内容正文:
高考复习顶层设计·化学
课时微练(十三) 铜 金属冶炼
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意
1.下列关于色彩所用颜料的化学成分不正确的是( )
A.水墨底:炭黑 B.赭石红:Fe3O4
C.石绿:Cu2(OH)2CO3 D.石青:Cu3(OH)2(CO3)2
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解析 水墨的主要成分为炭黑,A项正确;赭石红的主要成分为氧化铁(Fe2O3),B项错误;石绿为碱式碳酸铜,C项正确;石青的化学式为Cu3(OH)2(CO3)2,D项正确。
答案 B
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2.刘禹锡的《浪淘沙》中记载:“日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈。美人首饰侯王印,尽是沙中浪底来。”《政论》中记载:“有蔡太仆之驽,及龙亭九年之剑,至今擅名天下。”下列有关两诗文中蕴含的化学知识叙述错误的是( )
A.沙子的主要成分是SiO2
B.“尽是沙中浪底来”得到的是金单质
C.雾是气溶胶,分散质粒子直径是1~100 nm
D.古代“弩机”多为青铜制品,青铜的主要成分为铜铝合金
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解析 沙子、水晶、玛瑙的主要成分都是SiO2,A项正确;金在自然界中主要是以游离态形式存在,通过物理方法得到,因此“尽是沙中浪底来”得到的是金单质,B项正确;雾是气溶胶,其分散质粒子直径是1~100 nm,C项正确;青铜的主要成分为铜锡合金,D项错误。
答案 D
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3.战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器,青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器的原因是( )
A.熔点低 B.密度大
C.硬度大 D.不易被腐蚀
解析 青铜为铜、锡、铅等的合金,通常合金的熔点低于成分金属,因此青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器,故选A。
答案 A
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4.金属锂是密度最小的金属。等质量的金属,锂能释放出更多的电子,故常用来制造高能量电池。已知锂的金属性介于钠和镁之间,则下列能冶炼出金属锂的方法是( )
A.电解法 B.热还原法
C.热分解法 D.铝热法
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解析 可以根据金属活动性与金属冶炼方法之间的联系来推断,锂的金属性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,即用电解法冶炼,故选A。
答案 A
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5.据《天工开物》记载,我国古代以炉甘石(主要成分是ZnCO3)来升炼倭铅(即锌)(如图1),其原理如图2所示。已知锌的熔点为420 ℃、沸点为906 ℃。下列说法不正确的是( )
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A.升炼倭铅过程包含氧化还原反应
B.“锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气中燃烧形成的
C.“泥封”的目的是防止得到的锌被氧化
D.冶炼时锌变为蒸气在“兜室”冷凝为固体
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解析 升炼倭铅涉及的反应有ZnCO3 CO2↑+ZnO、CO2+C 2CO、ZnO+CO Zn(g)+CO2,包含氧化还原反应,A项正确;“锌火”是未反应完的CO与Zn蒸气从“兜室”逸出燃烧形成的,B项正确;Zn在高温下易被空气中的O2氧化成ZnO,故“泥封”是为了隔绝空气,防止Zn被氧化,C项正确;反应区温度为1 100~1 300 ℃,Zn变为蒸气与杂质分离,在“兜室”冷凝为液体流出(冷凝区温度高于Zn的熔点),D项错误。
答案 D
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6.《清波杂志》记载:“信州铅山胆水自山下注,势若瀑布,用以浸铜……古传一人至水滨,遗匙钥,翌日得之,已成铜矣。”下列有关叙述错误的是
( )
A.“胆水”中含有CuSO4
B.“胆水”经蒸干后可获得胆矾晶体
C.可以用该胆水为原料湿法炼铜
D.“钥匙成铜”发生了置换反应
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解析 “胆水”是指CuSO4溶液,A项正确;CuSO4溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到胆矾,蒸干会使胆矾失去结晶水,B项错误;CuSO4可作湿法炼铜的原料,C项正确;“钥匙成铜”是指钥匙中的Fe与CuSO4发生了置换反应生成FeSO4和Cu,D项正确。
答案 B
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7.合理、高效地开发、利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来,用于生成各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属的冶炼的说法不正确的是( )
A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠元素被还原,氯元素被氧化
B.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中,利用的是置换反应的原理
C.用铝热法原理炼铁的反应中,1 mol Fe3O4被Al还原成Fe,转移9 mol e-
D.高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁
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解析 电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,Na+得电子生成Na,Cl-失电子生成Cl2,钠元素得电子被还原,氯元素失电子被氧化,A项正确;“曾青得铁则化为铜”的原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,属于置换反应,B项正确;在铝热反应炼铁过程中,1 mol Fe3O4被Al还原生成Fe,Fe元素化合价从+2、+3价降低为0价,转移电子数为1 mol×2+2 mol×3=8 mol,C项错误;高炉炼铁主要是利用CO的还原性将Fe2O3还原为Fe,D项正确。
