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1、新教材适用高考化学课时4 铜及其化合物 金属材料(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分，每个小题只有一个选项符合题意。)1日本地震后，导致福岛第一核电站引发核危机。核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳，第二层护罩是压力仓，第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。下列叙述错误的是 ()。A锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物B钢的硬度和熔沸点都高于纯铁C锆锡合金和钢属于金属材料，混凝土属于传统的硅酸盐材料D在高温下，钢和水蒸气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金，其硬度大于纯铁，但熔点低于纯铁。答案B2(2013宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N均为
2、单质，则M可能是()。MNQQ溶液MNANa BAl CFe DCu解析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，转化关系可能是CuCl2CuCl2CuCl2溶液CuCl2。答案D3(2013郑州质检)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D2963Cu的质子数和中子数之差为34解析金能够溶于王水，A项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜锈，主要成分是Cu2(
3、OH)2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确；2963Cu的质子数和中子数之差为(6329)295，D项错误。答案C4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CuSO4溶液和“某物质”在4050 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BCuH与盐酸反应可能产生H2CCuH与足量稀硝酸反应：CuH3HNO3=Cu2NO2H2ODCuH在氯气中燃烧：CuHCl2=CuClHCl解析A项，用CuSO4溶液和“某物质”在4050 时反应可生成CuH，Cu元素由2价变为1价，则CuSO4作氧化剂，“某物质”为还原剂，表现出
4、还原性；B项，CuH与盐酸发生氧化还原反应：2CuH4HCl=2CuCl23H2；C项，HNO3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，Cl2具有强氧化性，CuH具有强还原性，二者反应会生成CuCl2和HCl。答案D5(2013黑龙江质检)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：将铜溶于硝酸中、先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中、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方法是最经济和环保的B方法中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好C方法需要消耗能源，对环境不
5、产生污染D方法中N2O4既是氧化剂又是还原剂解析、都生成污染性气体，制取同样的硝酸铜，用稀硝酸比用浓硝酸耗酸量少，不生成污染性气体且HNO3全部转化为Cu(NO3)2。答案A6某地污水中含有Zn2、Hg2、Fe3、Cu2四种阳离子。甲、乙、丙三位同学设计的从该污水中回收金属铜的方案如下：甲：乙：丙：下列判断正确的是 ()。A三种实验方案都能制得纯净的铜B乙方案中加过量铁粉可以将四种阳离子全部还原C甲方案中的反应涉及置换、分解、化合、复分解四种反应类型D丙方案会产生环境污染解析甲方案得到的滤渣中含有Hg(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2，加热后得到HgO、Fe2O3和CuO，通H2还原后
6、不能得到纯净的铜；乙方案中加入过量铁粉，过滤所得的滤渣中含有铁、铜、汞等物质，最后也不能得到纯净的铜；丙方案中用盐酸溶解了滤渣中过量的铁，最后可以得到纯净的铜。因为锌比铁活泼，所以乙方案中加入的铁不能还原Zn2。甲方案中没有涉及化合反应。丙方案可能会产生汞和酸性废水，从而导致环境污染。答案D7(2013成都联考)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2，固体，将其加热，有铜的氧化物生成，剩余固体质量随温度变化的曲线如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示铜的氧化物的质量与其所含铜元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是()。A图1中
7、产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuOB图1整个过程中共生成0.26 g H2OC图2三条曲线中，表示CuO和其所含Cu元素质量的关系曲线是曲线AD图2中绘制错误的曲线共2条解析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 mol80 gmol10.80 g，所以a点是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005 mol144 gmol10.72 g，所以b点是Cu2O，A错误。根据化学方程式Cu(OH)2CuOH2O，4CuO2Cu2OO2，反应过程中产生0.01 mol H2O，即0.18 g，B错误。CuO和其所含铜元素的质量关系(以C
8、uO的质量为10 g计算)为10 g CuO中含8 g铜元素，观察图2知，曲线B符合上述质量关系(表示的是CuO)。而曲线A上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，这是错误的，曲线C不符合Cu2O和其所含的铜元素的质量关系，所以C错误、D正确。答案D二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8(13分)历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_。A硬度适中B密度适中C在自然界里都可得到纯净的单质D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是_币，黑色物质是_，形成这种物
