1、1考点规范练 9 用途广泛的金属材料 铜及其重要化合物(时间:45 分钟 满分:100 分)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.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.2.化学美无处不在,如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)2CO3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚酞溶液B C
2、uO NaAl(OH)4 Fe2O3 紫色石蕊溶液C Cu2O BaCl2 Fe2O3和 Cu 酚酞溶液D Cu(OH)2 Ba(NO3)2 Fe(OH)2 紫色石蕊溶液3.下列有关 CuSO4溶液的叙述不正确的是( )A.该溶液中 H+、Fe 2+可以大量存在B.与石灰乳混合可得波尔多液,常用作杀菌剂C.在 Zn 与硫酸反应制备 H2的溶液中滴加少量 CuSO4溶液,产气速率减慢D.向 1 L 0.1 molL-1该溶液中加入足量的铁粉充分反应,生成 6.4 g Cu4.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
3、 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 Cu5.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:2Fe 2+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
4、完全,而 Cu(OH)2还未开始沉淀6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu + Cu2+Cu,由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu 或 Cu2O,两者都是红色固体。一位同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证,实验操作和实验现象记录如下:加入试剂 稀硫酸 浓硫酸加热 稀硝酸 浓硝酸实验现象 红色固体和蓝色溶液 无色气体 无色气体和蓝色溶液 红棕色气体和绿色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是( )A.Cu B.Cu2O2C.一定有 Cu,可能有 Cu2O D.一定有 Cu2O,可能有 Cu7.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
5、下图所示。下列有关说法正确的是( )A.实验中溶液呈蓝色,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+4H2SO4 4CuSO4+2NO+4H 2OD.由上述实验可得出结论:Cu 在常温下既可以与稀硝酸反应,也可以与稀硫酸反应8.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
6、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 mol9.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,SO 2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10.某混合物 X 由 Al2O3、Fe 2O3、Cu、SiO 2中的一种或几种物质组成。进行如下实验:9.4 g X 6.4 g 固体 蓝色溶液和 1.92 g 固体下列有关说法正确的是( )A.步骤中减少的 3
7、 g 固体一定是混合物B.步骤中质量减少的物质一定是 CuC.根据步骤、可以判断混合物 X 的成分为 Al2O3、Fe 2O3、Cu、SiO 2D.根据步骤可以得出, m(Fe2O3) m(Cu)=11二、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 。 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
8、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3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(Mg 17Al12)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+17H2 17MgH2+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)。 12.(18 分)某同学对 Cu 的常见化合物的性质进行实验探究,研究的问题和过程
9、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 (填序号)。 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”)。 (3)为了探究氨气能否和氢气一样还原
10、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,如果各装置中导管均没有堵塞,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 。 13.(18 分)废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜的含量达到铜矿石的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、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
11、收铜和制取胆矾,流程简图如下:回答下列问题:4(1)反应是将 Cu 转化为 Cu(NH3 ,反应中 H2O2的作用是 。写出操作)2+4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: )2+4。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 。 (
12、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 。 5考点规范练 9 用途广泛的金属材料 铜及其重要化合物1.B 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,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.D 稀硫酸与 Fe(OH)3反应得到的 Fe2(SO4)3溶液呈黄色,稀硫酸遇酚酞溶液显无色,A 项错误、C项错误;稀硫酸
