考点16 铜及其金属材料(好题冲关)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮（全国通用）(原卷版)

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考点16 铜及其金属材料
(好题冲关)
【基础过关】
1．(2023·上海市高三模拟)战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器，青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器的原因是( )
A．熔点低 B．密度大 C．硬度大 D．不易被腐蚀
2．(2023·天津市和平区三模)中华文化源远流长、博大精深。下列文物主要是由金属材料制成的是( )
文物




鎏金高士图银杯
南宋德化窑青白釉撇口瓶
明代象牙雕寿星
战国青瓷罐
选项
A
B
C
D
3．(2023·北京市昌平区统考二模)近年来，我国的航天技术发展迅速，天宫、天和、天问、神舟等体现了中国的强大科技力量，下列成果所涉及的材料为金属材料的是( )
  
  
  
  
A．“天宫二号”航天器使用的材料——钛合金
B．“天和号”使用的柔性太阳电池阵的材料——砷化镓
C．“天问一号”火星车使用的热控材料——纳米气凝胶
D．“神州十三号”飞船返回舱使用的耐高温材料——酚醛树脂基低密度材料
4．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
5．铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列说法不正确的是(　　)
A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿
B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
C．工业上常采用电解法制取粗铜
D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S
6．在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是( )
A． B．
C． D．
7．如图是铜及部分含铜粒子的价荷图。下列推断合理的是( )

A．Cu变成a可以加入稀盐酸
B．Cu(OH)42-转化成Cu(OH)2需要加碱
C．在酸性环境中，Cu2O可以反应生成a和CuO
D．如果将高铜酸根离子(CuO2-)填入坐标，应该填在b的位置
8．某化学兴趣小组进行了有关 Cu、稀硝酸、稀硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。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HNO3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的强
C．实验③发生反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2NO↑+4H2O
D．由上述实验可得出结论：Cu 在常温下既可以和稀硝酸反应，又可以和稀硫酸反应
9．化合物M(NH4CuSO3)为难溶于水的白色固体，取少量M进行如下实验，下列推断正确的是(    )

A．化合物M中Cu的化合价为+2价 B．红色固体(A)为氧化铜
C．G为含极性共价键的极性分子 D．加热H无明显现象
10．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　)
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿
Ⅰ对；Ⅱ对；无
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜制容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对；Ⅱ对；有
C
向硫酸铜溶液中通入少量氨气，有蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体
把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑
Ⅰ对；Ⅱ对；有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
11．为了比较铁和铜金属活动性强弱，某研究小组的同学设计了如下一些方案，并将实验结果记录如下：
方案
现象或产物
①将铁片置于CuSO4溶液中
铁片上有亮红色物质析出
②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧
产物分别为FeCl3和CuCl2
③将铁片和铜片分别放入热浓硫酸中
产物分别为Fe2(SO4)3和CuSO4
④将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中
铁片上有气泡，铜片上不产生气泡
⑤将铁片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接
铁片溶解，铜片上有气泡产生
能根据以上各种现象或产物证明铁的金属活动性比铜强的方案一共有(　　)
A．2种 B．3种 C．4种 D．5种
12．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：

(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_________________。
a．电能全部转化为化学能
b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_________________________________________。
13．铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。
(1)工业上可利用反应Cu2S＋O22Cu＋SO2制取粗铜，反应中被氧化的元素是　　　　，当消耗32 g Cu2S时，转移电子数目是　　　　(设NA为阿伏加德罗常数的值)。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50～60 ℃，通入O2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为________________________________。
CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，写出生成CuCl的离子方程式：____________________________________________。
(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。
①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO，其猜想可用化学方程式表示为Cu＋H2SO4(浓)_________________。
②乙同学认为：黑色固体除CuO外，还可能含有Cu2S和CuS，其理由可能是　　　　(填字母)。
A．Cu2S和CuS都是黑色的
B．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O2
C．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价升高与S的化合价降低有多种可能
14．氯化亚铜(CuCl)可用作有机合成的催化剂，CuCl微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl-浓度较大的溶液(CuCl+Cl-CuCl2-)，在潮湿空气中易水解、易氧化。工业上用黄铜矿(主要成分是CuFeS2，还含有少量的SiO2)制备CuCl的工艺流程如图：

