高中化学一轮复习 课时跟踪检测十七金属材料 复合材料 鲁教版.docx
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高中化学一轮复习课时跟踪检测十七金属材料复合材料鲁教版
课时跟踪检测(十七)金属材料复合材料
1.铜锌合金俗称黄铜,下列不易鉴别黄铜与真金的方法是( )
A.测密度 B.测熔点
C.灼烧D.看外观
解析:
选D 黄铜和金的密度不可能相同,所以测
密度可行,故A正确;合金的熔点较低,真金的熔点高,所以测熔点可行,故B正确;铜锌合金灼烧生成黑色的氧化物,而金性质稳定,颜色不变,可鉴别,故C正确;铜和金的颜色相同,故不可行,故D错误。
2.下列生产、生活中的事实不能用金属活动性顺序表解释的是( )
A.铝制器皿不宜盛放酸性食物
B.电解饱和食盐水阴极产生氢气得不到钠
C.铁制容器盛放和运输浓硫酸
D.镀锌铁桶镀层破损后铁仍不易被腐蚀
解析:
选C A项,铝性质较活泼,能和强酸、强碱反应生成盐和氢气,在金属活动性顺序表中Al位于H之前,所以能用金属活动性顺序解释;B项,金属阳离子失电子能力越强,其单质的还原性越弱,用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极生成氢气而得不到钠,说明Na的活动性大于氢,所以可以用金属活动性顺序解释;C项,常温下,浓硫酸和铁发生氧化还原反应生成致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,该现象是钝化现象,与金属活动性顺序无关;D项,构成原电池的装置中,作负极的金属加速被腐蚀,作正极的金属被保护,Fe、Zn和电解质构成原电池,Zn易失电子作负极、Fe作正极,则Fe被保护,所以能用金属活动性顺序解释。
3.(2016·南昌模拟)工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰,通常采用的方法是( )
A.碳还原法
B.铝热法还原
C.直接加热法
D.盐的水溶液与活泼金属置换法
解析:
选B 工业上用铝热法冶炼活泼性比Al差的、熔点较高的金属,如钒、铬、锰等。
4.下表各选项中,不能利用置换反应通过Y得到W的一组化合物是( )
选项
化合物
A
B
C
D
Y
CO2
Fe2O3
SiO2
FeCl3
W
MgO
Al2O3
CO
CuCl2
解析:
选D Mg与CO2反应,方程式为2Mg+CO2
2MgO+C,A项正确;Al与Fe2O3发生铝热反应,方程式为Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3,B项正确;SiO2+2C
2CO↑+Si,C项正确;Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2,不是置换反应,D项错误。
5.下列说法中正确的是( )
A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现
B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高
C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜
D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行
解析:
选C A选项,CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现,错误;B选项,铝合金比纯铝的熔点低,错误;D选项,铜表面不能形成致密的氧化膜,错误。
6.(2016·赣州模拟)下列是部分矿物资源的利用及产品流程,有关说法
不正确的是( )
A.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极
B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应
C.黄铜矿冶炼铜时,副产物SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料
D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法
解析:
选B 电解精炼铜时,粗铜作阳极,自身可以溶解,故A正确;制备单质时涉及化合价变化,是氧化还原反应,制玻璃的反应是:
SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3
CaSiO3+CO2↑,化合价未发生变化,均不属于氧化还原反应,故B错误;SO2可以转化成SO3,进而生成H2SO4;FeO与CO在高温下可生成Fe,故C正确;制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅,故D正确。
7.(2016·宝鸡质检)已知下列转化关系中,M、N均为单质,则M可能是( )
M+N
Q
Q溶液
M+N
A.NaB.Al
C.FeD.Cu
解析:
选D 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,题给转化是:
Cu+Cl2―→CuCl2―→CuCl2溶液
Cu和Cl2。
8.氢化亚铜(CuH)是一难溶物质,用CuSO4溶液和另一种反应物在40~50℃时反应可生成它。
CuH不稳定,易分解;CuH在氯气中能燃烧,跟盐酸反应能产生气体。
下列有关推断中错误的是( )
A.这里的“另一种反应物”具有还原性
B.CuH可作氧化剂、还原剂
C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃烧)
D.CuH+HCl===CuCl+H2↑(常温)
解析:
选C Cl2具有强氧化性与多价态金属反应时,生成最高价态的金属化合物,应为CuCl2,故C项错误。
9.钛和钛的合金具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工,尤其是钛合金与人体器官具有很好的生物相容性,则下列用途中不符合实际的是( )
A.用于作保险丝
B.用于制造航天飞机
C.用于制造人造骨
D.用于家庭装修,作钛合金装饰门
解析:
选A 钛及钛合金的熔点高,不适合作保险丝。
10.部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.92g,经如下处理:
下列说法中正确的是( )
①滤液A中的阳离子为Fe2+、Fe3+、H+
②样品中氧元素的物质的量为0.03mol
