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课时规范练9铜的获取及应用一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.下列说法中正确的是()A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料C.钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔D.铜是导电性、导热性最好的有色金属2.(2019湖北荆门一中月考)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A.孔雀石是由CuCO3和Cu(OH)2组成的混合物B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C.工业上常采用电解法制取精铜D.在上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是Cu2S3.明代宋应星著的天工开物中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,冷淀,毁罐取出,即倭铅也。”下列说法不正确的是(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌)()A.该冶炼锌的反应属于置换反应B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3COD.倭铅是指金属锌和铅的混合物4.(2019湖南师大附中月考)下列说法中正确的是()A.CuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈碱式碳酸铜D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜,阻止反应的进一步进行5.(2019安徽皖北名校联考)某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:下列说法正确的是()A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜B.实验2中生成红色物质的离子方程式为Al+Cu2+Al3+CuC.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 molL-1的盐酸和硫酸反应,后者更剧烈6.(2019陕西长安月考)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体B.相对于途径、,途径更好地体现了绿色化学思想C.CuSO4在1 100 分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体D.Y具有还原性7.(2019浙江宁波质检)部分氧化的Fe-Cu合金样品(氧化产物为Fe2O3、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Fe2+、Fe3+、H+B.样品中铁元素的质量为2.24 gC.样品中铜、氧两种元素的质量为4.0 gD.V=8968.铅的冶炼大致过程如下:富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+3O22PbO+2SO2;制粗铅:PbO+CPb+CO;PbO+COPb+CO2。下列说法正确的是()A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有PbOC.整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移2 mol电子D.将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6 g碳9.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气体全为NOC.操作是过滤,操作是洗涤D.铜的质量分数为143.5V-22.4W100.4m100%10.(2019北京西城模拟)新制氢氧化铜中存在平衡:Cu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-(深蓝色)。某同学进行下列实验:下列说法不正确的是()A.中出现蓝色沉淀B.中现象是Cu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-正向移动的结果C.中现象证明葡萄糖具有还原性D.对比和可知Cu(OH)2氧化性强于Cu(OH)42-二、非选择题(本题共3小题,共40分)11.(12分)铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+1价、+2价。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,该反应中元素被还原。(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50 ,加入H2O2溶液,一段时间后,升温到60 ,再反应一段时间后可制得硫酸铜,该反应的离子方程式为。温度控制在5060 的原因除了加快反应速率外,还有。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式:。(3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入2 L 0.6 molL-1 HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为 g。若混合物中含0.2 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,消耗H2SO4的物质的量为 mol。12.(2019广西北海模拟)(14分)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 (1)电解精炼银时,阴极反应式为。滤渣A与稀硝酸反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为。 (2)固体混合物B的组成为;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为。(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:CuO+Al2O3CuAlO2+。(4)若银铜合金中铜的质量分数为64%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是、过滤、洗涤和干燥。13.(2019宁夏银川调研)(14分)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究,探究的问题和过程如下:(1)为探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一样具有两性,除选择Cu(OH)2外,必须选用的试剂为(填字母)。a.氨水b.氢氧化钠溶液c.稀硫酸d.冰醋酸(2)为探究不同价态铜的稳定性,进行如下实验:将CuO粉末加热至1 000 以上完全分解成砖红色的Cu2O粉末,该实验说明:在高温条件下,+1价Cu比+2价Cu更(填“稳定”或“不稳定”)。向Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液和一种红色固体,该反应的离子方程式为,由此可知,在酸性溶液中,+1价Cu比+2价Cu更(填“稳定”或“不稳定”)。(3)为了探究氨气能否和氢气一样可还原CuO,他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画出),装置A产生氨气,按气流方向连接各仪器接口,顺序为ah。实验开始时,打开分液漏斗的活塞K,发现浓氨水没有滴下,如果各仪器导管均没有堵塞,则可能的原因是。