1、考点规范练9铜及其重要化合物用途广泛的金属材料(时间:45分钟满分:100分)考点规范练第18页一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.(2016湖南师大附中月考)下列有关说法中,正确的是()普通钢较纯铁不易生锈冶炼铝和钠都可以用电解法KSCN溶液可以检验Fe3+缺钙会引起骨质疏松,缺铁会引起贫血青铜、不锈钢、硬铝都是合金A.B.C.D.答案:B解析:钢中含有碳等杂质容易形成原电池,腐蚀比纯铁快,错误;冶炼铝和钠都是用电解法,正确;铁离子遇到硫氰化钾显红色,正确;钙是组成骨骼的重要元素,缺钙会引起骨质疏松,血红蛋白中含有铁元素,缺铁会引起缺铁性贫血
2、,正确;青铜为铜锡等形成的合金,不锈钢为铁镍等形成的合金,硬铝为镁铝等形成的合金,正确。2.我国首架自主研制的大飞机C919于2015年完成总装并在上海首飞,该飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的认识正确的是()A.铝锂合金是铝和锂形成的一种化合物B.工业上通过电解熔融氯化铝制取铝C.铝离子和锂离子的核外电子排布相同D.铝锂合金的硬度比锂大、熔点比铝低答案:D解析:铝锂合金中各成分为单质,所以铝锂合金为混合物,A错误;氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,工业上电解熔融态的氧化铝制取铝,B错误;锂离子有一个电子层,铝离子有两个电子层,二者核外电子排布不同,C错误;合金的硬度一般比各
3、成分金属大,熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点,D正确。3.(2016河北张家口四校联考)下列有关金属的工业制法中,正确的是()A.制钛:用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B.炼铁:用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中的铁C.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液D.炼铜:用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)直接电解精炼得到纯度为99.9%的铜答案:B解析:将金属钠投入到氯化钛溶液中,钠先与水反应,故应用金属钠与熔融的氯化钛反应来制取金属钛,A项错误;工业制铁是CO还原铁矿石:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,B项正确;工业制钠是电解熔融NaCl:2NaCl(
4、熔融)2Na+Cl2,而电解纯净的NaCl溶液的反应是2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,C项错误;黄铜矿(主要成分为CuFeS2)经过冶炼后得到粗铜,粗铜进行电解精炼得到99.9%的铜,D项错误。4.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MgB.在通电条件下,电解熔融Al2O3制备单质AlC.在通电条件下,电解饱和食盐水制备单质NaD.加强热,使CuO在高温条件下分解制备单质Cu答案:B解析:Mg的活泼性强,不能用H2还原MgO制备Mg,而应该用电解熔融MgCl2的方法制备,电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na;CuO强热分解生成Cu2O
5、而不是Cu。5.粗制的CuSO45H2O晶体中含有Fe2+。提纯时,为了除去Fe2+,常加入少量H2O2溶液,然后再加入少量碱至溶液pH=4,即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()A.溶解CuSO45H2O晶体时要加入少量稀硫酸B.加入H2O2溶液,除Fe2+的离子方程式:2Fe2+H2O2+4OH-2Fe(OH)3C.由于CuSO4的催化作用,会使部分H2O2分解而损失D.调溶液pH=4的依据是当pH=4时Fe(OH)3沉淀完全,而Cu(OH)2还未开始沉淀导学号16980285答案:B解析:硫酸铜溶解后生成的铜离子会发生水解反应生成氢氧化铜和硫酸,所以加入少量的稀硫酸可抑制
6、铜离子的水解,A项正确;因为氧化亚铁离子时,溶液为酸性,在酸性条件下,溶液中不存在大量的OH-,故反应物中不应有OH-,B项错误;铜离子对过氧化氢的分解具有催化作用,所以使部分过氧化氢损失,C项正确;因为加碱至溶液pH=4的目的是除去铁离子而硫酸铜不损失,所以调节溶液的pH=4时,氢氧化铁完全沉淀而氢氧化铜还未沉淀,D项正确。6.(2016江西九校联考)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.78 g由Na2S和Na2O2组成的固体混合物,含有的阴离子数为NAB.标准状况下,22.4 L CCl4中含有的分子数为NAC.1 mol Cu分别与足量的Cl2和S反应,转移电子数均为2N
7、AD.1 molL-1 FeCl3溶液中含有的Fe3+数目小于NA答案:A解析:Na2S和Na2O2的摩尔质量均为78 gmol-1,故混合物为1 mol,而1 mol Na2S和Na2O2中均含有1 mol阴离子,故A正确;B项,标准状况下,CCl4为液态,故B错误;C项,Cu与Cl2生成CuCl2,Cu与S生成Cu2S,1 mol Cu分别与足量的Cl2和S反应,转移电子数分别为2NA和NA,故C错误;D项,未给出溶液的体积,无法判断,故D错误。7.(2016安徽淮南一模)某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是()A.实验中溶液呈蓝
