精修版高考化學(xué)江西：第三章 課時(shí)4 銅及其化合物 金屬材料

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1、精品文檔?高考化學(xué) 課時(shí)4 銅及其化合物 金屬材料 (時(shí)間：45分鐘　分值：100分) 一、選擇題(本題共7個(gè)小題，每題6分，共42分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。) 1．日本地震后，導(dǎo)致福島第一核電站引發(fā)核危機(jī)。核反應(yīng)堆的第一層護(hù)罩是鋯錫合金外殼，第二層護(hù)罩是壓力倉(cāng)，第三層護(hù)罩是用最堅(jiān)固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。下列敘述錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．鋯錫合金、鋼、混凝土都屬于混合物 B．鋼的硬度和熔沸點(diǎn)都高于純鐵 C．鋯錫合金和鋼屬于金屬材料，混凝土屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料 D．在高溫下，鋼和水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 解析　鋼是鐵碳合金，其硬度

2、大于純鐵，但熔點(diǎn)低于純鐵。 答案　B 2．(2013·寶雞質(zhì)檢)已知下列轉(zhuǎn)化關(guān)系中，M、N均為單質(zhì)，則M可能是(　　)。 M＋NQQ溶液M＋N A．Na B．Al C．Fe D．Cu 解析　Na、Al、Fe均為活潑金屬，電解相關(guān)溶液不能制取其單質(zhì)；電解銅鹽溶液可以生成銅單質(zhì)，轉(zhuǎn)化關(guān)系可能是Cu＋Cl2CuCl2CuCl2溶液Cu＋Cl2。 答案　D 3．(2013·鄭州質(zhì)檢)釣魚(yú)島群島的東海海域及部分太平洋海域探明為海底熱水礦床。海底熱水礦床是沉積著由巖漿熱氣從地底噴出的金、銅、鋅、稀有金屬等區(qū)域。下列說(shuō)法正確的是 (　　)。 A．金不

3、溶于任何溶液 B．銅、鋅在空氣中均能被氧化成對(duì)應(yīng)的氧化物 C．銅鋅合金的熔點(diǎn)低于銅或鋅的熔點(diǎn) D．2963Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為34 解析　金能夠溶于王水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；銅在空氣中被腐蝕生成銅銹，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B項(xiàng)錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的都低，C項(xiàng)正確；2963Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(63－29)－29＝5，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　C 4．氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，能在氯氣中燃燒，也能與酸反應(yīng)。用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50 ℃時(shí)反應(yīng)可生成CuH。下列敘述中錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．“某物質(zhì)”具有

4、還原性 B．CuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2 C．CuH與足量稀硝酸反應(yīng)：CuH＋3H＋＋NO3－===Cu2＋＋NO↑＋2H2O D．CuH在氯氣中燃燒：CuH＋Cl2===CuCl＋HCl 解析　A項(xiàng)，用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50 ℃時(shí)反應(yīng)可生成CuH，Cu元素由＋2價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，則CuSO4作氧化劑，“某物質(zhì)”為還原劑，表現(xiàn)出還原性；B項(xiàng)，CuH與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2CuH＋4HCl===2CuCl2＋3H2↑；C項(xiàng)，HNO3具有強(qiáng)氧化性，與CuH反應(yīng)時(shí)，＋1價(jià)Cu、－1價(jià)H均被氧化成最高價(jià)態(tài)；D項(xiàng)，Cl2具有強(qiáng)氧化性，CuH具有強(qiáng)還原性，二者反應(yīng)會(huì)生成CuCl2和H

