第3章 第12讲 铜 金属材料 金属冶炼（word练习）-【导学教程】2025年化学新编高考大一轮总复习（人教单选版）

[对应学生用书P345] 1．中华优秀传统文化涉及很多化学知识。下列有关说法不正确的是(　　) A．“火树银花合，星桥铁锁开”中的“火树银花”涉及金属元素的焰色 B．古剑沈卢“以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折”中的“剂钢”是铁的合金 C．“以曾青涂铁，铁赤色如铜”中的“曾青”是铜盐 D．《天工开物》中有“至于矾现五金色之形，硫为群石之将，皆变化于烈火”，其中的“矾”指的是金属硫化物 解析　焰色是某些金属元素的特征性质，不同金属元素的焰色不同，“火树银花”中的焰火颜色实质上是金属元素焰色的体现，故A正确；合金的硬度一般大于其成分金属的硬度，剑刃硬度较大，所以“剂钢”为铁的合金，故B正确；“曾青涂铁”是可溶性铜盐溶液与金属铁发生置换反应得到金属铜的过程，“曾青”是可溶性铜盐，故C正确；矾是各种金属(如铜、铁、锌)的硫酸盐，不是金属硫化物，故D错误。 答案　D 2．旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是(　　) A．硬度比铜的大 B．熔点比铜的高 C．容易被腐蚀 D．通过外观颜色即可区分它和白银 解析　合金的硬度大于其成分金属，A正确；合金的熔点低于其成分金属，B错误；合金的性能优于其成分金属，故合金的耐腐性更好，C错误；白铜、白银均为银白色，不能通过颜色区分，D错误。 答案　A 3．(2023·南通一模)下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铜单质具有延展性，可用作传输电流 B．Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化反应 C．Cu(OH)2具有氧化性，可用作检验醛基 D．CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 解析　铜单质具有导电性，可用作传输电流，A不符合题意；Cu2O的熔、沸点较高与其作催化剂无因果关系，B不符合题意；已知反应RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋RCOONa＋3H2O，反应中Cu(OH)2作氧化剂，具有氧化性，可用作检验醛基，C符合题意；CuSO4能使蛋白质变性，但CuSO4不可用于饮用水消毒，只能用于环境消毒，D不符合题意。 答案　C 4．(2024·铁岭高三模拟)下列古诗或古文中的描述与化学方程式对应关系不正确的是(　　) A．丹砂烧之成水银：HgSHg＋S B．爆竹声中一岁除：S＋2KNO3＋3CK2S＋3CO2↑＋N2↑ C．炉火照天地，红星乱紫烟：Cu2(OH)2CO3＋2H2Cu＋CO2＋3H2O D．曾青得铁则化为铜：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu 解析　“丹砂烧之成水银”指硫化汞加热生成汞，化学方程式正确，A不符合题意；“爆竹声中一岁除”涉及黑火药爆炸，化学方程式正确，B不符合题意；“炉火照天地，红星乱紫烟”描述的是古代冶炼场景，化学方程式错误，C符合题意；“曾青得铁则化为铜”指湿法炼铜，化学方程式正确，D不符合题意。 答案　C 5．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是(　　) A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌 C．用王水可区别黄金和“药金” D．用火焰灼烧不能区别黄金和“药金” 解析　冶炼“药金”的相关反应的化学方程式为ZnCO3ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C2Zn＋CO2↑、2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑，A项正确、B项错误；王水可以溶解黄金和“药金”，C项错误；用火焰灼烧可以区别黄金和“药金”，因为高温下黄金跟空气不反应，而“药金”可以与空气反应，生成的CuO是黑色的，ZnO是白色的，D项错误。 答案　A 6．人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)。下列说法正确的是(　　) A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚 B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早 C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早 D．金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料 解析　题图中铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；金属氯化物的沸点一般比金属氧化物的低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；自然界中铜以化合态存在，故C错误。 答案　B 7．(2024·西安质检)金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是(　　) A．用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B．用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti：2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2 C．用Al作还原剂冶炼金属V：3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3 D．