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课时测评14 铜 金属材料 金属冶炼
(时间:45分钟 满分:60分)
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选择题1-10题,每小题3分,共30分。
1.我国出土的后母戊鼎,经测定,其成分为铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%。后母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。下列有关说法正确的是( )
A.融化该鼎所需温度比纯铜的高
B.该鼎在足量稀硫酸中将化为乌有
C.该鼎在干燥、无氧环境中不生锈
D.鼎表面生成的铜绿成分主要是CuO
答案:C
解析:该金属是合金,合金熔点低于其成分金属,A错误;铜在金属活动顺序表中位于H后,则铜不与稀硫酸反应,B错误;铜生锈的原理是和水、二氧化碳反应,则没有水的时候,铜不会生锈,C正确;铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,D错误。
2.(2024·新疆乌鲁木齐一模)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
答案:B
解析: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,腐蚀反应中铜作正极,会减缓铜的腐蚀,故D错误。
3.(2024·广东卷)龙是中华民族重要的精神象征和文化符号。下列与龙有关的历史文物中,主要材质为有机高分子的是( )
A
B
C
D
红山玉龙
鎏金铁芯铜龙
云龙纹丝绸
云龙纹瓷瓶
答案:C
解析:红山玉龙主要成分为SiO2和硅酸盐,属于无机非金属材料,A不符合题意;鎏金铁芯铜龙主要成分为Cu,属于金属材料,B不符合题意;云龙纹丝绸主要成分为蛋白质,属于有机高分子材料,C符合题意;云龙纹瓷瓶主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,D不符合题意;故选C。
4.“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比纯铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
答案:C
解析:合金的熔点一般比各成分金属低,C错误。
5.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A.Cu2(OH)2CO3CuOCuCl2(aq)
B.CuOCu(OH)2Cu2O
C.CuCuOCuSO4(aq)Cu(s)
D.CuCuSCuSO4CuSO4·5H2O
答案:A
解析:CuO与水不反应,B错误;Na与CuSO4溶液反应最终会生成Cu(OH)2,得不到Cu,C错误;Cu和S在加热条件下反应生成Cu2S,D错误。
6.(2023·广东广州三模)下图为铝的生产原理示意图,下列相关说法不正确的是( )
A.冰晶石作助熔剂
B.氧化铝属于过渡晶体
C.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D.铝在工业上是一种很好的还原剂
答案:C
解析:冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂,降低熔点,A正确;氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征,因此被称为过渡晶体,B正确;工业上电解熔融的氧化铝,得到金属铝和氧气,而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜,C错误;Al为活泼金属,冶金工业中常作还原剂,D正确。
7.(2020·全国Ⅲ卷)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3],青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )
A.保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D.Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
答案:C
8.(2024·佛山一模)部分含Fe或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示,下列推断不合理的是( )
A.c为黑色固体
B.a与Cl2反应只生成d
C.g与h均含有σ键
D.可存在a→c→d→h的转化
答案:B
解析:由图可知,a为铁或铜、b为氧化亚铜、c为氧化亚铁或氧化铜、d为亚铁盐或铜盐、e为氧化铁、f为铁盐、g为+3价铁元素的配合物、h为+2价铁元素或铜元素的配合物,以此解题。氧化亚铁或氧化铜均为黑色固体,故A正确;铁在氯气中燃烧只能生成氯化铁,不能生成氯化亚铁,故B错误;配合物中的配位键都属于σ键,故C正确;铜与氧气共热反应生成氧化铜,氧化铜溶于酸生成铜盐,铜盐与氨水反应生成四氨合铜离子,则铜元素存在a→c→d→h的转化,故D正确。
9.部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。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.可将葡萄糖溶液与新制的d混合后加热制得b
D.可存在a→c→e→a的循环转化关系
答案:B
