高中化學(xué)人教版第三章金屬及其化合物第二節(jié)幾種重要的金屬化合物（省一等獎）

1．從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。下列有關(guān)金屬冶煉的說法正確的是()A．肯定發(fā)生的是置換反應(yīng)B．肯定發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)C．只能用金屬作還原劑冶煉金屬D．圖K13-1表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于金屬在地殼中的含量多少圖K13-12．[2023·河北石家莊模擬]下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu3．某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應(yīng)后把水加入反應(yīng)器中，觀察硫酸銅溶液的顏色B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察有棕黃色CuCl2的生成C．將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體D．將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠4．下列說法正確的是()A．金不溶于任何溶液B．銅、鋅在空氣中、常溫條件時均能被氧化成對應(yīng)的氧化物C．銅鋅合金的熔點低于銅或鋅的熔點\o\al(63,29)Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為345．氫化亞銅(CuH)是一種不穩(wěn)定的物質(zhì)，能在氯氣中燃燒，也能與酸反應(yīng)。用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50℃A．“某物質(zhì)”具有還原性B．CuH與鹽酸反應(yīng)可能產(chǎn)生H2C．CuH與足量稀硝酸反應(yīng)：CuH＋3H＋＋NOeq\o\al(－,3)Cu2＋＋NO↑＋2H2OD．CuH在氯氣中燃燒：CuH＋Cl2CuCl＋HCl6．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)，銅粉溶解的是()①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3A．只有①或②B．只有②或④C．只有①或②或③D．①②③④中任意一種7．歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應(yīng)用。(1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學(xué)角度來看，主要是利用它們的________。A．硬度適中B．密度適中C．在自然界里都可得到純凈的單質(zhì)D．不活潑性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，這肯定是__________幣，黑色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________________，綠色物質(zhì)是__________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為____________________________________________________________________________________，這枚金屬幣的真面目為__________色。另外一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是__________幣，表面一直未被氧化的原因是______________________________________________________________________。(3)不法分子有時用銅鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中能有效鑒別其真假的是________。A．觀察顏色B．查看圖案C．用手掂量輕重D．滴一滴硝酸在幣的表面，觀察現(xiàn)象8．常溫下，向含有H2SO4的CuSO4溶液中逐滴加入含amol溶質(zhì)的NaOH溶液，恰好使溶液的pH＝7，下列敘述錯誤的是()A．反應(yīng)后溶液中c(Na＋)＝2c(SOeq\o\al(2－,4))\f(a,2)mol＞沉淀的物質(zhì)的量＞0C．沉淀的質(zhì)量為49aD．溶液中n(SOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(a,2)mol9．[2023·云南曲靖二模]部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76圖K13-2下列說法正確的是()A．濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.24C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0D．V＝896mL10．[2023·甘肅蘭州模擬]銅在自然界存在于多種礦石中，如礦石名稱黃銅礦斑銅礦輝銅礦孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2請回答下列問題：(1)上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是______________(填化學(xué)式)。