1、1课时规范练 9 铜的获取及应用一、选择题(本题共 10 小题,每小题 6 分,共 60 分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列说法中正确的是( )A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料C.钛被誉为“21 世纪的金属”,应用前景很广阔D.铜是导电性、导热性最好的有色金属2.(2019 湖北荆门一中月考)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu 5FeS4)、辉铜矿(Cu 2S)、孔雀石CuCO 3Cu(OH)2。下列说法不正确的是( )A.孔雀石是由 CuCO3和 Cu(OH)2组成的混合物B.
2、硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C.工业上常采用电解法制取精铜D.在上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是 Cu2S3.明代宋应星著的天工开物中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“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。”下列说法不正确的是(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌)( )A.该冶炼锌的反应属于置换反应B.煤炭中起作用的主要成分是 CC.冶炼 Zn 的反应方程式为 ZnCO3+2C Zn+3COD.倭铅是指金属锌和铅的混合物4.(2019 湖南师大附中月考)下列说法中正确的是( )A.CuCuOCu(OH) 2每步转化均能通过一步反应
3、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5.(2019 安徽皖北名校联考)某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:2下列说法正确的是( )A.由实验 1 可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜B.实验 2 中生成红色物质的离子方程式为 Al+Cu2+ Al3+CuC.溶液中阴离子种类不同是导致实验 1、2 出现不同现象的原因D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与 H+浓度均为 0.2 molL-1的盐酸和硫酸反应,后者
4、更剧烈6.(2019 陕西长安月考)CuSO 4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是 ( )A.将 CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体B.相对于途径、,途径更好地体现了绿色化学思想C.CuSO4在 1 100 分解所得气体 X 可能是 SO2和 SO3的混合气体D.Y 具有还原性7.(2019 浙江宁波质检)部分氧化的 Fe-Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g,经如下处理:下列说法正确的是( )A.滤液 A 中的阳离子为 Fe2+、Fe 3+、H +B.样品中铁元素的质量为 2.24 gC.样品中铜、氧两种元素的质量为
5、 4.0 gD.V=8968.铅的冶炼大致过程如下:富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+3O 2 2PbO+2SO2;制粗铅:PbO+C Pb+CO;PbO+CO Pb+CO2。下列说法正确的是( )A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS 是还原剂,还原产物只有 PbOC.整个冶炼过程中,制取 1 mol Pb 共转移 2 mol 电子3D.将 1 mol PbS 完全冶炼成 Pb 理论上至少需要 6 g 碳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
6、的金属特性B.铜银都能与稀硝酸反应,收集到的 V L 气体全为 NOC.操作是过滤,操作是洗涤D.铜的质量分数为 100%143.5-22.4100.410.(2019 北京西城模拟)新制氢氧化铜中存在平衡:Cu(OH) 2+2OH- Cu(OH)42-(深蓝色)。某同学进行下列实验:下列说法不正确的是( )A.中出现蓝色沉淀B.中现象是 Cu(OH)2+2OH- Cu(OH)42-正向移动的结果C.中现象证明葡萄糖具有还原性D.对比和可知 Cu(OH)2氧化性强于Cu(OH) 42-二、非选择题(本题共 3 小题,共 40 分)11.(12 分)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物
7、中的常见化合价有+1 价、+2 价。已知 Cu2O 与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。(1)工业上可用 Cu2S+O2 2Cu+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 5060 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: 。 4(3)现向 Cu、Cu 2O 和 CuO 组成的混合物中,加入 2 L 0.6 molL