5、Cl。 答案　D 5．(2013·黑龍江質(zhì)檢)硝酸銅是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，化學(xué)上有很多方法可以制取硝酸銅：①將銅溶于硝酸中、②先將銅與O2反應(yīng)生成CuO，再溶于硝酸中、③將銅溶于N2O4的乙酸乙酯(溶劑，不參加反應(yīng))溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認(rèn)識(shí)或判斷錯(cuò)誤的是 (　　)。 A．方法③是最經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的 B．方法①中，若從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的角度考慮，用稀硝酸比用濃硝酸好 C．方法②需要消耗能源，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染 D．方法③中N2O4既是氧化劑又是還原劑 解析?、佟ⅱ鄱忌晌廴拘詺怏w，制取同樣的硝酸銅，用稀硝酸比用濃硝酸耗酸量少，②不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)

6、化為Cu(NO3)2。 答案　A 6．某地污水中含有Zn2＋、Hg2＋、Fe3＋、Cu2＋四種陽(yáng)離子。甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計(jì)的從該污水中回收金屬銅的方案如下： 甲： 乙： 丙： 下列判斷正確的是 (　　)。 A．三種實(shí)驗(yàn)方案都能制得純凈的銅 B．乙方案中加過(guò)量鐵粉可以將四種陽(yáng)離子全部還原 C．甲方案中的反應(yīng)涉及置換、分解、化合、復(fù)分解四種反應(yīng)類型 D．丙方案會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染 解析　甲方案得到的濾渣中含有Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2，加熱后得到HgO、Fe2O3和CuO，通H2還原后不能得到純凈的銅；乙方案中加入過(guò)量鐵粉，過(guò)

7、濾所得的濾渣中含有鐵、銅、汞等物質(zhì)，最后也不能得到純凈的銅；丙方案中用鹽酸溶解了濾渣中過(guò)量的鐵，最后可以得到純凈的銅。因?yàn)殇\比鐵活潑，所以乙方案中加入的鐵不能還原Zn2＋。甲方案中沒(méi)有涉及化合反應(yīng)。丙方案可能會(huì)產(chǎn)生汞和酸性廢水，從而導(dǎo)致環(huán)境污染。 答案　D 7．(2013·成都聯(lián)考)銅有兩種常見(jiàn)的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天平測(cè)量)Cu(OH)2，固體，將其加熱，有銅的氧化物生成，剩余固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖1所示。另外，某同學(xué)繪制了三條表示銅的氧化物的質(zhì)量與其所含銅元素質(zhì)量的關(guān)系曲線，如圖2所示。則下列分析正確的是 (　　)。 A．圖1中產(chǎn)物a、

8、b的化學(xué)式分別為Cu2O和CuO B．圖1整個(gè)過(guò)程中共生成0.26 g H2O C．圖2三條曲線中，表示CuO和其所含Cu元素質(zhì)量的關(guān)系曲線是曲線A D．圖2中繪制錯(cuò)誤的曲線共2條 解析　0.98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01 mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01 mol×80 g·mol－1＝0.80 g，所以a點(diǎn)是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005 mol×144 g·mol－1＝0.72 g，所以b點(diǎn)是Cu2O，A錯(cuò)誤。根據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)2CuO＋H2O，4CuO2Cu2O＋O2↑，反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生0.01 mol H2O，即0.18 g，B錯(cuò)誤

9、。CuO和其所含銅元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g計(jì)算)為10 g CuO中含8 g銅元素，觀察圖2知，曲線B符合上述質(zhì)量關(guān)系(表示的是CuO)。而曲線A上的任何一點(diǎn)都表示金屬氧化物的質(zhì)量小于其所含金屬元素的質(zhì)量，這是錯(cuò)誤的，曲線C不符合Cu2O和其所含的銅元素的質(zhì)量關(guān)系，所以C錯(cuò)誤、D正確。 答案　D 二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共58分) 8．(13分)歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應(yīng)用。 (1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學(xué)角度來(lái)看，主要是利用它們的________。 A．硬度適中 B．密度適中 C．在自然界里都可得到純凈的單質(zhì) D．不活潑