8、色,试管口有红棕色气体产生,说明稀硝酸被Cu还原为NO2B.实验中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强C.实验发生反应的化学方程式为3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO+4H2OD.由上述实验可得出结论:Cu在常温下既可以和稀硝酸反应,也可以和稀硫酸反应答案:C解析:A项,Cu与稀硝酸反应生成NO,在试管口遇到O2而生成NO2,故A错误;B项,加稀硫酸提供了H+,N在酸性环境下与Cu反应,故B错误、C正确;D项,Cu在常温下与稀硝酸反应,不与稀硫酸反应,故D错误。8.(2016山西晋城模拟)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
9、说法错误的是()A.途径所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32B.相对于途径,途径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:=D.利用途径制备16 g硫酸铜,被还原的硫酸的物质的量为0.1 mol导学号16980286答案:D解析:Cu与混酸反应,3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,离子反应为3Cu+8H+2N3Cu2+2NO+4H2O,从方程式知,硝酸根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提供,所以硝酸为2 mol时,硫酸为3 mol,则混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为32,A项正确;相对于途径,途径的
10、优点:制取等质量的胆矾需要的硫酸少、无污染性气体产生,B项正确;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相等,而生成SO2,消耗更多的硫酸,则=,C项正确;途径中硫酸只表现为酸性,没有被还原,D项错误。9.用无机矿物资源生产部分材料,获得产品的流程示意图如下:下列有关说法不正确的是()A.生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应B.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极C.黄铜矿冶炼铜时,SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料D.用粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法答案:A解析:这是一道综合性的化工生产流程题,涉及电解法制铝、黄铜矿炼铜、石英制硅等。Al2O3Al
11、、黄铜矿(CuFeS2)Cu、石英(SiO2)Si都涉及了氧化还原反应。石灰石、纯碱、石英制玻璃主要发生的反应为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2、Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2,此过程未发生氧化还原反应,故A不正确。10.(2016江西名校联盟押题卷)碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸转化为氯化铜,在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解28.4 g碳酸铜和碱式碳酸铜的混合物,恰好消耗1.0 molL-1盐酸500 mL。灼烧等量的上述混合物,得到的氧化铜质量是()A.15 gB.30 gC.20 gD.35 g导学号16980287答案:C解析:碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶
12、于盐酸,转化为氯化铜,消耗1 molL-1盐酸500 mL,盐酸中溶质的物质的量为0.5 mol,则CuCl2为0.25 mol,根据Cu元素质量守恒,则可知原混合物中含有0.25 mol Cu,灼烧等质量的碳酸铜和碱式碳酸铜的混合物,得到氧化铜的物质的量为0.25 mol,则其质量为0.25 mol80 gmol-1=20 g。二、非选择题(本题共3个小题,共50分)11.(14分)合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)镁合金被用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架等,是由于镁合金具有等优异性能。(2)测定某镁铝合金中镁的质量分数。称取一定质量的样品放入NaOH溶液中,发生反应的离子方程式是
13、。另称取一定质量的样品放入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图(生成沉淀阶段的图像斜率视为恒定)。则合金中Al的质量为g,NaOH溶液的物质的量浓度为molL-1。(3)有一种镁铝合金(Mg17Al12)是贮氢材料,该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12+17H217MgH2+12Al。得到的混合物在6.0 molL-1的盐酸中能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应,释放出H2的物质的量为(要求列出计算过程)。答案:(1)强度
