（四川專用）2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 第4講《銅及其化合物　金屬材料》解析訓(xùn)練

第四講銅及其化合物金屬材料一、選擇題(本題共7個(gè)小題，每題6分，共42分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1(2013·山東青島測試)所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物。根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點(diǎn)，判斷其中不能形成合金的是 ()。NaCuAlFe熔點(diǎn)/97.51 0836601 535沸點(diǎn)/8832 5952 2003 000ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na解析分析數(shù)據(jù)得出，鐵的熔點(diǎn)(1 535 )高于Na的沸點(diǎn)(883 )，無法制得合金。答案C2合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是 ()。合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低改變原料的配比、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A B C D解析合金的機(jī)械性能比各成分金屬的大，故正確；根據(jù)教材知識(shí)，是正確的；合金的電阻率比純金屬要大，故是錯(cuò)誤的；合金由于性能好而應(yīng)用更廣泛，是正確的。答案A3(2013·內(nèi)江調(diào)研)氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在4050 時(shí)反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯(cuò)誤的是 ()。A這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性BCuH可作氧化劑、還原劑CCuHCl2=CuClHCl(燃燒)DCuHHCl=CuClH2(常溫)解析C項(xiàng)中Cl2具有強(qiáng)氧化性，產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。答案C4(2013·云南曲靖二模)部分氧化的Fe­Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g，經(jīng)如下處理：下列說法正確的是()。A濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gDV896 mL解析根據(jù)題意，3.2 g濾渣一定是銅，而銅與Fe3不共存，則A項(xiàng)錯(cuò)誤；最后的3.2 g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g，則C項(xiàng)錯(cuò)誤；2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì)，故生成的氫氣的體積小于896 mL，D錯(cuò)誤。答案B5(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(shí)或判斷錯(cuò)誤的是 ()。A方法是最經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的B方法中，若從經(jīng)濟(jì)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(duì)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，不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。答案A6(2012·泉州五校質(zhì)檢)為了比較鐵和銅金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，某研究小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一些方案，并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下：方案現(xiàn)象或產(chǎn)物將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡，銅片上不產(chǎn)生氣泡將鐵片和銅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中，并用導(dǎo)線連接鐵片溶解，銅片上有氣泡產(chǎn)生能根據(jù)以上各種現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)的方案一共有()。A2種 B3種 C4種 D5種解析鐵能置換出銅，證明鐵比銅活潑；不能證明；不能證明；鐵能置換出稀硫酸中的氫，銅不能，證明鐵比銅活潑；鐵與銅形成原電池，鐵作負(fù)極，銅作正極，證明鐵比銅活潑，共有3種方案，選項(xiàng)B正確。答案B7(2013·宜賓調(diào)研)某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為y mol，其中Cu的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a，將其全部投入50 mL b mol·L1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)。下列說法正確的是 ()。