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1、学习必备 欢迎下载 课时 3 铜及其化合物金属材料与复合材料 (时间：45 分钟 分值：100 分)一、选择题(本题共 7 个小题，每题 6 分，共 42 分，每个小题只有一个选项符合题意。)1日本地震后，导致福岛第一核电站引发核危机。核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳，第二层护罩是压力仓，第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。下列叙述错误的是()。A锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物 B钢的硬度和熔沸点都高于纯铁 C锆锡合金和钢属于金属材料，混凝土属于传统的硅酸盐材料 D在高温下，钢和水蒸气可发生反应产生氢气 解析 钢是铁碳合金，其硬度大于纯铁，但熔点低于纯铁。答案 B 2(20
2、13 宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N 均为单质，则 M 可能是()。MN 点燃 Q 溶于水 Q 溶液 惰性电极电解 MN 学习必备 欢迎下载 ANa BAl CFe DCu 解析 Na、Al、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系可能是 CuCl2 点燃CuCl2 溶于水CuCl2溶液 惰性电极电解CuCl2。答案 D 3(2013 郑州质检)钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是()。A金不溶于任何溶液 B铜、锌在空气中均能被氧化成对应的
3、氧化物 C铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点 D.6329Cu 的质子数和中子数之差为 34 解析 金能够溶于王水，A 项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜锈，主要成分是 Cu2(OH)2CO3，B 项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C 项正确；6329Cu 的质子数和中子数之差为(6329)295，D 项错误。答案 C 4氢化亚铜(CuH)是一种不稳定的物质，能在氯气中燃烧，也能与酸反应。用CuSO4溶液和“某物质”在 4050 时反应可生成 CuH。下列叙述中错误的是()。A“某物质”具有还原性 BCuH 与盐酸反应可能产生 H2 CCuH 与足量稀硝酸反应：CuH3HNO3=Cu2NO2H2
4、O DCuH 在氯气中燃烧：CuHCl2=CuClHCl 解析 A 项，用 CuSO4溶液和“某物质”在 4050 时反应可生成 CuH，小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地
5、底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 Cu 元素由2 价变为1 价，则 CuSO4作氧化剂，“某物质”为还原剂，表现出还原性；B 项，CuH 与盐酸发生氧化还原反应：2CuH4HCl=2CuCl23H2；C 项，HNO3具有强氧化性，与 CuH 反应时，1 价 Cu、1 价 H均被氧化成最高价态；D 项，Cl2具有强氧化性，CuH 具有强还原性，二者反应会生成 CuCl2和 HCl。答案 D 5(2014 山东省胶东示范校高三模拟考试，8)Al、Fe、Cu 都是重要的金
6、属元素，下列有关说法正确的是()。A三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C制备 AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法 D电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液在阴极上依次析出 Cu、Fe、Al 解析 选项 A，Al2O3为两性氧化物，A 错；选项 B，Cu 在空气中与 O2、CO2、H2O 反应生成碱式碳酸铜，B 错；选项 D，因溶液中离子得电子顺序为 Fe3Cu2HFe2Al3，故在阴极上不会析出铁和铝，D 错。答案 C 6某地污水中含有 Zn2、Hg2、Fe3、Cu2四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回
7、收金属铜的方案如下：甲：污水 NaOH溶液，过滤 滤渣 CuO H2，Cu 乙：污水 过量铁粉，过滤 滤渣 CuO H2，Cu 丙：污水 过量铁粉，过滤 滤渣 稀盐酸，过滤 滤渣 CuO H2，Cu 小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜
8、盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 下列判断正确的是()。A三种实验方案都能制得纯净的铜 B乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原 C甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型 D丙方案会产生环境污染 解析 甲方案得到的滤渣中含有 Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2，加热后得到HgO、Fe2O3和 CuO，通 H2还原后不能得到纯净的铜；乙方案中加入过量铁粉，过滤所得的滤渣中含有
9、铁、铜、汞等物质，最后也不能得到纯净的铜；丙方案中用盐酸溶解了滤渣中过量的铁，最后可以得到纯净的铜。因为锌比铁活泼，所以乙方案中加入的铁不能还原 Zn2。甲方案中没有涉及化合反应。丙方案可能会产生汞和酸性废水，从而导致环境污染。答案 D 7(2014 烟台联考)铜有两种常见的氧化物 CuO 和 Cu2O。某学习小组取 0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2，固体，将其加热，有铜的氧化物生成，剩余固体质量随温度变化的曲线如图 1 所示。另外，某同学绘制了三条表示铜的氧化物的质量与其所含铜元素质量的关系曲线，如图 2 所示。则下列分析正确的是()。A图 1 中产物 a、b 的化学式分别为 C
