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(四川專用)2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 第4講《銅及其化合物 金屬材料》解析訓(xùn)練

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(四川專用)2014屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第3章 第4講《銅及其化合物 金屬材料》解析訓(xùn)練

第四講銅及其化合物金屬材料一、選擇題(本題共7個(gè)小題,每題6分,共42分,每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1(2013·山東青島測(cè)試)所謂合金,就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物。根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點(diǎn),判斷其中不能形成合金的是 ()。NaCuAlFe熔點(diǎn)/97.51 0836601 535沸點(diǎn)/8832 5952 2003 000ACu和Al BFe和CuCFe和Na DAl和Na解析分析數(shù)據(jù)得出,鐵的熔點(diǎn)(1 535 )高于Na的沸點(diǎn)(883 ),無法制得合金。答案C2合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是 ()。合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般地,合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件,得到有不同性能的合金合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng)合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A B C D解析合金的機(jī)械性能比各成分金屬的大,故正確;根據(jù)教材知識(shí),是正確的;合金的電阻率比純金屬要大,故是錯(cuò)誤的;合金由于性能好而應(yīng)用更廣泛,是正確的。答案A3(2013·內(nèi)江調(diào)研)氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì),用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在4050 時(shí)反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定,易分解;CuH在氯氣中能燃燒,跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯(cuò)誤的是 ()。A這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性BCuH可作氧化劑、還原劑CCuHCl2=CuClHCl(燃燒)DCuHHCl=CuClH2(常溫)解析C項(xiàng)中Cl2具有強(qiáng)氧化性,產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。答案C4(2013·云南曲靖二模)部分氧化的Fe­Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理:下列說法正確的是()。A濾液A中的陽離子為Fe2、Fe3、HB樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24 gC樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gDV896 mL解析根據(jù)題意,3.2 g濾渣一定是銅,而銅與Fe3不共存,則A項(xiàng)錯(cuò)誤;最后的3.2 g固體為Fe2O3,其中Fe元素的質(zhì)量為2.24 g,B正確;樣品中Cu元素和O元素共5.76 g2.24 g3.52 g,則C項(xiàng)錯(cuò)誤;2.24 g Fe元素不可能全是單質(zhì),故生成的氫氣的體積小于896 mL,D錯(cuò)誤。答案B5(2013·黑龍江質(zhì)檢)硝酸銅是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品,化學(xué)上有很多方法可以制取硝酸銅:將銅溶于硝酸中、先將銅與O2反應(yīng)生成CuO,再溶于硝酸中、將銅溶于N2O4的乙酸乙酯(溶劑,不參加反應(yīng))溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認(rèn)識(shí)或判斷錯(cuò)誤的是 ()。