实验结束后,装置B中固体由黑色变为红色,装置E中收集到无色无味的气体,在空气中无颜色变化,点燃的镁条可以在其中燃烧,则B装置中发生反应的化学方程式为。装置C中的球形装置的作用是。课时规范练9铜的获取及应用1.C铜合金是人类最早使用的金属材料,A项错误;钢是应用最广泛的金属材料,B项错误;C项正确;比铜导电性好的有银等,D项错误。2.A孔雀石的主要成分是CuCO3Cu(OH)2,并不是CuCO3和Cu(OH)2组成的混合物,A项不正确,B、C、D项均正确。3.D碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,反应的方程式为ZnCO3+2CZn+3CO,该冶炼锌的反应属于置换反应,故A项正确;反应中C作还原剂,则煤炭中起作用的主要成分是C,故B项正确;冶炼Zn的反应方程式为ZnCO3+2CZn+3CO,故C项正确;由题意可知,倭铅是指金属锌,故D项错误。4.CCuOCu(OH)2不能通过一步反应实现,A项错误;铝合金比纯铝的熔点低,B项错误;C项正确;铁、铜表面不能形成致密的氧化物薄膜,D项错误。5.CA项,金属铝的活泼性强于铜,错误;B项,电荷不守恒,正确的离子方程式为3Cu2+2Al3Cu+2Al3+,错误;C项,对比实验1、2可知,产生不同现象的原因是溶液中的阴离子不同,正确;D项,由实验可知,Cl-可以加快Al的反应,所以用砂纸打磨后的铝片与盐酸反应更剧烈。6.C将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,A正确;途径有污染性气体产生,相对于途径,途径的优点是制取等质量CuSO4需要的硫酸少并且无污染性气体产生,途径更好地体现了绿色化学思想,B正确;由流程图知硫酸铜分解生成了Cu2O,若X是SO2和SO3的混合气体,则铜元素、硫元素化合价都降低,无元素化合价升高,C错误;由Cu(OH)2到Cu2O,铜元素化合价降低,被还原,D正确。7.B根据题意,3.2 g滤渣是铜,而铜与Fe3+不能共存,A错误;最后的3.2 g固体为Fe2O3,其中铁元素的质量为2.24 g,B正确;样品中铜元素和氧元素的质量共5.76 g-2.24 g=3.52 g,C错误;2.24 g铁元素不可能全是单质,故生成的氢气的体积小于896 mL,D错误。8.D富集方铅矿的过程属于物理变化,A错误;方铅矿焙烧反应中还原产物除PbO外还有SO2;整个冶炼过程中,制取1 mol Pb共转移8 mol电子,C错误。9.D根据合金的性质可知,A项正确。不论是浓硝酸还是稀硝酸与Cu、Ag反应生成的气体用排水法收集到的一定全部是NO,B项正确;W g固体应该是干燥纯净的AgCl,故为过滤,由于过滤后的氯化银表面附着一些离子,应洗去附着的物质,防止影响氯化银的质量测定,故为洗涤,C项正确;氯化银的质量为W g,所以合金中银的质量为W g108143.5=108W143.5 g,故合金中铜的质量分数为mg-108W143.5gmg100%=143.5m-108W143.5m100%,故D项错误。10.D中氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,A项正确;中溶液呈深蓝色,是加入的氢氧化钠使Cu(OH)2+2OH-Cu(OH)42-正向移动的结果,B项正确;中新制的氢氧化铜悬浊液与葡萄糖发生氧化还原反应,生成了氧化亚铜沉淀,体现了葡萄糖的还原性,C项正确;对比和可知Cu(OH)2的氧化性弱于Cu(OH)42-,D项不正确。11.答案 (1)Cu、O(2)Cu+H2O2+2H+Cu2+2H2O防止H2O2分解2Cu2+2Cl-+SO32-+H2O2CuCl+SO42-+2H+(3)3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2+2NO+7H2O320.2解析 (1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低,得到电子,被还原。(3)Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式是3Cu2O+2NO3-+14H+6Cu2+2NO+7H2O。硝酸发生反应后得到的产物是Cu(NO3)2和NO,由2 L0.6 molL-1=2nCu(NO3)2+4.480 L22.4 Lmol-1得nCu(NO3)2=0.5 mol,则n(Cu2+)=0.5 mol,根据质量守恒,若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为0.5 mol64 gmol-1=32 g。若混合物中含0.2 mol Cu,则根据原子守恒可得:2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根据得失电子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cu2O)=3(4.480 L22.4 Lmol-1),解得n(CuO)=0.1 mol,n(Cu2O)=0.1 mol,消耗H2SO4的物质的量为0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol。12.答案 (1)Ag+e-Ag2NO+O22NO2(2)CuO、Al(OH)3Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发浓缩、冷却结晶解析 (1)电解精炼银时,阴极反应式为Ag+e-Ag;气体变色是因为发生反应2NO+O22NO2。(2)NaOH与Al2(SO4)3、Cu(OH)2反应生成Al(OH)3、Cu(OH)2,由Al(OH)3和Cu(OH)2的分解温度知,煮沸时Cu(OH)2分解,Al(OH)3不分解,则固体混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH过量,Al(OH)3会转化为NaAlO2。(3)反应前CuO中铜元素为+2价,反应后CuAlO2中铜元素为+1价,反应过程中铝元素的化合价不变,只有氧元素被氧化生成O2,根据得失电子数相等知,CuAlO2和O2的化学计量数之比为41,配平后的化学方程式为4CuO+2Al2O34CuAlO2+O2。(4)生成CuAlO2的物质的量为5.01 00064%64 mol=50 mol,至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25 mol,即至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液25 L。(5)由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥。13.答案 (1)bc(2)稳定Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O不稳定(3)gfbcde(b、c位置可互换)没有将分液漏斗上口的玻璃塞打开3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O防倒吸解析 (1)为证明Cu(OH)2显两性,须分别使其与强酸和强碱溶液作用,若均发生反应,则证明Cu(OH)2显两性。因此应选氢氧化钠溶液和稀硫酸。(2)将CuO粉末加热至1 000 分解为Cu2O,说明1 000 下Cu2O比CuO更稳定。Cu2O中加适量稀硫酸,得到蓝色溶液是CuSO4溶液,生成的红色固体为单质Cu,故离子方程式为Cu2O+2H+Cu2+Cu+H2O,说明酸性条件下Cu2+更稳定。(3)用氨气还原CuO的实验,A用以制取氨气,经D中碱石灰干燥,在B中反应,反应后的气体经C洗去剩余的氨气,用E收集反应生成的气体。所以各仪器接口顺序为agfbcdeh(b、c位置可互换)。分液漏斗的上口不与大气相通时,内部液体不容易流出。根据题意氨气与氧化铜反应生成的无色无味气体是N2,另外还有H2O生成,故反应的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。装置C中的球形装置可防止因氨气极易溶于水而导致的倒吸现象。
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