内容正文:
课时跟踪检测(二十六) 常见的金属材料的基本知能评价
1.(2025·广东东莞一模)博物馆珍藏着很多文物。下列文物主要由合金材料制成的是 ( )
解析:选A 西周兽面纹青铜盉的材料为青铜,青铜属于合金,A符合题意;东汉陶船模型的材料为陶瓷,由硅酸盐制成,B不符合题意;端石千金猴王砚的材料为硅酸盐等无机非金属材料,C不符合题意;西汉素纱禅衣主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子材料,D不符合题意。
2.(2025·河北邯郸一模)中国三星堆出土了大量文物,如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是 ( )
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈,其主要成分为Cu2(OH)2CO3
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈,保护铜器
D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金,其成分会加快铜的腐蚀
解析:选B 铜在空气中主要发生吸氧腐蚀,故A错误;铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,故B正确;铜可以和硝酸反应,用硝酸清洗铜器可以除去铜绿,但也会破坏铜器,故C错误;铅、锡比铜活泼,腐蚀反应中铜做正极,会减缓铜的腐蚀,故D错误。
3.(2025·河北张家口模拟)《天工开物》中记载了提炼金银的过程:“欲去银存金,则将其金打成薄片,剪碎,每块以土泥裹涂,入坩埚中硼砂熔化,其银即吸入土内,让金流出,以成足色。”下列说法错误的是 ( )
A.金的密度比银大
B.薄片的成分为金银合金
C.金银的延展性较好
D.硼砂的作用是使银被氧化
解析:选D 金单质的密度比银单质的密度大,A正确;欲去银存金,则将其金打成薄片,说明薄片中含有金银,为金银合金,B正确;“打成薄片”反映了金属良好的延展性,C正确;硼砂的作用是帮助熔化,不和银发生化学反应,D错误。
4.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:选D 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;Al的还原性大于V,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。
5.(2025·北京西城区检测)铜与浓硫酸反应的装置如图,下列说法不正确的是 ( )
A.反应一段时间后,品红溶液褪色,说明有SO2生成
B.在该反应中,浓硫酸只表现出酸性
C.石蕊溶液变红说明SO2与水发生了反应
D.为确认CuSO4生成,试管①冷却后,将其中的物质缓慢倒入水中,观察颜色
解析:选B 反应一段时间后,品红溶液褪色,说明铜与浓硫酸共热反应生成具有漂白性的SO2使品红溶液褪色,故A正确;铜与浓硫酸共热生成CuSO4、SO2和水,反应中硫元素化合价部分降低被还原,浓硫酸在反应中表现酸性和强氧化性,故B错误;实验中石蕊溶液变红说明SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3电离出的H+使石蕊溶液变红,故C正确;为确认CuSO4的生成,防止水加入浓硫酸中产生暴沸,应待试管①冷却后,将其中的物质缓慢倒入水中,观察溶液颜色是否为淡蓝色,故D正确。
6.(2025·安徽安庆模拟)铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜,制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O,溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作,催化剂CuCl是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2](强酸)。
上述过程涉及的离子方程式,不正确的是 ( )
A.Cu2S与浓硝酸反应:Cu2S+6H++2N2Cu2++2NO2↑+H2S↑+2H2O
B.Cu2O溶于稀硫酸:Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O
C.Cu在O2存在下与氨水反应:2Cu+8NH3·H2O+O22[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
D.CuCl溶于较浓盐酸:CuCl+Cl-[CuCl2]-
解析:选A 浓硝酸具有强氧化性,Cu2S与浓硝酸反应时,S元素被氧化为H2SO4,Cu元素被氧化为Cu(NO3)2,浓硝酸被还原为NO2气体,同时反应产生H2O,该反应的离子方程式为Cu2S+12H++10N2Cu2++10NO2↑+S+6H2O,A错误;Cu2O在酸性条件下发生歧化反应,生成Cu、Cu2+、H2O,该反应的离子方程式为Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O,B正确;Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+,该反应的离子方程式为2Cu+O2+8NH3·H2O2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O,C正确;CuCl是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成强酸H[CuCl2],则该反应的离子方程式为CuCl+Cl-[CuCl2]-,D正确。
7.(2025·甘肃兰州检测)通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}为原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是 ( )
A.“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2
B.“还原”时离子方程式为S+Cu2++Cl-+H2OCuCl↓+S+2H+
C.“过滤”“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行
D.可循环利用的物质为H2SO4
