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P3731．(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　C2．(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　A3．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＋3CO2D．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　B4．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： NaCuAlFe熔点97.5 ℃ 1 083 ℃660 ℃ 1 535 ℃沸点883 ℃ 2 595 ℃2 200 ℃3 000 ℃其中不能形成合金的是(　　)A．Cu和Na  B．Fe与CuC．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　A5．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Cu2SC．该公司炼铜产生的SO2可用于生产H2SO4D．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　D6．(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　B7．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．①②③⑤C．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　B8．(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(　　)选项物质a物质b物质c物质dA.Cu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞试液B.CuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊试液C.Cu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞试液D.Cu(OH)2Ba(NO3)2Fe(OH)2紫色石蕊试液解析　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　D9．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CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．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　A10．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===2CuOCu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　红　金　金不活泼，不易被氧化(3)D11．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BCuSO4·5H2O①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Cu2OB．若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3C．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