8、-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)。Cu 2O 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。 12.(2019 广西北海模拟)(14 分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:注:Al(OH) 3和 Cu(OH)2开始分解的温度分别为 450 和 80 (1)电解精炼银时,阴极反应式为 。 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
9、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+ Al 2O3 CuAlO 2+ 。 (4)若银铜合金中铜的质量分数为 64%,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-1的 Al2(SO4)3溶液 L。 (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.(2019 宁夏银川调研)(14 分)某同学对 Cu 的常见化合物的性质进行实验探究,探究的
10、问题和过程如下:(1)为探究 Cu(OH)2是否和 Al(OH)3一样具有两性,除选择 Cu(OH)2外,必须选用的试剂为 (填字母)。 a.氨水 b.氢氧化钠溶液c.稀硫酸 d.冰醋酸(2)为探究不同价态铜的稳定性,进行如下实验:将 CuO 粉末加热至 1 000 以上完全分解成砖红色的 Cu2O 粉末,该实验说明:在高温条件下,+1价 Cu 比+2 价 Cu 更 (填“稳定”或“不稳定”)。 向 Cu2O 中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,该反应的离子方程式为 ,由此可知,在酸性溶液中,+1 价 Cu 比+2 价 Cu 更 (填“稳定”或“不稳定”)。 5(3)为了探究氨气能否和
11、氢气一样可还原 CuO,他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画出),装置 A 产生氨气,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a h。 实验开始时,打开分液漏斗的活塞 K,发现浓氨水没有滴下,如果各仪器导管均没有堵塞,则可能的原因是 。 实验结束后,装置 B 中固体由黑色变为红色,装置 E 中收集到无色无味的气体,在空气中无颜色变化,点燃的镁条可以在其中燃烧,则 B 装置中发生反应的化学方程式为 。 装置 C 中的球形装置的作用是 。 6课时规范练 9 铜的获取及应用1.C 铜合金是人类最早使用的金属材料,A 项错误;钢是应用最广泛的金属材料,B 项错误;C 项正确;比铜导电性好的有银等,D
12、项错误。2.A 孔雀石的主要成分是 CuCO3Cu(OH)2,并不是 CuCO3和 Cu(OH)2组成的混合物,A 项不正确,B、C、D 项均正确。3.D 碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的方程式为 ZnCO3+2C Zn+3CO,该冶炼锌的反应属于置换反应,故 A 项正确;反应中 C 作还原剂,则煤炭中起作用的主要成分是 C,故 B 项正确;冶炼 Zn 的反应方程式为 ZnCO3+2C Zn+3CO,故 C 项正确;由题意可知,倭铅是指金属锌,故 D项错误。4.C CuOCu(OH) 2不能通过一步反应实现,A 项错误;铝合金比纯铝的熔点低,B 项错误;C 项正确;铁、铜表面不能
13、形成致密的氧化物薄膜,D 项错误。5.C A 项,金属铝的活泼性强于铜,错误;B 项,电荷不守恒,正确的离子方程式为3Cu2+2Al 3Cu+2Al3+,错误 ;C 项,对比实验 1、2 可知,产生不同现象的原因是溶液中的阴离子不同,正确;D 项,由实验可知,Cl -可以加快 Al 的反应,所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更剧烈。6.C 将 CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,A 正确;途径有污染性气体产生,相对于途径,途径的优点是制取等质量 CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径更好地体现了绿色化学思想,B 正确;由流程图知硫酸铜分解生成了 Cu2O,若 X 是 SO2
14、和 SO3的混合气体,则铜元素、硫元素化合价都降低,无元素化合价升高,C 错误;由 Cu(OH)2到 Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,D 正确。7.B 根据题意,3.2 g 滤渣是铜,而铜与 Fe3+不能共存,A 错误;最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3,其中铁元素的质量为 2.24 g,B 正确;样品中铜元素和氧元素的质量共 5.76 g-2.24 g=3.52 g,C 错误;2.24 g 铁元素不可能全是单质,故生成的氢气的体积小于 896 mL,D 错误。8.D 富集方铅矿的过程属于物理变化,A 错误;方铅矿焙烧反应中还原产物除 PbO 外还有 SO2;整个冶炼过程中,制取 1
