高考化学一轮总复习 第三章 金属及其化合物 第11讲 铜及其重要化合物金属材料限时训练

“讲忠诚、严纪律、立政德”三者相互贯通、相互联系。忠诚是共产党人的底色，纪律是不能触碰的底线，政德是必须修炼的素养。永葆底色、不碰底线铜及其重要化合物金属材料选题细目表考查知识点基础题中档题较难题1.铜及其化合物46、97、112.金属材料及金属矿物的利用1、2、35、8、10一、选择题(本题包括7个小题，每小题6分，共42分，每小题仅有一个选项符合题意)1“东方之冠”的主体结构是用国产Q460钢制成的。下列有关Q460钢的说法可能不正确的是()A硬度比纯铁大B性能优于普通钢C熔点比纯铁高 D属于合金解析：合金的硬度比其组分金属的大，熔点比其组分金属的低。答案：C2下列有关金属的说法中，不正确的是( )A青铜、不锈钢、硬铝都是合金B铜表面易形成致密的氧化膜C工业上用电解熔融MgCl2的方法制取金属镁D铝是活泼金属，但在空气中耐腐蚀解析：通常情况下Cu表面生成铜绿(碱式碳酸铜)，该物质非常疏松；Al易氧化生成致密的Al2O3薄膜，防止内部Al继续氧化。答案：B3下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是()选项金属存在形式冶炼方法A金游离态金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼解析：钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得，但在实际生活中，在铁轨焊接等方面时，是用铝热反应来制取的。答案：D4CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是()A相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想BY可以是葡萄糖溶液CX可能是SO2和SO3的混合气体D将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体解析：途径中会产生有毒物质SO2而途径不会，A错误；CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成新制Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，B正确；CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合价能升高，故X中必有O2，C错误；D项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D错误。答案：B5铅的冶炼大致过程如下：富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；焙烧：2PbS3O22PbO2SO2；制粗铅：PbOCPbCO；PbOCOPbCO2。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 碳解析：富集方铅矿的过程属于物理变化，A错；B项中还原产物除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。答案：D6已知酸性条件下有如下反应：2CuCu2Cu。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和蓝色溶液无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACuBCu2OC一定有Cu，可能有Cu2OD一定有Cu2O，可能有Cu解析：H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，产物中加入稀H2SO4溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu2O，在酸性条件下2Cu=Cu2Cu，故不能证明产物中是否含有Cu。答案：D7(2016·衡水二模)部分氧化的Fe­Cu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、Fe3、HB样品中Fe元素的质量为2.24 gC样品中CuO的质量为4.0 gDV896 mL解析：根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3不共存，故A中无Fe3则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B项正确；样品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故标准状况下生成的H2的体积小于896 mL，D项错误。答案：B二、非选择题(本题包括4个小题，共58分)8(14分)金属材料是使用最广泛的一种材料，从古代到现代，金属材料经历了几次较大的变革。请回答下列问题：(1)下面表格中的数据(铁和铜的某些物理数据)摘自某化学手册。金属颜色熔点/沸点/Fe银白色7.861 5352 7500.44Cu红色8.921 0832 5670.38由表可推知，人类最早使用的金属材料是_，请写出判断的理由：_。(2)考古中出土的青铜器、铁剑等往往锈迹斑斑。请完成下面铜、铁制品在自然条件下发生锈蚀的化学方程式：CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3FeO2H2O=Fe2O3·nH2O(3)镁、铝是现代人常用的金属材料，这些活泼金属的冶炼方法是_法，工业生产中，镁的冶炼采用的反应物是_，铝的冶炼采用的反应物是_。解析：(1)由于铜的熔点低于铁的熔点，限于当时人类的冶炼条件，熔点低的铜先被人类利用。(2)采用氧化还原反应的配平方法可以配平两个化学方程式。(3)活泼金属可采用电解法冶炼，冶炼不同的金属时，采用的原料的类别可能不同，但都是在熔融状态下进行的。答案：(1)铜铜的熔点低于铁的熔点(2)21111432n2(3)电解熔融氯化镁(或MgCl2)熔融氧化铝(或Al2O3)9. (2017·临汾检测)(14分)CuCl是有机合成的重要催化剂，并用于颜料、防腐等工业。工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)，生产CuCl的工艺流程如下：物质开始沉淀时溶液的pH沉淀完全时溶液的pHFe(OH)32.73.7Cu(OH)25.66.7Al(OH)33.84.7已知：CuCl溶于NaCl的浓溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀释后可生成CuCl沉淀。(1)煅烧的主要目的是_。(2)操作为调节溶液的pH，范围为_，加入的物质X可以是_(填字母)。ACuO BCu(OH)2CNaOH溶液 DCaCO3(3)滤渣的主要成分是_。(4)往滤液中加入食盐并通入SO2可生成CuCl，请写出反应的离子方程式：_。解析：(1)铜在废铜料中主要以铜单质的形式存在，综观整个流程图可知，CuCl需从溶液中提取，故煅烧的目的是将铜转化为溶于酸的氧化物。(2)调节溶液中的pH时，应保证使Fe3和Al3完全沉淀，而Cu2不能沉淀，故溶液的pH范围为4.7pH<5.6，加入的物质能消耗，但不能在含铜离子的溶液中引入新的杂质，再结合后面反应中需加入NaCl，符合要求的有ABC三项。(3)溶液的pH在4.7pH<5.6时，Fe3和Al3完全转化为相应的氢氧化物沉淀，滤渣的主要成分为：Fe(OH)3和Al(OH)3。(4)根据题给的反应物和生成物，再结合氧化还原反应的基本规律可写出反应的方程式：2H2O2Cu2SO24Cl=2CuClSO4H。答案：(1)使铜转化为可溶于酸的氧化物(2)4.7pH<5.6ABC(3)Fe(OH)3和Al(OH)3(4)2H2O2Cu2SO24Cl=2CuClSO4H10(14分)合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。铝元素在周期表中的位置为_，工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。Al­Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(2)航母舰体材料为合金钢。舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu­Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合金中Cu的质量分数为_。为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH3.4时开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有_。解析：(3)因加入过量的氨水会发生反应Cu24NH3·H2O=Cu(NH3)424H2O，故得到的白色沉淀为Al(OH)3，物质的量为0.5 mol，据Al原子守恒可知Al的质量为13.5 g，则Cu的质量为66.5 g，Cu的质量分数约为83.1%。由图象可知，Fe3在pH1.9时开始沉淀，在pH3.2时沉淀完全，依次类推。pH3.4时才开始出现沉淀，说明溶液中没有Fe3，则一般也无Fe2，因为Fe2在空气中会被氧化成Fe3，此时的沉淀为Al(OH)3；pH7.0时过滤出的沉淀为Al(OH)3和Cu(OH)2；pH8.0时过滤出的沉淀为Ni(OH)2。答案：(1)第三周期第A族CO2Al2O32NaOH=2NaAlO2H2OAr(其他合理答案均可)(2)吸氧腐蚀CaCO3或CaO(3)83.1%Al、Ni11(16分)某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下。提出猜想。问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，铜不如铝活泼，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜也有两性吗？问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？问题3：氧化铜有氧化性，能被H2、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？实验探究。.解决问题1。(1)需用到的药品除铜、铝、1 mol·L1 CuSO4溶液、稀H2S