10、性 (2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，這肯定是________幣，黑色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，綠色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________，這枚金屬幣的真面目為_(kāi)_______色。另外一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是________幣，表面一直未被氧化的原因是______________________________________________________________。 (3)不法分子有時(shí)用銅鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中能有效鑒別其真假的是_

11、_______。 A．觀察顏色 B．查看圖案 C．用手掂量輕重 D．滴一滴硝酸在幣的表面，觀察現(xiàn)象 解析　(1)金、銀、銅都屬于不活潑金屬，易加工，因此，在歷史上都曾經(jīng)用作貨幣。(2)銅穩(wěn)定性略微差一些，容易與氧氣、水蒸氣等物質(zhì)反應(yīng)而“生銹”。金的化學(xué)性質(zhì)最不活潑，在空氣中更穩(wěn)定。(3)有些假金幣外形逼真，看上去也是“金光閃閃”，密度和真金幣差不太多，手不太容易掂出來(lái)。假金幣中的Zn、Cu均可與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，而Au不與硝酸反應(yīng)。 答案　(1)D (2)銅　氧化銅　2Cu＋O2===2CuO　Cu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　

12、紅　金 金不活潑，不易被氧化 (3)D 9．(15分)高溫條件下，輝銅礦(主要成分為Cu2S)通適量的空氣可冶煉金屬銅，經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)可得到B和D、E。G為磚紅色沉淀。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)輝銅礦(Cu2S)通適量的空氣冶煉金屬銅的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________，其中氧化劑為_(kāi)________________________________。 (2)E的濃溶液與Cu發(fā)生反應(yīng)②的化學(xué)方程式是________________________ ____________________________________________________________

13、_____。 (3)利用電解可提純銅，在該電解反應(yīng)中陽(yáng)極物質(zhì)是________，電解質(zhì)溶液是________。 (4)自然界中當(dāng)膽礬礦與黃鐵礦(主要成分為FeS2)相遇時(shí)會(huì)緩慢發(fā)生下列反應(yīng)產(chǎn)生輝銅礦。對(duì)反應(yīng)：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O===7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，被氧化的硫和被還原的硫的質(zhì)量比為_(kāi)_______。 解析　(1)根據(jù)圖示，Cu2S與O2的反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，結(jié)合B與O2的反應(yīng)條件，可以推斷B為SO2，該反應(yīng)為Cu2S＋O2(適量)2Cu＋SO2。反應(yīng)中Cu、O的化合價(jià)降低，因此氧化劑為O2和Cu2S。(2)B為SO2，則D為SO3，E為H2SO

14、4。反應(yīng)②為Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(3)電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，含Cu2＋的鹽溶液作電解質(zhì)溶液。(4)根據(jù)化學(xué)方程式中硫元素的化合價(jià)變化，可知被氧化的硫和被還原的硫的質(zhì)量比為3∶7。 答案　(1)Cu2S＋O2(適量)2Cu＋SO2　O2和Cu2S (2)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O (3)粗銅　硫酸銅或含Cu2＋的鹽溶液 (4)3∶7 10．(15分)某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為： (1)雜銅中含有大量的有機(jī)物，可采用灼燒的方法除去有機(jī)物，灼燒時(shí)將瓷坩堝置于_

15、_______上(用以下所給儀器的編號(hào)填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用________，灼燒后的坩堝應(yīng)放在________上，不能直接放在桌面上。 實(shí)驗(yàn)所用儀器： a．蒸發(fā)皿　　b．石棉網(wǎng)　　c．泥三角　　d．表面皿　　e．坩堝鉗　　f．試管夾 (2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是___________________________________________________。 a．灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原 b．灼燒不充分銅未被完全氧化 c．氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅 d．該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化 (3)通過(guò)途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧

16、化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過(guò)濾、________、冷卻結(jié)晶、________、自然干燥。 (4)由粗制氧化銅通過(guò)兩種途徑制取膽礬，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________________________、 _________________________________________________________________。 (5)在測(cè)定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水x值的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中：稱量操作至少進(jìn)行________次。 (6)若測(cè)定結(jié)果x值偏高，可能的原

