選B。Cu2S和Cu2O都是該反應的氧化劑,同時Cu2S還做還原劑,Cu是還原產(chǎn)物,生成1 mol Cu,轉移 1 mol電子。 14.某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等離子。有人設計了圖中的工藝流程,利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑,從廢水中回收金,并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。 填寫下面空白。 (1)圖中標號處需加入的相應物質分別是①________(填名稱,下同)、②________、③________、④________、⑤________; (2)寫出①處發(fā)生反應的離子方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 寫出③處發(fā)生反應的化學方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; (3)鐵紅的化學式為________;分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途:鐵紅:________________________________________________________________________, 氧化銅:________________。 解析:由工藝流程圖示知,E為含鐵元素的溶液,而A為鐵、銅、金的混合物,通過過濾將E、A分離開,因此①處加入的物質為鐵屑,發(fā)生的反應為Fe+2H+===Fe2++H2↑,2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Au3++3Fe===2Au+3Fe2+;②處加入稀硫酸以除去銅、金中過量的鐵屑,并將過濾后的硫酸亞鐵溶液與含F(xiàn)e2+的E溶液相混合;③處利用金不溶于硝酸的性質將銅與金分離開;④處將得到的銅離子用氫氧化鈉轉化為氫氧化銅沉淀,從而再受熱分解為氧化銅;⑤處加入氫氧化鈉將亞鐵離子轉化為氫氧化亞鐵沉淀,再利用空氣將其轉化為氫氧化鐵沉淀,最終受熱分解為鐵紅(氧化鐵)。 答案:(1)鐵屑 稀硫酸 稀硝酸 氫氧化鈉 氫氧化鈉 (2)Fe+2H+===Fe2++H2↑,2Fe3++Fe===3Fe2+,Cu2++Fe===Cu+Fe2+,2Au3++3Fe===2Au+3Fe2+ 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O (3)Fe2O3 用做紅色涂料 用做制造銅鹽的原料 15.中學化學中有很多物質可以實現(xiàn)下圖中物質之間的轉化,其中反應條件和部分反應的產(chǎn)物已略去。液體B和C可能是單一溶質的溶液,也可能是純凈物。 (1)若A是一種紫紅色金屬,氣體D能使品紅溶液退色,加熱時又恢復原色。寫出反應①的化學方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 該氣體D與另一種氣體H混合后生成一種淡黃色固體W,寫出該反應的化學方程式:________________________________________________________________________。 (2)若A是一種金屬單質,D是密度最小的氣體,B能否是水________(填“能”或“否”)。 (3)若A是金屬單質,D是一種無色氣體,遇到空氣變?yōu)榧t棕色,液體C呈藍色。寫出反應①的離子方程式: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 寫出反應②的任意一個離子方程式 ________________________________________________________________________ ____________________。 解析:(1)A為紫紅色金屬,是Cu,D能使品紅溶液退色,加熱時又恢復原色,D為SO2。 (2)D是密度最小的氣體,為H2,B若是水,則A是很活潑的堿金屬,以鈉為例,則液體C為NaOH溶液,NaOH不能再轉化為單質鈉,因此B不能是水。 (3)D是無色氣體,遇空氣變?yōu)榧t棕色,D為NO,液體C呈藍色,含有Cu2+,則反應①是Cu與稀硝酸的反應。 答案:(1)Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O SO2+2H2S===3S↓+2H2O (2)否 (3)3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O Cu2++Fe===Fe2++Cu(其他合理答案也可)- 配套講稿:
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