A若金屬有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬又開始溶解B若金屬全部溶解，則溶液中一定含有Fe3C若金屬全部溶解，且產(chǎn)生336 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則b0.3D當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe3、Cu2時(shí)，則a與b的關(guān)系為：b<80y解析A項(xiàng)中鐵銅合金與硝酸反應(yīng)除生成NO外，還要生成相應(yīng)的硝酸鐵、硝酸銅等鹽，即溶液中存在NO，當(dāng)在其中加入H2SO4時(shí)，H和NO可繼續(xù)氧化剩余的金屬，A正確；B項(xiàng)中，因Fe3也可以氧化Cu而被還原為Fe2，因此當(dāng)金屬全部溶解時(shí)也可能只有Fe2、Cu2，B錯(cuò)；C項(xiàng)中，因沒有告訴溶液中所含的鐵離子是Fe2還是Fe3，或兩者都有，故無法計(jì)算b；D項(xiàng)中，根據(jù)題設(shè)條件，n(Cu)ay，n(Fe)(1a)y，所以當(dāng)溶液中只有Cu2和Fe3時(shí)它們對(duì)應(yīng)的n(NO)2ay3(1a)y(3a)y，因此根據(jù)硝酸中的N守恒，硝酸的濃度b至少應(yīng)等于80y，故D錯(cuò)。答案A二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共58分)8(9分)美國航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”爆炸，是震驚世界的航天慘案。專家推測“哥倫比亞”航天飛機(jī)的失事原因之一是覆蓋在航天飛機(jī)外層的一片微不足道的隔熱瓦脫離，引起飛機(jī)外表金屬溫度迅速升高而熔化解體。(1)其中照片顯示，在“哥倫比亞號(hào)”機(jī)翼下方有幾片小瓷片脫落，引起了科學(xué)家的注意，這是一種覆蓋在航天飛機(jī)表面的特殊的陶瓷片，其主要作用是_。A增加航天飛機(jī)的強(qiáng)度，防止流星和太空垃圾撞擊而損壞航天飛機(jī)B將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機(jī)使用C便于雷達(dá)跟蹤，接受地面指揮中心的指令D在返回大氣層時(shí)，陶瓷耐高溫隔熱，有效地保護(hù)航天飛機(jī)平安返回地面(2)隔熱瓦是一種金屬陶瓷，金屬陶瓷是由陶瓷和黏結(jié)金屬組成的非勻質(zhì)的復(fù)合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高溫氧化物，黏結(jié)金屬主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬。下列關(guān)于復(fù)合材料的說法不正確的是_。A由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)叫復(fù)合材料B復(fù)合材料一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能，在綜合性能上超過了單一材料C玻璃鋼是以玻璃纖維和樹脂組成的復(fù)合材料，它可做船體、汽車車身等，也可做印刷電路板D復(fù)合材料的熔、沸點(diǎn)一般比它的各組成成分的熔、沸點(diǎn)低(3)將陶瓷和黏結(jié)金屬研磨，混合均勻，成型后在不活潑氣氛中燒結(jié)，就可制得金屬陶瓷。金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn)，其密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好，不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂。實(shí)驗(yàn)室有一金屬陶瓷制成的容器，可用來盛放下列哪些物質(zhì)_。ANaOH溶液 BKNO3溶液C氫氟酸 D鹽酸解析(1)從題干信息看出，特殊陶瓷片的主要作用是隔熱、防止機(jī)體與空氣摩擦產(chǎn)生高溫而熔化。故D正確。(2)復(fù)合材料是由基體和增強(qiáng)體組合而成。A項(xiàng)敘述的物質(zhì)是合金而不是復(fù)合材料。復(fù)合材料一般具有各成分的性質(zhì)，又比各成分的性能優(yōu)良，強(qiáng)度高、密度小、耐高溫、耐腐蝕等。故A、D錯(cuò)。(3)金屬陶瓷具有金屬的性質(zhì)和硅酸鹽的性質(zhì)，所以不能用來盛放酸性或堿性物質(zhì)。答案(1)D(2)A、D(3)B9(15分)(2012·山東理綜，28)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a濃H2SO4b稀HNO3cNaOH溶液d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是_。a電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c溶液中Cu2向陽極移動(dòng)d利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)為_。解析(1)冰銅(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物，可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色，說明含有Fe3?？衫肍e2的還原性來檢驗(yàn)溶液中其是否存在，加入酸性KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色，說明還存在Fe2。(3)Al具有較強(qiáng)還原性，高溫下與Cu2O反應(yīng)可制得Cu：2Al3Cu2OAl2O36Cu。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極(發(fā)生氧化反應(yīng))，精銅作陰極(Cu2發(fā)生還原反應(yīng))，較活潑金屬(Al、Zn、Cu)在陽極被氧化，不活潑金屬(Au、Pt、Ag)在陽極附近沉積，形成陽極泥，電解質(zhì)溶液中Cu2向陰極移動(dòng)。電解過程中，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。(5)據(jù)電池反應(yīng)可知，Cu作負(fù)極，電極反應(yīng)為2Cu4e=2Cu2，則正極反應(yīng)為O24H4e=2H2O。答案(1)cd(2)Fe3取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(4)bd(5)4HO24e=2H2O10(17分)(2013·原創(chuàng))隨著材料科學(xué)的發(fā)展，金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑(含有V2O15、VOSO4及不溶性殘?jiān)?