用H2作还原剂冶炼金属Ag：Ag2O＋H22Ag＋H2O 解析　电解熔融氯化钠制取金属钠，反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，故A正确；Na、Mg的活泼性大于Ti，可用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti，反应的化学方程式是2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2，故B正确；铝的还原性大于钒，用Al作还原剂可以冶炼金属V，反应的化学方程式是3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3，故C正确；银是不活泼金属，一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag，故D错误。 答案　D 8．向CuSO4溶液中加入H2O2溶液，很快有大量气体逸出，同时放热，一段时间后，蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)，继续加入H2O2溶液，红色浑浊又变为蓝色溶液，这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　) A．Cu2＋将H2O2还原为O2 B．H2O2既表现氧化性又表现还原性 C．Cu2＋是H2O2分解反应的催化剂 D．发生了反应：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O 解析　硫酸铜与H2O2溶液首先发生反应产生氧化亚铜，铜元素的化合价降低，硫酸铜作氧化剂，则H2O2作还原剂被氧化成氧气，故A错误；开始过氧化氢被氧化成氧气表现还原性，继续滴加过氧化氢溶液后氧化亚铜转变成铜离子，则过氧化氢又表现氧化性，故B正确；整个过程中反应开始有铜离子，反应结束时还有铜离子，铜离子的量没有变化，符合催化剂的特点，故C正确；反应的第二阶段是过氧化氢与氧化亚铜反应产生铜离子的过程，根据价态变化，可知过氧化氢应被还原成水，根据化合价升降总数相等可得离子方程式：Cu2O＋H2O2＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O，故D正确。 答案　A 9．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼，下列说法不正确的是(　　) A．电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，钠离子被还原，氯离子被氧化 B．湿法炼铜的反应中，铜元素发生还原反应 C．用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol电子 D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化 解析　电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，Na元素化合价由＋1降低至0，被还原，Cl元素化合价由－1升高至0，被氧化，故A正确；湿法炼铜的离子方程式为Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu，反应过程中Cu元素化合价由＋2降低至0，发生还原反应，故B正确；Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2,1 mol Fe3O4被CO还原成Fe时，转移8 mol电子，故C错误；铝热法还原铁的反应中，放出的热量可以使Fe熔化，故D正确。 答案　C 10．实验室用含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图： 下列有关说法正确的是(　　) A．溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸 B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子 C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋ D．从滤液中得到无水硫酸铜的方法是冷却结晶 解析　“过量酸”应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3＋3Cu2＋，C正确；从滤液中冷却结晶得到硫酸铜晶体，D错误。 答案　C 11．(2024·深圳光明模拟)部分含铜物质的分类与相应化合价关系如下图所示。下列推断不合理的是(　　) A．a可与硫单质反应生成f B．c可与水反应得到d C．可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得b D．可存在a→c→e→a的循环转化关系 解析　铜能与硫单质在加热的条件下反应得到硫化亚铜，A正确；CuO不能与H2O反应，B错误；新制的Cu(OH)2与葡萄糖溶液混合后加热可得Cu2O，C正确；Cu可以在O2中加热得到CuO，CuO溶于酸可得到Cu2＋，Cu2＋可被铁单质置换生成Cu，D正确。 答案　B 12．氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如下图所示： 已知：在水溶液中存在平衡：CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)。下列说法错误的是(　　) A．“浸取”后所得浸取液可用来腐蚀铜制电路板 B．加入浓盐酸的目的是为了实现CuCl的净化 C．[CuCl3]2－中加水可使平衡CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)逆向移动 D．