9、质的化学方程式为_，绿色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是_币，表面一直未被氧化的原因是_。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是_。A观察颜色B查看图案C用手掂量轻重D滴一滴硝酸在币的表面，观察现象解析(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用作货币。(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气、水蒸气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均
10、可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。答案(1)D(2)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO32CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3红金金不活泼，不易被氧化(3)D9(15分)高温条件下，辉铜矿(主要成分为Cu2S)通适量的空气可冶炼金属铜，经过一系列反应可得到B和D、E。G为砖红色沉淀。请回答下列问题：(1)辉铜矿(Cu2S)通适量的空气冶炼金属铜的化学方程式为_，其中氧化剂为_。(2)E的浓溶液与Cu发生反应的化学方程式是_ _。(3)利用电解可提纯铜，在该电解反应中阳极物质是_，电解质溶液是_。(4)自然界中当胆矾矿与黄铁矿(主要成分为FeS2)相遇时会缓慢发
11、生下列反应产生辉铜矿。对反应：14CuSO45FeS212H2O=7Cu2S5FeSO412H2SO4，被氧化的硫和被还原的硫的质量比为_。解析(1)根据图示，Cu2S与O2的反应为氧化还原反应，结合B与O2的反应条件，可以推断B为SO2，该反应为Cu2SO2(适量)2CuSO2。反应中Cu、O的化合价降低，因此氧化剂为O2和Cu2S。(2)B为SO2，则D为SO3，E为H2SO4。反应为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O。(3)电解精炼铜时，粗铜作阳极，含Cu2的盐溶液作电解质溶液。(4)根据化学方程式中硫元素的化合价变化，可知被氧化的硫和被还原的硫的质量比为37。答案(1)Cu
12、2SO2(适量)2CuSO2O2和Cu2S(2)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(3)粗铜硫酸铜或含Cu2的盐溶液(4)3710(15分)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
13、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，与途径相比，途径有明显的两个优点是_、_。(5)在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)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_ _ (填字母编号)。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胆矾晶体部分风化解析(1)因加热坩埚时温度较高，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
14、和烧坏桌面，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)根据途径的反应化学方程式Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O和途径的反应化学方程式2CuO22H2SO4(稀)2CuSO42H2O，可以看出途径的优点是：产生等量的胆矾比途径耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体(SO2)。(5)称量操作至少进行4次
15、，分别是：称量坩埚；称量加入晶体后的坩埚；称量加热冷却后的坩埚；称量再加热、再冷却后的坩埚至两次称量的值相差不超过0.1 g。(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，其他三项均使x值偏低。答案(1)ceb(2)a、b(3)蒸发过滤(4)产生等量胆矾途径消耗硫酸少途径不会产生污染大气的气体(5)4(6)a11(15分)(2011福建，24)四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意如下：回答下列问题：(1)往中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有
16、如下反应发生：2Fe3Fe=3Fe22TiO2(无色)Fe4H=2Ti3(紫色)Fe22H2OTi3(紫色)Fe3H2O=TiO2(无色)Fe22H加入铁屑的作用是_。(2)在工艺过程中需要控制条件以形成TiO2nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在_范围。(3)若把中制得的固体TiO2nH2O用酸清洗除去其中的Fe(OH)3杂质，还可制得钛白粉。已知25 时，KspFe(OH)32.791039，该温度下反应Fe(OH)33HFe33H2O的平衡常数K_。(4)已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g)H140 kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H221
17、kJmol1写出中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：_。(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是_(只要求写出一项)。(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用_方法。TiCl4SiCl4熔点/25.068.8沸点/136.457.6解析(1)由题目所给的反应可以看出加入铁屑使溶液中的Fe3转化为Fe2，保护TiO2不被Fe3氧化。(3)由KspFe(OH)32.791039可得c(Fe3)c3(OH)2.791039K2.79103。(4)利用盖斯定律：两个热化学方程式相加即得所要的热化学方程式TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJmol1。(5)由工业流程图可以得出该生产过程中产生了工业三废。(6)TiCl4与SiCl4的沸点差异很大，所以采用蒸馏的方法进行分离。答案(1)使Fe3还原为Fe2；保护TiO2不被Fe3氧化(2)109 m107 m(或其他合理答案)(3)2.79103(4)TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(l)2CO(g)H81 kJmol1。(5)产生三废(或其他合理答案)(6)蒸馏(或分馏或精馏)