2025届高考化学一轮总复习课时跟踪练17铜及其化合物金属材料及金属矿物的开发利用

课时跟踪练17铜及其化合物金属材料及金属矿物的开发利用[基础巩固]1.(2024·广州越秀区高三测试)已有百年历史的陈家祠是岭南建筑艺术明珠，在建筑结构上奇妙地运用了多种装饰工艺。下列装饰工艺主要运用金属材料的是()A.活灵活现的石雕B.精妙生动的木雕C.精致的砖雕D.镶嵌的铜铁铸答案：D2.在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是()A.Cu2Seq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))eq\o(――→,\s\up7(O2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))),\s\do5(高温))Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))B.Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))eq\o(――――――→,\s\up7(Fe2(SO4)3(aq)))Feeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))C.Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))eq\o(――→,\s\up7(S\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))),\s\do5(△))CuSeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))D.Cueq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))eq\o(――→,\s\up7(H2SO4\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(浓))))SO2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))解析：选A。A.由反应Cu2S＋O2eq\o(=====,\s\up7(高温))2Cu＋SO2可知，物质之间的转化能实现；B.由反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4可知，物质之间的转化不能实现；C.由反应2Cu＋Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S可知，物质之间的转化不能实现；D.常温下，Cu和浓硫酸不反应，物质之间的转化不能实现。3.下列关于铝合金的说法错误的是()A.铝合金是一种混合物，它比纯铝的硬度大B.高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C.镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱腐蚀D.镁铝合金在盐酸中无法溶解答案：D4.下表中金属的冶炼原理与方法错误的是()选项冶炼原理方法A2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑热分解法B2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑电解法C2NaCl(溶液)eq\o(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑电解法DFe2O3＋3COeq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2热还原法解析：选C。A.Hg是不活泼金属，冶炼原理为2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，该方法是热分解法，A正确；B.Al是活泼金属，通常采纳电解法冶炼，为降低Al2O3的熔点，要加入助熔剂冰晶石，冶炼原理为2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，B正确；C.制取活泼金属Na通常采纳电解熔融NaCl的方法，冶炼原理为2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑，C错误；D.通常采纳还原剂CO在高温下还原Fe2O3的方法冶炼Fe，冶炼原理为Fe2O3＋3COeq\o(=====,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，D正确。5.(2024·广州执信中学月考)利用自然资源制备相关化学物质，下列化学工艺不行行的是()A．海水提取食盐后的母液eq\o(――→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(――→,\s\up7(盐酸))MgCl2(aq)eq\o(――→,\s\up7(电解))MgB．石英砂eq\o(――→,\s\up7(焦炭),\s\do5(高温))粗硅eq\o(――→,\s\up7(HCl),\s\do5(高温))SiHCl3eq\o(――→,\s\up7(H2),\s\do5(高温))高纯硅C．硫铁矿eq\o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(焙烧))SO2eq\o(――→,\s\up7(O2),\s\do5(催化剂))SO3eq\o(――→,\s\up7(98.3%浓硫酸),\s\do5(汲取))发烟硫酸eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2SO4·xSO3))D．铝土矿eq\o(――→,\s\up7(氢氧化钠溶液),\s\do5(过滤))Na[Al(OH)4]溶液eq\o(――→,\s\up7(CO2),\s\do5(过滤))Al(OH)3eq\o(――→,\s\up7(煅烧))Al2O3eq\o(――→,\s\up7(电解))Al解析：选A。A.电解MgCl2溶液，不能获得Mg，应电解熔融氯化镁，A工艺不行行；B.工业上利用石英砂与焦炭在高温条件下反应可制得粗硅，粗硅与HCl在高温条件下反应可制得SiHCl3，然后用H2还原SiHCl3可制得高纯硅，B工艺可行；C.工业上煅烧硫铁矿制得SO2，SO2催化氧化所得的SO3用98.3%的浓硫酸汲取，可得发烟硫酸，C工艺可行；D.