课时限时检测(十)　用途广泛的金属材料
(时间：60分钟　分值：100分)
一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)
1．(2014·周口模拟)下列说法正确的是(　　)
A．金不溶于任何溶液
B．铜、锌在空气中均被氧化成对应的氧化物
C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D．稀有金属原子Ti质子数和中子数之差为28
【解析】　金能够溶于王水，A项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜锈，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B项错误；合金熔点一般比各成分金属的都低，C项正确；Ti质子数为22，中子数为50－22＝28，两者之差为22－28＝－6，即相差6，D项错误。
【答案】　C
2．(2014·四川部分学校二调)潜艇上的核反应堆使用液态铝钠合金(单质钠和单质铝熔合成)作载热介质，下列有关说法正确的是(　　)2-1-c-n-j-y
A．该合金的熔点介于钠、铝之间
B．钠或铝形成的氧化物均为碱性氧化物
C．钠和铝分别与少量的盐酸反应，所得溶液均呈中性
D．若合金中n(Na)>n(Al)，将其投入到足量的水中可得无色透明溶液
【解析】　合金的熔点一般都低于各成分金属，A错误；过氧化钠、氧化铝不属于碱性氧化物，B错误。
【答案】　D
3．下列说法正确的是(　　)
A．铁和钢材的主要化学成分相同，性质也相同
B．硬铝(Al—Cu—Mg—Mn—Si合金)可用于制造耐高温门窗
C．黄铜矿(CuFeS2)可冶炼出Cu、Fe，同时可制取硫酸
D．铁矿石是一种可再生资源，没有必要进行开采限制
【解析】　A项，铁是纯净物，钢材是铁和其他单质如碳等组成的合金，在硬度、熔点等物理性质上存在很大差异；B项，硬铝是几种金属单质按一定比例熔合的混合物，合金的熔点比组成合金的金属单质的熔点低，不耐高温，不能用于制造耐高温门窗；C项，黄铜矿(CuFeS2)含有Cu、Fe、S元素，故可冶炼出Cu、Fe，同时可制取H2SO4；D项，矿石开采一点就少一点，是不可再生资源，应按计划开采。21教育名师原创作品
【答案】　C
4．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：
加入试剂
稀硫酸
浓硫酸、

加热
稀硝酸
浓硝酸

实验现象
红色固体和蓝色溶液
无色气

体
无色气体和蓝色溶液
红棕色气体和蓝色溶液

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是(　　)
A．Cu
B．Cu2O[来源:]
C．一定有Cu，可能有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
【解析】　本题考查铜及其化合物的主要性质。若产物只有Cu，与稀H2SO4作用不会得到蓝色溶液；若只有Cu2O符合各实验现象，若Cu2O中含有Cu也符合各现象。
【答案】　D
5．(2014·济南市高三定时练习)下列说法正确的是(　　)
A．过氧化钠、烧碱、纯碱分别属于碱性氧化物、碱、盐
B．Cu、Al、Na可以分别用热还原法、热分解法和电解冶炼
C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入KNO3固体，铜粉可以溶解
D．除去FeCl2溶液中少量的FeCl3，可加入Cu
【解析】　A项，Na2O2不是碱性氧化物；B项，Na、Al均用电解冶炼法；D项，引入新杂质Cu2＋。【来源：21·世纪·教育·网】
【答案】　C
6．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至800 ℃，即可炼出闪烁着金子般光泽的“药金”，则下列说法中不正确的是(　　)
A．“药金”实质上是铜锌合金
B．冶炼炉中炉甘石直接被碳还原为锌
C．用王水或硝酸均可区别黄金和“药金”
D．用火焰灼烧法可以区别黄金和“药金”
【解析】　反应涉及到：ZnCO3ZnO＋CO2↑，2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑。21·世纪*教育网
【答案】　B
7．已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是(　　)
A．如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2O
B．溶液中最终可能有紫红色固体出现
C．这种实验的结果无法说明CuO分解的程度
D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解
【解析】　若误认为Cu不与热的稀硝酸反应会造成错选D。
如果样品部分生成了Cu2O，也会有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明CuO分解的程度，A项错误、C项正确；由于Cu能够与热的稀硝酸反应，所以无论CuO是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现， B、D项错误。　　21*cnjy*com
【答案】　C
8．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是(　　)
A．锡青铜的熔点比纯铜低
B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【解析】　锡青铜是合金，合金的熔点比任何一种纯金属的熔点低，一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度大，可判断A对；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀，C正确；电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离子，有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
【答案】　D
9．(2014·山东潍坊高三模拟)硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：①将铜溶于硝酸中　②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中　③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯(溶剂，不参加反应)溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。下列认识或判断错误的是(　　)21·cn·jy·com
A．方法③是最经济和环保的
B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好
C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染
D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
【解析】　方法③产生污染气体NO。
【答案】　A
10．(2014·云南曲靖二模)部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：2·1·c·n·j·y