A方法是最經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的B方法中,若從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的角度考慮,用稀硝酸比用濃硝酸好C方法需要消耗能源,對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染D方法中N2O4既是氧化劑又是還原劑解析、都生成污染性氣體,不生成污染性氣體且HNO3全部轉(zhuǎn)化為Cu(NO3)2。答案A6(2012·泉州五校質(zhì)檢)為了比較鐵和銅金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱,某研究小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一些方案,并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:方案現(xiàn)象或產(chǎn)物將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質(zhì)析出將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產(chǎn)物分別為FeCl3和CuCl2將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產(chǎn)物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡,銅片上不產(chǎn)生氣泡將鐵片和銅片同時(shí)插入盛有稀硫酸的燒杯中,并用導(dǎo)線連接鐵片溶解,銅片上有氣泡產(chǎn)生能根據(jù)以上各種現(xiàn)象或產(chǎn)物證明鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)的方案一共有()。A2種 B3種 C4種 D5種解析鐵能置換出銅,證明鐵比銅活潑;不能證明;不能證明;鐵能置換出稀硫酸中的氫,銅不能,證明鐵比銅活潑;鐵與銅形成原電池,鐵作負(fù)極,銅作正極,證明鐵比銅活潑,共有3種方案,選項(xiàng)B正確。答案B7(2013·宜賓調(diào)研)某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為y mol,其中Cu的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a,將其全部投入50 mL b mol·L1的硝酸溶液中,加熱使其充分反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)。下列說法正確的是 ()。A若金屬有剩余,在溶液中再滴入硫酸后,金屬又開始溶解B若金屬全部溶解,則溶液中一定含有Fe3C若金屬全部溶解,且產(chǎn)生336 mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則b0.3D當(dāng)溶液中金屬離子只有Fe3、Cu2時(shí),則a與b的關(guān)系為:b<80y解析A項(xiàng)中鐵銅合金與硝酸反應(yīng)除生成NO外,還要生成相應(yīng)的硝酸鐵、硝酸銅等鹽,即溶液中存在NO,當(dāng)在其中加入H2SO4時(shí),H和NO可繼續(xù)氧化剩余的金屬,A正確;B項(xiàng)中,因Fe3也可以氧化Cu而被還原為Fe2,因此當(dāng)金屬全部溶解時(shí)也可能只有Fe2、Cu2,B錯(cuò);C項(xiàng)中,因沒有告訴溶液中所含的鐵離子是Fe2還是Fe3,或兩者都有,故無法計(jì)算b;D項(xiàng)中,根據(jù)題設(shè)條件,n(Cu)ay,n(Fe)(1a)y,所以當(dāng)溶液中只有Cu2和Fe3時(shí)它們對(duì)應(yīng)的n(NO)2ay3(1a)y(3a)y,因此根據(jù)硝酸中的N守恒,硝酸的濃度b至少應(yīng)等于80y,故D錯(cuò)。答案A二、非選擇題(本題共4個(gè)小題,共58分)8(9分)美國(guó)航天飛機(jī)“哥倫比亞號(hào)”爆炸,是震驚世界的航天慘案。專家推測(cè)“哥倫比亞”航天飛機(jī)的失事原因之一是覆蓋在航天飛機(jī)外層的一片微不足道的隔熱瓦脫離,引起飛機(jī)外表金屬溫度迅速升高而熔化解體。(1)其中照片顯示,在“哥倫比亞號(hào)”機(jī)翼下方有幾片小瓷片脫落,引起了科學(xué)家的注意,這是一種覆蓋在航天飛機(jī)表面的特殊的陶瓷片,其主要作用是_。A增加航天飛機(jī)的強(qiáng)度,防止流星和太空垃圾撞擊而損壞航天飛機(jī)B將太陽能轉(zhuǎn)化為電能供航天飛機(jī)使用C便于雷達(dá)跟蹤,接受地面指揮中心的指令D在返回大氣層時(shí),陶瓷耐高溫隔熱,有效地保護(hù)航天飛機(jī)平安返回地面(2)隔熱瓦是一種金屬陶瓷,金屬陶瓷是由陶瓷和黏結(jié)金屬組成的非勻質(zhì)的復(fù)合材料。陶瓷主要是Al2O3、ZrO2等耐高溫氧化物,黏結(jié)金屬主要是Cr、Mo、W、Ti等高熔點(diǎn)金屬。下列關(guān)于復(fù)合材料的說法不正確的是_。