铝土矿“碱溶”后得到Na[Al(OH)4]溶液，通入过量二氧化碳，制得Al(OH)3，高温煅烧Al(OH)3得到Al2O3，再电解熔融Al2O3可得到Al，D工艺可行。6.(2024·揭阳联考)铜及含铜微粒的价荷图如下所示。下列推断不合理的是()A．要使Cu变成a可以加入稀盐酸和过氧化氢的混合溶液B．Cu(OH)2转化成Cu(OH)eq\o\al(2－,4)须要加碱C．在酸性环境中，c可以反应生成a和CuD．b具有还原性解析：选D。依据铜及含铜微粒的价荷图推断，a是Cu2＋、b是CuOeq\o\al(－,2)、c是Cu2O、d是Cu(OH)2。A.a中Cu元素化合价为＋2价，在酸性条件下，H2O2氧化Cu变为Cu2＋，A正确；B.由题图可知，Cu(OH)2转化为Cu(OH)eq\o\al(2－,4)需在碱性条件下，B正确；C.Cu2O中Cu元素化合价为＋1价，在酸性条件下可以发生歧化反应生成＋2价的铜和单质铜，C正确；D.CuOeq\o\al(－,2)中铜元素化合价为＋3价，具有氧化性，D错误。7.易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。为确定铝合金中金属的成分，现取几小块易拉罐碎片进行下列试验，其中试验方案、现象与结论均正确的是()选项试验方案现象与结论A加入盐酸产生无色气体，含铝、铁、镁三种金属B加入NaOH溶液有无色气体产生，含有镁、铝两种金属C加入盐酸后，向所得溶液中再加入少量NaOH溶液产生白色沉淀，肯定含有镁D用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液溶液呈红色，含有铁解析：选D。A.因铝、铁、镁都能和盐酸反应产生气体，故不能确定含有铝、铁、镁三种金属，A项错误；B.铝、铁、镁中只有铝可与NaOH溶液反应生成无色气体，只能证明含有Al，B项错误；C.加入盐酸后，向所得溶液中加入少量NaOH溶液，Mg2＋、Al3＋均可生成氢氧化物白色沉淀，说明合金中可能含有镁，C项错误；D.铁单质与盐酸反应生成亚铁离子，在空气中放置一会儿后，亚铁离子易被空气中的氧气氧化为铁离子，加入KSCN溶液，溶液呈红色，D项正确。8.工业上，金属的制取有多种方法，选择何种方法与金属的性质亲密相关。(1)金属Na、Mg、Al等的制取常采纳电解法。写出以铂为电极电解熔融氯化镁制镁的电极反应式。阳极：___________________________________________；阴极：___________________________________________。(2)金属钾因易溶于盐而不易分别，且电解时有副反应发生，工业上通常用钠与氯化钾在高温下反应制取，该反应为Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g)ΔH＞0，依据下表有关数据回答下列问题：物质密度/(g/cm3)熔点/℃沸点/℃Na0.9797.81890K0.8663.65770NaCl8011465KCl7761437①制取钾的相宜温度范围为____________。②制取钾的条件为________。A.适当高温高压 B．适当低温低压C.适当高温低压 D．适当低温高压③工业上采纳此法制得的钾往往不纯，最可能含有的杂质是________，检验方法为____________。(3)用铝热反应可将Fe3O4中的铁还原出来，写出该反应的化学方程式：________________________________。若用此法制得0.84tFe，则转移________mol电子。解析：(1)电解熔融氯化镁时，阳极上Cl－失电子被氧化成Cl2，电极反应式为2Cl－－2e－===Cl2↑；阴极上Mg2＋得电子被还原成Mg，电极反应式为Mg2＋＋2e－===Mg。(2)①K、Na的活泼性相近，要从题给可逆的置换反应中制取K，主要是利用K的沸点比Na的低，而限制温度使K汽化，其余三种物质均为液体，便于生成的K蒸气不断逸出，使反应向生成K的方向进行而制得K，所以相宜的温度范围为801～890℃。②该反应为气体体积增大的吸热反应，上升温度和减小压强均能使平衡Na(l)＋KCl(l)⇌NaCl(l)＋K(g)正向移动，所以制取钾的条件为适当高温低压。③因为制备反应为可逆反应，而且钾蒸气和钠蒸气的沸点差别不是特殊大，所以制备的钾蒸气中最可能含有少量的钠蒸气。检验金属钠可以用焰色试验，钠的焰色为黄色。(3)铝热反应是热还原法的一种，利用铝的还原性比铁的强将铁从其氧化物中置换出来，反应的化学方程式为8Al＋3Fe3O4eq\o(=====,\s\up7(高温))9Fe＋4Al2O3，由化学方程式可得关系式9Fe～24e－，所以制得0.84tFe时转移电子的物质的量为eq\f(8,3)n(Fe)＝eq\f(8,3)×eq\f(0.84t×106g/t,56g/mol)＝4×104mol。答案：(1)2Cl－－2e－===Cl2↑Mg2＋＋2e－===Mg(2)①801～890℃②C③钠焰色试验(3)8Al＋3Fe3O4eq\o(=====,\s\up7(高温))9Fe＋4Al2O34×104[素养提升]9.某小组同学探究Cu和物质A的反应，试验如下。下列分析不正确的是()装置序号物质A试验现象①0.6mol·L－1Fe(NO3)3溶液(调pH＝1)铜粉溶解，溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2＋]②0.6mol·L－1FeCl3溶液铜粉溶解，溶液变为蓝绿色③1.8mol·L－1NaNO3溶液(调pH＝1)无明显改变A.试验②中铜粉溶解的缘由：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋B.试验①中产生NO的缘由：pH＝1时铜干脆将NOeq\o\al(－,3)还原为NOC.若向试验③中加入FeSO4固体，推想铜粉会溶解D.试验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，也与反应速率有关解析：选B。A.试验②中，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，A正确；B.试验①中，经检验反应后溶液中含Fe(NO)2＋，说明加入铜粉后，铜与铁离子反应生成蓝色的铜离子和绿色的亚铁离子，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子反应产生NO，B不正确；C.若向试验③中加入FeSO4固体，酸性条件下亚铁离子与硝酸根离子发生氧化还原反应生成铁离子，依据试验①的条件，推想铜粉会溶解，C正确；D.试验①②③现象的差异不仅与物质氧化性(或还原性)强弱有关，如铁离子、硝酸根离子等氧化性强弱，亚铁离子有还原性等，也与反应速率有关，如硝酸根离子、氢离子浓度等对反应速率的影响，D正确。