答案 C
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8.我国古代地理名著《水经注》中有如下记载:“屈茨二百里有山,夜则火光,昼则旦烟,人取此山石炭冶此山铁,恒充三十六国用。”下列有关理解正确的是( )
A.“石炭”是焦炭 B.“山铁”是单质铁
C.“石炭”能用于还原铁矿石 D.“石炭”夜晚燃烧时不冒烟
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解析 由题文的内容可知,“石炭”是直接取于山中的,没有经过化学加工,而焦炭是煤经过加工而成的,所以“石炭”不是焦炭,A项错误;“山铁”应为炼铁的铁矿石而不是单质铁,B项错误;由原文可知,人们用“石炭”冶炼“山铁”,而“山铁”是铁矿石,所以“石炭”应有还原性,它可以还原铁矿石,C项正确;由“夜则火光,昼则旦烟”可知,“石炭”燃烧时有烟生成,只是晚上不能看到烟而已,D项错误。
答案 C
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二、非选择题
9.某校化学兴趣小组的同学,对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁(K1、K2是活塞):
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(1)关闭K1,开启K2,可以验证CO还原Fe2O3的产物。
①这是关于气体的实验,实验前必须对装置进行_______________。
②CO还原Fe2O3的化学方程式为____________________________。
③在e处点燃气体的目的是__________________________________。
气密性检查
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
尾气处理,除去没有反应的CO防止污染
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(2)关闭K2,开启K1,可以将d口出来的气体再从a通入装置而循环使用。
①c瓶中应装_______(填选项字母)。
A.澄清石灰水 B.水
C.石蕊溶液 D.浓硫酸
D
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②写出b中反应的化学方程式:____________________________。
③反应完后(假设b瓶中NaOH全部转化为纯碱),要从b瓶中溶液得到纯碱固体,必要的实验操作为转移、________________结晶。
④该实验这样改进的主要优点是
____________________________________________________。
2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O
蒸发浓缩、冷却
能循环利用CO、提高原料利用率、减少二氧化碳的排放
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10.工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如下:
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(1)废气中除了有过量的空气,还有__________(填化学式)。
(2)“酸化”时主要发生的离子方程式为_______________________。
(3)“滤液”中含有的阳离子主要为________。
(4)“淘洗”所用的溶液A可以是_______(填选项字母)。
A.稀硫酸 B.浓硫酸
C.稀硝酸 D.浓硝酸
SO2
CuO+2H+===Cu2++H2O
Fe2+
A
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(5)“反应”这一步所用的试剂是20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液,若反应过程中氮元素价态无变化,该反应的化学方程式为______________________________________。
(6)由“反应”后的溶液获得Cu(NO3)2·3H2O晶体的操作依次为____________________、过滤、洗涤、干燥。
(7)已知含铜废料中铜元素的质量分数为64%,制备硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·3H2O]的过程中铜元素损耗了10%,则1 t含铜废料能制备_______t硝酸铜晶体。
Cu+2HNO3+H2O2===Cu(NO3)2+2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶
2.178
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解析 (1)由于硫化铜与空气反应生成二氧化硫,因此废气中除了有过量的空气还有SO2。(2)“酸化”时主要是氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,其主要发生的离子方程式为CuO+2H+===Cu2++H2O。(3)铁和铜离子反应生成亚铁离子和铜单质,因此“滤液”中含有的阳离子主要为Fe2+。(4)由于“过滤”后得到的固体物质主要是铜,还有少量未反应的铁,要将铁溶解而不能溶解铜,因此“淘洗”所用的溶液A可以是稀硫酸,浓硫酸会使铁钝化,稀硝酸、浓硝酸都会与铜反应。(5)“反应”这一步所用的
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试剂是20%的HNO3溶液和10%的H2O2溶液,若反应过程中氮元素价态无变化,则说明双氧水中氧元素化合价降低,铜化合价升高,反应生成硝酸铜和水,则该反应的化学方程式为Cu+2HNO3+H2O2===Cu(NO3)2+
2H2O。(6)由“反应”后的溶液获得Cu(NO3)2·3H2O晶体的操作依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(7)根据题意得到关系式:Cu~ Cu(NO3)2 ·3H2O,则1 t含铜废料能制备=2.178 t硝酸铜晶体。
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本部分内容讲解结束
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