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考點(diǎn)規(guī)范練9　用途廣泛的金屬材料　銅及其重要化合物 (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 一、選擇題(本題共10小題,每小題5分,共50分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.下列有關(guān)說法中,正確的是(　　) ①普通鋼較純鐵不易生銹 ②冶煉鋁和鈉都可以用電解法 ③KSCN溶液可以檢驗(yàn)Fe3+ ④缺鈣會(huì)引起骨質(zhì)疏松,缺鐵會(huì)引起貧血 ⑤青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金 A.①②③④⑤ B.②③④⑤ C.①③④ D.①②④⑤ 2.化學(xué)美無處不在,如圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化,其中物質(zhì)a、b、c、d對(duì)應(yīng)的物質(zhì)正確的是(　　) 選項(xiàng) 物質(zhì)a 物質(zhì)b 物質(zhì)c 物質(zhì)d A Cu2(OH)2CO3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚酞溶液 B CuO Na[Al(OH)4] Fe2O3 紫色石蕊溶液 C Cu2O BaCl2 Fe2O3和Cu 酚酞溶液 D Cu(OH)2 Ba(NO3)2 Fe(OH)2 紫色石蕊溶液 3.下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述不正確的是(　　) A.該溶液中H+、Fe2+可以大量存在 B.與石灰乳混合可得波爾多液,常用作殺菌劑 C.在Zn與硫酸反應(yīng)制備H2的溶液中滴加少量CuSO4溶液,產(chǎn)氣速率減慢 D.向1 L 0.1 molL-1該溶液中加入足量的鐵粉充分反應(yīng),生成6.4 g Cu 4.下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是(　　) A.在高溫條件下,用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg B.在通電條件下,電解熔融Al2O3制備單質(zhì)Al C.在通電條件下,電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D.加強(qiáng)熱,使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 5.粗制的CuSO45H2O晶體中含有Fe2+。提純時(shí),為了除去Fe2+,常加入少量H2O2溶液,然后再加入少量堿至溶液pH=4,即可以除去鐵離子而不損失硫酸銅。下列說法不正確的是(　　) A.溶解CuSO45H2O晶體時(shí)要加入少量稀硫酸 B.加入H2O2溶液,除Fe2+的離子方程式:2Fe2++H2O2+4OH-2Fe(OH)3 C.由于CuSO4的催化作用,會(huì)使部分H2O2分解而損失 D.調(diào)溶液pH=4的依據(jù)是當(dāng)pH=4時(shí)Fe(OH)3沉淀完全,而Cu(OH)2還未開始沉淀 6.已知酸性條件下有如下反應(yīng):2Cu+Cu2++Cu,由于反應(yīng)溫度不同,用氫氣還原氧化銅時(shí),可能產(chǎn)生Cu或Cu2O,兩者都是紅色固體。一位同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 紅色固體和藍(lán)色溶液 無色氣體 無色氣體和藍(lán)色溶液 紅棕色氣體和綠色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)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 7.某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程如下圖所示。下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色,試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生,說明稀硝酸被Cu還原為NO2 B.實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸,銅片繼續(xù)溶解,說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng) C.實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O D.由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:Cu在常溫下既可以與稀硝酸反應(yīng),也可以與稀硫酸反應(yīng) 8.CuSO4是一種重要的化工原料,有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A.途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2 B.相對(duì)于途徑①③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 C.生成等量的硫酸銅,三個(gè)途徑中參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量:①=②<③ D.利用途徑②制備16 g硫酸銅,被還原的硫酸的物質(zhì)的量為0.1 mol 9.用無機(jī)礦物資源生產(chǎn)部分材料,獲得產(chǎn)品的流程示意圖如下: 下列有關(guān)說法不正確的是(　　) A.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃的過程中都涉及氧化還原反應(yīng) B.粗銅電解精煉時(shí),粗銅作陽極 C.黃銅礦冶煉銅時(shí),SO2可用于生產(chǎn)硫酸,FeO可用作冶煉鐵的原料 D.用粗硅制高純硅時(shí),提純四氯化硅可用多次分餾的方法 10.