2019高考化学一轮复习 基础课时练11 铜 金属材料与金属矿物的开发利用

基础课时练(十一)铜 金属材料与金属矿物的开发利用
1．(2018·济宁联考)明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。

下列说法不正确的是( )
A ．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B ．煤炭中起作用的主要成分是C
C ．冶炼Zn 的化学方程式：ZnCO 3＋2C=====高温Zn ＋3CO↑
D ．该冶炼锌的方法属于热还原法
答案：A
2．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是( )
A ．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B ．炼钢和炼铁都是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来，区别在于炼钢时选用的还原剂的还原性更强
C ．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D ．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
答案：D
3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。

下列关于金属的一些说法不正确的是( )
A ．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B ．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C ．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D ．越活泼的金属越难冶炼
答案：B
4．(2018·商丘统考)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氧化物
C ．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D.63
29Cu 的质子数和中子数之差为34
答案：C
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
答案：C
6．(2017·枣庄期中)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
答案：C
7．(2018·唐山调研)现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。

取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si ＋2OH －
＋H 2O===SiO 2－3＋2H 2↑)( ) 样品――→稀盐酸①⎩
⎪⎨⎪⎧ 气体溶液难溶物――→浓NaOH 溶液②⎩⎪⎨⎪⎧ 气体溶液难溶物 A ．Al 、Mg 、Si 、Zn
B ．Al 、Fe 、Zn 、Na
C ．Al 、Na 、Cu 、Fe
D ．Al 、Cu 、Mg 、Si 、Mn
答案：D 8．某研究小组通过实验探究Cu 及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是
( )
A ．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色
B ．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS
C ．将CuCl 2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl 2固体
D ．将表面有铜绿[Cu 2(OH)2CO 3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：选D A 项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B 项铜粉和硫粉混合加热应生成Cu 2S ，故该项错误；C 项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氧化铜，故该项错误；D 项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu 2(OH)2CO 3]与盐酸反应，故该项正确。

9．(2018·荆州检测)粗制的CuSO 4·5H 2O 晶体中含有Fe 2＋。

提纯时，为了除去Fe 2＋
，
常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH＝4，即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。

下列说法不正确的是( )
A．溶解CuSO4·5H2O晶体时要加入少量稀H2SO4
B．加入H2O2除去Fe2＋的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓
C．由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失
D．调溶液pH＝4的依据是当pH＝4时Fe3＋沉淀完全，而Cu2＋还未开始沉淀
解析：选B CuSO4·5H2O晶体溶解后Cu2＋会发生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2＋的水解，A正确；因为氧化Fe2＋时，溶液为强酸性，在强酸性条件下，不可能大量存在OH－，B错误；Cu2＋对过氧化氢的分解具有催化作用，所以使部分过氧化氢损失，C正确；因为该操作的目的是除去Fe3＋且硫酸铜不损失，所以调节溶液的pH ＝4，应是Fe3＋完全沉淀而Cu2＋还未开始沉淀，D正确。

10．(2018·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
答案：B
11．下图是以橄榄岩(主要成分为硅酸镁，还有少量的Fe3＋、Fe2＋、Al3＋及少量不溶于酸的杂质)为原料，制备硫酸镁晶体的流程图：
下列说法正确的是( )
A．过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去Si
B．加氨水调节pH＝7～8，目的是使Fe3＋、Al3＋转化为氢氧化物沉淀而除去
C ．加H 2O 2溶液时发生的主要反应为H 2O 2＋Fe 2＋＋2H ＋===Fe 3＋
＋2H 2O
D ．粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是使硫酸镁晶体结晶得更漂亮
解析：选B 硅酸不溶于水，过滤1所得固体是硅酸，A 项错误；C 项电荷不守恒，故错误；从粗硫酸镁晶体到硫酸镁晶体的一系列操作是为了提纯，D 项错误。