10.氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，下列有关说法不正确的是()A.稳定性：Cu2O＞CuOB.Cu2O与酸的反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂C.若溶液变蓝色，则说明CuO已分解D.若有14.4gCu2O参与反应，则转移电子数为0.1NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)解析：选C。A项，CuO经高温灼烧生成Cu2O和O2，说明Cu2O比CuO稳定，故A正确；B项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，Cu元素的化合价部分从＋1价降低到0价，部分从＋1价上升到＋2价，故Cu2O既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C项，若溶液变蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应时溶液也变蓝色，故C错误；D项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1mol氧化亚铜完全反应转移1mol电子，故14.4g(0.1mol)Cu2O完全反应转移0.1mol电子，即转移电子数为0.1NA，故D正确。11.高压氢还原法可干脆从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下。可能用到的数据见下表：物质Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2起先沉淀的pH1.94.26.2沉淀完全的pH3.26.78.2下列说法错误的是()A.固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为ZnB.“浸取”时，增大O2压强可促进金属离子浸出C.“中和调pH”的范围为3.2～4.2D.“还原”时，增大溶液酸度有利于Cu的生成解析：选D。CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下，用硫酸溶液“浸取”，CuS转化为CuSO4、S，Fe2＋被氧化为Fe3＋，然后通入NH3调整溶液pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3，滤液中含有Cu2＋、Zn2＋；向滤液中通入高压H2，依据还原性：Zn＞H2＞Cu，Cu2＋被还原为Cu单质，通过“过滤”分别出来，而Zn2＋仍旧以离子形式存在于溶液中，再经一系列处理可得到Zn单质。A.依据上述分析可知，固体X的主要成分是S和Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；B.CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡：CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的压强，即增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，促进金属离子浸出，B正确；C.依据流程图可知，用NH3调整溶液pH时，要使Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀，而Cu2＋、Zn2＋仍以离子形式存在于溶液中，结合表中数据可知，“中和调pH”的范围为3.2～4.2，C正确；D.在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，即c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu2＋使之变为Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误。12.(2024·阳江模拟)CuCl在染色和催化领域应用广泛，某探讨小组欲利用下图所示的装置(加热和夹持装置略去)将二氧化硫通入新制Cu(OH)2中制备CuCl。已知：CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，能溶于浓盐酸。试验步骤及现象：①向装置C中先加入15mL0.5mol·L－1CuCl2溶液，再加入30mL0.6mol·L－1NaOH溶液；②打开装置A中分液漏斗的活塞产生SO2气体至过量，刚起先装置C中出现少量淡黄色固体，静置一会儿之后，底部有较多的白色沉淀，上层是淡绿色溶液；③将装置C中混合物过滤，依次用水和乙醇洗涤、烘干，所得固体的质量为0.594g。回答下列问题：(1)试剂a为浓硫酸，仪器b的名称为________________________________________________________。(2)装置B中长颈漏斗的作用是___________________________________________________________。(3)将SO2通入装置C中，与新制Cu(OH)2反应，产生白色固体的离子方程式为________________________________________________。(4)小组成员针对步骤②中的现象绽开进一步的探究得出：ⅰ.白色沉淀为CuCl。ⅱ.上层淡绿色溶液中的主要溶质为NaCl和少量Cu(HSO3)2。结论：本试验中较多量的新制氢氧化铜与二氧化硫发生了氧化还原反应，少量与之发生了复分解反应，二者为竞争关系。试分析主要发生氧化还原反应的缘由：____________________________________________________________________________________________。(5)用乙醇洗涤CuCl的优点为____________________________________________________________________________________________________________________。(6)该试验中CuCl的产率为________%。(7)已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O，CuCl＋HCl===HCuCl2，HCuCl2eq\o(=====,\s\up7(稀释))CuCl↓＋HCl。若所得CuCl固体中混有少量Cu2O，请补充下列除去Cu2O