2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 基礎(chǔ)課時(shí)4 銅及其化合物 金屬材料限時(shí)訓(xùn)練（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第3章 基礎(chǔ)課時(shí)4 銅及其化合物 金屬材料限時(shí)訓(xùn)練（含解析） 1．(xx吉安質(zhì)檢)“東方之冠”的主體結(jié)構(gòu)是用國(guó)產(chǎn)Q460鋼制成的。下列有關(guān)Q460鋼的說(shuō)法可能不正確的是 (　　)。 A．硬度比純鐵大　 B．性能優(yōu)于普通鋼 C．熔點(diǎn)比純鐵高　 D．屬于合金 解析　合金的硬度比其組分金屬的大，熔點(diǎn)比其組分金屬的低，故選C。 答案　C 2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法不正確的是 (　　)。 A．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Cu都是用熱還原法制得的 C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子 D．越活潑的金屬越難冶煉 解析　合金的化學(xué)性質(zhì)與成分金屬的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)略有不同，A正確；Mg在工業(yè)上用電解法冶煉，Cu用熱還原法冶煉，B錯(cuò)誤；金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是Mn＋＋ne－===M，C正確；金屬越活潑，則金屬離子的氧化性越弱，越難被還原，D正確。 答案　B 3．(xx寶雞中學(xué)測(cè)試)下列關(guān)于金屬的冶煉方法敘述不正確的是 (　　)。 金屬 存在形式 冶煉方法 A 金 游離態(tài) 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離 B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉 C 鐵 化合態(tài) 鋁的金屬性比鐵強(qiáng)，可用鋁熱法煉鐵 D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強(qiáng)，一般還原劑很難將其還原出來(lái)，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉 解析　鈉一般是由電解熔融NaCl的方法來(lái)制取，而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。同時(shí)注意，此題易誤選C，一般認(rèn)為鐵是由CO還原Fe2O3制得，但在實(shí)際生活中，在鐵軌焊接等方面時(shí)，是用鋁熱反應(yīng)來(lái)制取的。 答案　D 4．某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表所示： 熔點(diǎn)/℃ 密度/gcm－3 硬度(金剛石為10) 導(dǎo)電性(銀為100) 某合金 2 500 3.00 7.4 2.3 鐵 1 535 7.86 4.5 17 還知該合金耐腐蝕，強(qiáng)度大，從以上性能看，該合金不適合作 (　　)。 A．導(dǎo)線(xiàn)　 B．門(mén)窗框　 C．爐具　 D．飛機(jī)外殼 解析　該合金熔點(diǎn)高，硬度大，密度小，B、C、D項(xiàng)中的應(yīng)用均適合，但導(dǎo)電性?xún)H為Ag的0.023倍，不適合作導(dǎo)線(xiàn)。 答案　A 5．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　①、③都生成污染性氣體，②不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。 答案　A 6．CuSO4是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是 (　　)。 A．相對(duì)于途徑②，途徑①更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 B．Y可以是葡萄糖溶液 C．X可能是SO2和SO3的混合氣體 D．將CuSO4溶液蒸發(fā)，利用余熱蒸干，可制得膽礬晶體 解析　途徑①中會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)SO2而途徑②不會(huì)，A錯(cuò)誤；CuSO4與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)會(huì)生成新制Cu(OH)2懸濁液，葡萄糖溶液能還原新制Cu(OH)2懸濁液生成Cu2O，B正確；CuSO4熱分解過(guò)程中，銅元素價(jià)態(tài)降低，故必有化合價(jià)升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合價(jià)能升高，故X中必有O2，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)操作會(huì)導(dǎo)致開(kāi)始得到的膽礬晶體失去結(jié)晶水，D錯(cuò)誤。 答案　B 7．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＋＋NO===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元素的化合價(jià)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HCl。 答案　D 8．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 下列說(shuō)法中不正確的是 (　　)。 A．合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B．銅銀都能與稀硝酸反應(yīng)，收集到的V L氣體可能全為NO C．操作Ⅰ是過(guò)濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ應(yīng)是烘干 D．根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 解析　解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)沒(méi)有告訴硝酸的濃度，合金與硝酸反應(yīng)放出的氣體中可能含有NO2；(2)W g固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。 答案　D 9．已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu＋Cu2＋＋Cu。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下： 加入 試劑 稀硫酸 濃硫酸、加熱 稀硝酸 濃硝酸 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 紅色固體和 藍(lán)色溶液 無(wú)色氣體和 藍(lán)色溶液 無(wú)色氣體和 藍(lán)色溶液 紅棕色氣體 和藍(lán)色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是 (　　)。 A．Cu B．Cu2O C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析　H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，產(chǎn)物中加入稀H2SO4溶液變藍(lán)和得到紅色固體，證明產(chǎn)物中含Cu2O，在酸性條件下2Cu＋Cu2＋＋Cu，故不能證明產(chǎn)物中是否含有Cu。 