铜是人类最早使用的金属,以下是铜及其化合物提升训练,请考生练习。
1.在冶金工业上,均不能用化学还原剂制得的一组金属是()
A.Na、K、Mg、Al B.Na、K、Zn、Fe
C.Zn、Fe、Cu、Ag D.Mg、Al、Zn、Fe
【答案】A
2.镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,正确的是()
A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B.此合金能全部溶解于稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
【答案】B
3.合金是不同种金属及一些非金属在熔化状态下形成的一种熔合物。观察下表,下列选项中不可能形成合金的是()
金属 钠 铜 铝 铁 熔点/℃ 97.8 1083 660 1535 沸点/℃ 883 2595 2467 2750 A.铜与铝 B.铁与铜
C.铁与钠 D.铝与钠
【答案】C
4.铜粉放入稀硫酸中,加热后无明显变化,但加入某盐一段时间后,发现铜粉质量减少,溶液呈蓝色,则该盐可能是()
A.NH4 Cl B.Na2CO3
C.KNO3 D.FeSO4
【答案】C
5.氧化还原反应广泛应用于金属冶炼,下列说法不正确的是()
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,Na+被还原
B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应
C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe,转移9 mol电子
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
【答案】C
【解析】用磁铁矿炼铁的反应为Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,当有1 mol Fe3O4被CO还原成Fe时,转移8 mol电子。
6.潜艇上的核反应使用液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合而成)作载热介质,下列有关说法正确的是()
A.该合金的熔点介于钠、铝之间
B.钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物
C.钠和铝分别与少量的盐酸反应所得溶液均呈中性
D.若合金中n(Na)n(Al),将其投入到足量的水中可得无色透明的溶液
【答案】D
【解析】合金的熔点一般都低于各成分金属,A错误;过氧化钠、氧化铝均不属于碱性氧化物,B错误;钠与少量的盐酸反应后所得溶液呈碱性,铝与少量的盐酸反应后所得溶液呈酸性,C错误;合金中n(Na)n(Al),投入到足量的水中,铝最终能全部被溶解,D正确。
7.(新课标Ⅱ卷)下列反应中,反应后固体物质增重的是()
A.氢气通过灼热的CuO粉末
B.二氧化碳通过Na2O2粉末
C.铝与Fe2O3发生铝热反应
D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液
【答案】B
【解析】A.氢气通过灼热的CuO粉末发生的反应为CuO+H2Cu+H2O,固体由CuO变为Cu,反应后固体质量减小,错误;B.二氧化碳通过Na2O2粉末发生的反应为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,固体由Na2O2变为Na2CO3,反应后固体质量增加,正确;C.铝与Fe2O3发生铝热反应,化学方程式为2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,反应前后各物质均为固体,根据质量守恒定律知,反应后固体质量不变,错误;D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液发生的反应为Zn+Cu(NO3)2===Zn(NO3)2+ Cu,固体由Zn变为Cu,反应后固体质量减小,错误。
8.近年来,科技人员又研究得到一种新型材料泡沫铝。它是由发泡剂加到熔融或固体粉末的铝合金(合金是指金属跟其他金属或非金属所组成的具有金属特性的物质)中而制成的,其优点是硬度高,密度小(约为0.16~0.5 gcm-3),比木材还轻,可浮于水面,又有很大刚性且隔音、保温,是一种良好的建筑材料,近几年就可大批量投放市场。下列关于泡沫铝的说法错误的是()
A.泡沫铝是混合物
B.泡沫铝性质稳定,耐酸碱
C.泡沫铝是一种优质的建筑材料和轻质材料
D.泡沫铝可用于飞机制造
【答案】B
【解析】铝合金不耐酸碱,B错误。
9.我国出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B.在自然环境中,锡青铜中的锡对铜起保护作用
C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中慢
D.生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程,但不是化学反应过程
【答案】B
【解析】锡青铜属于合金,根据合金的特性,熔点比任何一组分的低,A错误;由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子保护铜,B正确;潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率,C错误;电化学腐蚀过程实质是有电子的转移,属于化学反应过程,D错误。
二、非选择题
10.判断题(对的画,错的画)。
①鸟巢使用钒氮合金钢,该合金熔点、硬度和强度均比纯铁高()
②高温下用铝热法炼铁制备钢材()
③除去Cu粉中混有的CuO,可向混合物中滴加适量的稀硝酸()
④向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入铁粉,有红色固体析出,说明氧化性:Cu2+Fe3+()
⑤在无色溶液中:Cu2+、Na+、MnO、SO能大量共存()
⑥使石蕊变红的溶液中:Cu2+、Cl-、Na+、SO可以大量共存()
⑦能溶解铜粉的溶液:Al3+、I-、Cl-、NH能大量共存()
⑧制饭勺、饭盒高压强等的不锈钢是合金()
⑨如下图所示装置可用铜和浓硝酸反应制取少量NO2()
【答案】①~⑤ ⑥~⑨
11.金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应。
(1)选出下列物质冶炼相应金属时是采用电解法的,写出它的电解方程式:________________________________________________________________________。
a.Fe2O3 b.Ag2O c.Cu2S.Al2O3
(2)早在战国时期,我国就开始生产和使用铁器,请写出高炉炼铁的主要反应方程式:________________________________________________________________________。
(3)请根据曾青得铁则化为铜写出湿法炼铜的化学方程式:________________________________________________________________________。
工业上火法炼铜是用辉铜矿(Cu2S)高温煅烧得到铜单质,请写出有关反应方程式:________________________________________________________________________。
