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2019-2020年高考化學一輪復習 第3章 基礎課時4 銅及其化合物 金屬材料限時訓練（含解析） 1．(xx吉安質(zhì)檢)“東方之冠”的主體結(jié)構(gòu)是用國產(chǎn)Q460鋼制成的。下列有關Q460鋼的說法可能不正確的是 (　　)。 A．硬度比純鐵大　 B．性能優(yōu)于普通鋼 C．熔點比純鐵高　 D．屬于合金 解析　合金的硬度比其組分金屬的大，熔點比其組分金屬的低，故選C。 答案　C 2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。下列關于金屬的一些說法不正確的是 (　　)。 A．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 B．工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的 C．金屬冶煉的本質(zhì)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 解析　合金的化學性質(zhì)與成分金屬的化學性質(zhì)相似，物理性質(zhì)略有不同，A正確；Mg在工業(yè)上用電解法冶煉，Cu用熱還原法冶煉，B錯誤；金屬冶煉的實質(zhì)是Mn＋＋ne－===M，C正確；金屬越活潑，則金屬離子的氧化性越弱，越難被還原，D正確。 答案　B 3．(xx寶雞中學測試)下列關于金屬的冶煉方法敘述不正確的是 (　　)。 金屬 存在形式 冶煉方法 A 金 游離態(tài) 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離 B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉 C 鐵 化合態(tài) 鋁的金屬性比鐵強，可用鋁熱法煉鐵 D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉 解析　鈉一般是由電解熔融NaCl的方法來制取，而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。同時注意，此題易誤選C，一般認為鐵是由CO還原Fe2O3制得，但在實際生活中，在鐵軌焊接等方面時，是用鋁熱反應來制取的。 答案　D 4．某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示： 熔點/℃ 密度/gcm－3 硬度(金剛石為10) 導電性(銀為100) 某合金 2 500 3.00 7.4 2.3 鐵 1 535 7.86 4.5 17 還知該合金耐腐蝕，強度大，從以上性能看，該合金不適合作 (　　)。 A．導線　 B．門窗框　 C．爐具　 D．飛機外殼 解析　該合金熔點高，硬度大，密度小，B、C、D項中的應用均適合，但導電性僅為Ag的0.023倍，不適合作導線。 答案　A 5．硝酸銅是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，化學上有很多方法可以制取硝酸銅：①將銅溶于硝酸中、②先將銅與O2反應生成CuO，再溶于硝酸中、③將銅溶于N2O4的乙酸乙酯(溶劑，不參加反應)溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認識或判斷錯誤的是 (　　)。 A．方法③是最經(jīng)濟和環(huán)保的 B．方法①中，若從經(jīng)濟和環(huán)保的角度考慮，用稀硝酸比用濃硝酸好 C．方法②需要消耗能源，對環(huán)境不產(chǎn)生污染 D．方法③中N2O4既是氧化劑又是還原劑 解析?、?、③都生成污染性氣體，②不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。 答案　A 6．CuSO4是一種重要的化工原料，其有關制備途徑及性質(zhì)如下圖所示。下列說法正確的是 (　　)。 A．相對于途徑②，途徑①更好地體現(xiàn)了綠色化學思想 B．Y可以是葡萄糖溶液 C．X可能是SO2和SO3的混合氣體 D．將CuSO4溶液蒸發(fā)，利用余熱蒸干，可制得膽礬晶體 解析　途徑①中會產(chǎn)生有毒物質(zhì)SO2而途徑②不會，A錯誤；CuSO4與過量NaOH溶液反應會生成新制Cu(OH)2懸濁液，葡萄糖溶液能還原新制Cu(OH)2懸濁液生成Cu2O，B正確；CuSO4熱分解過程中，銅元素價態(tài)降低，故必有化合價升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合價能升高，故X中必有O2，C錯誤；D項操作會導致開始得到的膽礬晶體失去結(jié)晶水，D錯誤。 答案　B 7．氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，能在氯氣中燃燒，也能與酸反應。用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50 ℃時反應可生成CuH。下列敘述中錯誤的是 (　　)。 A．“某物質(zhì)”具有還原性 B．CuH與鹽酸反應可能產(chǎn)生H2 C．CuH與足量稀硝酸反應：CuH＋3H＋＋NO===Cu2＋＋NO↑＋2H2O D．CuH在氯氣中燃燒：CuH＋Cl2===CuCl＋HCl 解析　A項，用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50 ℃時反應可生成CuH，Cu元素的化合價由＋2價變?yōu)椋?價，則CuSO4作氧化劑，“某物質(zhì)”為還原劑，表現(xiàn)出還原性；B項，CuH與鹽酸發(fā)生氧化還原反應：2CuH＋4HCl===2CuCl2＋3H2↑；C項，HNO3具有強氧化性，與CuH反應時，＋1價Cu、－1價H均被氧化成最高價態(tài)；D項，Cl2具有強氧化性，CuH具有強還原性，二者反應會生成CuCl2和HCl。 答案　D 8．某同學設計了如下實驗測量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)： 下列說法中不正確的是 (　　)。 A．合金的熔點比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B．銅銀都能與稀硝酸反應，收集到的V L氣體可能全為NO C．操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ應是烘干 D．根據(jù)反應收集到的氣體體積可以計算銅和銀的質(zhì)量分數(shù) 解析　解答本題要注意以下兩點：(1)沒有告訴硝酸的濃度，合金與硝酸反應放出的氣體中可能含有NO2；(2)W g固體應該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。 答案　D 9．已知酸性條件下有如下反應：2Cu＋Cu2＋＋Cu。