课时冲关12 铜 金属材料(练习Word版)-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮课时作业（人教版）

**基本信息** 聚焦铜及金属材料核心考点，通过概念辨析、实验探究与工业流程题，系统构建从物质类别到性质应用的化学观念，培养科学思维与探究能力。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|2题|材料分类判断（如纳米金属粉与胶体区别）|基于物质组成与结构，建立材料类别与性质的对应关系| |实验探究|2题|金属活动性比较、硝酸还原产物分析|通过实验现象推导反应原理，强化证据推理与科学探究| |工业流程|4题|镁钛提取、Cu₂O制备等工艺推断|整合元素化合物知识，理解从矿物到产品的转化规律与条件控制|

课时冲关十二　铜　金属材料 一、选择题：每题只有一个选项符合题意 1．九三阅兵以“智能化、信息化、无人化”为亮点，全面展示了我国国防科技的最新成就。下列说法错误的是(　　) A．攻击­11隐形机的吸波涂层：材料为宽频吸波、低反射的纳米金属粉，属于胶体 B．反无人机方队的高功率微波天线罩：材料为耐高温、介电损耗低的氮化铝陶瓷，属于新型无机非金属材料 C．舰载防空方队的激光武器光学窗口与波导：材料为质轻、透光好的聚碳酸酯(PC)，属于有机高分子材料 D．100坦克车体与炮塔部分结构：材料为高强、高韧、高精度的铝合金，属于合金材料 解析：A　[A.纳米金属粉作为固体材料属于纳米材料，而非胶体(胶体是分散系，需分散在介质中)，A错误；B.氮化铝陶瓷具有耐高温、低介电损耗特性，属于新型无机非金属材料，B正确；C.聚碳酸酯(PC)为高分子聚合物，属于有机高分子材料，C正确；D.铝合金是金属合金材料，D正确。] 2．课外实验可以帮助我们更好地学习化学知识。金属活动性强弱的探究过程如下，其中不正确的是(已知：白醋的水溶液显酸性，与稀盐酸的化学性质相似)(　　) A．实验一证明铁的金属活动性比铜强 B．实验二的现象是铜丝不断减少，表面有银白色固体析出，无色溶液变为黄色 C．实验一烧杯②中发生的是置换反应 D．实验过程中存在不规范操作 解析：B　[A.实验一根据放铜片的烧杯内无现象，而放铁片的烧杯内有气体冒出且溶液变为浅绿色，说明铜不能与醋中的醋酸反应，而铁与醋酸反应，则铁的金属活动性比铜强，故A正确；B.实验二铜与硝酸银能反应生成硝酸铜和银，故现象是铜丝表面有银白色固体析出，无色溶液变为蓝色，故B错误；C.实验一烧杯②中铁与醋酸反应后会生成亚铁盐和氢气，属于置换反应，故C正确；D.实验一向放铜片的烧杯中加入白醋时，胶头滴管应正立于烧杯口的正上方，不能伸到烧杯内与内壁接触，操作不规范，故D正确。] 3．某兴趣小组探究金属与硝酸的还原产物，进行了下列三组实验，下列说法正确的是(　　) 实验操作(室温)及实验现象 ① 将足量的铜粉加入1 mL 10 mol·L－1硝酸中，溶液呈绿色，产生红棕色气体 ② 将足量的铜粉加入100 mL 0.1 mol·L－1硝酸中，溶液呈蓝色，产生无色气体 ③ 将足量的铁粉加入100 mL 0.1 mol·L－1硝酸中，溶液呈浅绿色，无气体生成 A.实验①②反应后溶液颜色不同，说明氧化产物不同 B．实验②中产生的气体不能和血红蛋白结合 C．实验③中铁发生了钝化 D．以上实验说明硝酸的还原产物与硝酸的浓度及金属的活动性有关 解析：D　[将足量的铜粉加入1 mL、10 mol·L－1的HNO3中，溶液呈绿色，产生红棕色气体，发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，将足量的铜粉加入100 mL、0.1 mol·L－1 HNO3中，溶液呈蓝色，产生无色气体，反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，氧化产物相同，只所以溶液颜色不同，是因为反应后溶液中Cu2＋浓度不同，A错误；实验②产生的气体是一氧化氮，一氧化氮会和血红蛋白结合，B错误；将足量的铁粉加入100 mL 0.1 mol·L－1硝酸中，溶液呈浅绿色，无气体生成，可能发生反应生成了硝酸亚铁和硝酸铵，常温下铁在浓硝酸下发生钝化，C错误；由实验①②可知，浓硝酸和铜反应生成二氧化氮，铜和稀硝酸反应生成一氧化氮，硝酸的还原产物与硝酸的浓度有关，与金属活动性有关，D正确。] 