广东省2021版高考化学一轮复习课时规范练9铜及其重要化合物用途广泛的金属材料含解析 人教版

广东省2021版高考化学一轮复习课时规范练9铜及其重要化合物用途广泛的金属材料含解析 人教版

课时规范练9　铜及其重要化合物　用途广泛的金属材料 基础巩固 ‎1.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)‎ A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同 B.火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]制得铜也属于还原法 C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 ‎2.明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。”下列说法不正确的是(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌)(　　)‎ A.该冶炼锌的反应属于置换反应 B.煤炭中起作用的主要成分是C C.冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑‎ D.倭铅是指金属锌和铅的混合物 ‎3.(2019黑龙江哈尔滨月考)下列说法中正确的是(　　)‎ A.纯铁易被腐蚀,可以在纯铁中混入碳元素制成“生铁”,以提高其抗腐蚀能力 B.我们使用合金是因为它比纯金属具有更优良的化学性质 C.我国首艘航母“辽宁舰”上用于舰载机降落的拦阻索是特种钢缆,属于金属材料 D.Na、Al、Cu可以分别用电解冶炼法、热还原法和热分解法得到 ‎4.(2020广西南宁模拟)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:‎ 方案Ⅰ:铜铝混合物测定生成气体的体积 方案Ⅱ:铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是(　　)‎ 10‎ A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液 B.若溶液B选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 C.溶液A和B均可选用稀硝酸 D.实验室中方案Ⅱ更便于实施 ‎5.(2019湖南师大附中月考)下列说法中正确的是(　　)‎ A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现 B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高 C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜 D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行 ‎6.(2020江西九江调研)某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜 B.实验2中生成红色物质的离子方程式为Al+Cu2+Al3++Cu C.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因 D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和硫酸反应,后者更剧烈 ‎7.铜是一种重要的金属元素,其单质、合金和化合物具有广泛的用途。黄铜色如黄金,成分为铜锌合金。某学校化学学习小组的同学在实验室中对黄铜与浓硫酸的反应进行了下面的探究。‎ ‎(1)写出Cu与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ‎ 10‎ ‎(2)黄铜与浓硫酸反应可选用下列装置中的　　　　　。 ‎ ‎(3)同学甲采用下列装置验证产生的混合气体中含有H2。‎ 装置 装置中的试剂 装置作用 实验现象 A NaOH浓溶液 ⅰ.　　　　 ‎ ‎—‎ B 品红溶液 ⅱ.　　　　 ‎ ‎—‎ C ⅲ.　　　　 ‎ 干燥作用 ‎—‎ D CuO ‎—‎ ⅳ.　　　　 ‎ E 无水CuSO4‎ ‎—‎ ⅴ.　　　　 ‎ F 碱石灰 ⅵ.　　　　 ‎ ‎—‎ ⅶ.黄铜与浓硫酸反应生成的混合气体中含有H2的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 能力提升 ‎8.(2020河北衡水高三联考)以铜银合金(含少量铁)废料为原料回收银和铜的工艺流程如下:‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A.粗铜溶于过量稀硝酸,过滤、低温干燥得纯铜 B.电解时用粗银作阴极,硝酸银溶液为电解质溶液 C.用稀硫酸处理渣料时主要发生了氧化还原反应 10‎ D.从滤液B中可以提取绿矾(FeSO4·7H2O)‎ ‎9.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想 C.CuSO4在1 100 ℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D.Y具有还原性 ‎10.