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.(2017 河北邯郸二模)向一定量的 Cu、Fe 2O3的混合物中加入 300 mL 0.5 molL-1的 H2SO4溶液,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入 KSCN 溶液后无红色出现,则原混合物中 Cu 和 Fe2O
2、3物质的量之比为( )A.21 B.11C.12 D.无法计算3.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:用焦炭与空气反应产生的 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4.(2017 石家庄模拟)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
3、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沉淀完全,而 Cu(OH)2还未开始沉淀6.(2017 宁夏石嘴山测试)下列有关金属
4、及其合金的说法不正确的是( )A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用7.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
5、 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,F
6、eO 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.碳酸铜和碱式碳酸铜Cu 2(OH)2CO3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 g B.30 g C.20 g D.35 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
7、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 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(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 Mg17
8、Al12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.(2017 湖北枣阳一模)(18 分)氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用 CuSO4溶液和“另一物质”在4050 时反应可生成 CuH。CuH 具有的性质有:不稳定,易分解,在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体,Cu +在酸性条件下发生的反应是 2Cu+ Cu2+Cu。根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:(1)利用 CuSO4溶液和“另一物质”制 CuH 的反应中,从氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中所起的作用是 (填“氧化剂”或“还原剂”)。 (2)写出 Cu
9、H 在氯气中燃烧的化学方程式 。 (3)CuH 与稀盐酸反应中生成的气体是 (填化学式)。 (4)把 CuH 溶解在足量的稀硝酸中,若生成的气体只有 NO,请写出 CuH 溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式: 。 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)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
10、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 。 (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 。 参考答案考点规范练 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
11、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.B Cu、Fe 2O3的混合物中加入 H2SO4溶液,恰好使混合物完全溶解,所得溶液中加入 KSCN 溶液后无红色出现,说明不含 Fe3+,溶液中溶质为 CuSO4、FeSO 4,根据得失电子守恒可知: n(Cu)=n(Fe2O3),所以原混合物中 Cu 和 Fe2O3物质的量之比为 11。3.B 将金属钠投入到氯化钛溶液中,钠
12、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+Fe2O3 2Fe+3CO2,B 项正确;工业制钠是电解熔融NaCl:2NaCl(熔融) 2Na+Cl2,而电解纯净的 NaCl 溶液的反应是2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+Cl 2,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.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
13、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.B 目前我国流通的硬币是由合金材料制成,故 A 项正确。与生铁相比普通钢中含碳量降低,钢耐腐蚀增强,不锈钢中加入其他元素,改变内部组织结构,具有很强的抗腐 蚀能力,生铁
14、、普通钢和不锈钢耐腐蚀性依次增强,故 B 项错误。制造照明弹就是利用了镁燃烧发出耀眼的白光,故 C 项正确。铝与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜,对内部金属起保护作用,故 D 项正确。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 正确;D 项,Cu 在常温下与稀硝酸反应,不与稀硫酸反应,-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
15、根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提-3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.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
16、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.C 碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,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。11.答案 (1)强度大、密度小、散热性好、消震性好(答案合
17、理即可)(2)2Al+2OH-+2H2O 2Al +3H2 5.4 5-2(3)Mg17Al12+70HCl 17MgCl2+12AlCl3+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-+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-20.15 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,-2氢氧化
18、铝的物质的量为 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。0.20.04 12.答案 (1)还原剂(2)2CuH+3Cl2 2CuCl2+2HCl(3)H2(4)CuH+3H+N Cu2+2H2O+NO-3解析 (1)在 CuSO4 CuH 转化过程中,铜元素化合价从+2 价降为+1 价,CuSO 4作氧化剂,另一物质作还原剂。(2)CuH 在氯气中燃烧,氯气作氧化剂,CuH 作还原剂,反应的化学方程式为2CuH+3Cl2 2CuCl2+2HCl。(3)CuH
19、 与稀盐酸反应,CuH 中的 H-失电子,盐酸中 H+得电子,得到的气体是 H2。(4)Cu+在酸性条件下发生的反应是 2Cu+ Cu2+Cu,稀硝酸具有强氧化性,CuH 具有还原性,CuH 与足量稀硝酸反应生成一氧化氮气体、铜离子、H 2O,离子方程式为 CuH+3H+N Cu2+2H2O+NO。-313.答案 (1)作氧化剂 过滤(2)Cu(NH3 +2RH 2N +2NH3+CuR2 分液漏斗 ab)2+4 +4(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多(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
20、 (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,主要用到分液漏斗。)2+4 +4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。
