高考化学一轮复习 第3章 基础课时4 铜及其化合物 金属材料限时训练(含解析)

基础课时4 铜及其化合物金属材料
(时间：45分钟)
1．(2014·吉安质检)“东方之冠”的主体结构是用国产Q460钢制成的。

下列有关Q460钢的说法可能不正确的是( )。

A．硬度比纯铁大B．性能优于普通钢
C．熔点比纯铁高D．属于合金
解析合金的硬度比其组分金属的大，熔点比其组分金属的低，故选C。

答案 C
2．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。

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．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
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
解析合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是M n＋＋n e－===M，C 正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。

答案 B
3．(2014·宝鸡中学测试)下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是( )。

2和Cl2。

同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得，但在实际生活中，
在铁轨焊接等方面时，是用铝热反应来制取的。

答案 D
4．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：
A．导线B．门窗框
C．炉具D．飞机外壳
解析该合金熔点高，硬度大，密度小，B、C、D项中的应用均适合，但导电性仅为Ag 的0.023倍，不适合作导线。

答案 A
5．硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：①将铜溶于硝酸中、
②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中、③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加
反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。

下列认识或判断错误的是( )。

A．方法③是最经济和环保的
B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好
C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染
D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
解析①、③都生成污染性气体，②不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2。

答案 A
6．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。

下列说法正确的是
( )。

A．相对于途径②，途径①更好地体现了绿色化学思想
B．Y可以是葡萄糖溶液
C．X可能是SO2和SO3的混合气体
D．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体
解析途径①中会产生有毒物质SO2而途径②不会，A错误；CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成新制Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，B正确；
CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4中只有氧元素
的化合价能升高，故X 中必有O 2，C 错误；D 项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D 错误。

答案 B
7．氢化亚铜(CuH)是一种不稳定的物质，能在氯气中燃烧，也能与酸反应。

用CuSO 4溶液和“某物质”在40～50 ℃时反应可生成CuH 。

下列叙述中错误的是
( )。

A ．“某物质”具有还原性
B ．CuH 与盐酸反应可能产生H 2
C ．CuH 与足量稀硝酸反应：CuH ＋3H ＋＋NO －3===Cu 2＋＋NO↑＋2H 2O
D ．CuH 在氯气中燃烧：CuH ＋Cl 2===CuCl ＋HCl
解析 A 项，用CuSO 4溶液和“某物质”在40～50 ℃时反应可生成CuH ，Cu 元素的化合价由＋2价变为＋1价，则CuSO 4作氧化剂，“某物质”为还原剂，表现出还原性；B 项，CuH 与盐酸发生氧化还原反应：2CuH ＋4HCl===2CuCl 2＋3H 2↑；C 项，HNO 3具有强氧化性，与CuH 反应时，＋1价Cu 、－1价H 均被氧化成最高价态；D 项，Cl 2具有强氧化性，CuH 具有强还原性，二者反应会生成CuCl 2和HCl 。

答案 D
8．某同学设计了如下实验测量m g 铜银合金样品中铜的质量分数：
下列说法中不正确的是 ( )。

A ．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性
B ．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的V L 气体可能全为NO
C ．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干
D ．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数
解析 解答本题要注意以下两点：(1)没有告诉硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有NO 2；(2)W g 固体应该是干燥纯净的AgCl ，由此确定三步操作。

答案 D
9．已知酸性条件下有如下反应：2Cu ＋=====H ＋
Cu 2＋＋Cu 。

由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu 或Cu 2O ，两者都是红色固体。

一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：
A ．Cu
B ．Cu 2O
C ．一定有Cu ，可能有Cu 2O
D ．一定有Cu 2O ，可能有Cu
解析 H 2还原CuO 生成红色固体，可能是Cu 和Cu 2O 中的一种或两种，产物中加入稀H 2SO 4
溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含Cu 2O ，在酸性条件下2Cu ＋=====H ＋
Cu 2＋＋Cu ，故不能证明产物中是否含有Cu 。

答案 D
10．(2014·衡水二模)部分氧化的Fe­Cu 合金样品(氧化产物为Fe 2O 3、CuO)共5.76 g ，经如下处理：
下列说法正确的是
( )。

