1、课时作业9铜及其化合物金属资源一、选择题1据本草纲目记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指()A.CuO BCu2OC.Cu DCu2(OH)2CO32工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据()A.金属在地壳中的丰度B.金属在自然界中的存在形式C.金属的还原性强弱 D.金属的利用价值3某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()A.将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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
2、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4金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B.锈蚀后的铁制品没有回收价值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.越活泼的金属越难冶炼5某同学通过如下流程制备氧化亚铜：已知：CuCl难溶于水和稀硫酸；Cu2O2H=Cu2CuH2O下列说法不正确的是()A.步骤中的SO2可用Na2SO3替换B.步骤中为防止CuCl被氧化，可用SO2水溶液洗涤C.步骤发
3、生反应的离子方程式为2CuCl2OHCu2O2ClH2OD.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质，用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度6.向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是()A.Fe3对该反应有催化作用B.该过程中的Fe3可由Fe(NO3)3提供C.可用K3Fe(CN)6溶液区分Fe2与Fe3D.制备CuCl2的总反应为2CuO24HCl=2CuCl22H2O7.细菌冶铜过程中，当黄铜矿(主要成分CuFeS2)中伴有黄铁矿(主要成分FeS2)时可明显提高Cu2的浸出速率，原理如图所示。下列
4、说法错误的是()A.黄铁矿附近pH增大B.黄铜矿发生的反应：CuFeS24e=Cu2Fe22SC.细菌冶铜过程中，1 mol CuFeS2溶解转移电子4 molD.Cu2浸出速率提高的原因是构成了原电池8据了解，铜锈的成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。考古学家将铜锈分为无害锈(形成了保护层)和有害锈(使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散)，结构如图所示。下列说法正确的是 ()A.Cu2(OH)3Cl属于有害锈B.Cu2(OH)2CO3属于复盐C.青铜器表面刷一层食盐水可以做保护层D.用NaOH溶液法除锈可以保护青铜器的艺术价值，做到“修旧如旧”9钼(Mo)的主
5、要用途是制造特种钢，用CO还原MoO3(白色粉末，加热时变黄)制备单质Mo的装置如图所示，下列说法正确的是()A.装置中盛有饱和碳酸钠溶液，装置中盛有浓硫酸，均起到净化CO2的作用B.装置中的稀盐酸可用稀硫酸代替，石灰石可用碳酸钠粉末代替C.装置的作用是制备CO，装置的作用是CO还原MoO3D.装置能达到检验MoO3是否被CO还原的目的10铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是()A.
6、图1中，A到B的过程中有0.01 mol电子转移B.图1整个过程中共生成0.26 g水C.图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu质量关系的曲线是XD.图1中A和B的化学式分别为Cu2O和CuO11某废催化剂含SiO2、ZnS、CuS及少量的Fe3O4。某实验小组以该废催化剂为原料，回收锌和铜，设计实验流程如下：下列说法正确的是()A.检验滤液1中是否含有Fe2，可以选用KSCN和新制的氯水B.步骤操作中，应先加6% H2O2，然后不断搅拌下缓慢加入1.0 molL1 H2SO4C.滤渣1成分是SiO2和CuS，滤渣2成分只有SiO2D.步骤操作中，生成的气体需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸
7、收二、非选择题12银铜合金广泛应用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺流程如下：注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 (1)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63.5%，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 molL
8、1的Al2(SO4)3溶液_ L(MCu63.5 gmol1)。(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。13纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿(主要成分为Cu2S)为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图1所示。(1)用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的Cu2S，其原理如图2所示，该反应的离子方程式为_。(2)从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3溶液作浸取剂。反应：Cu2S4FeCl3=2CuCl24FeCl2S，每生成1 mol CuCl2，反应中转移电子的物质的量为_；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3较高浓度，有关反应的离
9、子方程式为_。浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图3所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是_。(3)“萃取”时，两种金属离子萃取率与pH的关系如图4所示，当pH1.7时，pH越大，金属离子萃取率越低，其中Fe3萃取率降低的原因是_。(4)用“反萃取”得到的CuSO4溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为_。(5)在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、_、干燥、_等操作可得到Fe2O3产品。课时作业9铜及其化合物金属资源1解析：铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3，发生反应为：2CuO2H2