25℃时，相关物质的Ksp见表。
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Cu(OH)2
CuCl
Ksp
1×10-16.3
1×10-38.6
1×10-19.7
1×10-5.9
回答下列问题：
(1)黄铜矿预先粉碎的目的是_______。
(2)调pH加入的过量x为_______(填化学式)，滤渣①的成分_______(填化学式)。
(3)“还原”时，铜粉转化为Na[CuCl2]的离子反应方程式为_______。
(4)已知：温度、pH对CuCl产率的影响如图1、图2所示。则析出CuCl晶体的最佳条件为_______。
A．温度在60℃左右pH为2.0~2.5 B．温度在90℃左右pH为2.0~2.5
C．温度在60℃左右pH为5.0~6.0 D．温度在90℃左右pH为5.0~6.0

(5)析出的氯化亚铜晶体要立即用无水乙醇洗涤，“醇洗”可快速除去滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为碱式氯化铜[Cu2(OH)3Cl]。写出氯化亚铜被氧化为碱式氯化铜的化学反应方程式_______。
(6)粗产品中氯化亚铜含量的测定：
①称取样品3.0 g于锥形瓶中，再加入过量的FeCl3溶液充分溶解，配制250 mL溶液。②从中取出25.00mL溶液，用0.1000 mol·L-1硫酸铈[Ce(SO4)2]标准溶液滴定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2 Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。
三次平行实验，到达滴定终点时，消耗硫酸铈标准溶液的体积分别为26.05 mL、24.05 mL、23.95 mL。则样品中CuCl的纯度为_______(结果保留三位有效数字)。
【能力提升】
15．(2023·江苏省南通市第四次模拟)一种利用废铜渣(主要成分CuO，及少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下：

下列说法正确的是( )
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3
B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2
C．“沉铜”发生的反应为复分解反应
D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：NH4+、H+、Cu2+
16．(2023·山东省淄博市二模)探究铜与硝酸反应的生成时的硝酸浓度。如图所示，先通N2一段时间后关闭活塞K，将铜丝伸入溶液中，当A中气体变为无色时，上提铜丝，再将B中溶液稀释至，取，用的溶液滴定至终点时消耗(忽略硝酸的挥发、分解及溶液体积变化)。下列说法正确的是( )

A．可用盛有溶液的洗气瓶进行尾气吸收
B．铜与硝酸反应主要生成时的硝酸浓度不大于
C．若不通N2，可能导致所得实验结果偏高
D．若通过直接滴定A中剩余酸的量(掩蔽掉的干扰)进行求算，所得实验结果偏低
17．(2023·北京市朝阳区二模)小组同学探究和物质A的反应，实验如下。
装置
序号
物质A
实验现象

①
0.6mol·L-1Fe(NO3)3溶液(调pH=1)
铜粉溶解，溶液变为深棕色［经检验含Fe (NO)2+]
②
0.6mol·L-1FeCl3溶液
铜粉溶解，溶液变为蓝绿色
③
1.8mol·L-1NaNO3溶液(调pH=1)
无明显变化
下列分析不正确的是( )
A．②中铜粉溶解的原因：
B．①中产生的原因：pH=1时直接将NO3-还原为
C．若向③中加入FeSO4固体，推测铜粉会溶解
D．①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关
18．(2023·安徽省黄山市三模)工业上以钛铁矿(FeTiO3，其中Fe为+2价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示，下列说法不正确的是( )

A．为加快“氯化”速率，可将钛铁矿粉碎并与焦炭混合均匀
B．“氯化”过程中，每生成0.1molCO气体，转移电子0.2mol
C．由TiCl4制备Ti的过程中，Ar不可以换成N2
D．理论上，每制得1molTi，需要2molMg
19．(2023·河北省邯郸市三模)钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，广泛用于火箭、飞机制造业等。工业上利用钛铁矿制备金属钛的工艺流程示意图如下：

下列说法正确的是( )
A．①反应釜中生成物X的电子式为  
B．FeCl3和TiCl4的沸点相差大，实验室可以使用分液法进行分离
C．②是原子利用率100%的反应，则每得到1mol甲醇转移电子数4NA
D．③反应类型为置换反应，其中Ar作保护气，也可以换为N2
20．(2022·山东省聊城市高三二模)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。下列说法错误的是( )

A．Y可以是甲酸乙酯
B．利用途径①制备硫酸铜，消耗的硝酸至少为
C．Cu元素参与了3个氧化还原反应
D．途径⑤中若n(O2)：n(Cu2O)=3：2，则X为SO2
21．某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分及应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢
②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl——该反应速率很快
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似
下列说法正确的是( )
A．用KSCN溶液检验Fe3+时，Cu2+的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2+被空气中的O2氧化成Fe3+，Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2+与SCN-发生反应，从而使Fe3++3SCN-⇌Fe(SCN)3平衡逆移
22．由工业废铜泥(主要成分为、、，含少量Fe)制备难溶于水的氯化亚铜，其工艺流程如图。下列说法错误的是( )

