2021届新高考一轮复习人教版第9讲铜及其重要化合物　用途广泛的金属材料作业 8页

练案[9]第三章　金属及其重要化合物 第9讲　铜及其重要化合物　用途广泛的金属材料 A组　基础必做题 ‎1．(2020·新题预测)按如图所示装置实验探究硫酸铜的分解产物。实验后反应管中残留固体为红色粉末(经检测为Cu2O)。下列说法错误的是(　C　)‎ A．加热前需打开K1和K2，缓缓通入一段时间N2‎ B．F的作用是吸收尾气 C．可将BaCl2溶液换成Ba(NO3)2溶液 D．若品红溶液不褪色，硫酸铜分解的化学方程式为4CuSO42Cu2O＋4SO3↑＋O2↑‎ ‎2．(2020·台州模拟)某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。‎ 下列说法不正确的是(　A　)‎ A．每生成1 mol Cu3N，转移的电子为6 mol B．滤液G可以并入滤液E加以利用 C．加入NH4HCO3溶液需控制温度以抑制Fe2＋水解和NH4HCO3分解 D．由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧 ‎3．(2020·山东潍坊统一考试)(双选)烧瓶中，铜与浓硫酸反应结束后，铜片未完全溶解。若向反应后的溶液中加入相关物质，下列说法正确的是(　CD　)‎ A．滴加浓NaOH溶液立即有蓝色沉淀生成 B．加入铁粉，铁粉不溶解 C．通入O2并加热，铜片继续溶解 D．加入NaNO3固体，铜片溶解 ‎[解析]　‎ 本题主要考查铜和浓硫酸的反应。铜与浓硫酸反应，随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应停止，Cu和硫酸均剩余。滴加浓NaOH溶液，NaOH先与硫酸反应，故开始无蓝色沉淀生成，A项错误；加入铁粉，生成的CuSO4及剩余的H2SO4均能与Fe反应，铁粉溶解，B项错误；通入O2并加热，发生反应：2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，铜片继续溶解，C项正确；加入NaNO3固体，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，铜片溶解，D项正确。‎ ‎[知识拓展]　铜与浓硫酸反应，随着反应进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应停止，Cu和硫酸均剩余，要促进铜溶解，可以采取的措施有：①加入硝酸盐，如KNO3，发生反应：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；②加入铁盐，如FeCl3，发生反应：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋；③通入氧气并加热，发生反应：2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。‎ ‎4．(2020·湖南师大附中模拟)CuSO4是一种重要的化工原料，其中有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　C　)‎ A．与途径①相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 B．Y可以是葡萄糖溶液 C．CuSO4在1 ‎100 ℃‎分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D．将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 ‎[解析]　途径①中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，会污染气体，通过途径②制取等质量CuSO4需要的硫酸少且无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，故A正确；葡萄糖溶液与新制氢氧化铜反应可生成Cu2O，所以Y可为葡萄糖溶液，故B正确；若X是二氧化硫和三氧化硫的混合气体，则只有铜元素、硫元素化合价降低，无元素化合价升高，故C错误；将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体，故D正确。‎ ‎5．(2020·山东济宁一中调研)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2＋，广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。下列说法正确的是(　B　)‎ A．途径1中产生的Cl2可以回收循环利用，也可以通入饱和CaCl2溶液中除去 B．途径2中‎200 ℃‎时反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO＋2HCl↑‎ C．