【創(chuàng)新設(shè)計】2021屆高考化學(xué)(廣東專用)一輪總復(fù)習(xí)限時訓(xùn)練：第三章-課時4-銅及其化合物-金屬材料

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6個小題，每題4分，共24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，其次層護罩是壓力倉，第三層護罩是用最牢固的鋼和混凝土制成的格外厚的球體。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．(2021·江門質(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)。M＋Neq\o(,\s\up10(點燃))Qeq\o(,\s\up10(溶于水))Q溶液eq\o(,\s\up10(惰性電極電解))M＋NA．NaB．AlC．FeD．Cu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Cu＋Cl2eq\o(,\s\up10(點燃))CuCl2eq\o(,\s\up10(溶于水))CuCl2溶液eq\o(,\s\up10(惰性電極電解))Cu＋Cl2。答案D3．(2022·揭陽質(zhì)檢)釣魚島群島的東海海疆及部分太平洋海疆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D.eq\o\al(63,29)Cu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；eq\o\al(63,29)Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(63－29)－29＝5，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40～50℃()。A．“某物質(zhì)”具有還原性B．CuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2C．CuH與足量稀硝酸反應(yīng)：CuH＋3H＋＋NOeq\o\al(－,3)Cu2＋＋NO↑＋2H2OD．CuH在氯氣中燃燒：CuH＋Cl2===CuCl＋HCl解析A項，用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50℃時反應(yīng)可生成CuH，Cu元素由＋2價變?yōu)椋?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)：2CuH＋4HCl===2CuCl2＋3H2↑；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．(2021·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：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，不參與反應(yīng))溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列生疏或推斷錯誤的是()。A．方法③是最經(jīng)濟和環(huán)保的B．方法①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②需要消耗能源，對環(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，制取同樣的硝酸銅，用稀硝酸比用濃硝酸耗酸量少，②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：eq\x(污水)eq\o(,\s\up10(＋NaOH溶液，過濾),\s\(①))eq\x(濾渣)eq\o(,\s\up10(△),\s\(②))eq\x(CuO)eq\o(,\s\up10(＋H2，△),\s\(③))eq\x(Cu)乙：eq\x(污水)eq\o(,\s\up10(＋過量鐵粉，過濾),\s\(①))eq\x(濾渣)eq\o(,\s\up10(△),\s\(②))eq\x(CuO)eq\o(,\s\up10(＋H2，△),\s\(③))eq\x(Cu)丙：eq\x(污水)eq\o(,\s\up10(＋過量鐵粉，過濾),\s\(①))eq\x(濾渣)eq\o(,\s\up10(＋稀鹽酸，過濾),\s\(②))eq\x(濾渣)eq\o(,\s\up10(△),\s\(③))eq\x(CuO)eq\o(,\s\up10(＋H2，△),\s\(④))eq\x(Cu)下列推斷正確的是()。A．三種試驗方案都能制得純潔的銅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還原后不能得到純潔的銅；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)，最終也不能得到純潔的銅；丙方案中用鹽酸溶解了濾渣中過量的鐵，最終可以得到純潔的銅。由于鋅比鐵活潑，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D二、選擇題(本大題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個選項中，有兩個選項符合題目要求，全部選對的得6分，只選一個且正確的得3分，有選錯或不答的得0分)7．出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl掩蓋在其表面。下列說法正確的是()。A．錫青銅的熔點比純銅高B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫可對銅起愛護作用C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快D．生成Cu2(OH)3Cl掩蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程解析錫青銅是合金，合金的熔點比任何一種純金屬的熔點低，一般合金的硬度比任何一種純金屬的硬度大，可推斷A錯；由于錫比銅活潑，故在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，錫失電子愛護銅，B正確；潮濕的環(huán)境將會加快金屬的腐蝕，C正確；電化學(xué)腐蝕過程實質(zhì)是金屬失去電子生成金屬陽離子，有電子的轉(zhuǎn)移，屬于化學(xué)反應(yīng)過程，D錯。答案BC8．(2021·揭陽聯(lián)考)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98g(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)量與其所含銅元素養(yǎng)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CuO和Cu2OB．圖1整個過程中共生成0.26gH2OC．圖2三條曲線中，表示CuO和其所含Cu元素養(yǎng)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0.98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a點是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b點是Cu2O，A正確。依據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)2eq\o(,\s\up10(△))CuO＋H2O,4CuOeq\o(,\s\up10(△))2Cu2O＋O2↑，反應(yīng)過程中產(chǎn)生0.01molH2O，即0.18g，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10g計算)為10gCuO中含8g銅元素，觀看圖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AD三、非選擇題(本題共4個小題，共64分)9．(14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潔的單質(zhì)D．不活潑性(2)一位保藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，這確定是________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，它確定是________幣，表面始終未被氧化的緣由是______________________________________________________________。(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．觀看顏色B．查看圖案C．用手掂量輕重D．滴一滴硝酸在幣的表面，觀看現(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，簡潔與氧氣、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，手不太簡潔掂出來。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2Cu＋O2===2CuOCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3紅金金不活潑，不易被氧化(3)D10．(16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)②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)：14CuSO4＋5FeS2＋12H2O7Cu2S＋5FeSO4＋12H2SO4，被氧化的硫和被還原的硫的質(zhì)量比為________。解析(1)依據(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Cu2S＋O2(適量)eq\o(,\s\up10(高溫))2Cu＋SO2。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)②為Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。(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)依據(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3∶7。答案(1)Cu2S＋O2(適量)eq\o(,\s\up10(高溫))2Cu＋SO2O2和Cu2S(2)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)粗銅硫酸銅或含Cu2＋的鹽溶液(4)3∶711．(17分)某課外爭辯小組，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)計的試驗過程為：(1)雜銅中含有大量的有機物，可接受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。試驗所用儀器：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緣由是________________________________________________________________________。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Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必需進行的試驗操作步驟：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Ⅰ相比，途徑Ⅱ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值的試驗過程中：稱量操作至少進行________次。(6)若測定結(jié)果x值偏高，可能的緣由是____________________________________________________________________(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，其緣由可能是灼燒不充分，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Ⅱ制取膽礬時，必需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，最終將其干燥，由此可寫出答案。(4)依據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)化學(xué)方程式Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途徑Ⅱ的反應(yīng)化學(xué)方程式2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)eq\o(,\s\up10(△))2CuSO4＋2H2O，可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點是：①產(chǎn)生等量的膽礬比途徑Ⅰ耗硫酸少；②途徑Ⅱ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：①稱量坩堝；②稱量加入晶體后的坩堝；③稱量加熱冷卻后的坩堝；④稱量再加熱、再冷卻后的坩堝至兩次稱量的值相差不超過0.1g。(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Ⅱ消耗硫酸少途徑Ⅱ不會產(chǎn)生污染大氣的氣體(5)4(6)a12．(17分)(2021·佛山模擬)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①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：2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2TiO2＋(無色)＋Fe＋4H＋===2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2OTi3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O===TiO2＋(無色)＋Fe2＋＋2H＋加入鐵屑的作用是________________________________________________。(2)在②→③工藝過程中需要把握條件以形成TiO2·nH2O溶膠，該溶膠的分散質(zhì)顆粒直徑大小在________范圍。(3)若把③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，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常數(shù)K(4)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)TiCl4(l)＋O2(g)ΔH＝＋140kJ·mol－12C(s)＋O2(g)2CO(g)ΔH＝－221kJ·mol－1寫出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