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課時(shí)規(guī)范練9　銅及其重要化合物　用途廣泛的金屬材料 一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求) 1.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料 B.金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料 C.鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”,應(yīng)用前景很廣闊 D.銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬 2.(2019湖北荊門一中月考)銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有:黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石[CuCO3Cu(OH)2]。下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.孔雀石是由CuCO3和Cu(OH)2組成的混合物 B.硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 C.工業(yè)上常采用電解法制取精銅 D.在上述幾種含銅化合物中,銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是Cu2S 3.明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“火法”冶煉鋅的工藝記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,……,冷淀,毀罐取出,……,即倭鉛也?！毕铝姓f(shuō)法不正確的是(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅)(　　) A.該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng) B.煤炭中起作用的主要成分是C C.冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑ D.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物 4.(2019湖南師大附中月考)下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn) B.鋁合金是一種混合物,它比純鋁的熔點(diǎn)高 C.金屬銅放置在潮濕的空氣中會(huì)被銹蝕,生成綠色的銅銹——堿式碳酸銅 D.金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能,其抗腐蝕的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行 5.(2019安徽皖北名校聯(lián)考)某同學(xué)利用下列實(shí)驗(yàn)探究金屬鋁與銅鹽溶液的反應(yīng): 下列說(shuō)法正確的是(　　) A.由實(shí)驗(yàn)1可以得出結(jié)論:金屬鋁的活潑性弱于金屬銅 B.實(shí)驗(yàn)2中生成紅色物質(zhì)的離子方程式為Al+Cu2+Al3++Cu C.溶液中陰離子種類不同是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)1、2出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因 D.由上述實(shí)驗(yàn)可推知:用砂紙打磨后的鋁片分別與H+濃度均為0.2 molL-1的鹽酸和硫酸反應(yīng),后者更劇烈 6.(2019陜西長(zhǎng)安月考)CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體 B.相對(duì)于途徑①、③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 C.CuSO4在1 100 ℃分解所得氣體X可能是SO2和SO3的混合氣體 D.Y具有還原性 7.(2019浙江寧波質(zhì)檢)部分氧化的Fe-Cu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(shuō)法正確的是(　　) A.濾液A中的陽(yáng)離子為Fe2+、Fe3+、H+ B.樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.24 g C.樣品中銅、氧兩種元素的質(zhì)量為4.0 g D.V=896 8.鉛的冶煉大致過(guò)程如下: ①富集:將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選; ②焙燒:2PbS+3O22PbO+2SO2; ③制粗鉛:PbO+CPb+CO↑; PbO+COPb+CO2。 下列說(shuō)法正確的是(　　) A.浮選法富集方鉛礦的過(guò)程屬于化學(xué)變化 B.方鉛礦焙燒反應(yīng)中,PbS是還原劑,還原產(chǎn)物只有PbO C.整個(gè)冶煉過(guò)程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子 D.將1 mol PbS完全冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳 9.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 下列說(shuō)法中不正確的是(　　) A.合金的熔點(diǎn)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(yīng),收集到的V L氣體全為NO C.操作Ⅰ是過(guò)濾,操作Ⅱ是洗滌 D.銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為143.5V-22.4W100.4m100% 10.(2019北京西城模擬)新制氫氧化銅中存在平衡:Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-(深藍(lán)色)。某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn): 下列說(shuō)法不正確的是(　　) A.①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀 B.③中現(xiàn)象是Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-正向移動(dòng)的結(jié)果 C.④中現(xiàn)象證明葡萄糖具有還原性 D.對(duì)比②和④可知Cu(OH)2氧化性強(qiáng)于[Cu(OH)4]2- 二、非選擇題(本題共3小題,共40分) 11.(12分)銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用,銅在化合物中的常見化合價(jià)有+1價(jià)、+2價(jià)。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng),溶液呈藍(lán)色。 (1)工業(yè)上可用Cu2S+O22Cu+SO2反應(yīng)制取粗銅,該反應(yīng)中　　　　　元素被還原。 (2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中,溫度控制在50 ℃,加入H2O2溶液,一段時(shí)間后,升溫到60 ℃,再反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅,該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　。