10、u2O 和 CuO B图 1 整个过程中共生成 0.26 g H2O C图 2 三条曲线中，表示CuO 和其所含 Cu 元素质量的关系曲线是曲线 A 小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由
11、岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 D图 2 中绘制错误的曲线共 2 条 解析 0.98 g Cu(OH)2的物质的量为 0.01 mol，若全部生成 CuO，则质量为0.01 mol80 g mol10.80 g，所以 a 点是 CuO；若全部生成 Cu2O，则质量为 0.005 mol 144 g mol10.72 g，所以 b 点是 Cu2O，A 错误。根据化学方程式 Cu(OH)2=CuOH2O,4CuO=2Cu2OO2，反应过程中产生 0.01
12、mol H2O，即 0.18 g，B 错误。CuO 和其所含铜元素的质量关系(以 CuO 的质量为 10 g 计算)为 10 g CuO 中含 8 g 铜元素，观察图 2 知，曲线 B 符合上述质量关系(表示的是 CuO)。而曲线 A 上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，这是错误的，曲线 C 不符合 Cu2O 和其所含的铜元素的质量关系，所以 C 错误、D 正确。答案 D 二、非选择题(本题共 4 个小题，共 58 分)8(13 分)历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_。A硬度适中 B密度
13、适中 C在自然界里都可得到纯净的单质 D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是_币，表面一直未被氧化的原因是_。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是_。小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反
14、应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 A观察颜色 B查看图案 C用手掂量轻重 D滴一滴硝酸在币的表面，观察现象 解析(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气
15、、水蒸气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的 Zn、Cu 均可与硝酸反应产生大量气泡，而 Au 不与硝酸反应。答案(1)D(2)铜 氧化铜 2CuO2=2CuO Cu2(OH)2CO3 2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3 红 金 金不活泼，不易被氧化(3)D 9(15 分)(2014 枣庄市联考)高温条件下，辉铜矿(主要成分为 Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜，经过一系列反应可得到B 和 D、E。G 为砖红色沉淀。请回答下列问题：(1)辉铜矿(Cu2S)通适
16、量的空气冶炼金属铜的化学方程式为_，其中氧化剂为_。(2)E 的浓溶液与 Cu 发生反应的化学方程式是_ _。(3)利用电解可提纯铜，在该电解反应中阳极物质是_，电解质溶液是_。(4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿(主要成分为 FeS2)相遇时会缓慢发生下列反应产生辉铜矿。对反应：14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4，小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯
17、铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 被氧化的硫和被还原的硫的质量比为_。解析(1)根据图示，Cu2S 与 O2的反应为氧化还原反应，结合 B 与 O2的反应条件，可以推断 B 为 SO2，该反应为 Cu2SO2(适量)=高温2CuSO2。反应中Cu、O 的化合
18、价降低，因此氧化剂为 O2和 Cu2S。(2)B 为 SO2，则 D 为 SO3，E 为 H2SO4。反应为 Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O。(3)电解精炼铜时，粗铜作阳极，含 Cu2的盐溶液作电解质溶液。(4)根据化学方程式中硫元素的化合价变化，可知被氧化的硫和被还原的硫的质量比为 37。答案(1)Cu2SO2(适量)=高温2CuSO2 O2和 Cu2S(2)Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O(3)粗铜 硫酸铜或含 Cu2的盐溶液(4)37 10(15 分)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(1)杂铜中含有大
19、量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a 蒸发皿 b 石棉网 c 泥三角 d 表面皿 e 坩埚钳 f 试管夹(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原 小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其
20、硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 b灼烧不充分铜未被完全氧化 c氧化铜在加热过程中分解生成铜 d该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、_、自然干燥。(4)由粗制