A由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)叫復(fù)合材料B復(fù)合材料一般具有強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)異性能,在綜合性能上超過了單一材料C玻璃鋼是以玻璃纖維和樹脂組成的復(fù)合材料,它可做船體、汽車車身等,也可做印刷電路板D復(fù)合材料的熔、沸點(diǎn)一般比它的各組成成分的熔、沸點(diǎn)低(3)將陶瓷和黏結(jié)金屬研磨,混合均勻,成型后在不活潑氣氛中燒結(jié),就可制得金屬陶瓷。金屬陶瓷兼有金屬和陶瓷的優(yōu)點(diǎn),其密度小、硬度高、耐磨、導(dǎo)熱性好,不會(huì)因?yàn)轶E冷或驟熱而脆裂。實(shí)驗(yàn)室有一金屬陶瓷制成的容器,可用來盛放下列哪些物質(zhì)_。ANaOH溶液 BKNO3溶液C氫氟酸 D鹽酸解析(1)從題干信息看出,特殊陶瓷片的主要作用是隔熱、防止機(jī)體與空氣摩擦產(chǎn)生高溫而熔化。故D正確。(2)復(fù)合材料是由基體和增強(qiáng)體組合而成。A項(xiàng)敘述的物質(zhì)是合金而不是復(fù)合材料。復(fù)合材料一般具有各成分的性質(zhì),又比各成分的性能優(yōu)良,強(qiáng)度高、密度小、耐高溫、耐腐蝕等。故A、D錯(cuò)。(3)金屬陶瓷具有金屬的性質(zhì)和硅酸鹽的性質(zhì),所以不能用來盛放酸性或堿性物質(zhì)。答案(1)D(2)A、D(3)B9(15分)(2012·山東理綜,28)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸收。a濃H2SO4b稀HNO3cNaOH溶液d氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在_(填離子符號(hào)),檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2的方法是_(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是_。a電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c溶液中Cu2向陽極移動(dòng)d利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)為_。解析(1)冰銅(mCu2S·nFeS)加入石英砂并通入空氣焙燒生成泡銅(Cu2O、Cu)、熔渣和SO2氣體(A)。SO2是一種酸性氧化物,可用NaOH溶液或氨水吸收。(2)溶液中滴加KSCN溶液呈紅色,說明含有Fe3。可利用Fe2的還原性來檢驗(yàn)溶液中其是否存在,加入酸性KMnO4溶液,KMnO4溶液褪色,說明還存在Fe2。(3)Al具有較強(qiáng)還原性,高溫下與Cu2O反應(yīng)可制得Cu:2Al3Cu2OAl2O36Cu。(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液電解精煉銅時(shí),粗銅作陽極(發(fā)生氧化反應(yīng)),精銅作陰極(Cu2發(fā)生還原反應(yīng)),較活潑金屬(Al、Zn、Cu)在陽極被氧化,不活潑金屬(Au、Pt、Ag)在陽極附近沉積,形成陽極泥,電解質(zhì)溶液中Cu2向陰極移動(dòng)。電解過程中,電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能和熱能。(5)據(jù)電池反應(yīng)可知,Cu作負(fù)極,電極反應(yīng)為2Cu4e=2Cu2,則正極反應(yīng)為O24H4e=2H2O。答案(1)cd(2)Fe3取少量溶液,滴加KMnO4溶液,KMnO4褪色(3)3Cu2O2AlAl2O36Cu(4)bd(5)4HO24e=2H2O10(17分)(2013·原創(chuàng))隨著材料科學(xué)的發(fā)展,金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應(yīng)用,并被譽(yù)為“合金的維生素”。為回收利用含釩催化劑(含有V2O15、VOSO4及不溶性殘?jiān)?,科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝,回收率達(dá)91.7%以上。部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性如表所示:物質(zhì)VOSO4V2O15NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶該工藝的主要流程如下。請(qǐng)回答下列問題:(1)請(qǐng)寫出加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_。(2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O15)能加快二氧化硫的氧化速率,此過程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖1)。其中a、c兩步的化學(xué)方程式可表示為_,_。