溫度控制在50~60 ℃的原因除了加快反應(yīng)速率外,還有　　　　　　　　　　　。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱,生成CuCl沉淀,寫出生成CuCl的離子方程式:　　　　　　　。 (3)現(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中,加入2 L 0.6 molL-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同時(shí)收集到4 480 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　。若將上述混合物用足量的H2加熱還原,所得到固體的質(zhì)量為　　　　　　　 g。若混合物中含0.2 mol Cu,將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng),消耗H2SO4的物質(zhì)的量為　　　　 mol。 12.(2019廣西北海模擬)(14分)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下: [注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 ℃和80 ℃] (1)電解精煉銀時(shí),陰極反應(yīng)式為　。 濾渣A與稀硝酸反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)固體混合物B的組成為　　　　;在生成固體B的過(guò)程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH過(guò)量,則因過(guò)量引起的反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)完成煅燒過(guò)程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式: CuO+　　Al2O3　　CuAlO2+　　　↑。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%,理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為　　　　 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液　　　　 L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是　　　　　　　　、過(guò)濾、洗滌和干燥。 13.(2019寧夏銀川調(diào)研)(14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,探究的問(wèn)題和過(guò)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　　　　　　(填字母)。 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℃以上完全分解成磚紅色的Cu2O粉末,該實(shí)驗(yàn)說(shuō)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可還原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)? a→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→　　　　→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,如果各儀器導(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(wú)色無(wú)味的氣體,在空氣中無(wú)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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  課時(shí)規(guī)范練9　銅及其重要化合物　用途廣泛的金屬材料 1.C　銅合金是人類最早使用的金屬材料,A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋼是應(yīng)用最廣泛的金屬材料,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)正確;比銅導(dǎo)電性好的有銀等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2.A　孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH)2,并不是CuCO3和Cu(OH)2組成的混合物,A項(xiàng)不正確,B、C、D項(xiàng)均正確。 3.D　碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳,反應(yīng)的方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑,該冶煉鋅的反應(yīng)屬于置換反應(yīng),故A項(xiàng)正確;反應(yīng)中C作還原劑,則煤炭中起作用的主要成分是C,故B項(xiàng)正確;冶煉Zn的反應(yīng)方程式為ZnCO3+2CZn+3CO↑,故C項(xiàng)正確;由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.C　CuO→Cu(OH)2不能通過(guò)一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn),A項(xiàng)錯(cuò)誤;鋁合金比純鋁的熔點(diǎn)低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng)正確;鐵、銅表面不能形成致密的氧化物薄膜,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.C　A項(xiàng),金屬鋁的活潑性強(qiáng)于銅,錯(cuò)誤;B項(xiàng),電荷不守恒,正確的離子方程式為3Cu2++2Al3Cu+2Al3+,錯(cuò)誤;C項(xiàng),對(duì)比實(shí)驗(yàn)1、2可知,產(chǎn)生不同現(xiàn)象的原因是溶液中的陰離子不同,正確;D項(xiàng),由實(shí)驗(yàn)可知,Cl-可以加快Al的反應(yīng),所以用砂紙打磨后的鋁片與鹽酸反應(yīng)更劇烈。 6.C　將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體,A正確;途徑①有污染性氣體產(chǎn)生,相對(duì)于途徑③,途徑②的優(yōu)點(diǎn)是制取等質(zhì)量CuSO4需要的硫酸少并且無(wú)污染性氣體產(chǎn)生,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想,B正確;由流程圖知硫酸銅分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合氣體,則銅元素、硫元素化合價(jià)都降低,無(wú)元素化合價(jià)升高,C錯(cuò)誤;由Cu(OH)2到Cu2O,銅元素化合價(jià)降低,被還原,D正確。 7.B　根據(jù)題意,3.2 g濾渣是銅,而銅與Fe3+不能共存,A錯(cuò)誤;最后的3.2 g固體為Fe2O3,其中鐵元素的質(zhì)量為2.24 g,B正確;樣品中銅元素和氧元素的質(zhì)量共5.76 g-2.24 g=3.52 g,C錯(cuò)誤;2.24 g鐵元素不可能全是單質(zhì),故生成的氫氣的體積小于896 mL,D錯(cuò)誤。 