采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度 解析　“浸取”后所得浸取液含有FeCl2，FeCl2与Cu单质不能发生反应，因此不可用来腐蚀铜制电路板，A错误；加入浓盐酸后溶液中的c(Cl－)增大，CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)正向移动，过滤除杂后加水稀释，平衡逆向移动，从而可得纯净的CuCl，故该操作的目的是为了实现CuCl的净化，B、C正确；乙醇沸点低易挥发，真空中无O2可防止CuCl被氧化，故采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度，D正确。 答案　A 13．化学学习活动小组学习了铁、铜化合物知识后，查阅资料，积极思考，提出了一系列问题，请予以解答： (1)氯化亚铜(CuCl)是重要的化工原料，工业上常通过下列反应制备CuCl： 2CuSO4＋Na2SO3＋2NaCl＋Na2CO3===2CuCl↓＋3Na2SO4＋CO2↑ 查阅资料可得，CuCl可以溶解在FeCl3溶液中，请写出该反应的离子方程式：____________________________________________________________。 (2)已知：Cu2O在酸性溶液中发生歧化反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。现将一定量混合物(Fe2O3、Cu2O、CuCl、Fe)溶解于过量稀盐酸中，反应完全后，得到W(包括溶液和少量剩余固体)，此时溶液中一定含有的阳离子是____________(用离子符号表示，下同)。 (3)继续往W中通入足量的氯气，不断搅拌，充分反应，溶液中离子的物质的量一定有明显变化的是____________。 (4)不通入气体，改向W中加入过量铁粉，过滤，调节pH约为7，加入淀粉­KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I－时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是________________________________________________________。 解析　(1)CuCl可以溶解在FeCl3溶液中，发生氧化还原反应生成Cu2＋和Fe2＋，反应的离子方程式为CuCl＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋＋Cl－。 (2)向混合物中加入过量稀盐酸，铁与盐酸反应生成Fe2＋，氧化亚铜与盐酸反应生成氯化铜和铜，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，CuCl与Fe3＋反应生成Cu2＋和Fe2＋，Cu和Fe3＋反应生成Cu2＋和Fe2＋，最后剩余固体为铜，则溶液中有生成的Fe2＋、Cu2＋和剩余的H＋。 (3)通入足量的氯气，Fe2＋被氧化成Fe3＋，Fe3＋继续与铜反应生成Cu2＋，所以物质的量有明显变化的离子有Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－。 (4)若加入过量的铁粉，则溶液为氯化亚铁，再加入淀粉­KI溶液和过氧化氢，溶液变蓝色，说明有碘单质生成，红褐色沉淀为氢氧化铁沉淀，当消耗2 mol I－时，转移3 mol电子，说明同时有1 mol Fe2＋被氧化，消耗1.5 mol过氧化氢，所以离子方程式为2Fe2＋＋3H2O2＋4I－===2Fe(OH)3↓＋2I2。 答案　(1)CuCl＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋＋Cl－ (2)H＋、Cu2＋、Fe2＋　(3)Fe3＋、Cu2＋、Fe2＋、Cl－ (4)2Fe2＋＋3H2O2＋4I－===2Fe(OH)3↓＋2I2 14．辉铜矿的主要成分为Cu2S，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，软锰矿主要含有MnO2，以及少量SiO2、Fe2O3等杂质。研究人员开发综合利用这两种资源，用同槽酸浸湿法冶炼工艺，制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜。主要工艺流程如下： 已知：①MnO2有较强的氧化性，能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫； ②[Cu(NH3)4]SO4在常温下稳定，在热水溶液中会分解生成NH3； ③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围(开始沉淀和完全沉淀的pH)： Fe3＋：1.5～3.2；Mn2＋：8.3～9.8；Cu2＋：4.4～6.4； ④MnSO4·H2O溶于1份冷水、0.6份沸水，不溶于乙醇。 (1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________(任写一点)。 (2)酸浸时，得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)调节浸出液pH＝4的作用是____________。 (4)本工艺流程中可循环使用的物质是__________(写化学式)。 (5)获得的MnSO4·H2O晶体需要进一步洗涤、干燥，洗涤时应用____________洗涤。 解析　(2)由题意可知，MnO2具有氧化性，且Cu2S与MnO2在H2SO4酸浸的条件下生成了S、CuSO4和MnSO4，故根据氧化还原反应配平，可得到反应的化学方程式：Cu2S＋2MnO2＋4H2SO4===2CuSO4＋2MnSO4＋S＋4H2O。 (3)根据Fe(OH)3沉淀的pH范围：1.5～3.2可知，当pH＝4时，Fe3＋会水解生成氢氧化铁完全沉淀。 (4)本工艺流程中NH4HCO3分解生成NH3，NH3可循环使用。 (5)由于MnSO4·H2O不溶于乙醇，故使用乙醇洗涤可以促进晶体形成。 答案　(1)粉碎矿石(或加热或搅拌) (2)Cu2S＋2MnO2＋4H2SO4===2CuSO4＋2MnSO4＋S＋4H2O (3)使Fe3＋水解生成氢氧化铁而完全沉淀 (4)NH3　(5)乙醇 学科网（北京）股份有限公司 $$