17、因是________________________________ _____________________________________________________ (填字母編號(hào))。 a．加熱溫度過(guò)高 b．膽礬晶體的顆粒較大 c．加熱后放在空氣中冷卻 d．膽礬晶體部分風(fēng)化 解析　(1)因加熱坩堝時(shí)溫度較高，應(yīng)放在泥三角上進(jìn)行加熱，且取用坩堝時(shí)要用坩堝鉗，并且為防止坩堝炸裂和燒壞桌面，燒后的坩堝要在石棉網(wǎng)上冷卻，不能直接放在桌面上。(2)灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原。(3)利用途徑Ⅱ制取膽礬時(shí)，

18、必須先加酸將氧化銅溶解，加熱通氧氣將Cu氧化，過(guò)濾除去粗制氧化銅中的不溶物雜質(zhì)后，然后再蒸發(fā)溶劑，冷卻結(jié)晶，再過(guò)濾得晶體，最后將其干燥，由此可寫出答案。(4)根據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)化學(xué)方程式Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途徑Ⅱ的反應(yīng)化學(xué)方程式2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)2CuSO4＋2H2O，可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是：①產(chǎn)生等量的膽礬比途徑Ⅰ耗硫酸少；②途徑Ⅱ不產(chǎn)生污染大氣的氣體(SO2)。(5)稱量操作至少進(jìn)行4次，分別是：①稱量坩堝；②稱量加入晶體后的坩堝；③稱量加熱冷卻后的坩堝；④稱量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱量的值相差不超過(guò)0.1 g。(6)若測(cè)定結(jié)果x值偏高

19、，可能是加熱溫度過(guò)高使CuSO4晶體中的CuSO4分解了，其他三項(xiàng)均使x值偏低。 答案　(1)c　e　b　(2)a、b　(3)蒸發(fā)　過(guò)濾　(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少　途徑Ⅱ不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體　(5)4　(6)a 11．(15分)(2011·福建，24)四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產(chǎn)品的一種工藝流程示意如下： 回答下列問(wèn)題： (1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生： 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ 2TiO2＋(無(wú)色)＋Fe＋4H＋===2

20、Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(無(wú)色)＋Fe2＋＋2H＋ 加入鐵屑的作用是________________________________________________。 (2)在②→③工藝過(guò)程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在________范圍。 (3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3雜質(zhì)，還可制得鈦白粉。已知25 ℃時(shí)，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K＝______

21、__。 (4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1 2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221 kJ·mol－1 寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式：_________________________________________________________________。 (5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念，該工藝流程中存在的不足之處是________(只要求寫出一項(xiàng))。 (6)依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜

22、質(zhì)的TiCl4，可采用________方法。 TiCl4 SiCl4 熔點(diǎn)/℃ －25.0 －68.8 沸點(diǎn)/℃ 136.4 57.6 解析　(1)由題目所給的反應(yīng)可以看出加入鐵屑使溶液中的Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe2＋，保護(hù)TiO2＋不被Fe3＋氧化。 (3)由Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39可得c(Fe3＋)·c3(OH－)＝2.79×10－39 K＝＝＝ ＝＝2.79×103。 (4)利用蓋斯定律：兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加即得所要的熱化學(xué)方程式TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1。 (5)由工業(yè)流程圖可以得出該生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了工業(yè)三廢。 (6)TiCl4與SiCl4的沸點(diǎn)差異很大，所以采用蒸餾的方法進(jìn)行分離。 答案　(1)使Fe3＋還原為Fe2＋；保護(hù)TiO2＋不被Fe3＋氧化　(2)10－9 m～ 10－7 m(或其他合理答案)　(3)2.79×103　(4)TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(l)＋2CO(g)　ΔH＝－81 kJ·mol－1?！?5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)　(6)蒸餾(或分餾或精餾)