A．灼烧时可将CuS、Cu2S等转化为CuO
B．除杂②过程中还需加热
C．流程中可循环使用的物质有H2SO4、Na2SO3
D．还原中的反应为2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=CuCl↓+SO42-+2H+
23．向2mL0.2mol/LCuSO4溶液中滴加0.2mol/LNa2SO3溶液时溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀，经检验棕黄色沉淀中不含SO42-。通过实验探究棕黄色沉淀的成分。
实验1：向棕黄色沉淀中加入稀硫酸，观察到溶液变蓝，产生红色固体
实验2：
已知：，(白色)。
下列同学对实验现象的分析正确的是( )
A．实验1中加入稀H2SO4后溶液变蓝可证实棕黄色沉淀中含有Cu+
B．实验2中加入KI溶液后产生白色沉淀，可证实棕黄色沉淀中含有Cu2+
C．实验2中加入淀粉溶液后无明显现象，说明不存在
D．在的存在下，Cu2+与SO32-发生了氧化还原反应，产生CuI沉淀和SO42-，说明棕黄色沉淀中含有Cu2+和SO32-
24．某化学兴趣小组通过查阅文献，设计了从阳极泥(成分为Cu2S、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺，其流程如图所示。已知：“酸溶”时Pt、Au分别转化为[PtCl6]2-和 [AuCl4]-，下列判断错误的是( )

A．“焙烧”时，Cu2S转化为CuO的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1：2
B．“酸浸氧化”时，O2的作用之一是防止NO排放到空气中污染环境
C．“酸溶”时，金溶解的离子方程式为2Au+3Cl2+2Cl-=2[AuCl4]-
D．有机层中回收的金属元素是Pt，萃取分液用到的玻璃仪器是分液漏斗和烧杯
25．CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，常用作媒染剂。以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4] Cl2为原料制备CuCl的工艺流程如下。下列说法正确的是( )

A．“沉铜”发生反应的离子方程式：[Cu(NH3)4]2++4OH-CuO↓+4NH3↑+2H2O
B．“还原”步骤中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶1
C．“还原”后所得溶液中大量存在的离子有、、、SO42-
D．“洗涤”时可使用水作洗涤剂，因为CuCl难溶于水
26．将5.00g胆矾(无其他杂质)置于氮气氛流中，然后对其进行加热，逐渐升高温度使其分解，分解过程中的热重曲线如图所示。下列说法错误的是( )

A．a点对应的物质中，氧元素的质量分数约为52.3%
B．c点对应的固体物质只有CuSO4·
C．将c→d产生的气体全部通入BaCl2溶液中，无沉淀产生
D．d→e的过程中，生成的某种物质可使带火星的小木条复燃
27．将含铁单质5.6g的Fe—Cu混合物完全溶解于足量某浓度硝酸中，收集反应产生的混合气体NO2、NO，折合成标准状况体积为8.96L。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液，分离出产生的沉淀充分灼烧至重量不再改变后称量，比最初混合物质量增加了4.8g。根据题意下列说法正确是( )
A．Fe—Cu混合物中Cu的质量为4.8g
B．混合气体的组成为0.1molNO和0.3molNO2
C．反应消耗硝酸的物质的量为0.4mol
D．取等质量该混合物与足量稀硫酸反应，最多消耗0.2mol稀硫酸
28．某混合物X由A12O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成，某校课外兴趣小组设计如图实验方案进行探究：
途径a：
途径b：
下列对混合物X成分的分析正确的是( )
A．Cu的质量为1.92g B．Fe2O3的质量为3g
C．A12O3的质量为0g D．SiO2的质量为4.92g
29．已知氨可以与灼热的氧化铜反应生成氮气和金属铜，用下面示意图中的装置可以实现该反应。