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制得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。
10.实验室从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++3H2O2Fe(OH)3↓+3Cu2+
D.从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶
答案:C
解析:过量的酸应为稀硫酸,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;加入固体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++3H2O2Fe(OH)3↓+3Cu2+,C正确;从溶液中冷却结晶得到的是硫酸铜晶体,D错误。
11.(14分)(2023·惠州二模)电子工业中,人们常用FeCl3溶液腐蚀覆在绝缘板上的铜箔制造印刷电路板。某项目学习小组设计如下流程处理废液和资源回收:
(1)配制FeCl3溶液时须加入一定量的盐酸,其加入盐酸的目的是 ;将FeCl3溶液蒸干、灼烧后,得到的主要固体产物是 。
(2)用足量FeCl3溶液蚀刻铜箔后的废液中含有的金属阳离子有 (填离子符号)。
(3)步骤①中加入H2O2溶液的目的是 (用离子方程式表示)。
(4)生成氢氧化物沉淀的pH如表所示。
氢氧化物
Cu(OH)2
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀
4.7
7.0
1.9
沉淀完全
6.7
9.0
3.2
根据表中数据推测调节pH的范围是 。
(5)步骤③中,NaHCO3部分水解生成Cu2(OH)2CO3沉淀和CO2气体,写出其反应的离子方程式: 。
(6)步骤③中生成的Cu2(OH)2CO3中会混有少量CuCO3,取样品w g,测得n(Cu)=a mol,则Cu2(OH)2CO3的纯度为 (用字母表示,列出表达式即可)。
答案:(1)抑制Fe3+水解 Fe2O3 (2)Fe3+、Fe2+、Cu2+ (3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O (4)3.2≤pH<4.7 (5)2Cu2++4HCCu2(OH)2CO3↓+3CO2↑+H2O (6)×100%
解析:(2)蚀刻铜箔的反应是2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+,由于FeCl3溶液足量,故废液中含有的金属阳离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+。(4)调节pH使Fe3+完全沉淀,但不能使Cu2+沉淀,故pH的范围是3.2≤pH<4.7。(6)假设混合物中Cu2(OH)2CO3的物质的量为x mol,CuCO3的物质的量为y mol,根据铜原子守恒有2x+y=a,根据样品总质量有222x+124y=w,两式联立解得x= mol,所以Cu2(OH)2CO3的纯度为×100%=×100%。
12.(16分)(2024·湖北襄阳高三期中)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的流程如图所示:
(1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液,若消耗标准状况下氯气44.8 L,则转移电子数为 ,检验Fe3+所用试剂为 (填写名称)。
(2)实验室制取氯气的化学方程式为 。
(3)加入浓盐酸的目的是 ,发生反应的离子方程式为 。
(4)若用蒸馏水洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的操作是 ,最好采用 “洗涤”。
(5)过滤用到的玻璃仪器是 ,真空干燥的目的是 。
答案:(1)4NA 硫氰化钾溶液
(2)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(3)将CuCl转化为易溶于水的物质实现与S的分离 CuCl+2Cl-⥫⥬[CuCl3]2-
(4)取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入硝酸银溶液,无白色沉淀生成,证明已洗涤干净 乙醇
(5)烧杯、漏斗、玻璃棒 防止CuCl被空气中的氧气氧化
解析:黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质,CuCl和盐酸反应生成[CuCl3]2-,加水稀释,利用平衡移动原理,CuCl(s)+2Cl-(aq)⥫⥬[CuCl3]2-(aq)平衡逆向移动,抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。(3)加入浓盐酸可以使CuCl溶解从而分离出CuCl和S滤渣中的S单质;CuCl溶解的离子方程式为CuCl+2Cl-⥫⥬[CuCl3]2-。(4)CuCl沉淀上可能有氯离子杂质,检验沉淀是否洗净的方法:取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入硝酸银溶液,无白色沉淀生成,证明已洗涤干净;洗涤过程中为了减少CuCl的损失,加速干燥,可以选择有机溶剂乙醇洗涤。(5)过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒;CuCl中Cu元素为+1价,易被空气氧化,真空干燥的目的是防止CuCl被空气中的氧气氧化。
学生用书⬇第79页
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