14、大、密度小、散热性好、消震性好(答案合理即可)(2)2Al+2OH-+2H2O2Al+3H25.45(3)Mg17Al12+70HCl17MgCl2+12AlCl3+35H21 mol35 moln(H2)=35 mol+17 mol=52 mol解析:(2)镁不和NaOH溶液反应,铝能与NaOH溶液反应生成NaAlO2,离子方程式为2Al+2OH-+2H2O2Al+3H2。由图可知,生成沉淀的总物质的量为0.35 mol,其中Mg(OH)2的物质的量为0.15 mol,在加入(240-200)mL NaOH溶液时,氢氧化铝溶解,发生反应Al(OH)3+OH-Al+2H2O,氢氧化铝的物质的量
15、为0.2 mol,合金中Al的质量为5.4 g,40 mL NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.2 mol,所以NaOH溶液的物质的量浓度为=5 molL-1。12.(2016河北张家口四校联考)(18分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若CuFeS2中Fe的化合价为+2,反应中被还原的元素是(填元素符号)。(2)上述冶炼过程产生大量SO2,下列处理方案中合理的是(填代号)。a.高空排放b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3d.用浓硫酸吸收(3)过
16、二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将I-氧化为I2:S2+2I-2S+I2。通过改变反应途径,Fe3+、Fe2+均可催化上述反应,试用离子方程式表示Fe3+对上述反应催化的过程:。(不必配平)(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3,方法为:用稀盐酸浸取炉渣,过滤;滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。据以上信息回答下列问题:a.除去Al3+的离子方程式是。b.选用提供的试剂设计实验验证炉渣中含有Fe2O3。提供的试剂:稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、碘水。所选试剂为。
17、证明炉渣中含有FeO的实验现象为。答案:(1)Cu、O(2)bc(3)2Fe3+2I-2Fe2+I2,S2+2Fe2+2S+2Fe3+(也可不配平)(4)a.Al3+4OH-2H2O+Alb.稀硫酸、KSCN溶液稀硫酸浸取炉渣所得溶液使KMnO4溶液褪色解析:(1)化合价降低的元素是Cu和O,在反应中被还原。(2)二氧化硫是污染性气体,高空排放会污染空气,a不合理;可以在一定条件下吸收二氧化硫用于制备硫酸,b合理;用纯碱溶液吸收二氧化硫可以制Na2SO3,c合理;用浓硫酸不能吸收二氧化硫,d不合理。(3)根据题意过二硫酸钾(K2S2O8)、三价铁离子均具有强氧化性,碘离子具有还原性,通过改变反
18、应途径,Fe3+、Fe2+均可催化反应S2+2I-2S+I2;Fe3+催化反应的实质是2Fe3+2I-2Fe2+I2,S2+2Fe2+2S+2Fe3+。(4)a.氧化铝是两性氧化物,能与强酸以及强碱反应,6H+Al2O33H2O+2Al3+,除去铝离子的反应是利用过量氢氧化钠溶液和铝离子反应生成偏铝酸盐。b.证明含有Fe2O3,需要加酸溶解,然后检验铁离子,所以需要稀硫酸和KSCN溶液;检验亚铁离子要利用亚铁离子的还原性,高锰酸钾溶液能氧化亚铁离子,使得高锰酸钾溶液褪色。13.(2015天津理综,9)(18分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印
19、刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:回答下列问题:(1)反应是将Cu转化为Cu(NH3,反应中H2O2的作用是。写出操作的名称:。(2)反应是铜氨溶液中的Cu(NH3与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:。操作用到的主要仪器名称为,其目的是(填序号)。a.富集铜元素b.使铜元素与水溶液中的物质分离c.增加Cu2+在水中的溶解度(3)反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和。若操作使用右图装置,图中存在的错误是。(4)操作以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜,阳极产物是。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是。(
20、5)流程中有三处实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两处,第三处的试剂是。循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是。导学号16980288答案:(1)作氧化剂过滤(2)Cu(NH3+2RH2N+2NH3+CuR2分液漏斗ab(3)RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)H2SO4防止由于溶液中c(OH-)过高,生成Cu(OH)2沉淀解析:(1)H2O2具有氧化性,可将Cu氧化为Cu2+;经操作后固、液分开,故操作为过滤。(2)由提示可知发生反应:Cu(NH3+2RHCuR2+2NH3+2N。操作为分液,主要用到分液漏斗。分液目的是a和b。(3)CuR2和H2SO4生成CuSO4和RH。操作对应图示中的错误有:液体过多,不利于充分萃取;分液漏斗尖端未紧贴烧杯内壁,会使液体溅出。(4)电解CuSO4溶液时,阳极附近OH-放电,生成H2SO4和O2。由稀溶液获得晶体的实验步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤。(5)结合流程图可知第三处可循环利用的物质为H2SO4。反应中利用NH4Cl溶液的酸性,控制反应环境的酸碱性。
