2021届高考化学一轮复习用途广泛的金属材料　铜及其重要化合物作业

2021届高考化学一轮复习用途广泛的金属材料　铜及其重要化合物作业

考点规范练9　‎ 用途广泛的金属材料　铜及其重要化合物 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ ‎　考点规范练第18页　 ‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.下列有关说法中,正确的是(　　)。‎ ‎①普通钢较纯铁不易生锈 ‎②冶炼铝和钠都可以用电解法 ‎③KSCN溶液可以检验Fe3+‎ ‎④缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血 ‎⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金 A.①②③④⑤ B.②③④⑤‎ C.①③④ D.①②④⑤‎ 答案:B 解析:①钢中含有碳等杂质容易形成原电池,腐蚀比纯铁快,错误;②冶炼铝和钠都是用电解法,正确;③铁离子遇到硫氰化钾显红色,正确;④钙是组成骨骼的重要元素,缺钙会引起骨质疏松,血红蛋白中含有铁元素,缺铁会引起缺铁性贫血,正确;⑤青铜为铜锡等形成的合金,不锈钢为铁镍等形成的合金,硬铝为镁铝等形成的合金,正确。‎ ‎2.化学美无处不在,如图是物质间发生化学反应的颜色变化,其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是(　　)。‎ 选项 物质a 物质b 物质c 物质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 答案:D 解析:稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色,稀硫酸遇酚酞溶液显无色,A项错误、C项错误;稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色,B项错误;稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色,稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀,稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色,稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红,D项正确。‎ ‎3.(2019山东枣庄八中检测)下列说法正确的是(　　)。‎ ‎①氢气通过灼热的CuO粉末,反应后固体物质增重 ‎②用CuCl2溶液做导电实验,灯泡发光是因为CuCl2Cu2++2Cl-‎ ‎③Cu溶于稀硝酸:3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O ‎④常温下,Cu既能与FeCl3溶液反应又能与浓硝酸反应 A.①② B.③ C.②④ D.③④‎ 答案:D 解析:H2与灼热CuO反应生成单质Cu,固体质量减轻,①错误;CuCl2溶液导电的原因是溶液中存在自由移动的Cu2+和Cl-,②错误。‎ ‎4.(2019河南鹤壁检测)利用如图装置做铝热反应实验,下列说法不正确的是(　　)。‎ A.该反应的化学方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3‎ B.该反应会产生高温,发出强光 C.根据铝热反应的原理,可以冶炼某些金属 D.若反应中转移3 mol电子,消耗氧化剂的物质的量是1 mol 答案:D 解析:消耗1 mol氧化剂Fe2O3,转移6 mol电子。‎ ‎5.(2019江西师范大学附属中学高三月考)研究发现铜具有独特的杀菌功能,能较好地抑制病菌的生长。工业上冶炼铜大致可分为如下步骤。‎ ‎①富集:将硫化物矿石进行浮选;‎ ‎②焙烧:主要反应为2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);‎ ‎③制粗铜:在1 200 ℃主要的反应为2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2,2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑;‎ ‎④电解精炼:在阴极得到精铜。‎ 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.上述生产过程中产生的尾气可以通入氨水中,生产氮肥 B.精炼得到的铜与浓硫酸反应后的液体,不能产生丁达尔效应 C.反应2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑中只有Cu2O是氧化剂 D.每生产6 mol Cu,理论上需消耗15 mol O2‎ 答案:C 解析:生产过程中产生的尾气可以通入氨水中生成亚硫酸铵,亚硫酸铵可被氧化成硫酸铵,硫酸铵是一种氮肥,A项正确;铜与浓硫酸反应后的液体为CuSO4和H2SO4的混合溶液,CuSO4和H2SO4的混合溶液不属于胶体,不能产生丁达尔效应,B项正确;反应中Cu2O为氧化剂,Cu2S既是氧化剂又是还原剂,C项错误;每生产6 mol Cu需要6 mol CuFeS2,根据题中化学方程式可知,共需要氧气的物质的量为12 mol+3 mol=15 mol,D项正确。