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質(zhì)組成。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): 9.4 g X6.4 g固體藍(lán)色溶液和1.92 g固體 下列有關(guān)說法正確的是(　　) A.步驟Ⅰ中減少的3 g固體一定是混合物 B.步驟Ⅱ中質(zhì)量減少的物質(zhì)一定是Cu C.根據(jù)步驟Ⅰ、Ⅱ可以判斷混合物X的成分為Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2 D.根據(jù)步驟Ⅱ可以得出,m(Fe2O3)∶m(Cu)=1∶1 二、非選擇題(本題共3個(gè)小題,共50分) 11.(14分)合金在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日趨廣泛。 (1)鎂合金被用于制造筆記本電腦外殼、競(jìng)賽自行車車架等,是由于鎂合金具有　等優(yōu)異性能。 (2)測(cè)定某鎂鋁合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 稱取一定質(zhì)量的樣品放入NaOH溶液中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是　。 另稱取一定質(zhì)量的樣品放入500 mL稀硫酸中,固體全部溶解并產(chǎn)生氣體。待反應(yīng)完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液的體積關(guān)系如圖(生成沉淀階段的圖像斜率視為恒定)。則合金中Al的質(zhì)量為　　　　g,NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為　　　　molL-1。 (3)有一種鎂鋁合金(Mg17Al12)是貯氫材料,該合金在一定條件下完全吸氫的化學(xué)方程式為Mg17Al12+17H217MgH2+12Al。得到的混合物在6.0 molL-1的鹽酸中能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應(yīng),釋放出H2的物質(zhì)的量為　　　　　　　　　　　　　(要求列出計(jì)算過程)。 12.(18分)某同學(xué)對(duì)Cu的常見化合物的性質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,研究的問題和過程如下: (1)為探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一樣具有兩性,除選擇Cu(OH)2外,必須選用的試劑為　　　　　(填序號(hào))。 A.氨水 B.氫氧化鈉溶液 C.稀硫酸 D.冰醋酸 (2)為探究不同價(jià)態(tài)銅的穩(wěn)定性,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): ①將CuO粉末加熱至1 000 ℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末,該實(shí)驗(yàn)說明:在高溫條件下,+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu更　　　　(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。 ②向Cu2O中加適量稀硫酸,得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體,該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　,由此可知,在酸性溶液中,+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu更　　　　(填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。 (3)為了探究氨氣能否和氫氣一樣還原CuO,他根據(jù)所提供的下列裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持裝置未畫出),裝置A產(chǎn)生氨氣,按氣流方向連接各儀器接口,順序?yàn)閍→　　→　　→　　→　　→　　→　　→h。 ①實(shí)驗(yàn)開始時(shí),打開分液漏斗的活塞K,發(fā)現(xiàn)濃氨水沒有滴下,如果各裝置中導(dǎo)管均沒有堵塞,則可能的原因是　。 ②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置B中固體由黑色變?yōu)榧t色,裝置E中收集到無色無味的氣體,在空氣中無顏色變化,點(diǎn)燃的鎂條可以在其中燃燒,則B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　。 ③裝置C中的球形裝置的作用是　。 13.(18分)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物,其中銅的含量達(dá)到銅礦石的幾十倍。濕法技術(shù)是將粉碎的印刷電路板經(jīng)溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產(chǎn)品。某化學(xué)小組模擬該方法回收銅和制取膽礬,流程簡(jiǎn)圖如下: 回答下列問題: (1)反應(yīng)Ⅰ是將Cu轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)42+,反應(yīng)中H2O2的作用是　　　　　　　　　　　　。寫出操作①的名稱:　　　　　　。 (2)反應(yīng)Ⅱ是銅氨溶液中的Cu(NH3)42+與有機(jī)物RH反應(yīng),寫出該反應(yīng)的離子方程式:　　　　　　　。操作②用到的主要儀器名稱為　　　　　　,其目的是(填序號(hào))　　　。 a.富集銅元素 b.使銅元素與水溶液中的物質(zhì)分離 c.增加Cu2+在水中的溶解度 (3)反應(yīng)Ⅲ是有機(jī)溶液中的CuR2與稀硫酸反應(yīng)生成CuSO4和　　　。若操作③使用右圖裝置,圖中存在的錯(cuò)誤是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅,陽極產(chǎn)物是　　　　　　。