，科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝，回收率達(dá)91.7%以上。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如表所示：物質(zhì)VOSO4V2O15NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶該工藝的主要流程如下。請(qǐng)回答下列問題：(1)請(qǐng)寫出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O15)能加快二氧化硫的氧化速率，此過程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖1)。其中a、c兩步的化學(xué)方程式可表示為_，_。(3)該工藝中沉釩率是回收釩的關(guān)鍵之一，沉釩率的高低除受溶液pH影響外，還需要控制氯化銨的系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O15的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)圖2和圖3，試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度的適宜值分別為_、_。解析(1)根據(jù)表格信息，V2O15難溶于水，被亞硫酸鈉還原成可溶于水的VOSO4，離子方程式為V2O15SO4H=2VO2SO2H2O。(2)V2O15是催化劑，反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。依題意和物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖知，a反應(yīng)：五氧化二釩與二氧化硫反應(yīng)生成三氧化硫和四氧化二釩；c反應(yīng)：VOSO4在氧氣作用下生成V2O15和SO3。(3)根據(jù)圖像知，加氯化銨系數(shù)為4、溫度為80 時(shí)沉釩率最大。答案(1)V2O15SO4H=2VO2SO2H2O(2)SO2V2O15SO3V2O44VOSO4O22V2O154SO3(3)480 11(17分)(2013·菏澤模擬)埋藏在地下的青銅器銹蝕過程可以表示為：X由兩種物質(zhì)X1和X2組成，且都由四種元素構(gòu)成，定性實(shí)驗(yàn)表明：X1熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁，而X2熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁，但兩者均有水珠產(chǎn)生。為了定量測定X1和X2組成，某興趣小組用如圖實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)X1和X2分別做熱分解實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已省去)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體，分別稱重，裝置B和C中的質(zhì)量均增加。試回答下列問題：(1)青銅器出土后防止青銅器繼續(xù)銹蝕的關(guān)鍵是_。(2)利用上述裝置進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)判斷A裝置中反應(yīng)是否完全進(jìn)行帶來困難，為解決此問題，要對(duì)B裝置進(jìn)行改裝。B應(yīng)改為內(nèi)裝有_(填試劑名稱)的洗氣瓶，判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為_。用經(jīng)改裝的裝置，某同學(xué)進(jìn)行正確操作，最終得出的測定結(jié)果仍有誤差，原因是_(回答一點(diǎn)即可)。(3)在實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下，重做X1的熱分解實(shí)驗(yàn)，測得裝置B和C中質(zhì)量增重之比m(B)m(C)922，_(填“能”或“否”)求出X1的化學(xué)式，若能求出X1的化學(xué)式，則化學(xué)式為_(若不能求出X1的化學(xué)式，此空不填)。(4)若測得X2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.5%(銅元素的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5)，則X2的化學(xué)式為_。X2熱分解的化學(xué)方程式為_。解析先通過定性實(shí)驗(yàn)判斷X1和X2的元素組成，加熱分解均有水珠生成，說明都是堿式鹽，X1受熱分解產(chǎn)生CO2氣體，說明X1中含有CO，因此X1的組成可表示為Cuz(OH)x(CO3)y，X2(由4種元素構(gòu)成)受熱分解無CO2氣體生成，根據(jù)題中銅腐蝕過程變化示意圖，可推測X2中含有的另一元素為Cl，X2的組成可表示為Cum(OH)nClp。(3)根據(jù)m(B)m(C)922m(H2O)m(CO2)，推出n(OH)n(CO)21，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可得出X1的化學(xué)式為Cu2(OH)2CO3。(4)X2的組成為Cum(OH)nClp，銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為Cu%×100%59.5%，又根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可得2mnp，解得np31，故X2的化學(xué)式為Cu2(OH)3Cl。結(jié)合題中性質(zhì)和現(xiàn)象不難寫出熱分解的化學(xué)方程式。答案(1)與H2O和O2隔絕(2)濃硫酸洗氣瓶中不再有氣泡冒出實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收(3)能Cu2(OH)2CO3(4)Cu2(OH)3ClCu2(OH)3Cl2CuOH2OHCl