13、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,稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红,D 项正确。3.C H +、Fe 2+、Cu 2+、S 相互之间不反应,可大量共存,A 正确;硫酸铜与石灰乳反应生成氢氧化O2-4铜和硫酸钙,即波尔多液,可使细菌中的蛋白质发生变性,常用作杀菌剂,B 正确;在 Zn 与硫酸反应制备 H2的溶液中滴加少量 CuSO4溶液,Zn 置换出 Cu,Zn、Cu 和 H2SO4构成原电池,可加
14、快反应速率,C错误;CuSO 4溶液中加入足量铁粉发生反应:Fe+CuSO 4 FeSO4+Cu,n(CuSO4)=1L0.1molL-1=0.1mol,则生成 Cu 的质量为 0.1mol64gmol-1=6.4g,D 正确。4.B 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 而不是 Cu。5.B 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
15、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.D 根据题中信息,由向红色固体中加入稀硫酸得到红色固体和蓝色溶液可推出原红色固体里一定有 Cu2O;溶液中的红色固体铜,可能是原来固体中含有铜,也可能是由 Cu2O 与硫酸反应生成的。7.C 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
16、正确;D 项,Cu 在常温下与稀硝酸反应,不与稀硫酸反应,O-3故 D 错误。8.D Cu 与混酸反应,3Cu+8HNO 3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H 2O,离子反应为3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H 2O,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O-3供,所以硝酸为 2mol 时,硫酸为 3mol,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
17、;途径中硫酸只表现为酸性,没有被还原,D 项错误。9.A 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、黄铜矿(CuFeS 2)Cu、石英(SiO 2)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+SiO2 CaSiO3+CO2、Na 2CO3+SiO2 Na2SiO3+CO2,此过程未发生氧化还原反应,故 A 不正确。10.D 步骤中,加入过量 NaOH 溶液固体质量减少了 3g,溶解的是 Al2O3和 SiO2中的一种或两种,A、C 错误;步骤中加入过量盐酸,Fe 2O3溶解后又与 Cu 发生反应,故减少的固体是
18、 Fe2O3和 Cu,B 错误;步骤中发生的总反应为 Fe2O3+Cu+6HCl 2FeCl2+CuCl2+3H2O,溶解的固体(6.4g-1.92g=4.48g)中,参与反应的 Fe2O3和 Cu 的物质的量相等,均为 0.02mol,又因为盐酸过量,Fe 2O3完全溶解,剩余的1.92g 固体为 Cu,即剩余 0.03molCu,可计算出 Fe2O3和 Cu 的质量相等,均为 3.2g,D 正确。11.答案(1)强度大、密度小、散热性好、消震性好(答案合理即可)(2)2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2 5.4 5O-2(3)Mg17Al12+70HCl 17MgCl2+12AlC
19、l3+35H21 mol 35 moln(H2)=35 mol+17 mol=52 mol解析(2)镁不与 NaOH 溶液反应,铝能与 NaOH 溶液反应生成 NaAlO2,离子方程式为 2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2。由图可知,生成沉淀的总物质的量为 0.35mol,其中 Mg(OH)2的物质的量为O-20.15mol,在加入(240-200)mLNaOH 溶液时,氢氧化铝溶解,发生反应 Al(OH)3+OH- Al +2H2O,氢O-26氧化铝的物质的量为 0.2mol,合金中 Al 的质量为 5.4g,40mLNaOH 溶液中 NaOH 的物质的量为0.2mol,所以 Na
20、OH 溶液的物质的量浓度为 =5molL-1。0.2mol0.04L12.答案(1)BC (2)稳定 Cu 2O+2H+ Cu2+Cu+H2O 不稳定 (3)g f b c d e 没有将分液漏斗上部的玻璃塞打开或没有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔 3CuO+2NH 3 3Cu+N2+3H2O 防倒吸解析(1)证明 Al(OH)3呈两性的试剂是强酸溶液和强碱溶液,因此要想证明 Cu(OH)2呈两性,也必须选强酸溶液和强碱溶液,稀硫酸和氢氧化钠溶液可选取;氨水是弱碱溶液,冰醋酸是弱酸,均不能选择。(2)物质都有由不稳定状态转化为稳定状态的倾向,所以根据 CuO 粉末加
21、热至 1000以上完全分解成红色的 Cu2O 粉末可知,在高温条件下,+1 价 Cu 比+2 价 Cu 更稳定。向 Cu2O 中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,这说明氧化亚铜与稀硫酸反应生成的是硫酸铜、水和单质铜,因此该反应的离子方程式为 Cu2O+2H+ Cu2+Cu+H2O,这说明在酸性溶液中,+1 价 Cu 比+2 价 Cu 更不稳定。(3)A 装置是制备氨气的,生成的氨气中含有水蒸气,需要通过碱石灰干燥。因为氨气极易溶于水,对过量的氨气在进行尾气处理时需要防止倒吸,所以正确的连接顺序是agfbcdeh。由于反应中有氨气生成,烧瓶内压强大,导致氨水不能滴下,即可能的原因是没有将
22、分液漏斗上部的玻璃塞打开或没有使分液漏斗上部的玻璃塞上的凹槽(或小孔)对准漏斗口上的小孔。实验结束后,装置 B 中固体由黑色变为红色,这说明有单质铜生成。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,因此该气体应该是氮气,所以 B 装置中发生反应的化学方程式为 3CuO+2NH3 3Cu+N2+3H2O。由于氨气极易溶于水 ,直接通入水中吸收,容易倒吸,所以装置 C 中的球形装置的作用是防倒吸。13.答案(1)作氧化剂 过滤(2)Cu(NH3 +2RH 2N +2NH3+CuR2 分液漏斗 ab)2+4 H+4(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(
23、4)O2、H 2SO4 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)H 2O2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(NH 3 +2RH CuR2+2NH3+2N 。操作为分液,主要用到分液)2+4 H+4漏斗。分液目的是 a 和 b。(3)CuR2与 H2SO4反应生成 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。
