2019版高考化学一轮精选教师用书人教通用：第三章金属及其重要化合物第4节　金属材料及金属矿物的开发利用

第4节　金属材料及金属矿物的开发利用
【考纲要求】
了解铜及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。　 了解合金的概念及其重要应用。　 了解常见金属的活动顺序。
考点一　铜及其化合物

1．铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有导电、导热和延展性，不能被磁体吸引。
(2)化学性质
反应物
化学方程式
非金属
O2
①常温下潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)
②在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体)
Cl2
Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟)
氧化
性酸
浓硫酸
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓硝酸
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀硝酸
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
盐
AgNO3、FeCl3
Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
2.氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜(CuO)
氧化亚铜(Cu2O)
颜色
黑色
砖红色
与酸反应(H＋)
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋=== Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
CuO＋H2Cu＋H2O
Cu2O＋H22Cu＋H2O
转化关系
4CuO2Cu2O＋O2↑
3.氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质及应用

反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。
反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。
4．铜盐
(1)碱式碳酸铜
碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。
(2)硫酸铜
①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。
②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)。
(3)铜盐的毒性
铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

1．CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(　　)
2．Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成(　　)
3．用稀硝酸清除铜制品上的铜锈(　　)
4．过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2(　　)
5．利用无水硫酸铜遇水变成蓝色的性质检验水的存在(　　)
6．将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼(　　)
答案：1.×　2.√　3.×　4.×　5.√　 6.√

题组一　考查铜及其化合物的性质和应用
1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：选D。 A项反应后，应将反应后液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
2．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氨气，有深蓝色沉淀产生，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
解析：选D。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿[Cu2(OH)2CO3]，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，在加热条件下，铜与氧气反应生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
题组二　考查铜的冶炼方法
3．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备铜，有下列两种途径：
(1)FeH2Cu；
(2)CuOCuSO4Cu。
若用这两种方法制得的铜质量相等，则下列有关说法符合实际情况的是(　　)
A．消耗氧化铜的质量不同 B．消耗铁的质量相同
C．消耗硫酸的质量相同 D．生成硫酸亚铁的质量不同
解析：选D。途径(1)中用H2还原CuO时，实验前需先通H2排出装置中的空气，实验结束时要继续通H2至试管冷却，故利用途径(1)制取1 mol Cu，消耗的H2大于 1 mol，即Fe和H2SO4的消耗量均为(1)>(2)，生成FeSO4的质量(1)>(2)，但两种途径中消耗CuO的质量相等。
4．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：

(1)反应①能观察到的现象是________________________________________________，
有关反应的化学方程式为__________________________________________________。
(2)反应②加入的金属可能是________，有关反应的离子方程式为_________________。
(3)操作a可能的方法是________，欲除掉的杂质为________________________；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是________________________。
解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。(2)～(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。
答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生　Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O
(2)铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(答案合理即可)
(3)过滤　难溶于水和稀硫酸的杂质　加热浓缩、冷却结晶
考点二　合金的概念及其重要应用

1．合金
(1)概念：是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。
(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属都低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属都大。
2．常见金属材料

(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。

(2)几种有色金属材料


1．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属(　　)
2．铝合金的熔点比纯铝的高(　　)
3．合金材料中不可能含有非金属元素(　　)
4．地震灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金(　　)
5．合金中各物质保持其原有的化学性质(　　)
答案：1.×　2.×　3.×　4.√　5.√

题组一　考查合金的概念理解
1．下列对合金的说法正确的是(　　)
A．合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素
B．合金中的金属元素以化合物的形式存在
C．合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物
D．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属
解析：选D。合金是由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，A错误；合金中的金属以单质的形式存在，属于混合物，B、C错误。
2．下列关于不锈钢和普通钢的认识中，正确的是(　　)
A．它们的组成元素是相同的
B．它们的主要成分都是铁，故化学性质完全相同
C．它们的耐腐蚀性能不同
D．它们的物理性质完全相同
解析：选C。普通钢的主要成分是铁，其中还含有一定量的碳、硅、锰等，不锈钢中除含铁、碳外还加入了抗腐蚀的元素如镍、铬等。组成元素不同，物理、化学性质都有差异，耐腐蚀能力不同，故选C。
题组二　考查合金的选择及应用
3．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(　　)
A．不易生锈　　 B．导电性好
C．密度小 D．强度高
解析：选B。合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这方面的用途无关。
4．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：

熔点/℃
密度(g/cm3)
硬度(金刚石为10)
导电性(银为100)
某合金
2 500
3.00
7.4
2.3
铁
1 535
7.86
4.5
17
还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合作(　　)
A．导线　　 B．门窗框
C．炉具 D．飞机外壳
解析：选A。由该合金与铁的性质比较可知，其导电性比铁差很多，不适合作导线。
考点三　金属矿物的开发和利用