(3)該工藝中沉釩率是回收釩的關(guān)鍵之一,沉釩率的高低除受溶液pH影響外,還需要控制氯化銨的系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O15的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)圖2和圖3,試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度的適宜值分別為_、_。解析(1)根據(jù)表格信息,V2O15難溶于水,被亞硫酸鈉還原成可溶于水的VOSO4,離子方程式為V2O15SO4H=2VO2SO2H2O。(2)V2O15是催化劑,反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變。依題意和物質(zhì)轉(zhuǎn)化圖知,a反應(yīng):五氧化二釩與二氧化硫反應(yīng)生成三氧化硫和四氧化二釩;c反應(yīng):VOSO4在氧氣作用下生成V2O15和SO3。(3)根據(jù)圖像知,加氯化銨系數(shù)為4、溫度為80 時(shí)沉釩率最大。答案(1)V2O15SO4H=2VO2SO2H2O(2)SO2V2O15SO3V2O44VOSO4O22V2O154SO3(3)480 11(17分)(2013·菏澤模擬)埋藏在地下的青銅器銹蝕過程可以表示為:X由兩種物質(zhì)X1和X2組成,且都由四種元素構(gòu)成,定性實(shí)驗(yàn)表明:X1熱分解的產(chǎn)物能使澄清石灰水變渾濁,而X2熱分解的產(chǎn)物不能使澄清石灰水變渾濁,但兩者均有水珠產(chǎn)生。為了定量測(cè)定X1和X2組成,某興趣小組用如圖實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)X1和X2分別做熱分解實(shí)驗(yàn)(夾持裝置已省去),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,硬質(zhì)玻璃管內(nèi)均殘留黑色固體,分別稱重,裝置B和C中的質(zhì)量均增加。試回答下列問題:(1)青銅器出土后防止青銅器繼續(xù)銹蝕的關(guān)鍵是_。(2)利用上述裝置進(jìn)行熱分解實(shí)驗(yàn)時(shí),對(duì)判斷A裝置中反應(yīng)是否完全進(jìn)行帶來困難,為解決此問題,要對(duì)B裝置進(jìn)行改裝。B應(yīng)改為內(nèi)裝有_(填試劑名稱)的洗氣瓶,判斷反應(yīng)完全的現(xiàn)象為_。用經(jīng)改裝的裝置,某同學(xué)進(jìn)行正確操作,最終得出的測(cè)定結(jié)果仍有誤差,原因是_(回答一點(diǎn)即可)。(3)在實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)操作正確的前提下,重做X1的熱分解實(shí)驗(yàn),測(cè)得裝置B和C中質(zhì)量增重之比m(B)m(C)922,_(填“能”或“否”)求出X1的化學(xué)式,若能求出X1的化學(xué)式,則化學(xué)式為_(若不能求出X1的化學(xué)式,此空不填)。(4)若測(cè)得X2中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為59.5%(銅元素的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5),則X2的化學(xué)式為_。X2熱分解的化學(xué)方程式為_。解析先通過定性實(shí)驗(yàn)判斷X1和X2的元素組成,加熱分解均有水珠生成,說明都是堿式鹽,X1受熱分解產(chǎn)生CO2氣體,說明X1中含有CO,因此X1的組成可表示為Cuz(OH)x(CO3)y,X2(由4種元素構(gòu)成)受熱分解無CO2氣體生成,根據(jù)題中銅腐蝕過程變化示意圖,可推測(cè)X2中含有的另一元素為Cl,X2的組成可表示為Cum(OH)nClp。(3)根據(jù)m(B)m(C)922m(H2O)m(CO2),推出n(OH)n(CO)21,根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可得出X1的化學(xué)式為Cu2(OH)2CO3。(4)X2的組成為Cum(OH)nClp,銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為Cu%×100%59.5%,又根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和等于0可得2mnp,解得np31,故X2的化學(xué)式為Cu2(OH)3Cl。結(jié)合題中性質(zhì)和現(xiàn)象不難寫出熱分解的化學(xué)方程式。答案(1)與H2O和O2隔絕(2)濃硫酸洗氣瓶中不再有氣泡冒出實(shí)驗(yàn)前裝置內(nèi)空氣中的某些成分干擾了實(shí)驗(yàn)或反應(yīng)結(jié)束后裝置內(nèi)的氣體沒有被B和C完全吸收(3)能Cu2(OH)2CO3(4)Cu2(OH)3ClCu2(OH)3Cl2CuOH2OHCl

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