21、氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是_、_。(5)在测定所得胆矾(CuSO4 xH2O)中结晶水 x 值的实验过程中：称量操作至少进行_次。(6)若测定结果 x 值偏高，可能的原因是_ _(填字母编号)。a加热温度过高 b胆矾晶体的颗粒较大 c加热后放在空气中冷却 d胆矾晶体部分风化 解析(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径制取胆矾时，必须
22、先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu 氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径的反应化学方程式 Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O 和途径的反应化学方程式 2CuO22H2SO4(稀)=2CuSO42H2O，可以看出途径的优点是：产生等量的胆矾比途径耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行 4 次，分别是：称量坩埚；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机
23、核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载 过 0.1 g。(6)若测定结果 x
24、 值偏高，可能是加热温度过高使 CuSO4晶体中的CuSO4分解了，其他三项均使 x 值偏低。答案(1)c e b(2)a、b(3)蒸发 过滤(4)产生等量胆矾途径消耗硫酸少，途径不会产生污染大气的气体(5)4(6)a 11(15 分)(2011 福建，24)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是 FeTiO3)制备 TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：2Fe3Fe=3Fe2 2TiO2(无色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H2O Ti3(紫色)Fe3
25、H2O=TiO2(无色)Fe22H 加入铁屑的作用是_。(2)在工艺过程中需要控制条件以形成TiO2 nH2O 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在_范围。(3)若把中制得的固体 TiO2 nH2O 用酸清洗除去其中的 Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知 25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应 Fe(OH)33HFe33H2O 的平衡常数 K_。(4)已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H140 kJ mol1 2C(s)O2(g)=2CO(g)H221 kJ mol1 写出中 TiO2和焦炭、氯气反应生成液态 TiCl4和 CO 气体的热化
26、学方程式：_。小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔
27、点的质子数和中子数之学习必备 欢迎下载(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_(只要求写出一项)。(6)依据下表信息，要精制含少量 SiCl4杂质的 TiCl4，可采用_方法。TiCl4 SiCl4 熔点/25.0 68.8 沸点/136.4 57.6 解析(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的Fe3转化为 Fe2，保护 TiO2不被 Fe3氧化。(3)由 KspFe(OH)32.791039可得 c(Fe3)c3(OH)2.791039 Kc Fe3c3 Hc Fe3K3Wc3 OHc Fe3 c3 OHK3W2.791
28、039110422.79103。(4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式 TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJ mol1。(5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。(6)TiCl4与 SiCl4的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。答案(1)使 Fe3还原为 Fe2；保护 TiO2不被 Fe3氧化(2)109 m107 m(或其他合理答案)(3)2.79103(4)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJ mol1(5)产生三废(或其他合理答案)(6)蒸馏(或分馏或精馏)
29、小题只有一个选项符合题意日本地震后导致福岛第一核电站引发核危机核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳第二层护罩是压力仓第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体下列叙述错误的是锆锡合金钢混凝土都属于气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金其硬度大于纯铁熔点低于纯铁答案宝鸡质检已知下列转化关系中均为单质则可能是点燃溶于水惰性电极电解溶液学习必备欢迎下载解析均为活泼金属电解相关溶液不能制取其单质电解铜盐点洋海域探明为海底热水矿床海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金铜锌稀有金属等区域下列说法正确的是金不溶于任何溶液铜锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点的质子数和中子数之