最新高考化学配套练习第二章 第四节.docx
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最新高考化学配套练习第二章第四节
第四节 铜及其化合物 金属材料
题号
1
2
3
4
4-1
5
6
7
7-1
7-2
7-3
答案
一、单项选择题
1.(2012·海南高考)下列叙述错误的是( )
A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱
B.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈
C.在铁制品上镀铜时,镀件为阳极,铜盐为电镀液
D.铁管上镶嵌锌块,铁管不易被腐蚀
2.(2012·重庆高考)下列叙述正确的是( )
A.Fe与S混合加热生成FeS2
B.NaHCO3的热稳定性大于Na2CO3
C.过量的铜与浓硝酸反应有一氧化氮生成
D.白磷在空气中加热到一定温度能转化成红磷
3.(2011·昆明模拟)下面有关铜的化合物的性质叙述中正确的是( )
A.CuSO4变成CuSO4·5H2O是物理变化
B.一定条件下,新制的Cu(OH)2浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应
C.CuO是黑色固体,与水反应可生成Cu(OH)2
D.Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2+
4.(2012·四川高考)向27.2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L,固体物质完全反应,生成NO和Cu(NO3)2,在所得溶液中加入1.0mol/L的NaOH溶液1.0L,此时溶液呈中性。
金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。
下列有关说法不正确的是( )
A.Cu与Cu2O的物质的量之比为2
1
B.硝酸的物质的量浓度为2.6mol/L
C.产生的NO在标准状况下的体积为4.48L
D.Cu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol
4-1.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol·L-1NaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是( )
A.60mL B.45mLC.30mLD.15mL
5.在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后,有少量金属析出,过滤,向滤液中滴加盐酸,有白色沉淀生成,该沉淀不溶于稀硝酸,则析出的金属是( )
A.Cu和AgB.AgC.CuD.Cu和Fe
二、双项选择题
6.某同学用下图装置研究电化学实验,下列叙述正确的是( )
A.铜为负极,产生气泡
B.溶液不会变蓝色
C.电子从锌极经导线流向铜极
D.Zn、Cu分别接外电源正负极,可在锌极镀上铜
7.将Cu片放入0.1mol·L-1FeCl3溶液中,反应一定时间后取出Cu片,所得溶液Q中的c(Fe3+)
c(Fe2+)=2
3,下列有关说法中正确的是( )
A.Q中n(Cu2+)
n(Fe2+)=1
2
B.反应中转移电子为0.04mol
C.溶液Q比原溶液增重了1.28g
D.3c(Fe3+)+2c(Fe2+)+2c(Cu2+)=0.1mol/L
7-1.往CuO和铁粉混合物中,加入一定量的稀H2SO4并微热,当反应停止后,滤出不溶物,并向溶液中插入一枚铁钉,片刻后,取出铁钉,发现铁钉并无变化,根据上述现象,确定下面结论中正确的是( )
A.不溶物一定是铜
B.稀H2SO4可能过量
C.不溶物中一定含铜,但不一定含铁
D.溶液中一定含有FeSO4,可能含有CuSO4
7-2.铜既不溶于稀硫酸,也不溶于NaNO3溶液,但可溶于其混合液。
现有2mol/L稀硫酸30mL,往其中加入1.7gNaNO3晶体,充分溶解,该混合液最多可溶解铜的物质的量为( )
A.0.045molB.0.03mol
C.0.0225molD.0.02mol
7-3.在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶,再加入下列物质①FeCl3;②Fe2O3;③Cu(NO3)2;④KNO3。
铜粉溶解的是( )
A.只有①或②B.只有②或④
C.只有①或②或③D.上述四种物质中任意一种
三、非选择题
8.氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质,用CuSO4溶液和“另一物质”在40~50℃时反应可生成它。
CuH具有的性质有:
不稳定,易分解;在氯气中能燃烧;与稀盐酸反应能生成气体;Cu+在酸性条件下发生的反应是:
2Cu+===Cu2++Cu。
根据以上信息,结合自己所掌握的化学知识,回答下列问题:
(1)用CuSO4溶液和“另一物质”制CuH的反应中,用氧化还原观点分析,这“另一物质”在反应中作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(2)写出CuH在氯气中燃烧的化学反应方程式:
________________________________。
(3)CuH溶解在稀盐酸中生成的气体是________(填化学式)。
(4)如果把CuH溶解在足量的稀硝酸中生成的气体只有NO,请写出CuH溶解在足量稀硝酸中反应的离子方程式:
________________________________________。
(5)(双选)出土的锡青铜(铜锡合金)文物上常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。
下列说法正确的是________。
A.锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
9.(2012·天津高考)信息时代产生的大量电子垃圾对环境造成了极大的威胁。
某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线:
回答下列问题:
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为___________________;得到滤渣1的主要成分为________________。
(2)第②步加入H2O2的作用是___________________________,使用H2O2的优点是______________________________;调节pH的目的是使________生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是________________。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小组设计了三种方案:
甲:
Al2(SO4)3·18H2O
乙:
Al2(SO4)3·18H2O
丙:
Al2(SO4)3·18H2O
上述三种方案中,______方案不可行,原因是________________________________________________;从原子利用率角度考虑,________________方案更合理。
(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr=250)含量。
取ag试样配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干扰离子后,用cmol/LEDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液bmL。
滴定反应如下:
Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+。
写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w=____________________________________;下列操作会导致CuSO4·5H2O含量测定结果偏高的是__________________。
a.未干燥锥形瓶
b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡
c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
10.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,灼烧时将瓷坩埚应置于______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
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Ⅱ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)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ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______。
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
11.工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(CuCl),其工艺流程如下图所示:
试根据上图转化回答下列问题:
(1)工业生产Cl2时,尾气常用石灰乳吸收,而不用烧碱溶液吸收的原因是______________________________________________。
(2)还原过程中的产物为Na[CuCl2],试写出反应的化学方程式____________________________。
制备中当氯化完成后必须经还原过程再制得CuCl,为什么不用一步法制得CuCl?