1．金属在自然界中的存在形态
(1)在自然界中绝大多数金属以化合态的形式存在。
(2)金、铂等少数化学性质稳定的金属以游离态的形式存在。
2．金属的冶炼
(1)实质：把金属从化合态还原为游离态。
(2)方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。
方法名称
主要反应原理(举例)
热分解法
2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
热还
原法
CO作还原剂
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁)
H2作还原剂
WO3＋3H2W＋3H2O
活泼金属作还原剂
3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3
电解法
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
3.铝热反应实验中的有关问题
实验
装置

实验
现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发生耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；
②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验
结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，化学方程式为Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理
应用
①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等

1．钢铁厂用热还原法冶炼铁(　　)
2．工业上电解熔融Al2O3制备Al涉及氧化还原反应(　　)
3．电解氯化镁溶液制取金属镁(　　)
4．用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛(　　)
5．将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁(　　)
6．工业上利用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg(　　)
7．人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高(　　)
答案：1.√　2.√　3.×　4.×　5.×　6.×　7.×

题组一　考查金属冶炼方法的选择
1．工业上冶炼金属，常用的方法有四种：Ⅰ.热分解法，Ⅱ.热还原法，Ⅲ.电解法，Ⅳ.湿法冶金。下表中金属与常用冶炼方法相符的是(　　)
选项
金属
冶炼方法
A
钾、钙
Ⅳ
B
钠、铝
Ⅲ
C
铜、铁
Ⅰ
D
银、汞
Ⅱ
解析：选B。 K、Ca、Na、Al等活泼金属使用电解法冶炼，Cu、Fe等金属使用热还原法冶炼，Ag、Hg等不活泼金属使用热分解法冶炼。
2．(2018·石家庄模拟)下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
解析：选B。Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。
(1)金属活泼性与冶炼方法的关系

(2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KClK↑＋NaCl，
2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑，

在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。　
题组二　考查铝热反应的原理及应用
3．用铝热法冶炼难熔的金属，其优越性在于(　　)
A．铝是地壳中含量最多的金属元素
B．氧化铝熔点低，容易与难熔金属分离
C．反应放出大量热量，使还原出来的金属熔化，便于分离
D．氧化铝熔点高，容易与难熔金属一起熔化
解析：选C。铝热反应放出大量热量，用来冶炼高熔点的金属，C正确。
4．工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是(　　)
A．炭还原法
B．铝热还原法
C．直接加热法
D．盐的水溶液与活泼金属置换法
解析：选B。冶炼活泼性比Al差且熔点高的金属，通常利用铝热反应进行冶炼。

1．(2017·高考江苏卷)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。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)2 Cl2·3H2O, 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________________。

解析：(1)在H2O存在的条件下，CuCl能被空气中的O2氧化生成Cu2(OH)2Cl2·3H2O，根据得失电子守恒配平反应的化学方程式。
(2)由题图知，O2氧化M′生成M，根据题意“Fe3＋对该反应有催化作用”，则M′为Fe2＋。
答案：(1)4CuCl＋O2＋8H2O2Cu2(OH)2Cl2·3H2O　(2)Fe2＋
2．(2016·高考北京卷)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。
实验
试剂
现象
滴管
试管

0.2 mol·L－1
Na2SO3溶液
饱和Ag2SO4溶液
Ⅰ.产生白色沉淀
0.2 mol·L－1CuSO4溶液
Ⅱ.溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀
0.1 mol·L－1Al2(SO4)3溶液
Ⅲ.开始无明显变化，继续滴加产生白色沉淀
(1)经检验，现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3。用离子方程式解释现象Ⅰ：________________________________________________________________________。
(2)经检验，现象Ⅱ的棕黄色沉淀中不含SO，含有Cu＋、Cu2＋和SO。
已知：Cu＋Cu＋Cu2＋，Cu2＋CuI↓(白色)＋I2。
①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu＋的实验现象是_____________________________。
②通过下列实验证实，沉淀中含有Cu2＋和SO。