10、OCO2=Cu2（OH）2CO3，则这里的“铜青”是指Cu2（OH）2CO3。答案：D2解析：金属活动性顺序中，从左至右金属单质的还原性逐渐减弱，对应离子的氧化性逐渐增强（越来越易被还原为单质），故其冶炼方法不同。答案：C3解析：A项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B项需要先加热铜才与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿Cu2（OH）2CO3与盐酸反应，故该项正确。答案：D4解析：合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A正确；锈蚀后的铁制品可以除去铁锈回收利用，保护矿产资源
11、，B错误；在化合物中金属元素均显正价，得到电子变成金属原子，故C正确；越活泼的金属，金属阳离子就越难得到电子被还原，故越难冶炼，D正确。答案：B5解析：步骤中SO2的主要作用是将CuCl2还原为CuCl，Na2SO3同样具有还原性，可以替换，A项正确；SO2水溶液具有还原性，可以防止CuCl被氧化，B项正确；C项正确；如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质，用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应后，得到的固体中含有CuCl和Cu，此时无法计算试样纯度，D项错误。答案：D6解析：依据题图可知，Cu与Fe3反应生成Fe2和Cu2，Fe2与O2、HCl反应生成Fe3和H2O，所以Fe3作催化剂，故A
12、正确；Fe（NO3）3溶液为强酸弱碱盐，NO酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3Fe（CN）6溶液遇到Fe2反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3Fe（CN）6溶液区分Fe3与Fe2，故C正确；依据题图可知，Cu与Fe3反应生成Fe2和Cu2，Fe2与O2、HCl反应生成Fe3和H2O，将两步反应联立得2CuO24HCl=2CuCl22H2O，故D正确。答案：B7解析：黄铁矿附近O2转化为H2O，发生的电极反应为O24e4H=2H2O，c（H）减小，pH增大，A项正确；由题图可知黄铜矿转化为Cu2、Fe2和S，发生的电极反应为CuFeS24e=Cu2Fe22S
13、，B项正确；细菌冶铜过程中，发生反应：CuFeS24e=Cu2Fe22S、2S2H2SO4，1 mol CuFeS2溶解，共转移（462）mol16 mol电子，C项错误；Cu2浸出速率提高的原因是黄铜矿与黄铁矿构成了原电池，D项正确。答案：C8解析：从图中可知Cu2（OH）3Cl没有阻止潮湿的空气和Cu接触，可以加快Cu的腐蚀，因此属于有害锈，A正确；复盐是由两种或两种以上金属阳离子（或NH）和一种酸根阴离子组成的盐，Cu2（OH）2CO3中只有氢氧根、一种酸根离子和一种阳离子，因此只能属于碱式盐，不属于复盐，B错误；食盐水能够导电，所以在青铜器表面刷一层食盐水，会在金属表面形成原电池，会发
14、生吸氧腐蚀，因此不可以作保护层，C错误；NaOH与Cu2（OH）2CO3或Cu2（OH）3Cl均不反应，不能除去铜锈，因此不能做到“修旧如旧”，D错误；故合理选项是A。答案：A9解析：选项A，盐酸与碳酸钙反应制备的CO2中含HCl杂质，除去HCl杂质，用饱和NaHCO3溶液，而不是饱和Na2CO3溶液，错误；选项B，启普发生器中的固体反应物不能呈粉末状，错误；选项C，装置中CO2与炽热的C反应生成CO，装置中CO与MoO3发生氧化还原反应，正确；选项D，装置中未反应的CO2也能使装置中澄清石灰水变浑浊，错误。答案：C10解析：0.98 g Cu（OH）2的物质的量为0.01 mol，若加热时全
15、部生成CuO，则CuO的质量为0.01 mol80 gmol10.80 g，所以A点是CuO。若加热时全部生成Cu2O，则Cu2O的质量为0.005 mol144 gmol10.72 g，所以B点是Cu2O，D项错误；由A到B发生反应：4CuO2Cu2OO2，根据化学方程式可知，当0.01 mol CuO完全转化为Cu2O时，转移0.01 mol电子，A项正确；生成的水和氧气的质量总和为0.26 g，B项错误；CuO和其中所含Cu的质量关系（以CuO的质量为10 g计算）为CuOCu80 6410 g 8 g观察图2可知，曲线Y表示的是CuO和其中所含Cu质量的关系，故C项错误。答案：A11解
16、析：废催化剂加入稀硫酸，第一次浸出主要发生反应ZnSH2SO4=ZnSO4H2S、Fe3O44H2SO4=FeSO4Fe2（SO4）34H2O，过滤后滤液中含ZnSO4、FeSO4、Fe2（SO4）3，浓缩结晶得到粗ZnSO47H2O，滤渣1含有SiO2、CuS，向盛有滤渣1的反应器中加H2SO4和H2O2溶液，发生氧化还原反应，生成硫酸铜、硫，滤渣2含有硫和二氧化硅，滤液含有硫酸铜，经浓硫酸结晶可得到硫酸铜晶体，以此解答该题。滤液1中不仅含有Fe2，还含有Fe3，加入KSCN和新制的氯水不能检验，故A错误；过氧化氢在酸性条件下可氧化CuS，应先加入稀硫酸，再加入过氧化氢，故B错误；滤渣2含有
17、硫和二氧化硅，故C错误；步骤操作中生成的气体为硫化氢，需用NaOH溶液或CuSO4溶液吸收，故D正确。答案：D12解析：（2）NaOH与Al2（SO4）3、CuSO4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则不分解，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。（4）生成CuAlO2的物质的量为 mol50 mol，至少需要Al2（SO4）3的物质的量为25 mol，即至少需要1.0 molL1的Al2（SO4）3溶液25 L。答案：（1）2NOO2=2NO2（2）CuO、Al（OH）3Al（OH）3OH=AlO2H2O（3）424O2（4）5025（5）蒸发浓缩、冷却结晶13解析：（4）在碱性条件下，Cu2与N2H4反应生成氮气和铜，离子方程式为2Cu2N2H44OH=2CuN24H2O，反应中还原产物为Cu，氧化产物为N2，质量之比为（264）28327。答案：（1）CuFeS2Cu2H=Cu2SFe2H2S（2）2 mol4Fe2O24H=4Fe32H2O生成的硫覆盖在Cu2S表面，阻碍浸取（3）Fe3水解程度随pH的升高而增大（4）327（5）洗涤煅烧（或灼烧）