第9讲 用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物

第9讲用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物

基础题组

1.（2017吉林长春第一次质量检测）下列物质或物质的主要成分对应的化学式错误的是（）

A.胆矶（CUSOT5H2。）

B.磁性氧化铁（FesO。

C.苏打（NaHCCh）

D.铁锈（FezChxHzO）

2.（2017河北八所重点中学第一次联考）下列离子方程式书写不正确的是（）

3+

A.Fe与盐酸反应:2Fe+6H+-2Fe+3H2T

B.Cu与AgNCh溶液反应:2Ag++Cu-Cu2++2Ag

C.醋酸溶液与NaOH溶液反应:CH3coOH+OH---CHjCOO+H20

D.CuSOj与Ba（OH”溶液反应:Cu2++S0：+Ba2++20H---BaSOJ+CMOHR

3.某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：

合

金

+―的吗厂丽永法收集气体体积为v以标准状况）

样壶十一.㈤一回一回一

品

庭［庭m

下列说法中不正确的是（）

A.合金的熔点比其成分金属低，合金通常比成分金属具有更优良的金属特性

B.铜、银都能与硝酸反应，收集到的VL气体一定全为NO

c.操作I是过滤，操作n是洗涤，操作in是烘干

D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数

4.（2017贵州遵义一中模拟）下表各选项中，不能利用置换反应通过丫得到W的一组化合物是（）

ABCD

化合物

YCO2Fe2O3SiO2FeCl3

WMgOAI2O3COCuCl2

5.（2017吉林长春调研）已知下列转化关系中,M、N均为单质，则M可能是（）

-一点燃八溶于水一-一、+惰性电极电解一

M+N—p-----*Q溶液-----------HVI+N

A.NaB.A1C.FeD.Cu

6.下列制取硝酸铜的方法最合理的是（）

A.Cu+HNO3（浓）一CU（NO3）2

B.Cu+HlW稀）一CU（NO3）2

三空二气稀硝酸

C.Cu△CuO-------CU(NO3)2

浓硫酸

Ba(NO)

D.CuZ-32

CuSO4CU(NO3)2

7.下列叙述正确的是（）

A.将钠放入滴有酚配的水中，溶液颜色没有明显变化

B.用惰性电极电解NaQ溶液,开始时阴极、阳极产生气体体积比为I:1

C.H2O在反应LiH+HzO-LiOH+H2T中既是氧化剂又是还原剂

D.用铁作电极电解QiCb溶液的离子方程式为Cu2++2Cl^Cu+Cl2t

8.（2017辽宁瓦房店模拟）CuSOj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.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1100℃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、冷却结晶可制得胆矶晶体

9.（2017辽宁大连双基检测）铜是与人类关系非常密切的有色金属。已知大多数+1价铜的化合物是难溶物,

如CuH、Cui、CuCl等。

⑴一定条件下，在CuSCh中加入NHs反应生成氢化亚铜（CuH）。已知NHs的所有原子都达到稀有气体的

稳定结构,NHs是（填“离子化合物”或快价化合物在上述反应中NHs作（填“氧

化剂”或“还原剂”）。

⑵在CuCL溶液中逐滴加入过量KI溶液可能发生如下反应：

a.2Cu2++4I---2CuI1（白色）+h

b.2Cu2++2CI+2r：~=2CuCl1（白色）+L

①若a反应是主要反应，则Ksp（CuI）（填，或"=”）Ks,（CuCl）。

②为顺利观察到白色沉淀，可以加入的最佳试剂是（填序号）。

A.淀粉溶液

B.苯

C氯化铁溶液

D.乙醉

10.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。

⑴工业上可用CU2S+O2-12Cu+SO2反应制取粗铜，该反应中元素被还原。

⑵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，•段时间后，升温到60°C，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50~60℃

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

Na2s03溶液和NaCI溶液加热，生成CuCI沉淀，写出生成CuCl的离子方程

式:。

⑶现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2L0.6mol•I/HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集