a．白色沉淀A是BaSO4，试剂1是________。
b．证实沉淀中含有Cu2＋和SO的理由是__________________________________。
解析：(1)现象Ⅰ中的白色沉淀是Ag2SO3，故反应的离子方程式为2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓。
(2)①根据反应Cu＋Cu＋Cu2＋，若沉淀中含有Cu＋，加入稀H2SO4会发生歧化反应生成单质铜，实验现象是析出红色固体；
②分析实验流程知实验原理为2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2、I2＋SO＋H2O===SO＋2I－＋2H＋，SO＋Ba2＋===BaSO4↓。
a．白色沉淀A是BaSO4，为排除其他离子的干扰，所以试剂1是盐酸酸化的BaCl2溶液。
b．棕黄色沉淀与KI溶液反应生成白色沉淀(CuI)和I2，I2又与SO反应生成SO与I－。
答案：(1)2Ag＋＋SO===Ag2SO3↓
(2)①析出红色固体　②a.HCl和BaCl2溶液　
b．在I－的作用下，Cu2＋转化为白色沉淀CuI，SO转化为SO
3．(2013·高考重庆卷)合金是建造航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为_________________________________________。
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为______________。
②Al­Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为________________________________________________________________________。
焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_________________________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。
解析：(1)①Al元素在周期表中位于第三周期第ⅢA族；提纯铝土矿通入CO2使AlO转化为Al(OH)3沉淀。②Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；保护气应不能与金属反应，一般用稀有气体。(2)①金属在海水中主要发生吸氧腐蚀。②炼钢过程中为降低Si的含量，常加入CaCO3或CaO，将SiO2转化为CaSiO3而除去。
答案：(1)①第三周期第ⅢA族　CO2
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可)
(2)①吸氧腐蚀　②CaCO3(或CaO)
4．(2013·高考山东卷)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是________。
a．Fe2O3　　　　　　　　 b．NaCl
c．Cu2S d．Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是____________。当1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是________。
解析：(1)Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。
(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，Cu2S作还原剂，所以1 mol O2得到4 mol e－，还原剂失去4 mol e－。CuSO4溶液中由于Cu2＋水解而显酸性，加入镁条时，Mg与H＋反应放出H2。
答案：(1)bd　(2)Cu2S　4　H2

一、选择题
1．中国银行发行的中国航天普通纪念币，面额为10元，直径为27毫米，材质为双色铜合金。下列关于合金的叙述不正确的是(　　)
A．铜合金和单质铜一样，具有良好的导电性、导热性和延展性
B．铜合金的硬度比单质铜大
C．铜合金的熔点比单质铜低
D．该纪念币能完全溶解于稀硫酸中
解析：选D。合金有别于成分金属的特性是熔点低、硬度大，共性是具有金属的物理通性，但是化学性质没有改变，故D项错误。
2．在冶金工业上，下列均不能用化学还原剂制得的一组金属是(　　)
A．Na、Mg、Al 　　 B．Na、K、Zn、Fe
C．Zn、Fe、Cu、Ag D．Mg、Al、Zn、Fe
解析：选A。Na、Mg、Al的冶炼方法为电解法；Zn、Fe、Cu的冶炼方法为化学还原剂还原法；Ag的冶炼方法为热分解法，故选A项。
3．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“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”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(　　)
A．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B．煤炭中起作用的主要成分是C
C．冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑
D．该冶炼锌的方法属于热还原法
解析：选A。由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故B、C、D均正确。
4．(2018·泉州模拟)下列几种关于金属冶炼方法的叙述中，正确的是(　　)
A．蒸发海水制成饱和食盐水，将其电解可制得金属钠
B．炼铁高炉中，利用焦炭作为还原铁矿石的还原剂
C．高炉炼铁能得到纯铁
D．铝热法能够使氧化铁跟铝在高温条件下炼出铁来
解析：选D。电解食盐水得到的是NaOH，得不到Na；炼铁高炉中利用焦炭与空气反应生成的CO作为还原铁矿石的还原剂；高炉炼铁得到的是含碳等元素的生铁。
5．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
解析：选C。A选项，CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铁、铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。
6．钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是(　　)
A．金不溶于任何溶液
B．铜、锌在潮湿的空气中均能被氧化成对应的氧化物
C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D．Cu的质子数和中子数之差为34
解析：选C。金能够溶于王水，A项错误；铜在潮湿的空气中被腐蚀生成铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确；Cu的质子数和中子数之差为(63－29)－29＝5，D项错误。
7．已知酸性条件下有反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。氢气还原氧化铜实验由于反应温度不同，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。某同学对某次氢气还原氧化铜的红色固体产物做了如下实验，实验操作和实验现象列表如下：
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸并加热
稀硝酸
浓硝酸
实验现象
红色固体不反应
无色气体
无色气体、
蓝色溶液
红棕色气体、
蓝色溶液
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物(　　)
A．是Cu
B．是Cu2O
C．一定有Cu，可能有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
解析：选A。由题目提供的信息可知Cu2O在酸性条件下发生反应生成Cu和Cu2＋，而向该红色固体中加入稀硫酸后红色固体不反应，故该红色固体中不存在Cu2O，全部为Cu。
8．如图所示的反应均是在高温或引燃条件下进行，选项中的物质表示A和B，不合理的是(　　)

