（四川專用）2014屆高考化學總復習 第3章 第4講《銅及其化合物　金屬材料》解析訓練

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1、第四講銅及其化合物金屬材料一、選擇題(本題共7個小題，每題6分，共42分，每個小題只有一個選項符合題意)1(2013山東青島測試)所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物。根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點，判斷其中不能形成合金的是 ()。NaCuAlFe熔點/97.51 0836601 535沸點/8832 5952 2003 000ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na解析分析數(shù)據(jù)得出，鐵的熔點(1 535 )高于Na的沸點(883 )，無法制得合金。答案C2合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點是 ()。合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般地，合金的熔點

2、比它的各成分金屬的更低改變原料的配比、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金合金比純金屬的導電性更強合金比純金屬的應用范圍更廣泛A B C D解析合金的機械性能比各成分金屬的大，故正確；根據(jù)教材知識，是正確的；合金的電阻率比純金屬要大，故是錯誤的；合金由于性能好而應用更廣泛，是正確的。答案A3(2013內(nèi)江調(diào)研)氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應物”在4050 時反應可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應能產(chǎn)生氣體。下列有關推斷中錯誤的是 ()。A這里的“另一種反應物”具有還原性BCuH可作氧化劑、還原劑CCuHCl2=CuClHCl(燃

3、燒)DCuHHCl=CuClH2(常溫)解析C項中Cl2具有強氧化性，產(chǎn)物應為CuCl2和HCl。答案C4(2013云南曲靖二模)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：下列說法正確的是()。A濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gDV896 mL解析根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3不共存，則A項錯誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，則C項錯誤；2.24 g Fe元

4、素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯誤。答案B5(2013黑龍江質(zhì)檢)硝酸銅是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，化學上有很多方法可以制取硝酸銅：將銅溶于硝酸中、先將銅與O2反應生成CuO，再溶于硝酸中、將銅溶于N2O4的乙酸乙酯(溶劑，不參加反應)溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認識或判斷錯誤的是 ()。A方法是最經(jīng)濟和環(huán)保的B方法中，若從經(jīng)濟和環(huán)保的角度考慮，用稀硝酸比用濃硝酸好C方法需要消耗能源，對環(huán)境不產(chǎn)生污染D方法中N2O4既是氧化劑又是還原劑解析、都生成污染性氣體，不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。答案A6(2012泉州五校質(zhì)檢)為了比較鐵和銅金屬活動性強

5、弱，某研究小組的同學設計了如下一些方案，并將實驗結果記錄如下：方案現(xiàn)象或產(chǎn)物將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡，銅片上不產(chǎn)生氣泡將鐵片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生能根據(jù)以上各種現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案一共有()。A2種 B3種 C4種 D5種解析鐵能置換出銅，證明鐵比銅活潑；不能證明；不能證明；鐵能置換出稀硫酸中的氫，銅不能，證明鐵比銅活潑；鐵與銅形

6、成原電池，鐵作負極，銅作正極，證明鐵比銅活潑，共有3種方案，選項B正確。答案B7(2013宜賓調(diào)研)某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為y mol，其中Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為a，將其全部投入50 mL b molL1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(假設NO是唯一的還原產(chǎn)物)。下列說法正確的是 ()。A若金屬有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬又開始溶解B若金屬全部溶解，則溶液中一定含有Fe3C若金屬全部溶解，且產(chǎn)生336 mL氣體(標準狀況)，則b0.3D當溶液中金屬離子只有Fe3、Cu2時，則a與b的關系為：b80y解析A項中鐵銅合金與硝酸反應除生成NO外，還要生成相應的硝酸鐵、硝酸銅等