(4)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2===4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是______,当1 mol O2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为________mol。
【答案】(1)2Al2O3(熔融)4Al+3O2
(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(3)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu Cu2S+O22Cu+SO2
(4)Cu2S 4
12.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精制CuO,其设计的实验过程为:
(1)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______(填字母)。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原
b.灼烧不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
(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)有同学指出,由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节,即应先生成Cu(OH)2沉淀,过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是________(填字母)。
a.CuO比Cu(OH)2颗粒粗大,更易于过滤从溶液中分离
b.Cu(OH)2分解温度较低,加热其浊液即可使其分解
c.干态下分解Cu(OH)2,温度难以控制,可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2O
d.过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净
【答案】(1)ab
(2)耗酸少,无污染性气体(SO2)产生
(3)d
【解析】(1)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。
(2)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2+2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,可以看出途径Ⅱ的优点是:①产生等量的CuSO4,比途径Ⅰ消耗硫酸少;②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。
(3)显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的,故d项错误。
13.(兰州一模)工业上用辉铜矿(主要成分Cu2S,含Fe3O4、SiO2杂质)为原料,生产硫酸铜晶体的工艺流程如下:
已知:①固体B为氧化物组成的混合物;
②[Cu(NH3)4]2+(aq)??Cu2+(aq)+4NH3(aq)。
(1)气体X是________,高温下在过量空气中煅烧辉铜矿时,Cu2S发生反应的方程式为__________________________。
(2)固体B酸溶时加入稀硫酸和H2O2,目的是________________,不用浓硫酸的原因是__________________________。
(3)鉴别溶液D中Fe3+完全除尽的方法是__________________________________,滤液G的主要溶质是________(填化学式)。
(4)由溶液E获得硫酸铜晶体的实验操作Ⅰ的方法是蒸发浓缩、降温结晶、________、烘干。
(5)用间接碘量法测定所制备的CuSO45H2O(不含能与I-反应的氧化性杂质)的纯度。取a g试样配成100 mL溶液,取25.00 mL该溶液,滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成,滴加KI溶液至不再产生为止,然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定生成的I2发生反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3===2NaI+2NaS4O6,消耗c molL-1Na2S2O3溶液的体积为V mL。
①写出CuSO4与KI反应的离子方程式__________________________。
②计算试样中CuSO45H2O的纯度____________(用a、c、V表示)。
【答案】(1)SO2 Cu2S+2O22CuO+SO2或2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 (写一个即可 )
(2)溶解CuO、Fe3O4,并将Fe2+氧化为Fe3+ 浓硫酸与Fe2+反应会生成对环境有污染的SO2
(3)取少量D溶液于试管中,滴入KSCN溶液,若溶液未出现血红色,则证明Fe3+完全除尽 (NH4)2SO4
(4)过滤洗涤
(5)① 2Cu2++4I-===2CuI+I2 ②%
14.铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为了解铜在空气中的腐蚀情况,某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后,猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。
①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解。观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题:
(1)绿色固体中含有的元素是__________。
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是________。
(3)假设该绿色物质是一种纯净物,则其化学式可能是__________,加热分解的化学方程式为_________________________________________________________ 。
(4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为_________________________。
(5)实验装置最后的干燥管的作用是__________________________________。
(6)如果将B、C两装置对调,能否达到实验目的?______,为什么? _____________。
【答案】(1)Cu、H、O、C
(2)CuO
(3)Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2CO32CuO+H2O+CO2
(4)Fe+Cu2+===Cu+Fe2+
(5)防止空气中的CO2进入
(6)不能 对调后无法说明反应中有水生成
【解析】无水硫酸铜变蓝,说明有H2O生成,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,所以绿色固体中含有Cu、H、C、O;由②可知黑色固体为CuO。
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