8.D　富集方鉛礦的過(guò)程屬于物理變化,A錯(cuò)誤;方鉛礦焙燒反應(yīng)中還原產(chǎn)物除PbO外還有SO2;整個(gè)冶煉過(guò)程中,制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移8 mol電子,C錯(cuò)誤。 9.D　根據(jù)合金的性質(zhì)可知,A項(xiàng)正確。不論是濃硝酸還是稀硝酸與Cu、Ag反應(yīng)生成的氣體用排水法收集到的一定全部是NO,B項(xiàng)正確;W g固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl,故Ⅰ為過(guò)濾,由于過(guò)濾后的氯化銀表面附著一些離子,應(yīng)洗去附著的物質(zhì),防止影響氯化銀的質(zhì)量測(cè)定,故Ⅱ?yàn)橄礈?C項(xiàng)正確;氯化銀的質(zhì)量為W g,所以合金中銀的質(zhì)量為W g108143.5=108W143.5 g,故合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為mg-108W143.5gmg100%=143.5m-108W143.5m100%,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 10.D?、僦袣溲趸c與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀,A項(xiàng)正確;③中溶液呈深藍(lán)色,是加入的氫氧化鈉使Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-正向移動(dòng)的結(jié)果,B項(xiàng)正確;④中新制的氫氧化銅懸濁液與葡萄糖發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成了氧化亞銅沉淀,體現(xiàn)了葡萄糖的還原性,C項(xiàng)正確;對(duì)比②和④可知Cu(OH)2的氧化性弱于[Cu(OH)4]2-,D項(xiàng)不正確。 11.答案 (1)Cu、O (2)Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O　防止H2O2分解　2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+ (3)3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2++2NO↑+7H2O　32　0.2 解析 (1)在該反應(yīng)中銅、氧元素的化合價(jià)降低,得到電子,被還原。(3)Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2++2NO↑+7H2O。硝酸發(fā)生反應(yīng)后得到的產(chǎn)物是Cu(NO3)2和NO,由2 L0.6 molL-1=2n[Cu(NO3)2]+4. 480 L22.4 Lmol-1得n[Cu(NO3)2]=0.5 mol,則n(Cu2+)=0.5 mol,根據(jù)質(zhì)量守恒,若將上述混合物用足量的H2加熱還原,所得到固體的質(zhì)量為0.5 mol64 gmol-1=32 g。若混合物中含0.2 mol Cu,則根據(jù)原子守恒可得:2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根據(jù)得失電子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cu2O)=3(4.480 L22.4 Lmol-1),解得n(CuO)=0.1 mol,n(Cu2O)=0.1 mol,消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol。 12.答案 (1)Ag++e-Ag　2NO+O22NO2 (2)CuO、Al(OH)3　Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O (3)4　2　4　O2　(4)50　25 (5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 解析 (1)電解精煉銀時(shí),陰極反應(yīng)式為Ag++e-Ag;氣體變色是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng)2NO+O22NO2。(2)NaOH與Al2(SO4)3、Cu(OH)2反應(yīng)生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度知,煮沸時(shí)Cu(OH)2分解,Al(OH)3不分解,則固體混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH過(guò)量,Al(OH)3會(huì)轉(zhuǎn)化為NaAlO2。(3)反應(yīng)前CuO中銅元素為+2價(jià),反應(yīng)后CuAlO2中銅元素為+1價(jià),反應(yīng)過(guò)程中鋁元素的化合價(jià)不變,只有氧元素被氧化生成O2,根據(jù)得失電子數(shù)相等知,CuAlO2和O2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為4∶1,配平后的化學(xué)方程式為4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑。(4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為5.01 00064%64 mol=50 mol,至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25 mol,即至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液25 L。(5)由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌和干燥。 13.答案 (1)bc　(2)①穩(wěn)定 ②Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O　不穩(wěn)定 (3)g　f　b　c　d　e(b、c位置可互換) ①?zèng)]有將分液漏斗上口的玻璃塞打開 ②3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O ③防倒吸 解析 (1)為證明Cu(OH)2顯兩性,須分別使其與強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液作用,若均發(fā)生反應(yīng),則證明Cu(OH)2顯兩性。因此應(yīng)選氫氧化鈉溶液和稀硫酸。(2)①將CuO粉末加熱至1 000 ℃分解為Cu2O,說(shuō)明1 000 ℃下Cu2O比CuO更穩(wěn)定。②Cu2O中加適量稀硫酸,得到藍(lán)色溶液是CuSO4溶液,生成的紅色固體為單質(zhì)Cu,故離子方程式為Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O,說(shuō)明酸性條件下Cu2+更穩(wěn)定。(3)用氨氣還原CuO的實(shí)驗(yàn),A用以制取氨氣,經(jīng)D中堿石灰干燥,在B中反應(yīng),反應(yīng)后的氣體經(jīng)C洗去剩余的氨氣,用E收集反應(yīng)生成的氣體。所以各儀器接口順序?yàn)閍→g→f→b→c→d→e→h(b、c位置可互換)。①分液漏斗的上口不與大氣相通時(shí),內(nèi)部液體不容易流出。②根據(jù)題意氨氣與氧化銅反應(yīng)生成的無(wú)色無(wú)味氣體是N2,另外還有H2O生成,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。③裝置C中的球形裝置可防止因氨氣極易溶于水而導(dǎo)致的倒吸現(xiàn)象。