新制氢氧化铜悬浊液中存在如下平衡:Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-(深蓝色)。某同学进行下列实验:‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A.①中出现蓝色沉淀 B.③中现象是平衡Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-正向移动的结果 C.④中现象证明葡萄糖具有还原性 D.对比②和④可知Cu(OH)2氧化性强于[Cu(OH)4]2-‎ ‎11.某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数:‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A.合金的熔点比其成分金属低,通常比成分金属具有更优良的金属特性 10‎ B.铜银都能与稀硝酸反应,收集到的V L气体全为NO C.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是洗涤 D.铜的质量分数为‎143.5V-22.4W‎100.4m×100%‎ ‎12.(2020湖北武汉二中调研)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。‎ ‎(1)碱式氯化铜有多种制备方法。‎ ‎①方法1:45~50 ℃时,向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎②方法2:先制得CuCl2,再与石灰乳反应生成碱式氯化铜。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成CuCl2,Fe3+对该反应有催化作用,其催化原理如图所示。M'的化学式为　　　　　　。 ‎ ‎(2)碱式氯化铜有多种组成,可表示为Cua(OH)bClc·xH2O。为测定某碱式氯化铜的组成,进行下列实验:①称取样品1.116 0 g,用少量稀硝酸溶解后配成100.00 mL溶液A;②取25.00 mL溶液A,加入足量AgNO3溶液,得AgCl 0.172 2 g;③另取25.00 mL溶液A,调节pH4~5,用浓度为0.080 00 mol·L‎-‎‎1‎的EDTA(Na2H2Y·2H2O)标准溶液滴定Cu2+(离子方程式为Cu2++H2Y‎2‎‎-‎CuY‎2‎‎-‎+2H+),滴定至终点,消耗标准溶液30.00 mL。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程)。‎ 拓展深化 ‎13.银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:‎ ‎[注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃]‎ 10‎ ‎(1)电解精炼银时,阴极反应式为　。 ‎ 滤渣A与稀硝酸反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)固体混合物B的组成为　　　　;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:‎ CuO+　　Al2O3　　CuAlO2+　　　↑。 ‎ ‎(4)若银铜合金中铜的质量分数为64%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为　　　　 mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液　　　　 L。 ‎ ‎(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是　　　　　　　　、过滤、洗涤和干燥。 ‎ 课时规范练9　铜及其重要化合物 用途广泛的金属材料 ‎1.D　合金比其成分金属的硬度大、强度高、熔点低,A项正确;火烧孔雀石分解生成CuO,CuO被焦炭还原为单质Cu,属于还原法制取,B项正确;金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子,C项正确;工业上利用电解熔融MgCl2的方法来制得金属镁,D项错误。‎ ‎2.D　碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,该冶炼锌的反应属于置换反应,故A项正确;反应中C作还原剂,则煤炭中起作用的主要成分是C,故B项正确;冶炼Zn的反应的化学方程式为ZnCO3+2CZn+3CO↑,故C项正确;由题意可知,倭铅是指金属锌,故D项错误。‎ ‎3.C　纯铁抗腐蚀能力很强,生铁易腐蚀,A错误;合金比其成分金属具有更加优良的物理机械性能,B错误;Na、Al用电解法冶炼,Cu可以用热还原法冶炼得到,D错误。‎ ‎4.C　盐酸和Al反应,剩余Cu,利用产生H2的体积,可求出Al的质量分数,从而得出Cu的质量分数;若用NaOH溶液和Al反应,根据产生H2‎ 10‎ 的体积,也可求出Cu的质量分数,A项正确;浓硝酸和Cu反应,使铝钝化,使剩余固体的质量偏大,从而使测得Cu的质量分数偏小,B项正确;如果选用稀硝酸,稀硝酸与Cu、Al均反应,就会造成方案Ⅱ中没有固体剩余,C项错误;无论选用NaOH溶液还是盐酸,最后剩余的固体都是Cu,利用方案Ⅱ直接测固体的质量比较方便,而方案Ⅰ测气体的体积比较麻烦,方案Ⅱ更便于实施,D项正确。