到4480mLNO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比加热还原所得到固

体的质量为go若混合物中含0.2molCu,将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2sO’的物质的量

为mol0

提升题组

11.（2018山东枣庄模拟）在100mL硫酸和硝酸的混合液中,HNO3和H2SO4的物质的量浓度分别是0.3

mol/L.0.15mol/L.向该混合液中加入2.56g铜粉.加热，待充分反应后,所得溶液中铜离子的物质的量浓度

是（）

A.0.15mol/L

B.0.225mol/L

C.0.30mol/L

D.0.45mol/L

12.（2017辽宁沈阳模拟）部分被氧化的Fe、Cu合金样品（氧化产物为Fe2O3.CuO）共5.76g,经如下处理:

足量一►标濯状况下Vml.气体

丽｝■画8~►滤液3.2K

足fitNaOH充分

--注液A（不含Cu,+）-------------源渣------►固体3.2g

溶液，过也灼烧

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Fe元素的质量为2.24g

C.样品中CuO的质量为4.0g

D.V=896mL

13.某小组同学利用如图装置对电解氯化铜溶液的实验进行了研究。

装置现象

石同耳石晶电解•段时间，阳极石墨表面产生气体，阴吸石墨上附着红色物质，烧杯壁变热，溶液由

蓝色变为绿色

.=W]1nd.[T

CuQ溶液

（1）甲认为电解过程中阳极产生的是溶液变绿的原因，写出产生该物质的电极反应式:

⑵乙查阅资料,CuCL溶液中存在平衡:CM++4CrL［CuCLd2.（黄色）△H>0o

据此乙认为:电解过程中,［CuClK黄色）浓度增大，与CuCL蓝色溶液混合呈绿色。乙依据平衡移动原理推

测在电解过程中［CUCLIF-浓度增大的原因:______________________________________________

⑶丙改用下图装置，在相同条件下电解CuCb溶液,对溶液变色现象继续探究。

装置现象

电解相同时间时，阳

极石墨表面产生气

泡，其附近溶液仍为

蓝色;阴极石墨上附

石量

着红色物质，其附近

溶液由蓝色变为绿

mol­L-'

溶液

CuCl,色;U形管变热，冷却

后，阴极附近溶液仍

为绿色

丙通过对现象分析证实了甲和乙的观点均不正确。丙否定甲的依据是，否定

乙的依据是。

（4）丙继续查阅资料：

i.电解CuCL溶液时可能产生［CuCb「」CuC121掺杂少量C『+后呈黄色；

ii.稀释含［CuCb「的溶液生成CuCl白色沉淀。

据此丙认为:电解过程中产生的［CuCb］.掺杂CM+后呈黄色，与CuCl?蓝色溶液混合呈绿色。

丙进行如下实验：

a.取电解后绿色溶液2mL,加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

b.另取铜粉和少量氯化铜晶体，向其中加入2mL浓盐酸，加热获得含［CuCl2r的黄色溶液。

c.冷却后向上述溶液中……

d.取c中2mL溶液，加20mL水稀释，静置5分钟后溶液中产生白色沉淀。

①a的目的是

②写出b中生成［CuCb「的离子方程式:一

O

③补充C中必要的操作及现象:一

据此丙得出结论:电解时阴极附近生成［CuCk］-是溶液变绿的原因。

答案精解精析

基础题组

1.C苏打的化学式为Na2c。3。

2.AFe与盐酸反应生成Fe?+和H2,A错误。

3.D解答本题要注意以下两点:①题中没有给出硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有NCh,

但经排水法收集到的气体均为NO:②Wg固体应该是干燥、纯净的Ag。,由此确定三步操作。

4.DCO2与Mg发生置换反应，可生成MgO;Fe2O3与AI发生.铝热反应可生成AkO%该反应为置换反

应;SiO2可与C发生置换反应，生成CO:FeCl3和Cu反应生成FeCl2和CuCh,不是置换反应。

5.DNa、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质;电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系