(已知Cu2++Cu+2Cl-===2CuCl↓)
__________________________________________________。
(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是_____________________
_______________________________________________________________,加入NaCl且过量的原因是_____________________________
_____________________________________________________。
(4)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是______________。
(5)实验室中在CuCl2热溶液中通入SO2气体也可制备白色的CuCl沉淀,试写出该反应的离子方程式________________________
______________________________________________________。
参考答案
一、单项选择题
1.解析:
A、B选项,都是原电池原理,铁更易腐蚀;D是牺牲阳极的阴极保护法。
答案:
C
2.解析:
Fe与S混合加热生成FeS,A项不正确;NaHCO3的热稳定性差,受热时发生分解2NaHCO3
Na2CO3+H2O+CO2↑,B项不正确;因为铜是过量的,随着反应的进行硝酸浓度逐渐减小,Cu与稀硝酸反应会生成NO,C项正确;白磷在空气中加热时会燃烧,白磷转化为红磷需要隔绝空气加热,D项不正确。
答案:
C
3.解析:
A项中变化属于化学变化;Cu(OH)2是碱,能与酸反应,B项错误;CuO不能与水反应,C项错误;Cu2O中铜处于低价态,能被强氧化剂硝酸氧化。
答案:
D
4.解析:
铜的摩尔质量为64g·mol-1,Cu2O的摩尔质量为144g·mol-1,n(Cu)=0.2mol,n(Cu2O)=0.1mol,则刚好生成0.4molCu(OH)2沉淀。
根据化合价升降,A、C正确。
对于B,硝酸去向只有2个,最终形成NaNO3与生成NO,根据钠守衡得知n(NaNO3)=1mol,所以加入硝酸的物质的量为1+0.2=1.2(mol),所以原硝酸的浓度为
=2.4(mol·L-1)。
D项,后来加入NaOH的作用为中和多余的硝酸与生成0.4molCu(OH)2沉淀,也就是说加入1molNaOH,中和的硝酸为1-0.4×2=0.2(mol)。
答案:
B
4题变式
4-1.解析:
根据电子得失守恒:
铜失去的电子全部被硝酸得到(不等于说将所有参加反应的HNO3还原,因为还有跟铜结合成盐的NO
)还原出NO2、N2O4、NO(NO2可与N2O4相互转化),那么得到电子的这些N元素相当于一个载体,跟O2反应又把这些电子失去给了O2,所以就相当于O2得到了铜失去的电子。
那么,O2得到电子的物质的量=
×4=0.3mol,即铜失去电子的物质的量为0.3mol,所以参加反应的铜的物质的量=
=0.15mol。
这些铜最后恰好完全沉淀则OH-的物质的量=0.15×2=0.3mol,即加入NaOH的物质的量=0.3mol,消耗NaOH溶液的体积=
=0.06L。
故选A。
答案:
A
5.解析:
由于氧化性Ag+>Cu2+,则Fe先与Ag+反应,完全消耗掉Ag+后才会与Cu2+反应,而题中说明Fe与Ag+反应后Ag+还剩余(加盐酸有不溶于稀硝酸的白色沉淀AgCl生成),则Cu2+一定未与Fe反应,只发生2Ag++Fe===2Ag+Fe2+。
答案:
C
二、双项选择题
6.解析:
ZnCu原电池中正极反应:
2H++2e-===H2,负极反应:
Zn-2e-===Zn2+,电子从锌极经导线流向铜极。
若连接电源,正好构成电镀铜的装置。
答案:
BC
7.解析:
由2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+直接判断出Cu2+与Fe2+的物质的量之比1
2;因FeCl3溶液的体积未知,故无法判断B、C两项是否正确,由电荷守恒原理知D项正确。
答案:
AD
7题变式
7-1.解析:
由铁钉没有变化知滤液中没有H+、Cu2+,B、D两项错误;CuO溶于稀硫酸后生成的Cu2+被铁置换生成单质铜,当Cu2+全部转化为单质时,铁可能有剩余,也可能恰好与Cu2+及H+反应完,故A项错误,C项正确。
答案:
C
7-2.解析:
根据反应方程式可得:
3Cu+8H++2NO
===3Cu2++2NO↑+4H2O
3 8 2
n 0.12mol
=0.02mol
则H+过量,以NO
作为计算依据,可得最多消耗铜的物质的量为0.03mol。
答案:
B
7-3.解析:
①FeCl3具有强氧化性,可将Cu氧化为Cu2+而使Cu溶解;②Fe2O3与稀H2SO4反应生成的Fe3+可将Cu氧化为Cu2+而使Cu溶解;③和④中的Cu(NO3)2、KNO3电离出的NO
在H+存在下具有强氧化性,能将Cu氧化为Cu2+而使Cu溶解,故选D项。
答案:
D
三、非选择题
8.解析:
(1)CuH中Cu显+1价,所以从CuSO4转化成CuH,Cu的化合价是降低的,所以“另一物质”做还原剂。
(2)CuH在氯气中燃烧的时候Cl2做氧化剂产物为CuCl2和HCl。