X气体可以是N2，目的是作保护气，抑制CuCl2·2H2O在加热过程中可能发生的水解 D．CuCl与稀硫酸反应的离子方程式为2CuCl＋4H＋＋SO===2Cu2＋＋2Cl－＋SO2↑＋2H2O ‎[解析]　本题考查CuCl2·2H2O的热分解反应。途径1中产生的Cl2可以转化为HCl，回收循环利用，Cl2在饱和CaCl2溶液中溶解度很小，用饱和CaCl2溶液不能除去Cl2，故A错误；Cu2(OH)2Cl2加热到‎200 ℃‎生成CuO，由原子守恒可知，还生成HCl，则化学方程式为Cu2(OH)2Cl22CuO＋2HCl↑，故B正确；CuCl2水解生成氢氧化铜和易挥发的HCl，X气体用于抑制CuCl2水解，则X为HCl，不是N2，故C错误；CuCl在酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2＋，故D错误。‎ ‎6．(2019·江西九江模拟)下列有关金属及其化合物的说法中，正确的个数为(　A　)‎ ‎①在人类对金属材料的使用过程中，性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用 ‎②纯铁比生铁抗腐蚀性更强 ‎③单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属 ‎④向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末，振荡，溶液变为蓝色并有气泡产生 ‎⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金 ‎⑥可通过焰色反应区分钾元素和钠元素 ‎⑦将FeCl3溶液滴入KI淀粉溶液中，溶液变蓝色 ‎⑧铝粉和氧化镁粉末混合，高温能发生铝热反应 A．4　 B．5　‎ C．6　 D．7‎ ‎[解析]　在人类对金属材料的使用过程中，性质不活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用，①错误；铝是活泼金属，③错误；向紫色石蕊试液中加入过量的Na2O2粉末，振荡，溶液先变为蓝色后褪色，并有气泡产生，④错误；铝粉和氧化镁粉末混合，镁比铝活泼，不能发生铝热反应，⑧错误。‎ ‎7．(2020·浙江高三期中)(双选)某混合物X由Al2O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一种或几种物质组成。某校课外兴趣小组以两条途径分别对X进行如下实验探究。‎ 下列有关说法不正确的是(　BC　)‎ A．由I可知X中一定存在Fe2O3、Cu B．无法判断混合物是否含有Al2O3‎ C．原混合物中m(Fe2O3)︰m(Cu)＝2︰1‎ D．‎1.92 g固体成分为Cu ‎[解析]　途径a.‎10.4‎ g X与过量盐酸反应生成蓝色溶液和固体，蓝色是铜离子的颜色，由于Cu与盐酸不反应，因此固体中一定含有Fe2O3，Fe2O3与HCl反应生成Fe3＋，Fe3＋‎ 再与Cu发生氧化还原反应生成Fe2＋和Cu2＋；‎4.92g固体与过量的NaOH反应，并过滤，得到‎1.92 g固体，则减少了‎3 g固体为SiO2，剩余的固体为Cu。途径b.10.4 gX与过量NaOH反应，过滤剩余‎6.4g固体，则减少了‎4 g固体，其中有‎3 g为SiO2，则剩余‎1 g为Al2O3，以此来解答问题。‎ 由I可知，固体与过量的HCl反应生成蓝色溶液，则溶液中一定含有铜离子，而Cu与HCl不反应，因此固体中一定含有Fe2O3，Fe2O3与HCl反应生成Fe3＋，Fe3＋再与Cu发生氧化还原反应生成Fe2＋和Cu2＋，故A正确；根据以上分析，结合途径a和途径b可知，混合物中既有SiO2，又有Al2O3，B错误；设Fe2O3的物质的量为 x, Cu的物质的量为y，由Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O和2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋可知，Fe2O3～2Fe3＋～Cu，故160x＋64y＝6.4,64y－64x＝1.92，解得：x＝0.02 mol，y＝0.05 mol，故Fe2O3的质量为m(Fe2O3)＝0.02 mol×‎160 g/mol＝‎3.2 g，Cu的质量为m(Cu)＝0.05 mol×‎64 g/mol＝‎3.2 g，故m(Fe2O3)︰m(Cu)＝1︰1，C错误；由上述分析可知，‎1.92 g固体成分为Cu，D正确；故答案为B、C。‎ ‎8．(2020·经典习题选粹)(1)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。‎ ‎①由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 bd 。‎ a．Fe2O3　　b．NaCl　　c．Cu2S　　d．