A ．滤液A 中的阳离子为Fe 2＋、Fe 3＋、H ＋
B ．样品中Fe 元素的质量为2.24 g
C ．样品中CuO 的质量为4.0 g
D ．V ＝896 mL
解析 根据题意，3.2 g 滤渣一定是铜，而铜与Fe 3＋不共存，故A 中无Fe 3＋
则A 项错误；最后的3.2 g 固体为Fe 2O 3，其中Fe 元素的质量为2.24 g ，B 项正确；样品中Cu 元素和O 元素共5.76 g －2.24 g ＝3.52 g ，则C 项错误；2.24 g Fe 元素不可能全是单质，故标准状况下生成的H 2的体积小于896 mL ，D 项错误。

答案 B
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：
试回答下列问题：
(1)工业生产Cl 2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[CuCl 2]，试写出反应的化学方程式___________ ____________________________________________________________。

制备过程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Cu 2＋＋Cu ＋2Cl －===2CuCl)
___________________________________________________________。

(3)还原过程中加入少量盐酸的作用是________________________，加入过量NaCl 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CuCl 2热溶液中通入SO 2气体也可制备白色的CuCl 沉淀，试写出该反应的离子方程式________________________________________ ______________________________________________________________。

解析 (1)主要从原料经济性的角度来回答。

(2)产物Na[CuCl 2]中Cu 元素的化合价为＋1价，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)产品用酒精洗涤，是因为酒精沸点低，易挥发，产品易晾干，可防止CuCl 被空气氧化。

(5)反应中CuCl 2被还原为CuCl ，则SO 2被氧化为H 2SO 4。

答案 (1)石灰乳来源丰富，成本低
(2)CuCl 2＋2NaCl ＋Cu===2Na[CuCl 2] CuCl 沉淀沉积Cu 表面阻碍反应的进行
(3)防止Cu 2＋
水解 增大NaCl 的浓度有利于生成更多Na[CuCl 2]，提高产率
(4)使CuCl 尽快干燥，防止其被空气氧化
(5)2Cu 2＋＋2Cl －＋SO 2＋2H 2O=====△2CuCl↓＋4H ＋＋SO 2－4
12．合金是建造航空母舰的主体材料。

(1)航母升降机可由铝合金制造。

①铝元素在周期表中的位置为_________________________，
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为______________。

②Al－Mg 合金焊接前用NaOH 溶液处理Al 2O 3膜，其化学方程式为____________________。

焊接过程中使用的保护气为__________________(填化学式)。

(2)航母舰体材料为合金钢。

①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为___________________________ _____________________________________________。

②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为______________。

(3)航母螺旋浆主要用铜合金制造。

①80.0 g Cu－Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0 g，则合
金中Cu的质量分数为________________________。

②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4时
开始出现沉淀，分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。

结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有____________________。

解析(3)①因加入过量的氨水会发生反应Cu2＋＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋4H2O，故得到的白色沉淀为Al(OH)3，物质的量为0.5 mol，据Al原子守恒可知Al的质量为13.5 g，则Cu的质量为66.5 g，Cu的质量分数约为83.1%。

②由图像可知，Fe3＋在pH≈1.9时开始沉淀，在pH≈3.2时沉淀完全，依次类推。

pH＝3.4时才开始出现沉淀，说明溶液中没有Fe3＋，则一般也无Fe2＋，因为Fe2＋在空气中会被氧化成Fe3＋，此时的沉淀为Al(OH)3；
pH＝7.0时过滤出的沉淀为Al(OH)3和Cu(OH)2；pH＝8.0时过滤出的沉淀为Ni(OH)2。

答案(1)①第三周期第ⅢA族CO2
②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar(其他合理答案均可)
(2)①吸氧腐蚀
②CaCO3或CaO
(3)①83.1%②Al、Ni
13．(2014·青岛模拟)某化学研究性学习小组设计实验探究铜的常见化学性质，过程设计如下。

提出猜想
问题1：在周期表中，铜与铝的位置很接近，铜不如铝活泼，氢氧化铝具有两性，氢氧化铜也有两性吗？
问题2：铁和铜都有变价，一般情况下，正二价铁的稳定性小于正三价的铁，正一价铜的稳定性也小于正二价的铜吗？
问题3：氧化铜有氧化性，能被H2、CO还原，它也能被氮的某种气态氢化物还原吗？
实验探究
Ⅰ.解决问题1
(1)需用到的药品除铜、铝、1 mol·L－1CuSO4溶液、稀H2SO4外还需
____________________(填试剂的化学式)溶液。

