配餐作業(yè)(九)　銅及其化合物　金屬材料 1．(2018豫北豫南聯(lián)考)《天工開物》中記載：凡銅供世用，出山與出爐只有赤銅。以爐甘石或倭鉛參合，轉色為黃銅，以砒霜等藥制煉為白銅，礬、硝等藥制煉為青銅。其中涉及的物質(zhì)中熔點最高的是(　　) A．青銅 B．黃銅 C．赤銅 D．白銅 解析　合金的熔點低于其組成成分金屬的熔點。青銅是銅錫合金，熔點比銅低，故A項錯誤；黃銅是銅鋅合金，熔點比銅低，故B項錯誤；赤銅是純度較高的銅，熔點比合金高，故C項正確；白銅是銅鎳合金，熔點比銅低，故D項錯誤。 答案　C 2．(2018大連二十四中考試)人們習慣上把金、銀、銅、鐵、錫五種金屬統(tǒng)稱為“五金”。在“五金”順序中，把一種金屬的位置向后移一位，正好符合某化學規(guī)律。這種金屬和該化學規(guī)律是(　　) A．鐵、金屬活動性順序表 B．金、質(zhì)量守恒定律 C．銀、元素周期律 D．銅、金屬密度順序表 解析　將鐵移到錫后，金、銀、銅、錫、鐵的金屬活動性逐漸增強，A項正確。 答案　A 3．下列化學反應在冶金工業(yè)中沒有得到廣泛應用的是(　　) A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ B．Al2O3＋3C2Al＋3CO↑ C．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 D．HgS＋O2Hg＋SO2 解析　Al為活潑金屬，不能用炭還原法冶煉，應用電解法冶煉。 答案　B 4．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，根據(jù)下列四種金屬的熔沸點： Na Cu Al Fe 熔點 97.5 ℃ 1 083 ℃ 660 ℃ 1 535 ℃ 沸點 883 ℃ 2 595 ℃ 2 200 ℃ 3 000 ℃ 其中不能形成合金的是(　　) A．Cu和Na B．Fe與Cu C．Fe與Al D．Al與Na 解析　合金形成的條件是有共同的熔化狀態(tài)，所以看兩種金屬的熔沸點的范圍：A中鈉達到沸點時Cu還沒熔化，所以不能形成合金；而其他三項均可。 答案　A 5．江西某銅業(yè)公司在火法煉銅時也生產(chǎn)硫酸。下列敘述不正確的是(　　) A．自然界中化合態(tài)的硫以FeS2、CuFeS2等形式存在 B．火法煉銅的礦石原料主要含Cu2S C．該公司煉銅產(chǎn)生的SO2可用于生產(chǎn)H2SO4 D．1 molL－1H2SO4溶液可儲存于鐵制或鋁制容器中 解析　1 molL－1 H2SO4是稀硫酸，會腐蝕鐵、鋁，D項錯誤。 答案　D 6．(2018佛山質(zhì)檢)2017年國產(chǎn)大飛機C919試飛成功，化學工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關于C919說法錯誤的是(　　) A．機身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用 B．發(fā)動機使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品 C．使用的碳纖維復合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗 D．使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高強度、優(yōu)良的耐低溫等性能 解析　氫氧化鋁受熱分解吸熱，分解得到的氧化鋁的熔點很高，所以氫氧化鋁有阻燃作用，A項正確；氮化硅不屬于硅酸鹽，所以B項錯誤；碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，具有出色的耐熱性和低膨脹系數(shù)，所以能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗，C項正確；鋰是世界上最輕的金屬。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中，就形成了鋁鋰合金。加入鋰之后，可以降低合金的密度，增加剛度，同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和耐低溫性以及適宜的延展性，D項正確。 答案　B 7．合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大　②一般地，合金的熔點比它的各成分金屬的更低?、鄹淖冊系呐浔?、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金?、芎辖鸨燃兘饘俚膶щ娦愿鼜姟、莺辖鸨燃兘饘俚膽梅秶鼜V泛 A．②③④　　　　　　　 B．①②③⑤ C．①②④ D．①②④⑤ 解析　合金具有比成分金屬更加優(yōu)良的機械加工性能，其硬度一般比它的各成分金屬的大，熔點比各成分金屬的低。用途比純金屬的更為廣泛。但導電性并不比純金屬的強，④錯誤。 答案　B 8．(2018河北三市聯(lián)考)化學美無處不在，下圖是物質(zhì)間發(fā)生化學反應的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對應的物質(zhì)正確的是(　　) 選項 物質(zhì)a 物質(zhì)b 物質(zhì)c 物質(zhì)d A. Cu2(OH)2CO3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚酞試液 B. CuO NaAlO2 Fe2O3 紫色石蕊試液 C. Cu2O BaCl2 Fe2O3和Cu 酚酞試液 D. Cu(OH)2 Ba(NO3)2 Fe(OH)2 紫色石蕊試液 解析　稀硫酸與Fe(OH)3反應得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，稀硫酸遇酚酞試液顯無色，A項錯誤，C項錯誤；稀硫酸與Fe2O3反應得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，B項錯誤；稀硫酸與Cu(OH)2反應得到的CuSO4溶液呈藍色，稀硫酸與Ba(NO3)2反應得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應得到的FeSO4溶液呈淺綠色，稀硫酸遇紫色石蕊試液變紅，D項正確。 答案　D 9．已知酸性條件下有反應：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。氫氣還原氧化銅實驗由于反應溫度不同，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。