试回答下列问题：
(1)请写出A中反应的化学方程式为_______。
(2)仪器B中盛放_______作为干燥剂去除气体中的水蒸气。
a．碱石灰          b．浓硫酸
(3)实验时在C中加入CuO，发生反应的化学方程式是_______。
(4)反应结束后取下D试管，向其中滴加几滴酚酞试液，观察到的现象是_______，产生该现象的原因是_______。(用恰当的化学用语表示)
(5)装置E中收集到的物质是_______。(填化学式)
(6)向10gCu和CuO组成的混合物中，加入一定量的稀硝酸溶液，恰好使混合物完全溶解，同时收集到标准状况下NO2.24L。请回答以下问题：
①写出Cu与稀硝酸反应的离子方程式_______。
②计算原混合物中铜的质量分数__________。
30．某研究性学习小组用FeCl3溶液作“腐蚀液”，制作印刷电路板，其反应原理是2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2。
[实验探究]
(1)反应2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2是不是属于置换反应_______(填“是”或“不是”)，反应物FeCl3是_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)若要溶解电路板上6.4g的铜，则需要FeCl3物质的量为_______mol。
(3)使用后失效的“腐蚀液”为废液，验证废液中是否存在的试剂是_______(填“KSCN溶液”或“NaCl溶液”)，加入该试剂后，若溶液的颜色变成_______色，说明废液中还存在。
(4)废液中的CuCl2可通过加入足量的_______(填“硫粉”或“铁粉”)反应，转化成铜回收。
(5)回收后的废液，通入足量Cl2，可以重新获得FeCl3溶液，其反应的化学方程式为_______。
[实验结论]
利用FeCl3溶液作印刷电路板的“腐蚀液”，不仅废液中的铜可以得到回收，经过处理后的废液还可以重新使用。
[知识联想]
(6)铁是构成人体血红蛋白的一种元素，患缺铁性贫血的病人可补充的是：由_______(填“Fe2+”或“Fe3+”)构成的硫酸盐、乳酸盐、葡萄糖酸盐等。
(7)重金属离子(如Cu2+、Ag+等)具有毒性，人若误服CuCl2、AgNO3等溶液会发生中毒，可采取的急救措施有_______(举一例)。
31．某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有机物，为节约和充分利用资源，通过如下工艺流程回收A1、Cu、绿矾等。回答下列问题：

(1)“焙烧”的目的主要是将金属单质转化为氧化物，并除去___________。
(2)“碱浸”时发生反应的化学方程式为___________。
(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的仪器除烧杯、玻璃棒外还需要的玻璃仪器是___________。
(4)试剂a为___________(填化学式)，加入试剂a后发生的化学反应中有一个属于化合反应，其离子方程式为___________。
(5)滤液Ⅱ制取绿矾晶体需先加入少量稀硫酸再经过___________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到绿矾晶体。
(6)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁，现取被部分氧化为硫酸铁的晶体8.22g溶于稀盐酸后，加入足量的BaCl2溶液，过滤得沉淀9.32g；再通入112mL(标准状况)氯气恰好将其中的完全氧化。
①为确定绿矾未被全部氧化，可选择的最佳试剂是___________(填标号)。
A．H2O2       B．KSCN溶液       C．NaOH溶液       D．KMnO4酸性溶液
②推测晶体中n(Fe2+)：n(Fe3+)___________。
32．(2023·海南省海口市二模)纳米氧化亚铜(Cu2O)是一种用途广泛的光电材料，以主要成分为CuFeS2的黄铜矿(含有杂质SiO2)为原料制取纳米Cu2O的一种工艺流程如图所示：

请回答下列问题：
(1)“滤渣1”中含有硫单质及___________。
(2)“调pH”的过程中也能用___________(写出一种物质即可)来代替CuO，要使Fe3+完全沉淀，则溶液的pH至少为___________(已知该工艺条件下Ksp[Fe(OH)3]≈8×10-38，Kw≈1×10-14，lg2≈0.3，化学上认为当离子浓度小于1×10-5mol·L-1时沉淀完全)。
(3)现代工业也可用铜作电极，电解食盐水制备Cu2O，写出：a．阴极的电极反应式为___________；b．制备氧化亚铜的化学方程式为___________；c．电解过程中Cl-的浓度___________。(填“变小”“变大”“不变”)
33．(2023·山东省青岛市高三模拟)从铜氨废液{含 [Cu(NH3)3·CO]+、[Cu(NH3)4]2+、NH3、CH3COO−、CO32-等}中回收铜的工艺流程如图：

回答下列问题：
(1)步骤(Ⅰ)中被氧化的元素是_______，由步骤(Ⅱ)可确定NH3与H+的结合能力比与Cu2+的_______(填“强”或“弱”)。
(2)步骤(Ⅲ)“沉铜”时，试剂1_______(化学式)(填NaOH或Na2S)，选用该试剂“沉铜”的优点是_______。
(3)写出步骤(Ⅳ)“溶解”时的化学方程式：_______，步骤(Ⅴ)加入硫酸即可经过滤操作得到硫酸铜晶体的原因是_______。
(4)该流程中可以循环利用的物质是_______(填化学式)。
(5)碱式氯化铜在400℃时能完全分解为CuO、H2O和HCl。为测定碱式氯化铜的组成进行如下实验：准确称取42.9g碱式氯化铜，加热到400℃使其完全分解，剩余固体32.0g，将生成的气体通过浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸增重3.6g。碱式氯化铜的化学式为_______。