(2)配制1 mol·L－1 CuSO4溶液250 mL，选用的仪器除烧杯、托盘天平、玻璃棒、量筒、胶头滴管外，还有______________________(填仪器名称)。

(3)为达到实验目的，你认为应进行哪些相关实验？
实验内容和步骤：
①Cu与稀H2SO4反应；
②__________________________________________________________________________ ______________________________________________________；
③__________________________________________________________________________ _____________________________________________________。

Ⅱ.解决问题2
取一定量制得的氢氧化铜固体，于坩埚中灼烧，当温度达到80～100 ℃得到黑色固体粉末；继续加热至1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末氧化亚铜；取适量红色氧化亚铜粉末于洁净试管中，加入过量的稀硫酸(或盐酸)，得到蓝色溶液，同时观察到试管底部还有红色固体存在。

根据以上实验现象回答问题。

(1)写出氧化亚铜与稀硫酸(或盐酸)反应的离子方程式：
__________________________________________________________。

(2)从实验Ⅱ可得出的结论是______________________________________ ______________________________________________________________。

Ⅲ.解决问题3
设计如下装置(夹持装置未画出)：
当氮的某种气态氢化物(X)缓缓通过灼热的氧化铜时，观察到氧化铜由黑色变成了红色，无水硫酸铜变成蓝色，生成物中还有一种无污染的气体Y；将X通入灼热的CuO燃烧管完全反应后，消耗0.01 mol X，测得B装置增重0.27 g，并收集到0.14 g单质气体Y。

(1)研究小组同学验证燃烧管生成的红色物质是铜，你认为他们验证的方法是____________________________________________________________________________ _______________________________________________________。

(2)X气体的摩尔质量是________。

(3)C中发生反应的化学方程式为_____________________________________ ______________________________________________________________。

解析 Ⅰ.(1)验证氢氧化铜具有两性，也就是验证其既能溶于酸溶液，又能溶于碱溶液，故还需NaOH 溶液。

(2)配制一定物质的量浓度的溶液，最重要的仪器就是容量瓶，注意容量瓶的规格必须是250 mL 。

(3)根据(1)的分析可知，进行本实验需先制备Cu(OH)2，然后分别与稀硫酸、NaOH 溶液反应。

Ⅱ.(1)根据信息，Cu ＋在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应，生成单质Cu 和Cu 2＋。

结合氧化还原反应中得失电子守恒及原子守恒即可完成反应的离子方程式。

Ⅲ.(1)根据实验Ⅱ的信息，可用稀硫酸(或盐酸)验证红色物质是铜。

因为铜不溶于稀硫酸，而氧化亚铜溶于稀硫酸，得到蓝色溶液。

(2)设X 的化学式为N a H b ，反应的化学方程式为CuO ＋N a H b ―→Cu＋H 2O ＋N 2(未配平)。

根据题意，N a H b 、H 2O 、N 2的物质的量分别为0.01 mol 、0.015 mol 、0.005 mol ，三者物质的量之比为2∶3∶1。

假定N a H b 、H 2O 、N 2的化学计量数分别为2、3、1，结合原子守恒将化学方程式配平可知a ＝1、b ＝3，故X 为NH 3，
其摩尔质量为17 g·mol －1。

(3)根据(2)可写出反应的化学方程式：2NH 3＋3CuO=====△3Cu
＋3H 2O ＋N 2。

答案 Ⅰ.(1)NaOH (2)250 mL 容量瓶 (3)②用CuSO 4溶液和NaOH 溶液反应制Cu(OH)2 ③将Cu(OH)2分别与稀硫酸、NaOH 溶液反应
Ⅱ.(1)Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O
(2)80～100 ℃时，Cu 2＋稳定；1 000 ℃以上Cu ＋稳定；在酸性环境中Cu 2＋稳定，Cu ＋不稳定
Ⅲ.(1)将红色物质置于稀硫酸中，若溶液不变蓝，则说明红色物质为Cu (2)17 g·mol －1 (3)2NH 3＋3CuO=====△3Cu ＋3H 2O ＋N 2。