‎ ‎6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu+Cu2++Cu,由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu或Cu2O,两者都是红色固体。一位同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证,实验操作和实验现象记录如下:‎ 加入试剂 稀硫酸 浓硫酸加热 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 红色固体和蓝色溶液 无色气体 无色气体和蓝色溶液 红棕色气体和绿色溶液 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是(　　)。‎ A.Cu B.Cu2O C.一定有Cu,可能有Cu2O D.一定有Cu2O,可能有Cu 答案:D 解析:根据题中信息,由向红色固体中加入稀硫酸得到红色固体和蓝色溶液可推出原红色固体里一定有Cu2O;溶液中的红色固体铜,可能是原来固体中含有铜,也可能是由Cu2O与硫酸反应生成的。‎ ‎7.某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)。‎ A.实验①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2‎ B.实验③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 C.实验③发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O D.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应 答案:C 解析:A项,Cu与稀硝酸反应生成NO,在试管口遇到O2而生成NO2,故A错误;B项,加稀硫酸提供了H+,NO‎3‎‎-‎在酸性环境下与Cu反应,故B错误、C正确;D项,Cu在常温下与稀硝酸反应,不与稀硫酸反应,故D错误。‎ ‎8.CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如图所示。下列说法错误的是(　　)。‎ A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2‎ B.相对于途径①③,途径②更好地体现了绿色化学思想 C.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②<③‎ D.利用途径②制备16 g硫酸铜,被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol 答案:D 解析:Cu与混酸反应,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,离子反应为3Cu+8H++2NO‎3‎‎-‎3Cu2++2NO↑+4H2O,从方程式知,硝酸根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提供,所以硝酸为2 mol时,硫酸为3 mol,则混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2,A项正确;相对于途径①③,途径②的优点:制取等质量的胆矾需要的硫酸少、无污染性气体产生,B项正确;生成等量的硫酸铜,三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等,而③生成SO2,消耗更多的硫酸,则①=②<③,C项正确;途径②中硫酸只表现为酸性,没有被还原,D项错误。‎ ‎9.(2019山东省实验中学高三诊断性考试)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,微溶于水,酸性条件下不稳定,易生成金属Cu和Cu2+。某小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl,并进行相关探究。下列说法正确的是(　　)。‎ A.制备CuCl时产生的Cl2可以回收循环利用,也可以通入饱和NaCl溶液中除去 B.Cu2(OH)2Cl2在200 ℃时发生反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑‎ C.X气体可以是N2,目的是做保护气,抑制CuCl2·2H2O在加热过程中可能的水解 D.CuCl与稀硫酸反应的离子方程式:2CuCl+4H++SO‎4‎‎2-‎2Cu2++2Cl-+SO2↑+2H2O 答案:B 解析:制备CuCl时产生的Cl2可以转化为HCl,回收循环利用,Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小,不能被吸收除去,A项错误;Cu2(OH)2Cl2加热至200 ℃时生成CuO,结合原子守恒可知,还生成HCl,则化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO+2HCl↑,B项正确;CuCl2水解生成Cu(OH)2和HCl,X气体是用于抑制CuCl2水解,则X为HCl,不是氮气,C项错误;CuCl在酸性条件下不稳定,易生成金属Cu和Cu2+,D项错误。‎ ‎10.