A．CO2、Mg B．MgO、Al
C．Fe2O3、Al D．CuO、H2
解析：选B。A项，Mg高温下与CO2反应生成C和MgO，C、Mg与足量氧气引燃分别能生成CO2与MgO，故A项正确；B项，Al的还原性比Mg弱，故不能置换出Mg，故B项错误；C项，Al与Fe2O3高温下反应生成Al2O3与Fe，Fe与氧气在高温加热条件下生成Fe2O3，故C项正确；D项，H2还原CuO生成H2O与Cu，H2、Cu与氧气引燃反应分别生成H2O和CuO，故D项正确。
9．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
B．铜、银都能与硝酸反应，收集到的V L气体全为NO
C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干
D．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数
解析：选D。实验中过滤、洗涤、烘干得到的W g沉淀是AgCl，根据“银”质量守恒，可确定合金中Ag的质量分数，而合金与硝酸反应生成的气体不一定全是NO(有可能含有NO2，NO2能溶于水生成NO)，故用排水法收集的气体体积不能用于计算Cu、Ag的质量分数。
10．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①、③，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
解析：选D。三种途径制得CuSO4的原理为
①3Cu＋3H2SO4＋2HNO3===3CuSO4＋2NO↑＋4H2O；
②2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O；
③Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
A项，根据途径①的总方程式可得n(H2SO4)∶n(HNO3)＝3∶2最好；
B项，途径①产生NO，途径③产生SO2，均有污染；
C项，生产1 mol CuSO4消耗H2SO4的量：途径①为1 mol，途径②为1 mol，途径③为2 mol；
D项，途径②中H2SO4没有发生化合价变化，不被还原。
二、非选择题
11．冶炼金属常用以下几种方法：
①热分解法　②以活泼金属Na、Mg等作还原剂　 ③以C、CO或H2作还原剂　④电解法　⑤利用铝热反应原理还原
下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。
(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属________。
(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属________。
(3)Hg、Ag等不活泼金属________。
(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属________。
答案：(1)③　(2)④　(3)①　(4)⑤
12．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。
查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。

①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝，观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题：
(1)绿色固体中含有的元素是______________(填元素符号)。
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是________。
(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________，加热分解的化学方程式为________________________________________________________________________。
(4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为____________________________________。
(5)实验装置最后的干燥管的作用是_________________________________________。
(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________，为什么？________________________________________________________________________。
解析：无水硫酸铜变蓝，说明有H2O生成，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，所以绿色固体中含有H、C、O；由②可知黑色固体为CuO。
答案：(1)Cu、H、O、C　(2)CuO
(3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
(4)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(5)防止空气中的CO2进入C装置
(6)不能　对调后无法说明反应中有水生成
13．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为

(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________。
A．灼烧过程中部分氧化铜被还原
B．灼烧不充分铜未被完全氧化
C．氧化铜在加热过程中分解生成铜
D．该条件下铜无法被氧气氧化
(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点：
________________________________________________________________________。
(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是__________。
A．CuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离
B．Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解
C．干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2O
D．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净
解析：(1)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。
(2)根据途径Ⅰ的反应方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应方程式：2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是①产生等量的CuSO4，比途径Ⅰ消耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的SO2气体。
(3)显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的，故D项错误。
答案：(1)AB　(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生　(3)D
14．(2018·潍坊模拟)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。
(1)工业上可用Cu2S＋O22Cu＋SO2反应制取粗铜，该反应中________元素被还原。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50 ℃，加入H2O2溶液，一段时间后，升温到60 ℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为______________。
温度控制在50～60 ℃的原因除了加快反应速率外，还有___________________。
在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，写出生成CuCl的离子方程式：_____________________________________________________________。
(3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L－1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为__________g。若混合物中含0.2 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为________mol。
解析：(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)Cu2O 跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO，由2 L×0.6 mol·L－1＝2n[Cu(NO3)2]＋ 4.480 L÷22.4 L·mol－1，得n[Cu(NO3)2]＝0.5 mol，n(Cu2＋)＝0.5 mol，所以若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g。若混合物中含0.2 mol Cu，则根据铜原子守恒可得：2n(Cu2O)＋n(CuO)＝0.3 mol；根据得失电子守恒可得：2n(Cu)＋2n(Cu2O)＝3×(4.480 L÷22.4 L·mol－1)，解得n(CuO)＝0.1 mol，n(Cu2O)＝0.1 mol，消耗H2SO4的物质的量为 0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol。
答案：(1)铜、氧
(2)Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　防止H2O2分解　2Cu2＋＋2Cl－＋SO＋H2O2CuCl↓＋SO＋2H＋
(3)3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O　32　0.2