金属材料与矿物 铜及其化合物1．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/℃密度/g·cm－3硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金25003.007.42.3铁15357.864.517还知该合金耐腐蚀，强度大，从以上性能看，该合金不适合作( )A．导线 B．门窗框C．炉具D．飞机外壳2．工业上一般不用电解法生产的物质是( )A．生铁B．铝C．烧碱D．精铜3．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金的性质的叙述中正确的是( )A．此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高B．此合金能全部溶解于稀盐酸中C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D．此合金不能全部溶于过量FeCl3溶液中4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是( )A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu5．下列说法中正确的是( )A．Cu→CuO→Cu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C．金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜D．金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行6．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点。NaCuAlFe\n熔点(℃)97.510836601535沸点(℃)883259522003000根据以上数据判断其中不能形成合金的是( )A．Cu和AlB．Fe和CuC．Fe和NaD．Al和Na7．(2022·宝鸡质检)已知下列转化关系中，M、N均为单质，则M可能是( )M＋NQQ溶液M＋NA．NaB．AlC．FeD．Cu8．(2022·南昌模拟)工业上由含钒、铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒、铬和锰，通常采用的方法是( )A．碳还原法B．铝热法还原C．直接加热法D．盐的水溶液与活泼金属置换法9．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜，有下列两种途径：①FeH2Cu②CuOCuSO4Cu若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是( )A．消耗氧化铜的质量相同B．消耗铁的质量相同C．消耗硫酸的质量相同D．生成硫酸亚铁的质量相同10．某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中不正确的是( )A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体可能全为NOC．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干\nD．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数11．某课外活动小组，收集了一种合金进行研究。(1)外观暗灰色，表面光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的合金10.0g，放入足量稀H2SO4中，收集到标准状况下的H211.2L；(4)另取刮去表皮的合金10.0g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H211.2L。试据此判断，合金中一定含有的元素是________(写元素符号)；下列元素可能含有的是________(填选项编号)。a．Ag b．Mg c．Na d．Fe如果该合金中只含两种元素，它们的质量比是______________________________。12．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，得知该绿色物质是碱式碳酸铜。该小组同学利用如图装置进行实验，探究碱式碳酸铜的分解产物。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，加入稀盐酸。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。请回答下列问题：(1)加热后试管中剩余的黑色物质是________________________________________________________________________。(2)写出该绿色物质受热分解的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述实验步骤③中反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。\n(4)实验装置最后的干燥管的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。13．(2022·岳阳模拟)铜是生物体必需的微量元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)为了保护环境和节约资源，通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜，最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式：______________________________________________________________________________________________。(3)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，该反应的氧化剂是________；当生成19.2gCu时，反应中转移的电子为________mol。(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。试写出上述过程中负极的电极反应式：____________________________________________________________________________________________________________。(5)研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO4·5H2O(不含能与I－反应的氧化性杂质)的含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取25.00mL，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。写出该反应的离子方程式：_______________________________________________________________________________________________________________。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生，溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生反应的化学方程式为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，平均消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL。则试样中CuSO4·5H2O的质量分数为________。答案1．选A 该合金熔点高，硬度大，密度小，B、C、D项中的应用均适合，但导电性仅为Ag的0.023倍，不适合作导线。2．选A 工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝，用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，用粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液，电解精炼铜，工业上冶炼生铁是用CO作还原剂，高温下还原Fe2O3的方法。3．选B 合金的熔点一般低于它的成分金属，A错误；镁铝合金具有镁、铝的化学性质，只有B正确。4．选B Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2\n的方法制备，电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na；CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu。5．选C A选项，CuO→Cu(OH)2不能通过一步实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。6．选C 钠的沸点883℃，而铁的熔点为1535℃，当铁熔化时，钠已汽化，二者不会形成合金。7．选D Na、Al、Fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：Cu＋Cl2―→CuCl2―→CuCl2溶液Cu和Cl2。8．选B 工业上用铝热法冶炼活泼性比Al差的、熔点较高的金属，如钒、铬、锰等。9．选A 制备1molCu需要1molCuO，而H2还原CuO时需要先用H2排除体系内的空气，冷却时也需要继续通H2，因此需要H2的量远大于1mol，即消耗的Fe、H2SO4均比第②种方法多。10．选C 不论是浓HNO3还是稀HNO3，用排水法收集到的气体一定全部是NO；Wg固体为AgCl，由于AgCl具有热不稳定性，故操作Ⅲ应是低温干燥而不是烘干，C项错误。根据反应收集的气体体积，利用电子守恒及质量关系列式可求得Ag的质量分数。11．解析：灼烧，火焰呈绿色，合金中含有铜；等量的合金与稀H2SO4或与NaOH溶液反应产生氢气的量相等，合金中含有铝，不可能含Mg或Fe，可能还含有Ag，Na的沸点较低，不能与高熔点的金属形成合金，所以该合金中一定含有Al和Cu，可能含有Ag，不可能含有Mg、Na、Fe。2Al ～ 3H254g 67.2Lx11.2Lx＝＝9.0g，即10.0g该合金中含Al9.0g，则含Cu10.0g－9.0g＝1.0g，m(Cu)∶m(Al)＝1.0g∶9.0g＝1∶9。答案：Al和Cu a m(Cu)∶m(Al)＝1∶912．解析：根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成，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盐酸溶液变蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。答案：(1)CuO (2)Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑ (3)Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋ (4)防止空气中CO2进入广口瓶13．解析：(5)根据2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2、I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6\n可得关系式：Cu2＋～Na2S2O3，则试样中CuSO4·5H2O的质量为cmol/L×V×10－3L×250g/mol×＝cVg，故其质量分数为×100%。答案：(1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O(3)Cu2O和Cu2S 0.3(4)2Cu＋4OH－＋CO2－4e－===Cu2(OH)2CO3＋H2O(5)2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 ×100%
