精修版高考化學(xué)江西：第三章 課時4 銅及其化合物 金屬材料

精品文檔高考化學(xué)課時4 銅及其化合物 金屬材料(時間：45分鐘分值：100分)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日本地震后，導(dǎo)致福島第一核電站引發(fā)核危機。核反應(yīng)堆的第一層護罩是鋯錫合金外殼，第二層護罩是壓力倉，第三層護罩是用最堅固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。下列敘述錯誤的是 ()。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，其硬度大于純鐵，但熔點低于純鐵。答案B2(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()。MNQQ溶液MNANa BAl CFe DCu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CuCl2CuCl2CuCl2溶液CuCl2。答案D3(2013·鄭州質(zhì)檢)釣魚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。下列說法正確的是 ()。A金不溶于任何溶液B銅、鋅在空氣中均能被氧化成對應(yīng)的氧化物C銅鋅合金的熔點低于銅或鋅的熔點D2963Cu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項錯誤；銅在空氣中被腐蝕生成銅銹，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B項錯誤；合金的熔點一般比成分金屬的都低，C項正確；2963Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(6329)295，D項錯誤。答案C4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4050 時反應(yīng)可生成CuH。下列敘述中錯誤的是 ()。A“某物質(zhì)”具有還原性BCuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2CCuH與足量稀硝酸反應(yīng)：CuH3HNO3=Cu2NO2H2ODCuH在氯氣中燃燒：CuHCl2=CuClHCl解析A項，用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在4050 時反應(yīng)可生成CuH，Cu元素由2價變?yōu)?價，則CuSO4作氧化劑，“某物質(zhì)”為還原劑，表現(xiàn)出還原性；B項，CuH與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2CuH4HCl=2CuCl23H2；C項，HNO3具有強氧化性，與CuH反應(yīng)時，1價Cu、1價H均被氧化成最高價態(tài)；D項，Cl2具有強氧化性，CuH具有強還原性，二者反應(yīng)會生成CuCl2和HCl。答案D5(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：將銅溶于硝酸中、先將銅與O2反應(yīng)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(yīng))溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認(rèn)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，制取同樣的硝酸銅，用稀硝酸比用濃硝酸耗酸量少，不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。答案A6某地污水中含有Zn2、Hg2、Fe3、Cu2四種陽離子。甲、乙、丙三位同學(xué)設(shè)計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三種實驗方案都能制得純凈的銅B乙方案中加過量鐵粉可以將四種陽離子全部還原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；乙方案中加入過量鐵粉，過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量的鐵，最后可以得到純凈的銅。因為鋅比鐵活潑，所以乙方案中加入的鐵不能還原Zn2。甲方案中沒有涉及化合反應(yīng)。丙方案可能會產(chǎn)生汞和酸性廢水，從而導(dǎo)致環(huán)境污染。答案D7(2013·成都聯(lián)考)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天平測量)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、b的化學(xué)式分別為Cu2O和CuOB圖1整個過程中共生成0.26 g H2OC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AD圖2中繪制錯誤的曲線共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·mol10.80 g，所以a點是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005 mol×144 g·mol10.72 g，所以b點是Cu2O，A錯誤。根據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)2CuOH2O，4CuO2Cu2OO2，反應(yīng)過程中產(chǎn)生0.01 mol H2O，即0.18 g，B錯誤。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錯誤、D正確。答案D二、非選擇題(本題共4個小題，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_，綠色物質(zhì)是_，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為_，這枚金屬幣的真面目為_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_。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。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2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO32CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3紅金金不活潑，不易被氧化(3)D9(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)過一系列反應(yīng)可得到B和D、E。G為磚紅色沉淀。請回答下列問題：(1)輝銅礦(Cu2S)通適量的空氣冶煉金屬銅的化學(xué)方程式為_，其中氧化劑為_。