某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。进行如下实验:‎ ‎9.4 g X6.4 g固体蓝色溶液和1.92 g固体 下列有关说法正确的是(　　)。‎ A.步骤Ⅰ中减少的3 g固体一定是混合物 B.步骤Ⅱ中质量减少的物质一定是Cu C.根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断混合物X的成分为Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2‎ D.根据步骤Ⅱ可以得出,m(Fe2O3)∶m(Cu)=1∶1‎ 答案:D 解析:步骤Ⅰ中,加入过量NaOH溶液固体质量减少了3 g,溶解的是Al2O3和SiO2中的一种或两种,A、C错误;步骤Ⅱ中加入过量盐酸,Fe2O3溶解后又与Cu发生反应,故减少的固体是Fe2O3和Cu,B错误;步骤Ⅱ中发生的总反应为Fe2O3+Cu+6HCl2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固体(6.4 g-1.92 g=4.48 g)中,参与反应的Fe2O3和Cu的物质的量相等,均为0.02 mol,又因为盐酸过量,Fe2O3完全溶解,剩余的1.92 g固体为Cu,即剩余0.03 mol Cu,可计算出Fe2O3和Cu的质量相等,均为3.2 g,D正确。‎ 二、非选择题(本题共3个小题,共50分)‎ ‎11.(2019全国Ⅰ)(14分)硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)步骤①的目的是去除废铁屑表面的油污,方法是　　　　　。 ‎ ‎(2)步骤②需要加热的目的是　　　　　,温度保持80~95 ℃,采用的合适加热方式是　　　　　。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为　　　　　(填字母)。 ‎ ‎(3)步骤③中选用足量的H2O2,理由是 　 。 ‎ 分批加入H2O2,同时为了　　　　　　　　,溶液要保持pH小于0.5。 ‎ ‎(4)步骤⑤的具体实验操作有　 ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。‎ ‎(5)采用热重分析法测定硫酸铁铵晶体样品所含结晶水数,将样品加热到150 ℃时失掉1.5个结晶水,失重5.6%。硫酸铁铵晶体的化学式为　 。 ‎ 答案:(1)碱煮水洗 ‎(2)加快反应　热水浴　C ‎(3)将Fe2+全部氧化为Fe3+;不引入杂质　抑制Fe3+水解 ‎(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)‎ ‎(5)NH4Fe(SO4)2·12H2O 解析:(1)油污在碱性溶液中发生水解反应生成可溶于水的物质,因此可使用碱煮水洗的方法去除废铁屑表面的油污。‎ ‎(2)加热可以增大溶解速率;温度低于100 ℃,因此可用水浴加热;硫化氢可与碱反应,因此可用碱溶液来吸收,为了防止倒吸,应选用的装置为C。‎ ‎(3)为了将Fe2+全部转化为Fe3+,应先用足量的H2O2;生成的Fe3+能发生水解反应,H2O2与Fe2+反应消耗H+,为了抑制Fe3+发生水解反应,应保持溶液的pH小于0.5。‎ ‎(4)由溶液得到晶体的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤(洗涤)。‎ ‎(5)设硫酸铁铵晶体的物质的量为1 mol,则失去水的物质的量为1.5 mol,质量为27 g,由此可知,硫酸铁铵晶体的相对分子质量为‎27‎‎0.056‎≈482,NH4Fe(SO4)2的相对分子质量为266,‎482-266‎‎18‎=12,所以硫酸铁铵晶体的化学式为NH4Fe(SO4)2·12H2O。‎ ‎12.(18分)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究,研究的问题和过程如下:‎ ‎(1)为探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一样具有两性,除选择Cu(OH)2外,必须选用的试剂为　　　　　(填字母)。 ‎ A.氨水 B.氢氧化钠溶液 C.稀硫酸 D.冰醋酸 ‎(2)为探究不同价态铜的稳定性,进行如下实验:‎ ‎①将CuO粉末加热至1 000 ℃以上完全分解成红色的Cu2O粉末,该实验说明:在高温条件下,+1价Cu比+2价Cu更　　　　(填“稳定”或“不稳定”)。 ‎ ‎②向Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,该反应的离子方程式为　　　　　　　,由此可知,在酸性溶液中,+1价Cu比+2价Cu更　　　　(填“稳定”或“不稳定”)。 ‎ ‎(3)为了探究氨气能否和氢气一样还原CuO,他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画出),装置A产生氨气,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→　　→　　→　　→　　→　　→　　→h。 ‎ ‎①实验开始时,打开分液漏斗的活塞K,发现浓氨水没有滴下,如果各装置中导管均没有堵塞,则可能的原因是　 。 ‎ ‎②实验结束后,装置B中固体由黑色变为红色,装置E中收集到无色无味的气体,在空气中无颜色变化,点燃的镁条可以在其中燃烧,则B装置中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎③装置C中的球形装置的作用是　。 ‎ 答案:(1)BC　(2)①稳定　②Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O　不稳定　(3)g　f　b　c　d　e　①没有将分液漏斗上部的玻璃塞打开[或没有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔]　②3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O　③防倒吸 解析:(1)证明Al(OH)3呈两性的试剂是强酸溶液和强碱溶液,因此要想证明Cu(OH)2呈两性,也必须选强酸溶液和强碱溶液,稀硫酸和氢氧化钠溶液可选取;氨水是弱碱溶液,冰醋酸是弱酸,均不能选择。‎ ‎(2)①物质都有由不稳定状态转化为稳定状态的倾向,所以根据CuO粉末加热至1 000 ℃以上完全分解成红色的Cu2O粉末可知,在高温条件下,+1价Cu比+2价Cu更稳定。‎ ‎②向Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,这说明氧化亚铜与稀硫酸反应生成的是硫酸铜、水和单质铜,因此该反应的离子方程式为Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O,这说明在酸性溶液中,+1价Cu比+2价Cu更不稳定。‎ ‎(3)A装置是制备氨气的,生成的氨气中含有水蒸气,需要通过碱石灰干燥。因为氨气极易溶于水,对过量的氨气在进行尾气处理时需要防止倒吸,所以正确的连接顺序是a→g→f→b→c→d→e→h。‎ ‎①由于反应中有氨气生成,烧瓶内压强大,导致氨水不能滴下,即可能的原因是没有将分液漏斗上部的玻璃塞打开[或没有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔]。②实验结束后,装置B中固体由黑色变为红色,这说明有单质铜生成。装置E中收集到无色无味的气体,‎ 在空气中无颜色变化,点燃的镁条可以在其中燃烧,因此该气体应该是氮气,所以B装置中发生反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。③由于氨气极易溶于水,直接通入水中吸收,容易倒吸,所以装置C中的球形装置的作用是防倒吸。‎ ‎13.(18分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到铜矿石的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:‎ 回答下列问题:‎ ‎(1)反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3‎)‎‎4‎‎2+‎,反应中H2O2的作用是　　　　　　　　　　　。写出操作①的名称:　　　　。 ‎ ‎(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH3‎)‎‎4‎‎2+‎与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:　　　　　　　。操作②用到的主要仪器名称为　　　　　　,其目的是　　　(填字母)。 ‎ a.富集铜元素 b.使铜元素与水溶液中的物质分离 c.增加Cu2+在水中的溶解度 ‎(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和　　　。若操作③使用右图装置,图中存在的错误是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜,阳极产物是　　　　　　。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是　　　　　。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案:(1)作氧化剂　过滤 ‎(2)Cu(NH3‎)‎‎4‎‎2+‎+2RH2NH‎4‎‎+‎+2NH3+CuR2　分液漏斗　ab ‎(3)RH　分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多 ‎(4)O2、H2SO4　加热浓缩、冷却结晶、过滤 ‎(5)H2SO4　防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀 解析:(1)H2O2具有氧化性,可将Cu氧化为Cu2+;经操作①后固、液分开,故操作①为过滤。‎ ‎(2)由提示可知发生反应:Cu(NH3‎)‎‎4‎‎2+‎+2RHCuR2+2NH3+2NH‎4‎‎+‎。操作②为分液,主要用到分液漏斗。分液目的是a和b。‎ ‎(3)CuR2与H2SO4反应生成CuSO4和RH。操作③对应图示中的错误有:液体过多,不利于充分萃取;分液漏斗尖端未紧贴烧杯内壁,会使液体溅出。‎ ‎(4)电解CuSO4溶液时,阳极附近OH-放电,生成H2SO4和O2。由稀溶液获得晶体的实验步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。‎ ‎(5)结合流程图可知第三处可循环利用的物质为H2SO4。反应Ⅰ中利用NH4Cl溶液的酸性,控制反应环境的酸碱性。‎