4．为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置(试管底部有孔隙)。下列说法错误的是(　　) A．装置内发生反应的化学方程式为：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B C．该装置可通过止水夹和注射器来控制反应的开始与停止 D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A 解析：B　[A.装置内铜与稀硝酸反应，即3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，故A正确；B.实验开始时先拉注射器A活塞，其目的是除去反应前试管内的空气，故B错误；C.该实验装置可通过止水夹和注射器来控制反应的开始与停止，故C正确；D.反应停止后，提拉粗铜丝，使粗铜丝下端离开反应液面，再打开止水夹，缓慢拉注射器A活塞，可观察到试管内的无色气体被吸入注射器A内，故D正确。] 5．镁及其合金是用途很广的金属材料。从海水中获取镁的主要步骤如图所示： 下列说法错误的是(　　) A．试剂①可以选用Ca(OH)2溶液(或NaOH溶液)，试剂②可以选用SOCl2 B．操作Ⅱ是蒸发浓缩至有大量晶体析出、趁热过滤、洗涤、干燥 C．实验室熔融无水MgCl2(熔点：712 ℃)时需酒精喷灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳等仪器 D．无水MgCl2电解生成镁反应的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 解析：B　[A.分析可知试剂①可以选用的试剂为氢氧化钙溶液或者NaOH溶液，用来沉淀镁离子，试剂②可以选用稀盐酸或SOCl2，SOCl2水解后生成HCl与SO2，A正确；B.操作Ⅱ是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到MgCl2·6H2O，B错误；C.实验室熔融无水MgCl2(熔点：712 ℃)时需酒精喷灯、三脚架、泥三角、坩埚和坩埚钳等仪器，C正确；D.无水MgCl2电解生成镁的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，D正确。] 6．钛铁矿( FeTiO3)制取金属钛的流程如图所示(已知TiCl4为无色液体，极易水解；Ti3＋的还原性强于Fe2＋) 下列说法正确的是(　　) A．钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是＋3 B．氯化过程中反应2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋6CO＋2TiCl4 C．镁与TiCl4置换时可以用氮气做保护气 D．制取金属钛时可以用Na与TiCl4溶液反应 解析：B　[A.Ti3＋的还原性强于Fe2＋，则Fe3＋能将Ti3＋氧化为Ti4＋，所以钛铁矿( FeTiO3)中Ti的化合价是＋4价，A不正确；B.氯化过程中，Cl2将C氧化为CO，Fe2＋氧化为Fe3＋，则发生反应2FeTiO3＋6C＋7Cl22FeCl3＋6CO＋2TiCl4，B正确；C.镁是活泼的金属元素，能与氮气反应生成氮化镁，则镁与TiCl4置换时不能用氮气做保护气，C不正确；D.Na能与水反应，则制取金属钛时可以用Na与熔融的TiCl4反应，不能使用TiCl4溶液，D不正确；故选B。] 7．(2023·山东卷)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示，反应Ⅱ所得溶液pH在3～4之间，反应Ⅲ需及时补加NaOH以保持反应在pH＝5条件下进行。常温下，H2SO3的电离平衡常数Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8。下列说法错误的是(　　) A．反应Ⅰ、Ⅲ均为氧化还原反应，反应Ⅱ为非氧化还原反应 B．