由于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)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(chǎn)物做了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下： 加入 試劑 稀硫酸 濃硫酸、加熱 稀硝酸 濃硝酸 實驗 現(xiàn)象 紅色固體和 藍色溶液 無色氣體和 藍色溶液 無色氣體和 藍色溶液 紅棕色氣體 和藍色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)物是 (　　)。 A．Cu B．Cu2O C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析　H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，產(chǎn)物中加入稀H2SO4溶液變藍和得到紅色固體，證明產(chǎn)物中含Cu2O，在酸性條件下2Cu＋Cu2＋＋Cu，故不能證明產(chǎn)物中是否含有Cu。 答案　D 10．(xx衡水二模)部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理： 下列說法正確的是 (　　)。 A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D．V＝896 mL 解析　根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，故A中無Fe3＋則A項錯誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B項正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，則C項錯誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故標準狀況下生成的H2的體積小于896 mL，D項錯誤。 答案　B 11．工業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學反應可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCl)，其工藝流程如下圖所示： 試回答下列問題： (1)工業(yè)生產(chǎn)Cl2時，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是______________________________________________________________。 (2)還原過程中的產(chǎn)物為Na[CuCl2]，試寫出反應的化學方程式___________ ____________________________________________________________。 制備過程中當氯化完成后必須經(jīng)還原過程再制得CuCl，為什么不用一步法制得CuCl? (已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl) ___________________________________________________________。 (3)還原過程中加入少量鹽酸的作用是________________________，加入過量NaCl的原因是___________________________________________________ ___________________________________________________。 (4)合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是___________________________ ___________________________________________________。 (5)實驗室中在CuCl2熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的CuCl沉淀，試寫出該反應的離子方程式________________________________________ ______________________________________________________________。 解析　(1)主要從原料經(jīng)濟性的角度來回答。(2)產(chǎn)物Na[CuCl2]中Cu元素的化合價為＋1價，因此還原過程發(fā)生的是歸中反應。(3)主要考查鹽類水解和化學平衡知識。(4)產(chǎn)品用酒精洗滌，是因為酒精沸點低，易揮發(fā)，產(chǎn)品易晾干，可防止CuCl被空氣氧化。(5)反應中CuCl2被還原為CuCl，則SO2被氧化為H2SO4。 答案　(1)石灰乳來源豐富，成本低 (2)CuCl2＋2NaCl＋Cu===2Na[CuCl2]　CuCl沉淀沉積Cu表面阻礙反應的進行 (3)防止Cu2＋水解　增大NaCl的濃度有利于生成更多Na[CuCl2]，提高產(chǎn)率 (4)使CuCl盡快干燥，防止其被空氣氧化 (5)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO 12．合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為_________________________， 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過程中通入的氣體為______________。 ②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學方程式為____________________。焊接過程中使用的保護氣為__________________(填化學式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學腐蝕主要為___________________________ _____________________________________________。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為______________。 (3)航母螺旋漿主要用銅合金制造。 ①80.0 g Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入過量氨水，過濾得白色沉淀39.0 g，則合金中Cu的質(zhì)量分數(shù)為________________________。 ②為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當pH＝3.4時開始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時過濾沉淀。結(jié)合下圖信息推斷該合金中除銅外一定含有____________________。 