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2019年高考化學大一輪復習 3.9 銅及其化合物 金屬材料題組訓練 題組一　有關(guān)合金成分的分析 1．北京xx奧運會金牌直徑為70 mm，厚6 mm。某化學興趣小組對金牌成分提出猜想：甲認為金牌是由純金制造；乙認為金牌是由金銀合金制成；丙認為金牌是由黃銅(銅鋅合金)制成。為了驗證他們的猜想，請你選擇一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤(　　) A．硫酸銅溶液　　　　 B．稀硝酸 C．鹽酸 D．硝酸銀溶液 解析：當金牌是純金時遇到稀硝酸不溶解；當金牌是金銀合金時遇到稀硝酸會部分溶解；當金屬是黃銅時遇到稀硝酸會全部溶解。 答案：B 2．某同學設(shè)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．銅銀能與稀硝酸反應(yīng)，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(yīng)是烘干 D．根據(jù)反應(yīng)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，與硝酸反應(yīng)放出的氣體中可能含有NO2；(2)W g固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。 答案：D 題組二　金屬的開發(fā)和利用 3．下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是(　　) A．鎂鋁合金 B．銅合金 C．碳素鋼 D．鉛錫合金 解析：由于鎂鋁合金的密度小，強度大，機械性能好，適合于制造飛機外殼，故選A項。 答案：A 4．從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于(　　) A．金屬的化合價高低 B．金屬的活動性大小 C．金屬的導電性強弱 D．金屬在地殼中的含量多少 解析：因技術(shù)的不成熟，越活潑的金屬越難冶煉，相反越不活潑的金屬越易冶煉得到，金屬利用的先后取決于金屬的活動性大小。 答案：B 題組三　金屬冶煉原理的考查 5．下列冶煉金屬的原理正確的是(　　) A．2Al2O3＋3C4Al＋3CO2↑ B．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 C．MgO＋H2Mg＋H2O D．2HgO2Hg＋O2↑ 解析：Mg、Al等非?；顫姷慕饘儆秒娊夥ㄒ睙?，選項A、C錯誤；Hg等不活潑金屬用熱分解法冶煉，選項D錯誤。 答案：B 6．[xx大慶模擬]下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是(　　) A．制鈉；用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 B．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得到鐵 C．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得到鎂 D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁 解析：電解NaCl溶液得不到單質(zhì)鈉，A錯誤；工業(yè)上冶煉鎂是用電解熔融MgCl2的方法，C錯誤；工業(yè)上冶煉Al是用電解熔融Al2O3的方法，D錯誤。工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理為3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 答案：B 題組四　對鋁熱反應(yīng)的定性及定量考查 7．某同學對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并放出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學手冊》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下： 物質(zhì) Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔點/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸點/℃ 2 467 2 980 2 750 (1)該同學推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是：該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認為他的解釋是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。 (2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是________，反應(yīng)的離子方程式為______________。 (3)實驗室溶解該熔融物，下列試劑中最好的是________(填序號)。 A．濃硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氫氧化鈉溶液 解析：(3)鋁熱反應(yīng)的所得到的熔融物是鐵鋁合金，鐵、鋁在冷而濃的硫酸中鈍化，在稀硝酸中溶解但能放出污染性氣體，鐵不溶于NaOH溶液，因此熔融物溶解最好選擇硫酸。 答案：(1)合理　(2)NaOH溶液　2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑　(3)B 8．用鋁熱反應(yīng)還原下列物質(zhì)，制得金屬各1 mol時，消耗鋁最少的是(　　) A．MnO2 B．Cr2O3 C．V2O5 D．Fe3O4 解析：據(jù)鋁熱反應(yīng)中化合價升降相等分析可得。 答案：D 題組五　銅及其化合物的制取和性質(zhì) 9．