Al2O3‎ ‎②辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是 Cu2S 。当1 mol O2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为 4 mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是 H2 。‎ ‎(2)冶炼金属常用以下几种方法：①热分解法；②以活泼金属Na、Mg等作还原剂；③以C、CO或H2作还原剂；④电解法；⑤利用铝热反应原理还原。下列金属各采用哪种方法还原最佳(用序号填写下列空白)。‎ ‎①Fe、Zn、Cu等中等活泼金属： ③ 。‎ ‎②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属： ④ 。‎ ‎③Hg、Ag等不活泼金属： ① 。‎ ‎④V、Cr、Mn、W等高熔点金属： ⑤ 。‎ ‎[解析]　(1)①Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。‎ ‎②在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，所以1 mol O2得到4 mol e－，还原剂失去4 mol e－。CuSO4溶液中由于Cu2＋水解而显酸性。加入镁条时，Mg与H＋反应放出H2。‎ ‎(2)①Fe、Zn、Cu等中等活泼金属用热还原法冶炼，以C、CO或H2作还原剂；②Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属的化合物与C、CO或H2等不反应，故用电解法冶炼；③Hg、Ag等不活泼金属的氧化物不稳定，受热易分解，热分解法冶炼；④V、Cr、Mn、W等高熔点金属利用铝热反应原理还原。‎ B组　能力提升题 ‎9．(2020·陕西西安五校联考)为了探究铁、铜及其化合物的性质，某同学设计并进行了如下实验。下列说法错误的是(　B　)‎ A．高温加热装置中发生的反应为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2‎ B．虚线框处宜选择的装置是甲 C．实验时将螺旋状铜丝加热，变黑后再趁热迅速伸入试管中，可观察到铜丝由黑色变为红色 D．实验后，可用铝粉在高温下还原玻璃管中的固体获得铁单质 ‎[解析]　本题考查铁、铜及其化合物的性质探究，考查的核心素养是科学探究与创新意识。高温加热装置中铁与水蒸气发生反应，生成Fe3O4和H2，A项正确；氢气的密度比空气小，虚线框处宜选择的装置是乙，B项错误；铜丝加热变黑，是因为Cu被氧气氧化为CuO，伸入试管中，H2将CuO还原为Cu，铜丝由黑色变为红色，C项正确；实验后，可以利用Al和Fe3O4的反应：8Al＋3Fe3O44AI2O3＋9Fe获得铁单质，D项正确。‎ ‎10．(2020·湖北武汉部分学校调研)下列反应中，相关示意图错误的是(　B　)‎ A B C D 将二氧化硫通入到一定量的饱和氯水中 将盐酸滴入到NaHCO3和Na2CO3的混合溶液中 将铜粉加入到一定量的浓硝酸中 将铁粉加入到一定量的氯化铁溶液中 ‎[解析]　本题考查化学图像的分析，涉及元素化合物的相关知识。A项发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===2HCl＋H2SO4，随着SO2的通入，溶液中H＋浓度增大，溶液的pH减小，当通入的SO2在溶液中达到饱和时，溶液中H＋浓度保持不变，溶液的pH保持不变，A项正确；先发生碳酸钠和盐酸的反应：CO＋H＋===HCO，后发生碳酸氢钠与盐酸的反应：HCO＋H＋===H2O＋CO2↑，因此生成气体时消耗的盐酸的物质的量大于生成气体前消耗的盐酸的物质的量，B项错误；先发生浓硝酸与Cu的反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，后发生稀硝酸与Cu的反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，根据化学方程式知，消耗相同量的Cu产生NO2‎ 的体积比产生NO的体积多，C项正确；发生反应：Fe＋2FeCl3===3FeCl2，随着铁粉的加入，溶液质量增大，但Cl－的质量不变，所以Cl－的质量分数减小，FeCl3完全反应后，Cl－的质量分数保持不变，D项正确。‎ ‎11．某同学通过系列实验，探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　C　)‎ A．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuS B．将Cu片放入过量浓硫酸中，一段时间后加水以观察CuSO4溶液的颜色 C．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，过滤洗涤并收集沉淀，加热以制取CuO D．设计Cu—Al—浓硝酸原电池，以证明金属活动性：Cu