解析　(3)①因加入過量的氨水會發(fā)生反應Cu2＋＋4NH3H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，故得到的白色沉淀為Al(OH)3，物質(zhì)的量為0.5 mol，據(jù)Al原子守恒可知Al的質(zhì)量為13.5 g，則Cu的質(zhì)量為66.5 g，Cu的質(zhì)量分數(shù)約為83.1%。②由圖像可知，F(xiàn)e3＋在pH≈1.9時開始沉淀，在pH≈3.2時沉淀完全，依次類推。pH＝3.4時才開始出現(xiàn)沉淀，說明溶液中沒有Fe3＋，則一般也無Fe2＋，因為Fe2＋在空氣中會被氧化成Fe3＋，此時的沉淀為Al(OH)3；pH＝7.0時過濾出的沉淀為Al(OH)3和Cu(OH)2；pH＝8.0時過濾出的沉淀為Ni(OH)2。 答案　(1)①第三周期第ⅢA族　CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可) (2)①吸氧腐蝕 ②CaCO3或CaO (3)①83.1%?、贏l、Ni 13．(xx青島模擬)某化學研究性學習小組設計實驗探究銅的常見化學性質(zhì)，過程設計如下。 提出猜想 問題1：在周期表中，銅與鋁的位置很接近，銅不如鋁活潑，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅也有兩性嗎？ 問題2：鐵和銅都有變價，一般情況下，正二價鐵的穩(wěn)定性小于正三價的鐵，正一價銅的穩(wěn)定性也小于正二價的銅嗎？ 問題3：氧化銅有氧化性，能被H2、CO還原，它也能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎？ 實驗探究 Ⅰ.解決問題1 (1)需用到的藥品除銅、鋁、1 molL－1 CuSO4溶液、稀H2SO4外還需____________________(填試劑的化學式)溶液。 (2)配制1 molL－1 CuSO4溶液250 mL，選用的儀器除燒杯、托盤天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還有______________________(填儀器名稱)。 (3)為達到實驗目的，你認為應進行哪些相關實驗？ 實驗內(nèi)容和步驟： ①Cu與稀H2SO4反應； ②________________________________________________________________________________________________________________________________； ③_______________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ.解決問題2 取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當溫度達到80～100 ℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1 000 ℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過量的稀硫酸(或鹽酸)，得到藍色溶液，同時觀察到試管底部還有紅色固體存在。根據(jù)以上實驗現(xiàn)象回答問題。 (1)寫出氧化亞銅與稀硫酸(或鹽酸)反應的離子方程式： __________________________________________________________。 (2)從實驗Ⅱ可得出的結(jié)論是______________________________________ ______________________________________________________________。 Ⅲ.解決問題3 設計如下裝置(夾持裝置未畫出)： 當?shù)哪撤N氣態(tài)氫化物(X)緩緩通過灼熱的氧化銅時，觀察到氧化銅由黑色變成了紅色，無水硫酸銅變成藍色，生成物中還有一種無污染的氣體Y；將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應后，消耗0.01 mol X，測得B裝置增重0.27 g，并收集到0.14 g單質(zhì)氣體Y。 (1)研究小組同學驗證燃燒管生成的紅色物質(zhì)是銅，你認為他們驗證的方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)X氣體的摩爾質(zhì)量是________。 (3)C中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________________________ ______________________________________________________________。 解析?、?(1)驗證氫氧化銅具有兩性，也就是驗證其既能溶于酸溶液，又能溶于堿溶液，故還需NaOH溶液。(2)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，最重要的儀器就是容量瓶，注意容量瓶的規(guī)格必須是250 mL。(3)根據(jù)(1)的分析可知，進行本實驗需先制備Cu(OH)2，然后分別與稀硫酸、NaOH溶液反應。 Ⅱ.(1)根據(jù)信息，Cu＋在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生歧化反應，生成單質(zhì)Cu和Cu2＋。結(jié)合氧化還原反應中得失電子守恒及原子守恒即可完成反應的離子方程式。 Ⅲ.(1)根據(jù)實驗Ⅱ的信息，可用稀硫酸(或鹽酸)驗證紅色物質(zhì)是銅。因為銅不溶于稀硫酸，而氧化亞銅溶于稀硫酸，得到藍色溶液。(2)設X的化學式為NaHb，反應的化學方程式為CuO＋NaHb―→Cu＋H2O＋N2(未配平)。根據(jù)題意，NaHb、H2O、N2的物質(zhì)的量分別為0.01 mol、0.015 mol、0.005 mol，三者物質(zhì)的量之比為2∶3∶1。假定NaHb、H2O、N2的化學計量數(shù)分別為2、3、1，結(jié)合原子守恒將化學方程式配平可知a＝1、b＝3，故X為NH3，其摩爾質(zhì)量為17 gmol－1。(3)根據(jù)(2)可寫出反應的化學方程式：2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2。 答案　Ⅰ.(1)NaOH　(2)250 mL容量瓶　(3)②用CuSO4溶液和NaOH溶液反應制Cu(OH)2?、蹖u(OH)2分別與稀硫酸、NaOH溶液反應 Ⅱ.(1)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O (2)80～100 ℃時，Cu2＋穩(wěn)定；1 000 ℃以上Cu＋穩(wěn)定；在酸性環(huán)境中Cu2＋穩(wěn)定，Cu＋不穩(wěn)定 Ⅲ.(1)將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中，若溶液不變藍，則說明紅色物質(zhì)為Cu　(2)17 gmol－1　(3)2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2