解析:选B 碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2}加足量NaOH将铜转化为Cu(OH)2沉淀,过滤后将Cu(OH)2溶于稀H2SO4,得到CuSO4溶液,再加入Na2SO3、NaCl还原成CuCl,过滤、洗涤得到CuCl。由上述分析可知“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2,故A正确;“还原”时离子方程式为S+2Cu2++2Cl-+H2O2CuCl↓+S+2H+,故B错误;CuCl易被氧化,因此“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行,以防止其氧化,故C正确;由B项中反应可知还原过程中生成H2SO4,可在酸溶时循环利用,故D正确。
8.(2024·甘肃卷)兴趣小组设计了从AgCl中提取Ag的实验方案,下列说法正确的是 ( )
AgCl[Ag(NH3)2]+
A.还原性:Ag>Cu>Fe
B.按上述方案消耗1 mol Fe可回收1 mol Ag
C.反应①的离子方程式是[Cu(NH3)4]2++4H+Cu2++4N
D.溶液①中的金属离子是Fe2+
解析:选C 从实验方案可知,氨水溶解了氯化银,然后用铜置换出银,滤液中加入浓盐酸后得到氯化铜和氯化铵的混合液,向其中加入铁,铁置换出铜,过滤得铜可以循环利用,并通入氧气可将亚铁离子氧化为铁离子。金属活动性越强,金属的还原性越强,而且由题中的实验方案能得到证明,还原性从强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag,A错误。由电子转移守恒可知,1 mol Fe可以置换1 mol Cu,而1 mol Cu可以置换2 mol Ag,因此,根据题述方案消耗1 mol Fe可回收2 mol Ag,B错误。向氯化铜和氯化铵的混合液中加入铁,铁置换出铜后生成Fe2+,然后Fe2+被通入的氧气氧化为Fe3+,氯化铵水解使溶液呈酸性,因此,溶液①中的金属离子是Fe3+,D错误。
9.(15分)铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为探究铜在空气中的腐蚀情况,某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。
①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解,观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊;
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸,观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色;
③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
(1)绿色固体中含有的元素是 。(2分)
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是 。(2分)
(3)假设该绿色物质是一种纯净物,则其化学式可能是 ,加热分解的化学方程式为 。(3分)
(4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为
。(2分)
(5)实验装置最后的干燥管的作用是
。(2分)
(6)如果将B、C两装置对调, (填“能”或“不能”)达到实验目的,原因是
。(4分)
解析:根据无水硫酸铜变蓝,可知反应有水生成,根据澄清石灰水变浑浊,可知有CO2生成,根据黑色固体溶于稀H2SO4且溶液为蓝色,插入铁丝后有红色物质析出,可知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物,根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐,化学式可能是Cu2(OH)2CO3。(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰,目的是防止空气中的CO2进入C装置,干扰实验。(6)若将B、C两装置对调,气体先通过澄清石灰水,则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。
答案:(1)Cu、H、O、C (2)CuO
(3)Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑ (4)Fe+Cu2+Cu+Fe2+ (5)防止空气中的CO2进入C装置 (6)不能 因为B、C两装置对调后无法证明反应有水生成
10.(12分)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 (填字母)吸收。(2分)
a.浓H2SO4 b.稀HNO3
c.NaOH溶液 d.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液滴加KSCN溶液后呈红色,说明溶液中存在 (填离子符号),检验溶液中还存在Fe2+的方法是
。(5分)
(3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为
。(2分)
(4)取一定量的泡铜,加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好完全溶解,同时放出2 240 mL NO气体(标准状况),另取等量的泡铜,用足量的H2还原,得到的铜的质量为 g。(3分)
解析:(1)由流程图可知,气体A中的大气污染物主要是SO2,浓H2SO4不能吸收SO2,故a错误;稀HNO3可以吸收SO2,但会生成NO污染大气,故b错误;NaOH溶液与SO2反应生成Na2SO3,故c正确;氨水与SO2反应生成(NH4)2SO3,故d正确。(4)取一定量的泡铜,加入1 L 0.6 mol·L-1 HNO3溶液恰好完全溶解,标准状况下同时放出2 240 mL即0.1 mol NO气体,所得溶液的溶质为Cu(NO3)2,根据氮元素守恒可知,溶液中N的物质的量为0.6 mol-0.1 mol=0.5 mol,根据电荷守恒,溶液中Cu2+的质量为×0.5 mol ×64 g·mol-1=16 g,所以另取等量的泡铜,用足量的H2还原,得到的铜的质量也应为16 g。
答案:(1)cd (2)Fe3+ 取少量溶液,滴加KMnO4溶液,溶液紫红色褪去 (3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu (4)16
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