某同學對某次氫氣還原氧化銅的紅色固體產(chǎn)物做了如下實驗，實驗操作和實驗現(xiàn)象列表如下： 加入 試劑 稀硫酸 濃硫酸 并加熱 稀硝酸 濃硝酸 實驗 現(xiàn)象 紅色固體 不反應 無色氣體 無色氣體 藍色溶液 紅棕色氣體 藍色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)物(　　) A．是Cu B．是Cu2O C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 解析　由題目提供的信息可知：Cu2O在酸性條件下發(fā)生反應生成Cu和Cu2＋，而向該紅色固體中加入稀硫酸后紅色固體不反應，故該紅色固體中不存在Cu2O，全部為Cu。 答案　A 10．歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應用。 (1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學角度來看，主要是利用它們的________(填選項字母)。 A．硬度適中 B．密度適中 C．在自然界都可得到純凈的單質(zhì) D．不活潑性 (2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，這肯定是________幣，黑色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學方程式為__________________，綠色物質(zhì)是__________，形成這種物質(zhì)的化學方程式為____________________，這枚金屬幣的真面目為________色。另外一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是________幣，表面一直未被氧化的原因是____________________________。 (3)不法分子有時用銅鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中能有效鑒別其真假的是________(填選項字母)。 A．觀察顏色 B．查看圖案 C．用手掂量輕重 D．滴一滴硝酸在幣的表面，觀察現(xiàn)象 解析　(1)金、銀、銅都屬于不活潑金屬，易加工，因此，在歷史上都曾經(jīng)用作貨幣。(2)銅穩(wěn)定性略微差一些，容易與氧氣等物質(zhì)反應而“生銹”。金的化學性質(zhì)最不活潑，在空氣中更穩(wěn)定。(3)有些假金幣外形逼真，看上去也是“金光閃閃”，密度和真金幣差不太多，手不太容易掂出來。假金幣中的Zn、Cu均可與硝酸反應產(chǎn)生大量氣泡，而Au不與硝酸反應。 答案　(1)D (2)銅　氧化銅　2Cu＋O2===2CuO Cu2(OH)2CO3　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　紅　金　金不活潑，不易被氧化 (3)D 11．某課外活動小組，收集了一種合金進行研究(已知Cu的焰色反應為綠色)。 ①外觀暗灰色，表面光滑； ②在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色；合金片熔化，但不滴落； ③取刮去表皮的金屬10.0 g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到標準狀況下的H2 9.96 L； ④另取刮去表皮的金屬10.0 g，放入足量NaOH溶液，也收集到標準狀況下的H2 9.96 L。 試據(jù)此判斷，合金中一定含有的元素是________(寫元素符號)；下列元素可能含有的是________(填選項字母)。 a．Ag　　　b．Mg　　　c．Mn　　　d．Fe 如果該合金中只含兩種元素，它們的質(zhì)量比是______________。 解析　將合金放在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色，說明合金中含有銅，由實驗③④可知合金中的金屬與足量稀硫酸或足量NaOH溶液反應生成的H2量相等，即合金中含有Al。合金中也可能含有不與酸堿反應的Ag，但不能含有比銅活潑的能與酸反應不與堿反應的金屬。 若合金中只含兩種元素Cu和Al，則其質(zhì)量比為 m(Al)∶m(Cu)＝∶≈8∶2＝4∶1。 答案　Cu、Al　a　m(Al)∶m(Cu)＝4∶1 【拓展延伸】 1．釩及其化合物的性質(zhì) (1)V2O5：兩性氧化物，有較強的氧化性，V2O5＋6NaOH===2Na3VO4＋3H2O，V2O5＋H2SO4===(VO2)2SO4＋H2O，V2O5＋6HCl(濃)===2VOCl2＋Cl2↑＋3H2O。 (2)VO2＋、VO：VO是一種較強的氧化劑，VO＋Fe2＋＋2H＋===VO2＋＋Fe3＋＋H2O,2VO＋H2C2O4＋2H＋===2VO2＋＋2CO2↑＋2H2O。 (3)NaVO3、NH4VO3：偏釩酸鹽，正釩酸鹽為Na3VO4、(NH4)3VO4；NH4VO3在加熱條件下不穩(wěn)定，2NH4VO3V2O5＋2NH3↑＋H2O。 2．錳及其化合物的性質(zhì) (1)Mn：高溫時，與O2反應，生成Mn3O4；Mn的活潑性在Al與Zn之間，與非氧化性酸反應生成H2，Mn＋2H＋===Mn2＋＋H2↑。 (2)MnO2：具有氧化性，如MnO2＋4H＋＋2Cl－Mn2＋＋Cl2↑＋2H2O。 (3)KMnO4與K2MnO4：KMnO4具有強氧化性，如2KMnO4＋16HCl(濃)===2MnCl2＋2KCl＋5Cl2↑＋8H2O，酸性條件下還能與I－、SO2、SO、Fe2＋等反應；電解K2MnO4溶液可制備KMnO4，2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋2KOH＋H2↑。 12．銅是生活中常見的金屬，請回答下列問題： (1)Cu不活潑，通常情況下不與稀硫酸反應，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快變藍色，試寫出該反應的離子方程式：________________________________。 (2)將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會析出Cu2(OH)2CO3綠色固體，試寫出該反應的離子方程式：______________。 (3)火法煉銅的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在該反應中每生成1 mol Cu，轉移________ mol e－。 (4)據(jù)報道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細菌在有氧氣存在的酸性溶液中，可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。 利用反應后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO45H2O)： 上述 溶液濁液BFe(OH)3沉淀溶液BCuSO45H2O ①檢驗溶液B中Fe3＋是否被除盡的實驗方法： __________________________________________。 ②在實驗室中，設計兩個原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅(要求：一種方案只用一個反應來完成)。寫出兩種方案中涉及的化學方程式： 方案一：____________________________________； 方案二：____________________________________。 解析　(1)加入H2O2，相當于加入了較強氧化劑，從而使反應發(fā)生。(2)Cu2＋、CO水解互相促進，生成CO2，配平即可。(3)由反應可知生成1 mol Cu，有0.5 mol－2價的S生成＋4價的S，反應轉移3 mol電子。(4)從CuSO4溶液中得到銅可以用置換反應，也可用電解法進行。 答案　(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O (2)2Cu2＋＋2CO＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑ (3)3 (4)①加入KSCN溶液，若變紅證明含有鐵離子，若加入后溶液不變紅證明不含鐵離子　 ②CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu　2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4 【素養(yǎng)立意】 本題意在考查考生應用化學原理分析問題和解決問題的能力，難度中等。高考對工藝流程的考查常涉及工業(yè)冶煉銅、鐵，從海水中提取溴、鎂，工業(yè)制備粗硅等。 13．(2018河北正定中學第五次月考)某紅色固體粉末樣品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一種或兩種，某?；瘜W自主探究實驗小組擬對其組成進行探究。查閱資料：Cu2O在酸性溶液中會發(fā)生反應： Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 實驗探究一　學生甲利用如圖所示裝置進行實驗，稱量反應前后裝置C中樣品的質(zhì)量，以確定樣品的組成?；卮鹣铝袉栴}： (1)儀器組裝完成后，夾好止水夾，_________________， 則說明裝置A的氣密性良好。 (2)從下列實驗步驟中，選擇正確的操作順序：__________________(填序號)。 ①打開止水夾　②熄滅C處的酒精噴燈?、跜處冷卻至室溫后，關閉止水夾?、茳c燃C處的酒精噴燈?、菔占瘹錃獠Ⅱ灱? 實驗探究二 (3)學生乙取少量樣品于燒杯中，加入過量稀硫酸，并作出如下假設和判斷，結論正確的是________(填選項字母)。 A．若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2O B．若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3 C．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O 另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體證明樣品中一定含有________，寫出產(chǎn)生上述氣體的化學方程式： __________________________________________________ __________________________________________________。 實驗探究三 (4)學生丙取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，反應后經(jīng)過濾得到固體3.2 g，測得濾液中Fe2＋有1.0 mol，則樣品中n(Cu2O)＝________ mol。 解析　(2)氫氣中混有空氣加熱易發(fā)生爆炸，所以開始先通氫氣，打開止水夾，使生成的氫氣通過后續(xù)裝置，目的是排出裝置中的空氣，檢驗玻璃管出來的氫氣純度，氣體純凈后再點燃C處的酒精噴燈，反應完成后熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關閉止水夾，防止生成的金屬被空氣中的氧氣氧化，正確的操作順序為①⑤④②③。(3)若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，由于Fe3＋能氧化金屬銅，所以可能含有Cu2O，A項錯誤；若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，由于Fe3＋能氧化金屬銅，可能含有少量Fe2O3，B項錯誤；若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，即不存在Fe3＋，由于Fe3＋能氧化金屬銅，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O，C項正確。另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體，說明硝酸被還原，因此證明樣品中一定含有Cu2O。(4)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O,2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，固體為Cu，F(xiàn)e3＋全部反應生成Fe2＋，生成1.0 mol Fe2＋消耗0.5 mol Cu，剩余Cu的物質(zhì)的量為＝0.05 mol，原樣品中Cu2O的物質(zhì)的量為n(Cu2O)＝n(Cu)＝0.05 mol＋0.5 mol＝0.55 mol。 答案　(1)向裝置A中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，過一段時間若液柱高度保持不變 (2)①⑤④②③　 (3)C　Cu2O　Cu2O＋6HNO3(濃)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O　 (4)0.55