③溶解样品的过程中消耗H2SO4的总的物质的量为0.04mol
④V=224mL
⑤V=336mL
A.①③④B.②③④
C.②③⑤D.①③⑤
解析:
选B 由滤液A中不含Cu2+可知,样品中加入足量稀硫酸发生的反应有Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑,Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O,Cu
O+H2SO4===CuSO4+H2O,Fe+Cu2+===Fe2++Cu,Fe+2Fe3+===3Fe2+。
溶液中阳离子只有Fe2+、H+,无Fe3+,①错误;因滤液A中不含Cu2+,故3.2g滤渣只是Cu(物质的量是0.05mol),滤液经处理最终得到的3.2g固体是Fe2O3。
由2Fe~Fe2O3可知,该5.92g样品中,铁元素的总质量为2.24g(物质的量是0.04mol),故混合物中氧元素的质量为5.92g-2.24g-3.2g=0.48g,即样品中氧元素的物质的量是
=0.03mol,②正确;消耗的H2SO4以FeSO4的形式存在,故消耗的H2SO4的物质的量为0.04mol,③正确;因5.92g样品中含0.03molO、0.04molFe、0.05molCu,则样品可以看作Fe、FeO、Cu的形式,因氧元素的物质的量是0.03mol,故FeO的物质的量为0.03mol、Fe的物质的量为0.01mol,与足量的稀硫酸反应可生成0.01mol的H2,标准状况下H2的体积为224mL,④正确、⑤错误。
11.(2016
·株洲一模)铜是生活中常见的金属,请回答下列问题:
(1)Cu不活泼,通常情况下不与稀硫酸反应,但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后,溶液很快变蓝色,试写出该反应的离子方程式:
_____________________________。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体,试写出该反应的离子方程式:
________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)火法炼铜的原理:
Cu2S+O2
2Cu+SO2,在该反应中每生成1molCu,转移________mole-。
(4)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________(填选项字母)。
a.粗铜接电源正极,发生氧化反应
b.溶液中Cu2+向阴极移动
c.电解过程中,阳极和阴极的质量变化相等
d.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属
(5)据报道,有一种叫ThibacillusFerroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中,可将黄铜矿CuFeS2氧化成硫酸盐:
4CuFeS2+2H2SO4+17O2===4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O,利用反应后的溶液,按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O):
①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的实验方法_______________________________
________________________________________________________________________。
②在实验室中,设计两个原理不同的方案,从溶液B中提炼金属铜(要求:
一种方案只用一个反应来完成)。
写出两种方案中涉及的化学方程式:
方案一:
________________;方案二:
________________________________________________________________________。
解析:
(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应,但再加入H2O2溶液后铜开始溶解,溶液逐渐变为蓝色,说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性,能溶解铜,离子方程式为Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O。
(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合,会析出Cu2(OH)2CO3,反应的化学方程式为2Cu2++CO
+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+2H+。
(3)反应中Cu元素化合价由+1价降低到0价,O元素化合价由0价降低到-2价,S元素化合价由-2价升高到+4价,由方程式可知生成2molCu,转移6mol电子,则该反应中每生成1molCu,转移3mol电子。
(4)a.精炼铜时,粗铜做阳极,连接电源正极,发生氧化反应故a正确;b.溶液中Cu2+向阴极移动,故b正确;c.比铜活泼的金属先放电,所以阳极和阴极的质量变化不相等,故c错误;d.Al、Zn比Cu活泼,在正极会生成Zn2+和Al3+,故不能利用阳极泥回收Al、Zn金属,故d错误。
(5)①检验溶液B中Fe3+是否被除尽的试剂是KSCN溶液,加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子;
②硫酸铜溶液得到金属铜的方法,可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为CuSO4+Fe===FeSO4+Cu;也可用惰性电极通电电解硫酸铜溶液,反应的化学方程式为2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4。
答案:
(1)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O
(2)2Cu2++CO
+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+2H+
(3)3 (4)ab
(5)①加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子,若加入后溶液不变红证明不含铁离子