答案　D 10．(xx衡水二模)部分氧化的FeCu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理： 下列說(shuō)法正確的是 (　　)。 A．濾液A中的陽(yáng)離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋ B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 g D．V＝896 mL 解析　根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，故A中無(wú)Fe3＋則A項(xiàng)錯(cuò)誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B項(xiàng)正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g－2.24 g＝3.52 g，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的H2的體積小于896 mL，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案　B 11．工業(yè)上以廢銅為原料經(jīng)一系列化學(xué)反應(yīng)可生產(chǎn)氯化亞銅(CuCl)，其工藝流程如下圖所示： 試回答下列問(wèn)題： (1)工業(yè)生產(chǎn)Cl2時(shí)，尾氣常用石灰乳吸收，而不用燒堿溶液吸收的原因是______________________________________________________________。 (2)還原過(guò)程中的產(chǎn)物為Na[CuCl2]，試寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式___________ ____________________________________________________________。 制備過(guò)程中當(dāng)氯化完成后必須經(jīng)還原過(guò)程再制得CuCl，為什么不用一步法制得CuCl? (已知Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl) ___________________________________________________________。 (3)還原過(guò)程中加入少量鹽酸的作用是________________________，加入過(guò)量NaCl的原因是___________________________________________________ ___________________________________________________。 (4)合成結(jié)束后所得產(chǎn)品用酒精淋洗的目的是___________________________ ___________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)室中在CuCl2熱溶液中通入SO2氣體也可制備白色的CuCl沉淀，試寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式________________________________________ ______________________________________________________________。 解析　(1)主要從原料經(jīng)濟(jì)性的角度來(lái)回答。(2)產(chǎn)物Na[CuCl2]中Cu元素的化合價(jià)為＋1價(jià)，因此還原過(guò)程發(fā)生的是歸中反應(yīng)。(3)主要考查鹽類(lèi)水解和化學(xué)平衡知識(shí)。(4)產(chǎn)品用酒精洗滌，是因?yàn)榫凭悬c(diǎn)低，易揮發(fā)，產(chǎn)品易晾干，可防止CuCl被空氣氧化。(5)反應(yīng)中CuCl2被還原為CuCl，則SO2被氧化為H2SO4。 答案　(1)石灰乳來(lái)源豐富，成本低 (2)CuCl2＋2NaCl＋Cu===2Na[CuCl2]　CuCl沉淀沉積Cu表面阻礙反應(yīng)的進(jìn)行 (3)防止Cu2＋水解　增大NaCl的濃度有利于生成更多Na[CuCl2]，提高產(chǎn)率 (4)使CuCl盡快干燥，防止其被空氣氧化 (5)2Cu2＋＋2Cl－＋SO2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO 12．合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機(jī)可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為_(kāi)________________________， 工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得，提取過(guò)程中通入的氣體為_(kāi)_____________。 ②Al－Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜，其化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。焊接過(guò)程中使用的保護(hù)氣為_(kāi)_________________(填化學(xué)式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為_(kāi)__________________________ _____________________________________________。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成，則在煉鐵過(guò)程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為_(kāi)_____________。 (3)航母螺旋漿主要用銅合金制造。 ①80.0 g Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入過(guò)量氨水，過(guò)濾得白色沉淀39.0 g，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______________________。 ②為分析某銅合金的成分，用酸將其完全溶解后，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，當(dāng)pH＝3.4時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)沉淀，分別在pH為7.0、8.0時(shí)過(guò)濾沉淀。結(jié)合下圖信息推斷該合金中除銅外一定含有____________________。 解析　(3)①因加入過(guò)量的氨水會(huì)發(fā)生反應(yīng)Cu2＋＋4NH3H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，故得到的白色沉淀為Al(OH)3，物質(zhì)的量為0.5 mol，據(jù)Al原子守恒可知Al的質(zhì)量為13.5 g，則Cu的質(zhì)量為66.5 g，Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為83.1%。②由圖像可知，F(xiàn)e3＋在pH≈1.9時(shí)開(kāi)始沉淀，在pH≈3.2時(shí)沉淀完全，依次類(lèi)推。