‎ ‎5.C　CuO→Cu(OH)2不能通过一步反应实现,A项错误;铝合金比纯铝的熔点低,B项错误;C项正确;铁、铜表面不能形成致密的氧化物薄膜,D项错误。‎ ‎6.C　A项,金属铝的活泼性强于铜;B项,电荷不守恒,正确的离子方程式为3Cu2++2Al3Cu+2Al3+;C项,对比实验1、2可知,产生不同现象的原因是溶液中的阴离子不同;D项,由实验可知,Cl-可以加快Al的反应,所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更剧烈。‎ ‎7.答案:(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O　(2)乙、丁 ‎(3)ⅰ.除去SO2　ⅱ.检验SO2是否除尽　ⅲ.浓硫酸　ⅳ.黑色变为红色　ⅴ.变为蓝色　ⅵ.防止空气中的水蒸气对实验结果造成影响　ⅶ.随着反应的进行,浓硫酸变为稀硫酸,黄铜中的Zn与稀硫酸反应生成H2‎ 解析:(1)在加热的条件下,Cu与浓硫酸发生氧化还原反应生成CuSO4、SO2、H2O。‎ ‎(2)浓硫酸与黄铜的反应中,浓硫酸为液体,实验室中用试管作反应器,加热液体时,一般试管口略向上倾斜,故可采用装置乙;装置丁也可采用。‎ ‎(3)因实验的目的是检验H2的存在,故需要除去混合气体中的SO2,故在装置A中盛NaOH浓溶液以除去SO2,用品红溶液检验SO2是否除尽;装置C中盛浓硫酸,除去H2中的水蒸气;装置D中干燥的H2与CuO在加热条件下反应生成Cu;无水硫酸铜可检验生成的水蒸气。‎ ‎8.D　由流程可知,粗铜中含有少量铁,铁和铜都能溶于过量的稀硝酸中,过滤后低温干燥得不到纯铜,选项A错误;电解时,粗银作阳极,纯银作阴极,选项B错误;渣料的主要成分为氧化铜,还含有少量的氧化铁,两种金属氧化物均能与稀硫酸反应,元素化合价均没有发生变化,没有发生氧化还原反应,选项C错误;滤液B中的溶质是硫酸亚铁,采用蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作,可得到绿矾,选项D正确。‎ ‎9.C　将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,A正确;途径①有污染性气体产生,相对于途径③,途径②的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径②更好地体现了绿色化学思想,B正确;由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合气体,则铜元 10‎ 素、硫元素化合价降低,无元素化合价升高,根据反应2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑知,X可能是O2、SO2和SO3的混合气体,C错误;由Cu(OH)2到Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,说明Y具有还原性,D正确。‎ ‎10.D　①中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,A项正确;③中溶液呈深蓝色,是加入的氢氧化钠使平衡Cu(OH)2+2OH-[Cu(OH)4]2-正向移动的结果,B项正确;④中新制的氢氧化铜悬浊液与葡萄糖发生氧化还原反应,生成了氧化亚铜沉淀,体现了葡萄糖的还原性,C项正确;对比②和④可知Cu(OH)2的氧化性弱于[Cu(OH)4]2-,D项不正确。‎ ‎11.D　根据合金的性质可知,A项正确。不论是浓硝酸还是稀硝酸与Cu、Ag反应生成的气体用排水法收集到的一定全部是NO,B项正确;Wg固体应该是干燥纯净的AgCl,故Ⅰ为过滤,由于过滤后的氯化银表面附着一些离子,应洗去附着的物质,防止影响氯化银的质量测定,故Ⅱ为洗涤,C项正确;氯化银的质量为Wg,所以合金中银的质量为Wg×‎108‎‎143.5‎‎=‎‎108W‎143.5‎g,故合金中铜的质量分数为mg-‎108W‎143.5‎gmg×100%=‎143.5m-108W‎143.5m×100%,故D项错误。‎ ‎12.答案:(1)①4CuCl+O2+8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O　②Fe2+‎ ‎(2)n(Cl-)=n(AgCl)×‎100.00mL‎25.00mL‎=‎0.1722g‎143.5g·mol‎-1‎×‎‎100.00mL‎25.00mL=4.800×10-3 mol n(Cu2+)=n(EDTA)×‎100.00mL‎25.00mL=0.080 00 mol·L-1×30.00 mL×10-3L·mL‎-‎‎1‎‎×‎‎100.00mL‎25.00mL=9.600×1‎0‎‎-‎‎3‎ mol,n(OH-)=2n(Cu2+)-n(Cl-)=2×9.600×10-3 mol-4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎mol=1.440×10-2 