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是　　　　　　　　　　　　　。 (5)流程中有三處實(shí)現(xiàn)了試劑的循環(huán)使用,已用虛線標(biāo)出兩處,第三處的試劑是　　　　　。循環(huán)使用的NH4Cl在反應(yīng)Ⅰ中的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　。  考點(diǎn)規(guī)范練9　用途廣泛的金屬材料　銅及其重要化合物 1.B?、黉撝泻刑嫉入s質(zhì)容易形成原電池,腐蝕比純鐵快,錯(cuò)誤;②冶煉鋁和鈉都是用電解法,正確;③鐵離子遇到硫氰化鉀顯紅色,正確;④鈣是組成骨骼的重要元素,缺鈣會(huì)引起骨質(zhì)疏松,血紅蛋白中含有鐵元素,缺鐵會(huì)引起缺鐵性貧血,正確;⑤青銅為銅錫等形成的合金,不銹鋼為鐵鎳等形成的合金,硬鋁為鎂鋁等形成的合金,正確。 2.D　稀硫酸與Fe(OH)3反應(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色,稀硫酸遇酚酞溶液顯無色,A項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)錯(cuò)誤;稀硫酸與Fe2O3反應(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;稀硫酸與Cu(OH)2反應(yīng)得到的CuSO4溶液呈藍(lán)色,稀硫酸與Ba(NO3)2反應(yīng)得到的BaSO4是白色沉淀,稀硫酸與Fe(OH)2反應(yīng)得到的FeSO4溶液呈淺綠色,稀硫酸遇紫色石蕊溶液變紅,D項(xiàng)正確。 3.C　H+、Fe2+、Cu2+、SO42-相互之間不反應(yīng),可大量共存,A正確;硫酸銅與石灰乳反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈣,即波爾多液,可使細(xì)菌中的蛋白質(zhì)發(fā)生變性,常用作殺菌劑,B正確;在Zn與硫酸反應(yīng)制備H2的溶液中滴加少量CuSO4溶液,Zn置換出Cu,Zn、Cu和H2SO4構(gòu)成原電池,可加快反應(yīng)速率,C錯(cuò)誤;CuSO4溶液中加入足量鐵粉發(fā)生反應(yīng):Fe+CuSO4FeSO4+Cu,n(CuSO4)=1L0.1molL-1=0.1mol,則生成Cu的質(zhì)量為0.1mol64gmol-1=6.4g,D正確。 4.B　不能用H2還原MgO制備Mg,而應(yīng)該用電解熔融MgCl2的方法制備,電解飽和食鹽水得到NaOH而不是Na;CuO強(qiáng)熱分解生成Cu2O而不是Cu。 5.B　硫酸銅溶解后生成的銅離子會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸,所以加入少量的稀硫酸可抑制銅離子的水解,A項(xiàng)正確;因?yàn)檠趸瘉嗚F離子時(shí),溶液為酸性,在酸性條件下,溶液中不存在大量的OH-,故反應(yīng)物中不應(yīng)有OH-,B項(xiàng)錯(cuò)誤;銅離子對(duì)過氧化氫的分解具有催化作用,所以使部分過氧化氫損失,C項(xiàng)正確;因?yàn)榧訅A至溶液pH=4的目的是除去鐵離子而硫酸銅不損失,所以調(diào)節(jié)溶液的pH=4時(shí),氫氧化鐵完全沉淀而氫氧化銅還未沉淀,D項(xiàng)正確。 6.D　根據(jù)題中信息,由向紅色固體中加入稀硫酸得到紅色固體和藍(lán)色溶液可推出原紅色固體里一定有Cu2O;溶液中的紅色固體銅,可能是原來固體中含有銅,也可能是由Cu2O與硫酸反應(yīng)生成的。 7.C　A項(xiàng),Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO,在試管口遇到O2而生成NO2,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),加稀硫酸提供了H+,NO3-在酸性環(huán)境下與Cu反應(yīng),故B錯(cuò)誤、C正確;D項(xiàng),Cu在常溫下與稀硝酸反應(yīng),不與稀硫酸反應(yīng),故D錯(cuò)誤。 8.D　Cu與混酸反應(yīng),3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,離子反應(yīng)為3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O,從方程式知,硝酸根離子由硝酸提供,氫離子由硝酸和硫酸提供,所以硝酸為2mol時(shí),硫酸為3mol,則混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2,A項(xiàng)正確;相對(duì)于途徑①③,途徑②的優(yōu)點(diǎn):制取等質(zhì)量的膽礬需要的硫酸少、無污染性氣體產(chǎn)生,B項(xiàng)正確;生成等量的硫酸銅,三個(gè)途徑中①②參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量相等,而③生成SO2,消耗更多的硫酸,則①=②<③,C項(xiàng)正確;途徑②中硫酸只表現(xiàn)為酸性,沒有被還原,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 9.A　這是一道綜合性的化工生產(chǎn)流程題,涉及電解法制鋁、黃銅礦煉銅、石英制硅等。Al2O3→Al、黃銅礦(CuFeS2)→Cu、石英(SiO2)→Si都涉及了氧化還原反應(yīng)。石灰石、純堿、石英制玻璃主要發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,此過程未發(fā)生氧化還原反應(yīng),故A不正確。 10.D　步驟Ⅰ中,加入過量NaOH溶液固體質(zhì)量減少了3g,溶解的是Al2O3和SiO2中的一種或兩種,A、C錯(cuò)誤;步驟Ⅱ中加入過量鹽酸,Fe2O3溶解后又與Cu發(fā)生反應(yīng),故減少的固體是Fe2O3和Cu,B錯(cuò)誤;步驟Ⅱ中發(fā)生的總反應(yīng)為Fe2O3+Cu+6HCl2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固體(6.4g-1.92g=4.48g)中,參與反應(yīng)的Fe2O3和Cu的物質(zhì)的量相等,均為0.02mol,又因?yàn)辂}酸過量,Fe2O3完全溶解,剩余的1.92g固體為Cu,即剩余0.03molCu,可計(jì)算出Fe2O3和Cu的質(zhì)量相等,均為3.2g,D正確。 