pH＝3.4時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe3＋，則一般也無(wú)Fe2＋，因?yàn)镕e2＋在空氣中會(huì)被氧化成Fe3＋，此時(shí)的沉淀為Al(OH)3；pH＝7.0時(shí)過(guò)濾出的沉淀為Al(OH)3和Cu(OH)2；pH＝8.0時(shí)過(guò)濾出的沉淀為Ni(OH)2。 答案　(1)①第三周期第ⅢA族　CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O　Ar(其他合理答案均可) (2)①吸氧腐蝕 ②CaCO3或CaO (3)①83.1%?、贏l、Ni 13．(xx青島模擬)某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究銅的常見(jiàn)化學(xué)性質(zhì)，過(guò)程設(shè)計(jì)如下。 提出猜想 問(wèn)題1：在周期表中，銅與鋁的位置很接近，銅不如鋁活潑，氫氧化鋁具有兩性，氫氧化銅也有兩性嗎？ 問(wèn)題2：鐵和銅都有變價(jià)，一般情況下，正二價(jià)鐵的穩(wěn)定性小于正三價(jià)的鐵，正一價(jià)銅的穩(wěn)定性也小于正二價(jià)的銅嗎？ 問(wèn)題3：氧化銅有氧化性，能被H2、CO還原，它也能被氮的某種氣態(tài)氫化物還原嗎？ 實(shí)驗(yàn)探究 Ⅰ.解決問(wèn)題1 (1)需用到的藥品除銅、鋁、1 molL－1 CuSO4溶液、稀H2SO4外還需____________________(填試劑的化學(xué)式)溶液。 (2)配制1 molL－1 CuSO4溶液250 mL，選用的儀器除燒杯、托盤(pán)天平、玻璃棒、量筒、膠頭滴管外，還有______________________(填儀器名稱(chēng))。 (3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模阏J(rèn)為應(yīng)進(jìn)行哪些相關(guān)實(shí)驗(yàn)？ 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟： ①Cu與稀H2SO4反應(yīng)； ②________________________________________________________________________________________________________________________________； ③_______________________________________________________________________________________________________________________________。 Ⅱ.解決問(wèn)題2 取一定量制得的氫氧化銅固體，于坩堝中灼燒，當(dāng)溫度達(dá)到80～100 ℃得到黑色固體粉末；繼續(xù)加熱至1 000 ℃以上，黑色粉末全部變成紅色粉末氧化亞銅；取適量紅色氧化亞銅粉末于潔凈試管中，加入過(guò)量的稀硫酸(或鹽酸)，得到藍(lán)色溶液，同時(shí)觀(guān)察到試管底部還有紅色固體存在。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答問(wèn)題。 (1)寫(xiě)出氧化亞銅與稀硫酸(或鹽酸)反應(yīng)的離子方程式： __________________________________________________________。 (2)從實(shí)驗(yàn)Ⅱ可得出的結(jié)論是______________________________________ ______________________________________________________________。 Ⅲ.解決問(wèn)題3 設(shè)計(jì)如下裝置(夾持裝置未畫(huà)出)： 當(dāng)?shù)哪撤N氣態(tài)氫化物(X)緩緩?fù)ㄟ^(guò)灼熱的氧化銅時(shí)，觀(guān)察到氧化銅由黑色變成了紅色，無(wú)水硫酸銅變成藍(lán)色，生成物中還有一種無(wú)污染的氣體Y；將X通入灼熱的CuO燃燒管完全反應(yīng)后，消耗0.01 mol X，測(cè)得B裝置增重0.27 g，并收集到0.14 g單質(zhì)氣體Y。 (1)研究小組同學(xué)驗(yàn)證燃燒管生成的紅色物質(zhì)是銅，你認(rèn)為他們驗(yàn)證的方法是___________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)X氣體的摩爾質(zhì)量是________。 (3)C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________ ______________________________________________________________。 解析?、?(1)驗(yàn)證氫氧化銅具有兩性，也就是驗(yàn)證其既能溶于酸溶液，又能溶于堿溶液，故還需NaOH溶液。(2)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，最重要的儀器就是容量瓶，注意容量瓶的規(guī)格必須是250 mL。(3)根據(jù)(1)的分析可知，進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)需先制備Cu(OH)2，然后分別與稀硫酸、NaOH溶液反應(yīng)。 Ⅱ.(1)根據(jù)信息，Cu＋在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生歧化反應(yīng)，生成單質(zhì)Cu和Cu2＋。結(jié)合氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒及原子守恒即可完成反應(yīng)的離子方程式。 Ⅲ.(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ的信息，可用稀硫酸(或鹽酸)驗(yàn)證紅色物質(zhì)是銅。因?yàn)殂~不溶于稀硫酸，而氧化亞銅溶于稀硫酸，得到藍(lán)色溶液。(2)設(shè)X的化學(xué)式為NaHb，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO＋NaHb―→Cu＋H2O＋N2(未配平)。根據(jù)題意，NaHb、H2O、N2的物質(zhì)的量分別為0.01 mol、0.015 mol、0.005 mol，三者物質(zhì)的量之比為2∶3∶1。假定NaHb、H2O、N2的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為2、3、1，結(jié)合原子守恒將化學(xué)方程式配平可知a＝1、b＝3，故X為NH3，其摩爾質(zhì)量為17 gmol－1。(3)根據(jù)(2)可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2。 答案?、?(1)NaOH　(2)250 mL容量瓶　(3)②用CuSO4溶液和NaOH溶液反應(yīng)制Cu(OH)2?、蹖u(OH)2分別與稀硫酸、NaOH溶液反應(yīng) Ⅱ.(1)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O (2)80～100 ℃時(shí)，Cu2＋穩(wěn)定；1 000 ℃以上Cu＋穩(wěn)定；在酸性環(huán)境中Cu2＋穩(wěn)定，Cu＋不穩(wěn)定 Ⅲ.(1)將紅色物質(zhì)置于稀硫酸中，若溶液不變藍(lán)，則說(shuō)明紅色物質(zhì)為Cu　(2)17 gmol－1　(3)2NH3＋3CuO3Cu＋3H2O＋N2