(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，該反應(yīng)的氧化劑是__________。(3)下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是________(填字母)。選項陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；有B銅表面易形成致密的氧化膜銅容器可以盛放濃硫酸Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；有C鐵比銅活潑鉚在銅板上的鐵釘在潮濕的空氣中不易生銹Ⅰ對；Ⅱ?qū)Γ挥蠨藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑Ⅰ錯；Ⅱ?qū)?；無11.現(xiàn)代社會中銅在電氣、交通、機械和冶金、能源及石化工業(yè)、高科技等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。(1)火法煉銅的主要流程有：黃銅礦(CuFeS2)→冰銅→粗銅→精銅①冰銅主要由Cu2S和FeS互相熔融形成：2CuFeS2＋O2=Cu2S＋2FeS＋SO2↑，若有1molO2參加反應(yīng)，則反應(yīng)中共有________mol電子轉(zhuǎn)移。②文獻(xiàn)記載：粗銅移入反射爐，加入熔劑(石英砂)，通入空氣，使粗銅中的雜質(zhì)氧化，跟熔劑形成爐渣而除去。在雜質(zhì)除到一定程度后，再噴入重油，由重油燃燒產(chǎn)生的一氧化碳等還原性氣體使氧化亞銅在高溫下還原，得到的精銅約含銅%。寫出重油的兩個作用：__________________________________________________。(2)如圖K13-3所示是用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：圖K13-3①X電極的材料是__________，Y電極上的主要電極反應(yīng)式為______________________________________________________________________。②溶液中的c(Cu2＋)與電解前相比________(填“變大”“變小”或“不變”)。12．信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：圖K13-4請回答下列問題：(1)第①步得到濾渣1的主要成分為__________，第②步得到濾渣2的主要成分為__________。(2)第②步加H2O2的作用是__________________________________________，使用H2O2的優(yōu)點是________________________________________________；調(diào)溶液pH的目的是使__________生成沉淀。(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無水CuSO4的方法是_______________________________________________________________________。(4)探究小組用滴定法測定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag試樣配成100mL溶液，每次取mL，消除干擾離子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下：Cu2＋＋H2Y2－CuY2－＋2H＋寫出計算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w＝__________________；下列操作會導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測定結(jié)果偏高的是________。a．未干燥錐形瓶b．滴定終點時滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡c．未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子參考答案1．B[解析]金屬的冶煉是將化合態(tài)的金屬還原成金屬單質(zhì)，肯定是氧化還原反應(yīng)；金屬冶煉的方法有熱分解法、熱還原法和電解法，多數(shù)反應(yīng)不是置換反應(yīng)；還原法所用的還原劑有H2、CO、活潑金屬等；金屬的活動性越弱，越容易以游離態(tài)形式存在于自然界，金屬陽離子的氧化性越強，越容易被還原為金屬單質(zhì)，因而冶煉越容易。2．B[解析]Mg的活潑性強，不能用H2還原法制備Mg，而是用電解熔融MgCl2的方法制備，電解飽和食鹽水得到NaOH而不是Na；CuO強熱分解生成Cu2O而不是Cu。3．D[解析]銅與濃H2SO4反應(yīng)后仍有大量濃H2SO4，不能把水加入到反應(yīng)器中，否則會發(fā)生危險，A錯誤；Cu與Cl2常溫下不反應(yīng)，需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，B錯誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干CuCl2得不到無水CuCl2固體，C錯誤。4．