[xx蘭州模擬]銅在自然界存在于多種礦石中，如 礦石名稱 黃銅礦 斑銅礦 輝銅礦 孔雀石 主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3Cu(OH)2 請回答下列問題： (1)上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量分數(shù)最高的是________________(填化學式)。 (2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，該反應(yīng)的氧化劑是________。 (3)下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是________(填字母)。 選項 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對； Ⅱ?qū)Γ挥? B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對； Ⅱ?qū)Γ挥? C 鐵比銅活潑 鉚在銅板上的鐵釘在潮濕的空氣中不易生銹 Ⅰ對； Ⅱ?qū)Γ挥? D 藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 Ⅰ錯； Ⅱ?qū)Γ粺o 解析：(1)根據(jù)四種礦石主要成分的化學式及元素的相對原子質(zhì)量進行估算能快速選出Cu2S中銅的質(zhì)量分數(shù)最高。 (2)Cu2S和Cu2O中＋1價的銅化合價降低，所以二者都是氧化劑。 (3)A項，銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3，可視為Cu(OH)2CuCO3，所以銅綠能和鹽酸反應(yīng)，A項正確。B項，銅表面生銹生成的是銅綠，不是致密的氧化物；銅和濃硫酸在溫度較高時能反應(yīng)，不能用銅容器盛放濃硫酸，B項錯誤。C項陳述Ⅰ正確，陳述Ⅱ中鐵銅在潮濕的空氣中能組成原電池，發(fā)生電化學腐蝕，C項錯誤。D項，CuSO45H2O受熱失水是化學變化；因為Cu2＋是重金屬離子，可使蛋白質(zhì)變性，有殺菌能力，故能作游泳池的消毒劑，D項正確。 答案：(1)Cu2S　(2)Cu2S和Cu2O　(3)A、D 1．(雙選)[xx上海高考]研究表明26Al可以衰變?yōu)?6Mg，可以比較這兩種元素金屬性強弱的方法是(　　) A．比較這兩種元素的單質(zhì)的硬度和熔點 B．在氯化鋁和氯化鎂的溶液中分別滴加過量的氫氧化鈉溶液 C．將打磨過的鎂帶和鋁片分別和熱水作用，并滴入酚酞溶液 D．將空氣中放置已久的這兩種元素的單質(zhì)分別和熱水作用 解析：在AlCl3和MgCl2的溶液中分別滴加過量的NaOH溶液，AlCl3先生成Al(OH)3沉淀后逐漸溶解，而MgCl2生成的Mg(OH)2沉淀不溶解，說明Mg(OH)2的堿性大于Al(OH)3，即Mg的金屬性大于Al；將打磨過的鎂帶和鋁片分別與熱水作用，并滴入酚酞，可以看到加入鎂帶的溶液呈紅色，而加入鋁片的溶液不變色，說明Mg與熱水反應(yīng)而Al與熱水不反應(yīng)，即金屬性Mg>Al。 答案：BC 2．[xx廣東理綜卷]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，陰極反應(yīng)式為________；濾渣A與稀HNO3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的過程中，需控制NaOH的加入量。若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為___。 (3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學方程式： ________CuO＋________Al2O3________CuAlO2＋________↑。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為63.5%，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________、過濾、洗滌和干燥。 解析：(1)根據(jù)電解精煉金屬的原理，精煉銀時，粗銀為陽極，純銀為陰極，電解質(zhì)溶液為AgNO3溶液，陰極反應(yīng)為Ag＋＋e－===Ag。根據(jù)工藝流程可以看出，濾渣中含有Ag，與稀硝酸反應(yīng)生成NO，NO與空氣中的氧氣反應(yīng)生成紅色NO2，反應(yīng)的化學方程式為2NO＋O2===2NO2；(2)向硫酸銅溶液中加入硫酸鋁和稀氫氧化鈉溶液，生成Al(OH)3和Cu(OH)2，由于Cu(OH)2沉淀在煮沸過程中分解為CuO，可以判斷出固體B為Al(OH)3和CuO的混合物；在制備Al(OH)3時必須控制NaOH的量，防止NaOH過量使得Al(OH)3溶解，NaOH過量時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O；(3)根據(jù)反應(yīng)的化學方程式可以看出，反應(yīng)后Cu的化合價降低，由＋2價變成了＋1價，根據(jù)元素守恒，則生成的氣體只可能為O2(氧元素的化合價由－2價升到0價)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒配平即可：4CuO＋2Al2O34CuAlO2＋O2↑；(4)根據(jù)元素守恒可知，銀銅合金中的銅元素的物質(zhì)的量為n(Cu)＝＝50 mol，所以生成的CuAlO2也是50 mol。然后再根據(jù)CuAlO2中的Cu和Al的物質(zhì)的量之比為1∶1，則需要硫酸鋁溶液的體積＝＝25 L；(5)用硫酸銅溶液制備膽礬的一般步驟為蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。 答案：(1)Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2 (2)Al(OH)3和CuO　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (3)4　2　4　O2　(4)50　25 (5)蒸發(fā)、濃縮、冷卻、結(jié)晶