(2)E的濃溶液與Cu發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_ _。(3)利用電解可提純銅，在該電解反應(yīng)中陽極物質(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)相遇時會緩慢發(fā)生下列反應(yīng)產(chǎn)生輝銅礦。對反應(yīng)：14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4，被氧化的硫和被還原的硫的質(zhì)量比為_。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Cu2SO2(適量)2CuSO2。反應(yīng)中Cu、O的化合價降低，因此氧化劑為O2和Cu2S。(2)B為SO2，則D為SO3，E為H2SO4。反應(yīng)為Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O。(3)電解精煉銅時，粗銅作陽極，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變化，可知被氧化的硫和被還原的硫的質(zhì)量比為37。答案(1)Cu2SO2(適量)2CuSO2O2和Cu2S(2)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O(3)粗銅硫酸銅或含Cu2的鹽溶液(4)3710(15分)某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計的實驗過程為：(1)雜銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷坩堝置于_上(用以下所給儀器的編號填入，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。實驗所用儀器：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氧化銅在加熱過程中分解生成銅d該條件下銅無法被氧氣氧化(3)通過途徑實現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、_、冷卻結(jié)晶、_、自然干燥。(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑相比，途徑有明顯的兩個優(yōu)點是_、_。(5)在測定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水x值的實驗過程中：稱量操作至少進行_次。(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能的原因是_ _ (填字母編號)。a加熱溫度過高 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)因加熱坩堝時溫度較高，應(yīng)放在泥三角上進行加熱，且取用坩堝時要用坩堝鉗，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，也可能是灼燒過程中部分氧化銅被還原。(3)利用途徑制取膽礬時，必須先加酸將氧化銅溶解，加熱通氧氣將Cu氧化，過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，再過濾得晶體，最后將其干燥，由此可寫出答案。(4)根據(jù)途徑的反應(yīng)化學(xué)方程式Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O和途徑的反應(yīng)化學(xué)方程式2CuO22H2SO4(稀)2CuSO42H2O，可以看出途徑的優(yōu)點是：產(chǎn)生等量的膽礬比途徑耗硫酸少；途徑不產(chǎn)生污染大氣的氣體(SO2)。(5)稱量操作至少進行4次，分別是：稱量坩堝；稱量加入晶體后的坩堝；稱量加熱冷卻后的坩堝；稱量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱量的值相差不超過0.1 g。(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能是加熱溫度過高使CuSO4晶體中的CuSO4分解了，其他三項均使x值偏低。答案(1)ceb(2)a、b(3)蒸發(fā)過濾(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑消耗硫酸少途徑不會產(chǎn)生污染大氣的氣體(5)4(6)a11(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：回答下列問題：(1)往中加入鐵屑至浸出液顯紫色，此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應(yīng)發(fā)生：2Fe3Fe=3Fe22TiO2(無色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H2OTi3(紫色)Fe3H2O=TiO2(無色)Fe22H加入鐵屑的作用是_。(2)在工藝過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，KspFe(OH)32.79×1039，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常數(shù)K_。(4)已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H140 kJ·mol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ·mol1寫出中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。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)。(6)依據(jù)下表信息，要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4，可采用_方法。TiCl4SiCl4熔點/25.068.8沸點/136.457.6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TiO2不被Fe3氧化。(3)由KspFe(OH)32.79×1039可得c(Fe3)·c3(OH)2.79×1039K2.79×103。(4)利用蓋斯定律：兩個熱化學(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)H81 kJ·mol1。(5)由工業(yè)流程圖可以得出該生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了工業(yè)三廢。(6)TiCl4與SiCl4的沸點差異很大，所以采用蒸餾的方法進行分離。答案(1)使Fe3還原為Fe2；保護TiO2不被Fe3氧化(2)109 m107 m(或其他合理答案)(3)2.79×103(4)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJ·mol1。(5)產(chǎn)生三廢(或其他合理答案)(6)蒸餾(或分餾或精餾)