C[解析]金能夠溶于王水，A錯誤；銅在空氣中被腐蝕生成銅銹，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B錯誤；合金的熔點一般比成分金屬的都低，C正確；eq\o\al(63,29)Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(63－29)－29＝5，D錯誤。5．D[解析]A項，用CuSO4溶液和“某物質(zhì)”在40～50℃時反應(yīng)可生成CuH，Cu元素由＋2價變?yōu)椋?價，則CuSO4作氧化劑，“某物質(zhì)”為還原劑，表現(xiàn)出還原性；B項，CuH與鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)：2CuH＋4HCl2CuCl2＋3H2↑；C項，HNO3具有強氧化性，與CuH反應(yīng)時，＋1價Cu、－1價H均被氧化成最高價態(tài)；D項，Cl2具有強氧化性，CuH具有強還原性，二者反應(yīng)會生成CuCl26．D[解析]Cu與Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋，F(xiàn)e2O3與稀H2SO4反應(yīng)生成Fe3＋，故①、②能使銅粉溶解。H＋、NOeq\o\al(－,3)具有強氧化性，能使銅粉溶解。7．(1)D(2)銅氧化銅2Cu＋O22CuOCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3紅金金不活潑，不易被氧化(3)D[解析](1)金、銀、銅都屬于不活潑金屬，易加工，因此，在歷史上都曾經(jīng)用作貨幣。(2)銅穩(wěn)定性略微差一些，容易與氧氣、水蒸氣等物質(zhì)反應(yīng)而“生銹”。金的化學(xué)性質(zhì)最不活潑，在空氣中更穩(wěn)定。(3)有些假金幣外形逼真，看上去也是“金光閃閃”，密度和真金幣差不太多，手不太容易掂出來。假金幣中的Zn、Cu均可與硝酸反應(yīng)產(chǎn)生大量氣泡，而Au不與硝酸反應(yīng)。8．C[解析]pH＝7時溶液中只有Na2SO4，故A、D對；沉淀是Cu(OH)2，若amolNaOH全部與CuSO4反應(yīng)，則生成的沉淀為eq\f(a,2)mol，而實際上NaOH還與硫酸反應(yīng)，B對、C錯。9．B[解析]根據(jù)題意，3.2g濾渣一定是銅，而銅與Fe3＋不共存，則A項錯誤；最后的3.2g固體為Fe2O3，其中Fe元素的質(zhì)量為2.24g，B正確；樣品中Cu元素和O元素共5.76g－2.2410．(1)Cu2S(2)Cu2S和Cu2O(3)AD[解析](1)依據(jù)四種礦石的化學(xué)式，可確定Cu2S中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高。(2)Cu2O與Cu2S的反應(yīng)為。該反應(yīng)中的氧化劑是Cu2O和Cu2S。(3)銅與鹽酸不反應(yīng)而堿式碳酸銅與鹽酸反應(yīng)，A正確；銅表面不易形成致密氧化膜，但常溫下銅與濃硫酸不反應(yīng)，B錯誤；鐵比銅活潑，F(xiàn)e、Cu在潮濕空氣中形成原電池時，銅作正極，受到保護，C錯誤；CuSO4溶液作游泳池消毒劑的原因是重金屬鹽使蛋白質(zhì)變性，能殺菌消毒，D判斷正確。11．(1)①6②燃燒產(chǎn)生一氧化碳等還原性氣體、燃燒放出熱量為一氧化碳還原氧化亞銅提供條件(2)①純銅Cu－2e－=Cu2＋②變小[解析](1)若有1molO2參加反應(yīng)，得到4mol電子，同時2molCuFeS2中的銅元素也得到2mol電子，即反應(yīng)中共有6mol電子轉(zhuǎn)移。12．(1)Au、PtFe(OH)3和Al(OH)3(2)將Fe2＋氧化為Fe3＋不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染Fe3＋、Al3＋(3)加熱脫水(4)eq\f(cmol·L－1×b×10－3L×250g·mol－1×5,ag)×100%c[解析](1)根據(jù)制備路線可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸，則可以將Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以濾渣1的主要成分為Au、Pt，濾液1中含有Cu、Fe、Al的離子。根據(jù)濾液2和CuSO4·5H2O可知，濾液2為CuSO4溶液，濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(2)第②步操作中加H2O2的目的是將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，從而將Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀除去，防止對CuSO4晶體的制備產(chǎn)生干擾。H2O2的還原產(chǎn)物為H2O，不引入雜質(zhì)，同時對環(huán)境沒有污染，調(diào)節(jié)pH的目的是將Fe3＋和Al3＋轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。(3)用CuSO4·5H2O制備無水CuSO4，只要除去結(jié)晶水即可。在加熱過程中CuSO4發(fā)生水解，但是因為硫酸不揮發(fā)，所以最終得到的仍然是CuSO4，所以只要加熱脫水即可。(4)根據(jù)題意可知，Cu2＋～H2Y2－，發(fā)生反應(yīng)的EDTA的物質(zhì)的量為cmol·L－1×eq\f(b,1000)L，所以20mL該溶液中含有的CuSO4的物質(zhì)的量為cmol·L－1×eq\f(b,1000)L，樣品中含有的CuSO4·