2019届高考化学一轮复习顶层设计配餐作业：9 《铜及其化合物　金属材料》 含解析 练习

配餐作业(九)　铜及其化合物　金属材料

►►见学生用书P373

1．(2018·豫北豫南联考)《天工开物》中记载：凡铜供世用，出山与出炉只有赤铜。以炉甘石或倭铅参合，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜。其中涉及的物质中熔点最高的是(　　)

A．青铜  B．黄铜

C．赤铜  D．白铜

解析　合金的熔点低于其组成成分金属的熔点。青铜是铜锡合金，熔点比铜低，故A项错误；黄铜是铜锌合金，熔点比铜低，故B项错误；赤铜是纯度较高的铜，熔点比合金高，故C项正确；白铜是铜镍合金，熔点比铜低，故D项错误。

答案　C

2．(2018·大连二十四中考试)人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。在“五金”顺序中，把一种金属的位置向后移一位，正好符合某化学规律。这种金属和该化学规律是(　　)

A．铁、金属活动性顺序表

B．金、质量守恒定律

C．银、元素周期律

D．铜、金属密度顺序表

解析　将铁移到锡后，金、银、铜、锡、铁的金属活动性逐渐增强，A项正确。

答案　A

3．下列化学反应在冶金工业中没有得到广泛应用的是(　　)

A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑

B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑

C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2

D．HgS＋O2Hg＋SO2

解析　Al为活泼金属，不能用炭还原法冶炼，应用电解法冶炼。

答案　B

4．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔沸点：

其中不能形成合金的是(　　)

A．Cu和Na  B．Fe与Cu

C．Fe与Al  D．Al与Na

解析　合金形成的条件是有共同的熔化状态，所以看两种金属的熔沸点的范围：A中钠达到沸点时Cu还没熔化，所以不能形成合金；而其他三项均可。

答案　A

5．江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸。下列叙述不正确的是(　　)

A．自然界中化合态的硫以FeS2、CuFeS2等形式存在

B．火法炼铜的矿石原料主要含Cu2S

C．该公司炼铜产生的SO2可用于生产H2SO4

D．1 mol·L－1H2SO4溶液可储存于铁制或铝制容器中

解析　1 mol·L－1 H2SO4是稀硫酸，会腐蚀铁、铝，D项错误。

答案　D

6．(2018·佛山质检)2017年国产大飞机C919试飞成功，化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。下列关于C919说法错误的是(　　)

A．机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用

B．发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品

C．使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验

D．使用的第三代铝锂合金具有低密度、高强度、优良的耐低温等性能

解析　氢氧化铝受热分解吸热，分解得到的氧化铝的熔点很高，所以氢氧化铝有阻燃作用，A项正确；氮化硅不属于硅酸盐，所以B项错误；碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，具有出色的耐热性和低膨胀系数，所以能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验，C项正确；锂是世界上最轻的金属。把锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。加入锂之后，可以降低合金的密度，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和耐低温性以及适宜的延展性，D项正确。

答案　B

7．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是(　　)

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低　③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛

A．②③④　　　　　　　 B．①②③⑤

C．①②④  D．①②④⑤

解析　合金具有比成分金属更加优良的机械加工性能，其硬度一般比它的各成分金属的大，熔点比各成分金属的低。用途比纯金属的更为广泛。但导电性并不比纯金属的强，④错误。

答案　B

8．(2018·河北三市联考)化学美无处不在，下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(　　)

解析　稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，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，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。

答案　D

9．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：

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，一定有Cu2O

D．一定有Cu2O，可能有Cu

解析　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。

答案　A

10．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。

(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的________(填选项字母)。

A．硬度适中

B．密度适中

C．在自然界都可得到纯净的单质

D．不活泼性

(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为__________________，绿色物质是__________，形成这种物质的化学方程式为____________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是____________________________。

(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填选项字母)。

A．观察颜色

B．查看图案

C．用手掂量轻重

D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象

解析　(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。

答案　(1)D

(2)铜　氧化铜　2Cu＋O2===2CuO

Cu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　红　金　金不活泼，不易被氧化

(3)D

11．某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应为绿色)。

①外观暗灰色，表面光滑；

②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；

③取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；

④另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。

试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项字母)。

a．Ag　　　b．Mg　　　c．Mn　　　d．Fe

如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是______________。

解析　将合金放在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色，说明合金中含有铜，由实验③④可知合金中的金属与足量稀硫酸或足量NaOH溶液反应生成的H2量相等，即合金中含有Al。合金中也可能含有不与酸碱反应的Ag，但不能含有比铜活泼的能与酸反应不与碱反应的金属。