mol,则m(Cl-)=4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎ mol×35.5 g· mol‎-‎‎1‎=0.170 4 g,m(Cu2+)=9.600×1‎0‎‎-‎‎3‎ mol×64 g· mol‎-‎‎1‎=0.614 4 g,m(OH-)=1.440×1‎0‎‎-‎‎2‎ mol×17 g· mol‎-‎‎1‎=0.244 8 g,n(H2O)=‎1.1160g-0.1704g-0.6144g-0.2448g‎18g·mol‎-1‎=4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎ mol,即a∶b∶c∶x=n(Cu2+)∶n(OH-)∶n(Cl-)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1,所以该样品的化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O。‎ 解析:(1)①分析CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3H2O,可以发现Cu元素的化合价升高了,所以氧气肯定做了该反应的氧化剂,根据化合价升降总数相等并结合质量守恒定律,可以写出该反应的化学方程式为4CuCl+O2+8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O。②由催化原理示意图可知,M'先与H+、O2反应生成M,M再将Cu氧化为Cu2+,所以M'的化学式为Fe2+。‎ 10‎ ‎(2)由实验②可以求出该样品中所含Cl-的物质的量,由氯离子守恒得:‎ n(Cl-)=n(AgCl)×‎100.00mL‎25.00mL‎=‎0.1722g‎143.5g·mol‎-1‎×‎‎100.00mL‎25.00mL=4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎mol。‎ 由实验③结合反应信息Cu2++H2Y‎2‎‎-‎CuY‎2‎‎-‎+2H+,可以求出样品中所含Cu元素的物质的量:‎ n(Cu2+)=n(EDTA)×‎100.00mL‎25.00mL=0.08000mol·L-1×30.00mL×10-3L·mL-1×‎100.00mL‎25.00mL=9.600×10-3mol。‎ 再由化合物中电荷守恒得:‎ n(OH-)=2n(Cu2+)-n(Cl-)=2×9.600×10-3mol-4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎mol=1.440×1‎0‎‎-‎‎2‎mol。‎ 分别求出这3种离子的质量,根据质量守恒,求出H2O的质量:‎ m(Cl-)=4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎mol×35.5g·mol-1=0.1704g,‎ m(Cu2+)=9.600×1‎0‎‎-‎‎3‎mol×64g·mol-1=0.6144g,‎ m(OH-)=1.440×1‎0‎‎-‎‎2‎mol×17g·mol‎-‎‎1‎=0.2448g。‎ 再求出结晶水的物质的量:‎ n(H2O)=‎1.1160g-0.1704g-0.6144g-0.2448g‎18g·mol‎-1‎=4.800×1‎0‎‎-‎‎3‎mol。‎ 最后求出各粒子的个数之比,写出化学式:‎ 因为a∶b∶c∶x=n(Cu2+)∶n(OH-)∶n(Cl-)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1,所以该样品的化学式为Cu2(OH)3Cl·H2O。‎ ‎13.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)蒸发浓缩、冷却结晶 解析:(1)电解精炼银时,阴极反应式为Ag++e-Ag;气体变色是因为发生反应2NO+O22NO2。‎ ‎(2)NaOH与Al2(SO4)3、Cu(OH)2反应生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解温度知,煮沸时Cu(OH)2分解,Al(OH)3不分解,则固体混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH过量,Al(OH)3会转化为NaAlO2。‎ 10‎ ‎(3)反应前CuO中铜元素为+2价,反应后CuAlO2中铜元素为+1价,反应过程中铝元素的化合价不变,只有氧元素被氧化生成O2,根据得失电子数相等知,CuAlO2和O2的化学计量数之比为4∶1,配平后的化学方程式为4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2↑。‎ ‎(4)生成CuAlO2的物质的量为‎5.0×1000×64%‎‎64‎mol=50mol,至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25mol,即至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液25L。‎ ‎(5)由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。‎ 10‎