(3)CuH溶解在稀盐酸发生的反应是2CuH+4HCl===2CuCl2+3H2↑。
(4)CuH中Cu显+1价H显-1价,反应后Cu和H都被氧化。
(5)合金的熔点比组分要低所以A错;锡比铜活泼,所以锡对铜起保护作用,所以B正确;锡青铜在潮湿环境中容易发生电化学腐蚀,所以容易腐蚀,C正确;电化学腐蚀也是化学反应,所以D错。
答案:
(1)还原剂
(2)2CuH+3Cl2===2CuCl2+2HCl (3)H2 (4)CuH+3H++NO
===Cu2++2H2O+NO↑ (5)BC
9.解析:
(1)Cu+4H++2NO
Cu2++2NO2↑+2H2O(或3Cu+8H++2NO
3Cu2++2NO↑+4H2O)。
(2)第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化为Fe3+,该氧化剂的优点是不引入杂质,产物对环境无污染。
调溶液pH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。
所以滤液2的成分是Cu2+,滤渣2的成分为氢氧化铁和氢氧化铝。
(3)第③步由五水硫酸铜制备硫酸铜的方法应是在坩埚中加热脱水。
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中,甲方案在滤渣中只加硫酸会生成硫酸铁和硫酸铝,冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质,方法不可行。
乙和丙方法可行。
乙方案先在滤渣中加H2SO4,生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3,再加Al粉和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。
丙方案先在滤渣中加NaOH,和Al(OH)3反应生成NaAlO2,再在滤液中加H2SO4生成Al2(SO4)3,蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体。
但从原子利用角度考虑方案乙更合理,因为丙加的NaOH和制备的Al2(SO4)3中也含有一定量的Na2SO4。
(5)考查中和滴定的简单计算和误差的分析。
×100%,造成偏高的选c。
答案:
(1)Cu+4H++2NO
Cu2++2NO2↑+2H2O或
3Cu+8H++2NO
3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt
(2)把Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质,产物对环境无污染 Fe3+和Al3+
(3)在坩埚中加热脱水
(4)甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙
(5)
×100% c
10.解析:
(1)因坩埚加热后温度较高,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,灼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Ⅱ制取胆矾时,必须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Ⅰ的反应方程式Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu+O2+2H2SO4(稀)
2CuSO4+2H2O,可以看出途径Ⅱ的优点是:
①产生等量的胆矾比途径Ⅰ消耗硫酸少;②途径Ⅱ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:
①称量坩埚;②称量加入晶体后的坩埚;③称量加热冷却后的坩埚;④称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1g。
(6)若测定结果x值偏高,可能是加热温度过高使CuSO4晶体中的CuSO4分解了,其他三项均不合题意。
答案:
(1)c e b
(2)ab (3)蒸发 过滤 (4)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体
(5)4 (6)a
11.解析:
(1)主要从原料经济性的角度来回答。
(2)产物Na[CuCl2]中Cu的化合价为+1,因此还原过程发生的是归中反应。
(3)主要考查盐类水解和化学平衡知识。
(4)产品用水和酒精洗的效果是不同的。
酒精沸点低,易挥发,易晾干。
(5)反应中CuCl2被还原为CuCl,则SO2的氧化产物必为H2SO4。
答案:
(1)石灰乳类来源丰富,成本低,且反应结束后可得副产品漂白粉
(2)CuCl2+2NaCl+Cu===2Na[CuCl2]
CuCl沉淀沉积在Cu表面阻碍反应的进行
(3)防止Cu2+水解 增大NaCl的浓度有利于生成更多的Na[CuCl2],提高产率
(4)使CuCl尽快干燥,防止被空气氧化
(5)2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO
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