1、1考点规范练 15 金属材料一、选择题(本题共 7 小题,每小题 9 分,共 63 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.硫酸铜
2、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实现B
3、.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 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2C.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6.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
4、 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D.将 1 mol PbS 完全冶炼成 Pb 理论上至少需要 6 g 碳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
5、、氧两种元素的质量为 4.0 gD.V=896二、非选择题(本题共 2 小题,共 37 分)8.(17 分)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+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
6、,生成 CuCl 沉淀,写出生成 CuCl 的离子方程式: 。 (3)现向 Cu、Cu 2O 和 CuO 组成的混合物中,加入 2 L 0.6 molL-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 3。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。 9.(2019 广西北海模拟)(20 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)
7、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
8、液也可用于制备胆矾,其基本操作是 、过滤、洗涤和干燥。 4考点规范练 15 金属材料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 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 Z
9、nCO3+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、铜表面不能形成致密的氧化物薄膜,D 项错误。5.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 C
10、u(OH)2到 Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,D 正确。6.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 mol Pb 共转移 8 mol 电子,C 错误。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.答案 (1)Cu、O(2)Cu+
11、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 0.2-3解析 (1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还原。(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 m
12、ol,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(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。9.答案 (1)Ag +e- Ag 2NO+O 2 2NO25(2)CuO、Al(OH) 3 Al(OH) 3+OH- Al(
13、OH)4-(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(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 NaAl(OH)4。(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 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。