15、mol Pb 共转移 8 mol 电子,C 错误。9.D 根据合金的性质可知,A 项正确。不论是浓硝酸还是稀硝酸与 Cu、Ag 反应生成的气体用排水法收集到的一定全部是 NO,B 项正确; W g 固体应该是干燥纯净的 AgCl,故为过滤,由于过滤后的氯化银表面附着一些离子,应洗去附着的物质,防止影响氯化银的质量测定,故为洗涤,C 项正确;氯化银的质量为 W g,所以合金中银的质量为 W g g,故合金中铜的质量分数为108143.5=108143.5100%= 100%,故 D 项错误。-108143.5 143.5-108143.5710.D 中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,A
16、 项正确;中溶液呈深蓝色,是加入的氢氧化钠使 Cu(OH)2+2OH- Cu(OH)42-正向移动的结果,B 项正确;中新制的氢氧化铜悬浊液与葡萄糖发生氧化还原反应,生成了氧化亚铜沉淀,体现了葡萄糖的还原性,C 项正确;对比和可知Cu(OH)2的氧化性弱于Cu(OH) 42-,D 项不正确。11.答案 (1)Cu、O(2)Cu+H2O2+2H+ Cu2+2H2O 防止 H2O2分解 2Cu 2+2Cl-+S +H2O 2CuCl+S +2H+2-3 2-4(3)3Cu2O+2N +14H+ 6Cu2+2NO+7H 2O 32-30.2解析 (1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还
17、原。(3)Cu 2O 跟稀硝酸反应的离子方程式是 3Cu2O+2N +14H+ 6Cu2+2NO+7H 2O。硝酸发生反应后得到的产物是 Cu(NO3)2和 NO,由 2 -3L0.6 molL-1=2nCu(NO3)2+4.480 L22.4 Lmol-1得 nCu(NO3)2=0.5 mol,则 n(Cu2+)=0.5 mol,根据质量守恒,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 mol64 gmol-1=32 g。若混合物中含 0.2 mol Cu,则根据原子守恒可得:2 n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根据得失电子守恒可得:2 n(Cu)+2n(
18、Cu2O)=3(4.480 L22.4 Lmol-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。12.答案 (1)Ag +e- Ag 2NO+O 2 2NO2(2)CuO、Al(OH) 3 Al(OH) 3+OH- Al +2H2O-2(3)4 2 4 O 2 (4)50 25(5)蒸发浓缩、冷却结晶解析 (1)电解精炼银时,阴极反应式为 Ag+e- Ag;气体变色是因为发生反应 2NO+O2 2NO2。(2)NaOH 与 Al2(SO4)3、Cu(OH) 2反应生成 Al(OH)3、Cu
19、(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。(3)反应前 CuO 中铜元素为+2 价,反应后 CuAlO2中铜元素为+1 价,反应过程中铝元素的化合价不变,只有氧元素被氧化生成 O2,根据得失电子数相等知,CuAlO 2和 O2的化学计量数之比为41,配平后的化学方程式为 4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2。(4)生成 CuAlO2的物质的量为mol=50 mol,至少需要 Al2(SO4)3的物质的量为
20、 25 mol,即至少需要 1.0 5.01 00064%64molL-1的 Al2(SO4)3溶液 25 L。(5)由 CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。13.答案 (1)bc (2)稳定Cu 2O+2H+ Cu2+Cu+H2O 不稳定(3)g f b c d e(b、c 位置可互换)没有将分液漏斗上口的玻璃塞打开83CuO+2NH 3 3Cu+N2+3H2O防倒吸解析 (1)为证明 Cu(OH)2显两性,须分别使其与强酸和强碱溶液作用,若均发生反应,则证明 Cu(OH)2显两性。因此应选氢氧化钠溶液和稀硫酸。(2)将 CuO 粉末加热至 1 000 分
21、解为 Cu2O,说明 1 000 下 Cu2O 比 CuO 更稳定。Cu 2O 中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液是 CuSO4溶液,生成的红色固体为单质 Cu,故离子方程式为 Cu2O+2H+ Cu2+Cu+H2O,说明酸性条件下 Cu2+更稳定。(3)用氨气还原 CuO 的实验,A 用以制取氨气,经 D 中碱石灰干燥,在 B 中反应,反应后的气体经 C 洗去剩余的氨气,用E 收集反应生成的气体。所以各仪器接口顺序为 agfbcdeh(b、c 位置可互换)。分液漏斗的上口不与大气相通时,内部液体不容易流出。根据题意氨气与氧化铜反应生成的无色无味气体是 N2,另外还有 H2O 生成,故反应的化学方程式为 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。装置 C 中的球形装置可防止因氨气极易溶于水而导致的倒吸现象。