若合金中只含两种元素Cu和Al，则其质量比为

m(Al)∶m(Cu)＝∶≈8∶2＝4∶1。

答案　Cu、Al　a　m(Al)∶m(Cu)＝4∶1

【拓展延伸】

1．钒及其化合物的性质

(1)V2O5：两性氧化物，有较强的氧化性，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O，V2O5＋H2SO4===(VO2)2SO4＋H2O，V2O5＋6HCl(浓)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。

(2)VO2＋、VO：VO是一种较强的氧化剂，VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O,2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。

(3)NaVO3、NH4VO3：偏钒酸盐，正钒酸盐为Na3VO4、(NH4)3VO4；NH4VO3在加热条件下不稳定，2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。

2．锰及其化合物的性质

(1)Mn：高温时，与O2反应，生成Mn3O4；Mn的活泼性在Al与Zn之间，与非氧化性酸反应生成H2，Mn＋2H＋===Mn2＋＋H2↑。

(2)MnO2：具有氧化性，如MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。

(3)KMnO4与K2MnO4：KMnO4具有强氧化性，如2KMnO4＋16HCl(浓)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，酸性条件下还能与I－、SO2、SO、Fe2＋等反应；电解K2MnO4溶液可制备KMnO4，2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑。

12．铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：

(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式：________________________________。

(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式：______________。

(3)火法炼铜的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移________ mol e－。

(4)据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。

利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：

上述

溶液浊液BFe(OH)3沉淀溶液BCuSO4·5H2O

①检验溶液B中Fe3＋是否被除尽的实验方法：

__________________________________________。

②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式：

方案一：____________________________________；

方案二：____________________________________。

解析　(1)加入H2O2，相当于加入了较强氧化剂，从而使反应发生。(2)Cu2＋、CO水解互相促进，生成CO2，配平即可。(3)由反应可知生成1 mol Cu，有0.5 mol－2价的S生成＋4价的S，反应转移3 mol电子。(4)从CuSO4溶液中得到铜可以用置换反应，也可用电解法进行。

答案　(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O

(2)2Cu2＋＋2CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑

(3)3

(4)①加入KSCN溶液，若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子　

②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4

【素养立意】

本题意在考查考生应用化学原理分析问题和解决问题的能力，难度中等。高考对工艺流程的考查常涉及工业冶炼铜、铁，从海水中提取溴、镁，工业制备粗硅等。

13．(2018·河北正定中学第五次月考)某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。查阅资料：Cu2O在酸性溶液中会发生反应：

Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O

实验探究一　学生甲利用如图所示装置进行实验，称量反应前后装置C中样品的质量，以确定样品的组成。回答下列问题：

(1)仪器组装完成后，夹好止水夹，_________________，

则说明装置A的气密性良好。

(2)从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：__________________(填序号)。

①打开止水夹　②熄灭C处的酒精喷灯　③C处冷却至室温后，关闭止水夹　④点燃C处的酒精喷灯　⑤收集氢气并验纯

实验探究二

(3)学生乙取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸，并作出如下假设和判断，结论正确的是________(填选项字母)。

A．若固体全部溶解，说明样品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2O

B．若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3

C．若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O

另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色气体证明样品中一定含有________，写出产生上述气体的化学方程式：

__________________________________________________

__________________________________________________。

实验探究三

(4)学生丙取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，反应后经过滤得到固体3.2 g，测得滤液中Fe2＋有1.0 mol，则样品中n(Cu2O)＝________ mol。

解析　(2)氢气中混有空气加热易发生爆炸，所以开始先通氢气，打开止水夹，使生成的氢气通过后续装置，目的是排出装置中的空气，检验玻璃管出来的氢气纯度，气体纯净后再点燃C处的酒精喷灯，反应完成后熄灭C处的酒精喷灯，待C处冷却至室温后，关闭止水夹，防止生成的金属被空气中的氧气氧化，正确的操作顺序为①⑤④②③。(3)若固体全部溶解，说明样品中一定含有Fe2O3，由于Fe3＋能氧化金属铜，所以可能含有Cu2O，A项错误；若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，由于Fe3＋能氧化金属铜，可能含有少量Fe2O3，B项错误；若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，即不存在Fe3＋，由于Fe3＋能氧化金属铜，说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O，C项正确。另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色气体，说明硝酸被还原，因此证明样品中一定含有Cu2O。(4)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O,2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，固体为Cu，Fe3＋全部反应生成Fe2＋，生成1.0 mol Fe2＋消耗0.5 mol Cu，剩余Cu的物质的量为＝0.05 mol，原样品中Cu2O的物质的量为n(Cu2O)＝n(Cu)＝0.05 mol＋0.5 mol＝0.55 mol。

答案　(1)向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，过一段时间若液柱高度保持不变

(2)①⑤④②③　

(3)C　Cu2O　Cu2O＋6HNO3(浓)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O　

(4)0.55