7、鹽，即溶液中存在NO，當在其中加入H2SO4時，H和NO可繼續(xù)氧化剩余的金屬，A正確；B項中，因Fe3也可以氧化Cu而被還原為Fe2，因此當金屬全部溶解時也可能只有Fe2、Cu2，B錯；C項中，因沒有告訴溶液中所含的鐵離子是Fe2還是Fe3，或兩者都有，故無法計算b；D項中，根據(jù)題設條件，n(Cu)ay，n(Fe)(1a)y，所以當溶液中只有Cu2和Fe3時它們對應的n(NO)2ay3(1a)y(3a)y，因此根據(jù)硝酸中的N守恒，硝酸的濃度b至少應等于80y，故D錯。答案A二、非選擇題(本題共4個小題，共58分)8(9分)美國航天飛機“哥倫比亞號”爆炸，是震驚世界的航天慘案。專家推測“哥倫比亞

8、”航天飛機的失事原因之一是覆蓋在航天飛機外層的一片微不足道的隔熱瓦脫離，引起飛機外表金屬溫度迅速升高而熔化解體。(1)其中照片顯示，在“哥倫比亞號”機翼下方有幾片小瓷片脫落，引起了科學家的注意，這是一種覆蓋在航天飛機表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是_。A增加航天飛機的強度，防止流星和太空垃圾撞擊而損壞航天飛機B將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機使用C便于雷達跟蹤，接受地面指揮中心的指令D在返回大氣層時，陶瓷耐高溫隔熱，有效地保護航天飛機平安返回地面(2)隔熱瓦是一種金屬陶瓷，金屬陶瓷是由陶瓷和黏結金屬組成的非勻質(zhì)的復合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高溫氧化物，黏結金屬主要是Cr、Mo、W、

9、Ti等高熔點金屬。下列關于復合材料的說法不正確的是_。A由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)叫復合材料B復合材料一般具有強度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過了單一材料C玻璃鋼是以玻璃纖維和樹脂組成的復合材料，它可做船體、汽車車身等，也可做印刷電路板D復合材料的熔、沸點一般比它的各組成成分的熔、沸點低(3)將陶瓷和黏結金屬研磨，混合均勻，成型后在不活潑氣氛中燒結，就可制得金屬陶瓷。金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點，其密度小、硬度高、耐磨、導熱性好，不會因為驟冷或驟熱而脆裂。實驗室有一金屬陶瓷制成的容器，可用來盛放下列哪些物質(zhì)_。ANaOH溶液 BKNO3溶液C氫

10、氟酸 D鹽酸解析(1)從題干信息看出，特殊陶瓷片的主要作用是隔熱、防止機體與空氣摩擦產(chǎn)生高溫而熔化。故D正確。(2)復合材料是由基體和增強體組合而成。A項敘述的物質(zhì)是合金而不是復合材料。復合材料一般具有各成分的性質(zhì)，又比各成分的性能優(yōu)良，強度高、密度小、耐高溫、耐腐蝕等。故A、D錯。(3)金屬陶瓷具有金屬的性質(zhì)和硅酸鹽的性質(zhì)，所以不能用來盛放酸性或堿性物質(zhì)。答案(1)D(2)A、D(3)B9(15分)(2012山東理綜，28)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a濃H2SO4b稀HNO3cNaOH溶液d氨水(2)用稀H

11、2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為_。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是_。a電能全部轉(zhuǎn)化為化學能b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應c溶液中Cu2向陽極移動d利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應為_。解析(1)冰銅(mCu2SnFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生

12、成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明含有Fe3。可利用Fe2的還原性來檢驗溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2。(3)Al具有較強還原性，高溫下與Cu2O反應可制得Cu：2Al3Cu2OAl2O36Cu。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時，粗銅作陽極(發(fā)生氧化反應)，精銅作陰極(Cu2發(fā)生還原反應)，較活潑金屬(Al、Zn、Cu)在陽極被氧化，不活潑金屬(Au、Pt、Ag)在陽極附近沉積，形成陽極泥，電解質(zhì)溶液中Cu2向陰極移動。電解過

13、程中，電能轉(zhuǎn)化為化學能和熱能。(5)據(jù)電池反應可知，Cu作負極，電極反應為2Cu4e=2Cu2，則正極反應為O24H4e=2H2O。答案(1)cd(2)Fe3取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(4)bd(5)4HO24e=2H2O10(17分)(2013原創(chuàng))隨著材料科學的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應用，并被譽為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑(含有V2O15、VOSO4及不溶性殘渣)，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達91.7%以上。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如表所示：物質(zhì)VOSO4V2O15NH4V