低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化 C．溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收气体Ⅰ D．若Cu2O产量不变，参与反应Ⅲ的X与CuSO4物质的量之比增大时，需补加NaOH的量减少 解析：B　[由制备Cu2O的工艺路线分析。反应Ⅱ所得溶液pH在3～4之间，则反应Ⅱ为SO2和Na2CO3溶液反应生成NaHSO3和CO2，为非氧化还原反应，A正确；反应Ⅱ得到NaHSO3溶液，调pH＝11时NaHSO3转化为Na2SO3，故低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化，B错误；溶液Y含少量Na2SO3，可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中吸收SO2气体生成NaHSO3，C正确；化合物X为Na2SO3，当Na2SO3少量时，反应Ⅲ为2CuSO4＋Na2SO3＋2H2O===Cu2O↓＋Na2SO4＋2H2SO4，当Na2SO3过量时，反应Ⅲ为2CuSO4＋3Na2SO3===Cu2O↓＋3Na2SO4＋2SO2↑，生成的SO2气体会逸出，故当增大时，需补加NaOH的量减少，D正确。] 二、非选择题 8．钽(Ta)和铌(Nb)为高新技术产业的关键元素，其单质的性质相似。一种以花岗伟晶岩型铌钽矿(主要成分为SiO2、Nb2O5、Ta2O5和少量的FeO、CaO、MgO等)为原料制取钽和铌的流程如图1： 图1 图2 “浸取”后的浸出液中含有H2TaF7、H2NbF7两种二元强酸。 已知：①MIBK为甲基异丁基酮； ②Ksp(CaF2)＝2.5×10－11，Ksp(MgF2)＝6.4×10－9，Ksp(CaSO4)＝7.1×10－5。 (1)加快“浸取”速率可采取的措施是________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为________(填化学式)，“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发出的HF还可能有________(填化学式)。Ta2O5与氢氟酸反应的离子方程式为______________________________________________________________。 (3)“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定，________(填“一次萃取”或“少量多次萃取”)的萃取效率更高。 (4)用金属钠还原K2NbF7制取金属铌的化学方程式为____________________________。 (5)钽形成的晶体TaAs在室温下拥有超高的空穴迁移率和较低的电子迁移率。TaAs的晶胞结构如图2所示。试写出As的配位数：________。晶体的密度为________g·cm－3(列出计算式，阿伏加德罗常数的值为NA)。 解析：(1)加快“浸取”速率可采取的措施是：将铌钽矿粉碎、搅拌、适当升高温度等；(2)由CaF2和MgF2的Ksp可知，“浸取”时得到的“浸渣”主要成分为：CaF2、MgF2；“浸取”时还会产生“废气”，“废气”中除了挥发出的HF还可能有SiO2与HF反应生成的SiF4；Ta2O5与氢氟酸反应生成H2TaF7，离子方程式为：Ta2O5＋14HF===2TaF＋4H＋＋5H2O；(3)“萃取”时，若萃取剂MIBK的量一定，少量多次萃取接触更加充分，萃取效率更高；(4)用金属钠还原K2NbF7制取金属铌，根据氧化还原反应中得失电子守恒和原子守恒，可得到其反应的化学方程式为：K2NbF7＋5Na2KF＋5NaF＋Nb；(5)由图可知，As的配位数为6；由均摊法原则可知，一个晶胞中含有4个TaAs，晶胞质量为：，体积为a2b×10－21cm3，密度为ρ＝ g/cm3。 答案：(1)将铌钽矿粉碎、搅拌、适当升高温度等 (2)CaF2、MgF2　SiF4　Ta2O5＋14HF===2TaF＋4H＋＋5H2O (3)少量多次萃取 (4)K2NbF7＋5Na2KF＋5NaF＋Nb (5)6　ρ＝ 学科网（北京）股份有限公司 $