②CuSO4+Fe===FeSO4+Cu 2CuSO4+2H2O
2Cu+O2↑+2H2SO4
12.氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和Cu。
(1)现有8.4g氧化铜被氢气完全还原后,得到红色固体6.96g,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是________。
(2)若将6.96g上述混合物与足量的浓硝酸充分反应:
①生成标准状况下1.568L的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是________,其物质的量之比是________;
②把得到
的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体20.328g。
经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中,所得晶体的化学式为__________。
(3)Cu、Cu2O和CuO组成的混合物,加入100mL0.6mol·L-1HNO3溶液恰好使混合物完全溶解,同时收集到224mLNO气体(标准状况)。
如原混合物中Cu的物质的量为x,求其中Cu2O、CuO的物质的量及x的取值范围(写出解题过程)。
解析:
(1)设单质铜与氧化亚铜的物质的量分别为x和y,则根据铜原子守恒可知x+2y=
=0.105mol。
又因为64g·mol-1×x+144g·mol-1×y=6.96g,解得x=0.075mol、y=0.015mol,因此单质铜与氧化亚铜的物质的量之比为5∶1。
(2)①反应中转移电子的物质的量为0.075mol×2+0.015mol×2×1=0.18mol,气体
的物质的量是1.568L÷22.4L·mol-1=0.07mol。
设混合气中NO和NO2的物质的量分别为amol和bmol,则amol+bmol=0.07mol、3amol+bmol=0.18mol,解得a=0.055、b=0.015,因此混合气的成分是NO和NO2,其物质的量之比为11∶3。
②设晶体的化学式为Cu(NO3)2·nH2O,则根据铜离子守恒可知晶体中铜离子的物质的量为0.105mol×80%=0.084mol,因此晶体的物质的量也是0.084mol,则0.084mol×(192+18n)g·mol-1=20.328g,解得n=3,即晶体化学式为Cu(NO3)2·3H2O。
(3)设Cu2O、CuO的物质
的量分别为ymol、zmol,则根据铜原子守恒可知生成硝酸铜的物质的量为(x+2y+z)mol。
NO的物质的量是0.01mol,则根据电子得失守恒可知2
x+2y=0.01×3=0.03。
硝酸的物质的量是0.06mol,则根据氮原子守恒可知2×(x+2y+z)+0.01=0.06,解得z=x-0.005,y=0.015-x。
由于y、z均不能为0,则x的取值范围是0.005 答案: (1)5∶1 (2)①NO、NO2 11∶3 ②Cu(NO3)2·3H2O (3)n(Cu2O)=(0.015-x)mol n(CuO)=(x-0.005)mol 0.005 13.(2016·宁波模拟)铜在自然界存在于多种矿石中,如: 矿石名称 黄铜矿 斑铜矿 辉铜矿 孔雀石 主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3·Cu(OH)2 (1)上表所列铜化合物中,铜的质量百分含量最高的是________。 (2)工业上以黄铜矿为原料。 采用火法熔炼工艺生产铜。 该工艺的中间过 程会发生反应: 2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是________。 (3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是_________ _______________;处理该尾气可得到有价值的化学品,写出其中1种酸和1种盐的名称____________。 (4)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 Ⅰ对;Ⅱ对;有 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对;Ⅱ对;有 C 铁比铜活泼 在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈 Ⅰ对;Ⅱ对;有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错;Ⅱ对;无 解析: (1)铜化合物中,铜的质量百分含量= ×100%; 黄铜矿中铜的含量= ×100%=35%; 斑铜矿中铜的含量= ×100%=63%; 辉铜矿中铜的含量= ×100%=80%; 孔雀石中铜的含量= ×100%=58% 所以铜的质量百分含量最高的是Cu2S。 (2)2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2↑,该反应中铜的化合价由+1价变为0价,铜元素在该反应中得电子化合价降低,所以该反应中的氧化剂是Cu2O、Cu2S。 (3)二氧化硫是有毒气体,二氧化硫溶于水后形成酸性溶液,随雨 水降下,就可能形成酸雨;二氧化硫能溶于水,且能和水反应生成亚硫酸,亚硫酸能被氧化成硫酸,二氧化硫是酸性氧化物,所以能用碱液 吸收生成盐,如硫酸铵。 (4)Ⅰ铜绿的主要成分是碱式碳酸铜,故正确;Ⅱ碱式碳酸铜能和强酸反应生成盐和水、二氧化碳,故正确;碱式碳酸铜是弱酸盐能和强酸反应,所以二者有因果关系,故A正确。 Ⅰ铜是不活泼金属,所以其表面不易形成致密的氧化膜,故错误;Ⅱ常温下,铜和浓硫酸不反应,所以铜容器可以盛放浓硫酸,故正确;二者没有因果关系,所以B错误。 Ⅰ铁的金属性比铜的金属性强,所以铁比铜活泼,故正确;Ⅱ在铜板上的铁钉在潮湿空气中易形成原电池,所以易生锈,故错误;二者有因果关系,所以C错误。 Ⅰ蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化,故错误;Ⅱ硫酸铜是重金属盐,能使蛋白质变性,所以溶液可用作游泳池的消毒剂,故正确;二者没有因果关系,所以D正确。 答案: (1)Cu2S (2)Cu2O、Cu2S (3)二氧化硫是有毒气体,二氧化硫溶于水后形成酸性溶液,随雨水降下,就可能形成酸雨 硫酸、硫酸铵 (4)AD
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