14、O3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶該工藝的主要流程如下。請回答下列問題：(1)請寫出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應的離子方程式_。(2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O15)能加快二氧化硫的氧化速率，此過程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖1)。其中a、c兩步的化學方程式可表示為_，_。(3)該工藝中沉釩率是回收釩的關鍵之一，沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨的系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O15的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)圖2和圖3，試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度的適宜值分別為_、_。解析(1)根據(jù)表格信息，V2O15難溶于水，被亞硫酸鈉還原成可溶于水的VOSO4，離子方程式

15、為V2O15SO4H=2VO2SO2H2O。(2)V2O15是催化劑，反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不變。依題意和物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖知，a反應：五氧化二釩與二氧化硫反應生成三氧化硫和四氧化二釩；c反應：VOSO4在氧氣作用下生成V2O15和SO3。(3)根據(jù)圖像知，加氯化銨系數(shù)為4、溫度為80 時沉釩率最大。答案(1)V2O15SO4H=2VO2SO2H2O(2)SO2V2O15SO3V2O44VOSO4O22V2O154SO3(3)480 11(17分)(2013菏澤模擬)埋藏在地下的青銅器銹蝕過程可以表示為：X由兩種物質(zhì)X1和X2組成，且都由四種元素構成，定性實驗表明：X1熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁

16、，而X2熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產(chǎn)生。為了定量測定X1和X2組成，某興趣小組用如圖實驗裝置對X1和X2分別做熱分解實驗(夾持裝置已省去)，實驗結束后，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體，分別稱重，裝置B和C中的質(zhì)量均增加。試回答下列問題：(1)青銅器出土后防止青銅器繼續(xù)銹蝕的關鍵是_。(2)利用上述裝置進行熱分解實驗時，對判斷A裝置中反應是否完全進行帶來困難，為解決此問題，要對B裝置進行改裝。B應改為內(nèi)裝有_(填試劑名稱)的洗氣瓶，判斷反應完全的現(xiàn)象為_。用經(jīng)改裝的裝置，某同學進行正確操作，最終得出的測定結果仍有誤差，原因是_(回答一點即可)。(3)在實驗裝置和實驗操作正確的

17、前提下，重做X1的熱分解實驗，測得裝置B和C中質(zhì)量增重之比m(B)m(C)922，_(填“能”或“否”)求出X1的化學式，若能求出X1的化學式，則化學式為_(若不能求出X1的化學式，此空不填)。(4)若測得X2中銅元素的質(zhì)量分數(shù)為59.5%(銅元素的相對原子質(zhì)量為63.5)，則X2的化學式為_。X2熱分解的化學方程式為_。解析先通過定性實驗判斷X1和X2的元素組成，加熱分解均有水珠生成，說明都是堿式鹽，X1受熱分解產(chǎn)生CO2氣體，說明X1中含有CO，因此X1的組成可表示為Cuz(OH)x(CO3)y，X2(由4種元素構成)受熱分解無CO2氣體生成，根據(jù)題中銅腐蝕過程變化示意圖，可推測X2中含有

18、的另一元素為Cl，X2的組成可表示為Cum(OH)nClp。(3)根據(jù)m(B)m(C)922m(H2O)m(CO2)，推出n(OH)n(CO)21，根據(jù)化合價代數(shù)和等于0可得出X1的化學式為Cu2(OH)2CO3。(4)X2的組成為Cum(OH)nClp，銅元素的質(zhì)量分數(shù)的表達式為Cu%100%59.5%，又根據(jù)化合價代數(shù)和等于0可得2mnp，解得np31，故X2的化學式為Cu2(OH)3Cl。結合題中性質(zhì)和現(xiàn)象不難寫出熱分解的化學方程式。答案(1)與H2O和O2隔絕(2)濃硫酸洗氣瓶中不再有氣泡冒出實驗前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實驗或反應結束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收(3)能Cu2(OH)2CO3(4)Cu2(OH)3ClCu2(OH)3Cl2CuOH2OHCl