为CU+C12点整CU02-溶器CUC12溶液电女U和Cho

6.CA项，有NO2生成，污染环境,不符合题意;B项，有NO生成，污染环境,不符合题意;D项，有SO2生成，污

染环境，不符合题意。

7.BA项,钠能和水反应生成氢氧化钠和氢气，所以会看到溶液变成红色，错误;B项，用惰性电极电解NaCl

溶液的化学方程式为2NaQ+2Hq迎2NaOH+H2T+ChT，根据化学方程式知，氢气和氯气的体积之比为

I：I,正确:C项，反应中,LiH中H由-1价变为。价,LiH作还原剂，水只作氧化剂,错误;D项，用Fe作阳极时，

铁会参与电极反应,故其离子方程式应为Fe+Ci?+迎Fe2++Cu,错误。

8.C途径①中铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体，会污染空气，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

CRO,所以Y可为葡萄糖溶液，故B正确;若X是二氧化硫和三氯,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CuSOa溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆研晶体，故D正确。

9.答案（1）离了化合物还原剂

⑵①<②B

解析（I）由题意可知NHs为NFUH,是离子化合物，由「反应中Cu元素化合价降低，故NH5中必有元素化

合价升高，即NHs是还原剂。（2）主要发生a反应，即优先生成Cu【，说明Cui更难溶，溶度积更小;加苯可萃取

b在水层中更易观察到生成的白色沉淀。

10.答案（l）Cu、O

+2+

(2)CU+H2O2+2H-CU+2H2O防止H2O2分解2(2心+2。-+50；-+比0上2CuCU+S0：+2H+

+2+

(3)3CU20+2N03+14H-6Cu+-2NOt+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)012。跟稀硝酸反应的离子方程式是

+

3CU20+2N03+14H-6cp+2NOT+7H20。硝酸发生反应后得到的产物是Cu(NO3)2和NO,由2Lx0.6

12+

mol-L=2n[Cu(NO3)2]+4.480L+22.4Lmol」得n[Cu(NO3)2]=0.5mol,n(Cu)=0.5mol,所以若将上述混合物

用足量的比加热还原，所得到固体的质量为0.5molx64g-mol'=32go若混合物中含0.2molCu,则根据铜

原子守恒可得2n(Cii2O)+n(CuO)=0.3mol;根据得失电子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cii2O)=3x(4.480L+22.4

Lmol"),解得n(CuO)=0.1mol,n(Cu2O)=0.1mol,消耗H2so4的物质的量为0.1mol+0.1mol=0.2molo

提升题组

11.答案B溶液中n(H+)=0.15mol/Lx2x0.1L+0.3mol/LxO.lL=0.06mol,相关计算如下：

3Cu+8H"2NO3—3Cu"+2NOf+4H2。

3x64g8mol2mol3mol

2.56g0.06mol0.03moln(Cu2+)

因为等〈蔡，所以Cu过量，因为高〉高，所以NO3过量,因此用田的量进行计算，得n(Cu2+)=0.0225mol,

则c(Ci)2+尸等警=0.225mol/L

U.1L0

12.B由于氧化性Fe3+>Cu2+>H-，铁离子优先反应，所以游液A中一定不存在铁离子，故A错误;滤液A中

含有亚铁离子和氢离子，加入足量氢氧化钠溶液后，过滤，最后灼烧得到的固体为氧化铁32g氧化铁的物

质的量为0.()2mol,样品中所有铁元素都生成了氧化铁，所以样品中Fc元素的质量为56g/molxO.04

mol=2.24g,故B正确;滤液A中不含铜离子，滤渣为金属铜，铜的物质的最为().05mol,若样品中Cu元素全

部以氧化铜形式存在，则氧化铜的质量为80g/molx().05moi=4.0g,由于部分铜被氧化成氧化铜、则样品中

氧化铜的质量一定小于4.0g,故C错误;由于部分铁用于置换金属铜，故与氢离