11.答案(1)強(qiáng)度大、密度小、散熱性好、消震性好(答案合理即可) (2)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑　5.4　5 (3)Mg17Al12+70HCl17MgCl2+12AlCl3+35H2↑ 1 mol 35 mol n(H2)=35 mol+17 mol=52 mol 解析(2)鎂不與NaOH溶液反應(yīng),鋁能與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2,離子方程式為2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑。由圖可知,生成沉淀的總物質(zhì)的量為0.35mol,其中Mg(OH)2的物質(zhì)的量為0.15mol,在加入(240-200)mLNaOH溶液時(shí),氫氧化鋁溶解,發(fā)生反應(yīng)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,氫氧化鋁的物質(zhì)的量為0.2mol,合金中Al的質(zhì)量為5.4g,40mLNaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量為0.2mol,所以NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為0.2mol0.04L=5molL-1。 12.答案(1)BC　(2)①穩(wěn)定?、贑u2O+2H+Cu2++Cu+H2O　不穩(wěn)定　(3)g　f　b　c　d　e?、?zèng)]有將分液漏斗上部的玻璃塞打開[或沒有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔]　②3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O?、鄯赖刮? 解析(1)證明Al(OH)3呈兩性的試劑是強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液,因此要想證明Cu(OH)2呈兩性,也必須選強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液,稀硫酸和氫氧化鈉溶液可選取;氨水是弱堿溶液,冰醋酸是弱酸,均不能選擇。 (2)①物質(zhì)都有由不穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定狀態(tài)的傾向,所以根據(jù)CuO粉末加熱至1000℃以上完全分解成紅色的Cu2O粉末可知,在高溫條件下,+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu更穩(wěn)定。 ②向Cu2O中加適量稀硫酸,得到藍(lán)色溶液和一種紅色固體,這說明氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成的是硫酸銅、水和單質(zhì)銅,因此該反應(yīng)的離子方程式為Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O,這說明在酸性溶液中,+1價(jià)Cu比+2價(jià)Cu更不穩(wěn)定。 (3)A裝置是制備氨氣的,生成的氨氣中含有水蒸氣,需要通過堿石灰干燥。因?yàn)榘睔鈽O易溶于水,對(duì)過量的氨氣在進(jìn)行尾氣處理時(shí)需要防止倒吸,所以正確的連接順序是a→g→f→b→c→d→e→h。 ①由于反應(yīng)中有氨氣生成,燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)大,導(dǎo)致氨水不能滴下,即可能的原因是沒有將分液漏斗上部的玻璃塞打開[或沒有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)對(duì)準(zhǔn)漏斗口上的小孔]。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置B中固體由黑色變?yōu)榧t色,這說明有單質(zhì)銅生成。裝置E中收集到無色無味的氣體,在空氣中無顏色變化,點(diǎn)燃的鎂條可以在其中燃燒,因此該氣體應(yīng)該是氮?dú)?所以B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。③由于氨氣極易溶于水,直接通入水中吸收,容易倒吸,所以裝置C中的球形裝置的作用是防倒吸。 13.答案(1)作氧化劑　過濾 (2)Cu(NH3)42++2RH2NH4++2NH3+CuR2　分液漏斗　ab (3)RH　分液漏斗尖端未緊靠燒杯內(nèi)壁、液體過多 (4)O2、H2SO4　加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾 (5)H2SO4　防止由于溶液中c(OH-)過高,生成Cu(OH)2沉淀 解析(1)H2O2具有氧化性,可將Cu氧化為Cu2+;經(jīng)操作①后固、液分開,故操作①為過濾。 (2)由提示可知發(fā)生反應(yīng):Cu(NH3)42++2RHCuR2+2NH3+2NH4+。操作②為分液,主要用到分液漏斗。分液目的是a和b。 (3)CuR2與H2SO4反應(yīng)生成CuSO4和RH。操作③對(duì)應(yīng)圖示中的錯(cuò)誤有:液體過多,不利于充分萃取;分液漏斗尖端未緊貼燒杯內(nèi)壁,會(huì)使液體濺出。 (4)電解CuSO4溶液時(shí),陽極附近OH-放電,生成H2SO4和O2。由稀溶液獲得晶體的實(shí)驗(yàn)步驟為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。 (5)結(jié)合流程圖可知第三處可循環(huán)利用的物質(zhì)為H2SO4。反應(yīng)Ⅰ中利用NH4Cl溶液的酸性,控制反應(yīng)環(huán)境的酸堿性。