12．(2018·南阳一中月考)铜有两种常见的氧化物CuO 和Cu 2O 。

某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。

则下列分析正确的是( )
A ．图甲中a 点和b 点对应物质的化学式分别为Cu 2O 和CuO
B ．图甲整个过程中共生成0.26 g 水
C ．图乙三条曲线中，表示CuO 和其中所含Cu 元素质量关系的曲线是A
D ．图甲中，a 到b 的过程中有0.01 mol 电子发生了转移
解析：选D 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 mol×80 g·mol －1
＝0.80 g ，所以a 点对应的物质是CuO ；若全部生成Cu 2O ，则质量为0.005 mol×144 g·mol －1＝0.72 g ，所以b 点对应的物质是Cu 2O ，A 项错误；根据化学方程式
Cu(OH)2=====高温CuO ＋H 2O 、4CuO=====高温2Cu 2O ＋O 2↑可知，生成水的物质的量为0.01 mol ，质量为0.01 mol×18 g·mol －1＝0.18 g ，B 项错误；CuO 和其中所含Cu 元素的质量关系(以CuO 的质量为10 g 计算)为：
CuO ～ Cu
80 64
10 g 8 g
观察图乙可知，B 曲线符合上述质量关系，表示的是CuO ，C 项错误；根据反应方程式4CuO=====高温2Cu 2O ＋O 2↑可知，a 到b 的过程中有0.01 mol 电子发生了转移，D 项正确。

13．为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如下实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO 4·7H 2O)和胆矾晶体。

请回答下列问题：
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)试剂X是________。

步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是
________________________________________________________________________。

(3)进行步骤Ⅱ时，该小组用如图所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液A 中。

一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少，为了避免固体C减少，可采取的改进措施是____________________________________________________________。

(4)用固体F制备CuSO4溶液，可设计以下三种途径：
写出途径①中反应的离子方程式___________________________________，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由：
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：(1)三种金属中，只有Al能与碱反应，反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑。

(2)分离铁、铜制备绿矾，所以用稀硫酸；三步操作的目的都是固液分离，故操作为过滤。

(3)浓盐酸易挥发，制得的CO2中混有HCl气体，导致生成的氢氧化铝溶解，为了避免固体C减少，故要除去CO2中的HCl，应在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶。

(4)途径②最佳。

途径①会产生NO，途径③会产生SO2，都会污染环境，并且途径②中的H2SO4均转化成CuSO4，原子利用率高。

答案：(1)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO－2＋3H2↑(2)稀硫酸过滤
(3)在装置a、b之间增加一个盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
(4)3Cu ＋2NO －3＋8H ＋===3Cu 2＋
＋2NO↑＋4H 2O 途径②最佳，理由是原料利用率高，环境污染小
14．(2018·滨州模拟)某铜矿石的主要成分是Cu 2O ，还含有少量的Al 2O 3、Fe 2O 3和SiO 2。

某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知：Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O)。

(1)滤液A 中铁元素的存在形式为________(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________， 检验滤液A 中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。

(2)金属单质E 与固体混合物F 发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________， 在实验室中完成此实验还需要的试剂是________(填序号)。

a ．KClO 3
b ．KCl
c ．Mg
d ．MnO 2
(3)为使固体混合物D 在空气中灼烧完全分解，应______________，直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g)时为止；灼烧时必须用到的实验仪器是________。

(4)溶液G 与固体混合物B 反应的离子方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(5)将Na 2CO 3溶液滴入到一定量的CuCl 2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水)，该盐受热分解产生三种氧化物，则该盐的化学式是________。

解析：(1)根据Fe 2O 3＋6H ＋===2Fe 3＋＋3H 2O 、Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O 、2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋，且铜矿石的主要成分为Cu 2O ，而Fe 2O 3是少量的，可知滤液A 中铁元素的存在形式
为Fe 2＋。

检验Fe 2＋可以用铁氰化钾溶液(生成蓝色沉淀)，或用氯水和KSCN 溶液、双氧水和KSCN 溶液(最终溶液为血红色)。

(2)E 为Al ，F 中含有Fe 2O 3，Al 与Fe 2O 3可以发生铝热反应：
2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe ，该反应可用于焊接钢轨。

实验室进行铝热反应，还需要Mg 和
KClO 3。

(3)灼烧固体混合物D 需要的仪器为坩埚，为使其完全分解，应灼烧、冷却至室温后称重，重复多次。

(4)固体混合物B 的主要成分为SiO 2和Cu ，溶解SiO 2可用NaOH 溶液。

(5)
结合题中信息知绿色不溶于水的盐为Cu 2(OH)2CO 3[或Cu(OH)2·CuCO 3]。

答案：(1)Fe 2＋ 2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋
铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN 溶液或双氧水和KSCN 溶液等，合理即可)
(2)2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe ac
(3)灼烧，冷却至室温后称重，重复多次 坩埚
(4)SiO 2＋2OH －===SiO 2－3＋H 2O
(5)Cu 2(OH)2CO 3[或Cu(OH)2·CuCO 3]。