下列说法正确的是(　　)
A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋
B．样品中Fe元素的质量为2.24 g
C．样品中CuO的质量为4.0 g
D．V＝896 mL
【解析】　根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与Fe3＋不共存，则A项错误；最后的3.2 g固体为Fe2O3，其中Fe元素的质量为2.24 g，B正确；样品中Cu元素和O元素共5.76－2.24＝3.52 g，则C项错误；2.24 g Fe元素不可能全是单质，故生成的氢气的体积小于896 mL，D错误。【来源：21cnj*y.co*m】
【答案】　B
二、非选择题(本大题共4小题，共50分)
11．(10分)铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”，该“绿锈”俗称“铜绿”，又称“孔雀石”[化学式为Cu2(OH)2CO3]，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐和CO2、H2O。某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜铜绿ACu(OH)2BCu
(1)从三种不同分类标准回答，“铜绿”属于哪类物质？
__________________________________________________。【版权所有：21教育】
(2)请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式：
__________________________________________________。
(3)写出B的化学式________。
(4)上述转化过程中属于化合反应的是________，属于复分解反应的是________(填序号)。
(5)写出①反应的化学方程式__________________________________。
【解析】　(1)根据构成的阳离子和阴离子，根据组成和性质。
(3)Cu(OH)2加热分解生成CuO。
(4)5步反应分别为
①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
②Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑
③Cu2＋＋2OH－===Cu(OH)2↓
④Cu(OH)2CuO＋H2O
⑤CuO＋H2Cu＋H2O
【答案】　(1)铜盐、碳酸盐、碱式盐、盐、化合物(任意三种)
(2)Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O
(3)CuO
(4)①　②③
(5)2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
12．(12分)(2014·福州市高三期末)孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图：


(1)孔雀石研磨的目的是__________________________________________________。
浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则产生的气体a是________(填化学式)、固体a是________(填化学式)。
(2)使用试剂B的目的是将溶液中的Fe2＋转化为Fe3＋，试剂B宜选用________(填选项序号)。相应的化学反应方程式：__________________________________________________。
A．酸性KMnO4溶液　　　 B．双氧水
C．浓硝酸　 D．氯水
(3)试剂C的使用目的是调节溶液pH，使Fe3＋转化为沉淀予以分离。试剂C宜选用________。相应的离子方程式：__________________________________________________。
A．稀硫酸　 B．NaOH溶液
C．氨水　 D．CuO
(4)1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2CO3可以产生1.5 mol金属铜，发生反应的化学方程式：_____________________________________________________。21cnjy.com
【解析】　(1)Cu2(OH)2CO3与稀硫酸反应可生成CO2，孔雀石中硅的氧化物不溶于稀硫酸，所以固体a是SiO2。(2)四个选项中的物质均可以将Fe2＋氧化，为了不引入新的杂质，宜选用双氧水。(3)试剂C应选用碱性物质，所以先排除A项，为不引入新的杂质，应选用CuO。(4)1 mol氨气可生成1.5 mol铜，因生成1.5 mol铜时转移电子3 mol，所以1 mol氨气转移电子3 mol，设氨气对应氧化产物中N元素的化合价为x，则由转移电子的物质的量得[x－(－3)]×1 mol＝3 mol，x＝0，即氨气对应的氧化产物为N2，由此可写出反应的化学方程式。
【答案】　(1)增大固体表面积，从而增大反应速率　CO2　SiO2
(2)B　2FeSO4＋H2SO4＋H2O2===Fe2(SO4)3＋2H2O
(3)D　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
(4)3Cu2(OH)2CO3＋4NH36Cu＋3CO2＋9H2O＋2N2
13．(14分)某校化学兴趣小组为探索金属回收物的综合利用，专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的硫酸铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体(CuSO4·5H2O)，其实验方案如下：


请回答下列问题：
(1)过滤用的玻璃仪器有________。
(2)写出由沉淀Ⅱ转化为硫酸铝溶液的离子方程式____________________ _____________________________________________________________________________；
滤液C转化成沉淀Ⅱ时，硫酸的用量不易控制，可改用____________________________。
(3)小组成员经过检测，发现制得的绿矾不纯，试分析原因_______________________ ____________________________________________________________________________，
要想由沉淀Ⅰ最终制得纯度较高的绿矾，应如何改进____________________________。
(4)兴趣小组提出以下两种方案将滤渣B转化成胆矾晶体，你认为哪种方案更合适________。
①用浓硫酸与Cu在加热条件下反应生成硫酸铜
②在空气中加热铜生成氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜。
小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂，在滤渣B中加入稀硫酸和H2O2来制备胆矾晶体，则该反应的总化学方程式为_______________________________________
__________________________________________________。版权所有
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的硫酸改用烧碱，重新设计方案，也能最终制得三种物质，你认为改进后的方案相对于原方案________(填“更合理”或“不合理”)，理由是__________________________________________________。www-2-1-cnjy-com
【解析】　(2)滤液C中加入硫酸可以生成Al(OH)3沉淀，而Al(OH)3能和过量的硫酸反应，因此硫酸的用量不易控制，此时可改用向滤液C中通入过量CO2气体的方法，因为CO2也可以与滤液中的NaAlO2反应生成Al(OH)3，但Al(OH)3不能和CO2发生反应；(3)绿矾中之所以有杂质只能是Fe2＋转化成Fe3＋，而将Fe3＋转化成Fe2＋且不引入其他杂质可加入足量的铁粉将Fe3＋还原成Fe2＋；(5)首先用NaOH溶液溶解合金，则得到绿矾时不用再消耗NaOH，只需要铁与稀硫酸反应，制取Al2(SO4)3也比原方案少一步与H2SO4的反应。
【答案】　(1)烧杯、漏斗、玻璃棒
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　向滤液C中通入足量的二氧化碳气体
(3)反应过程中部分Fe2＋转化成了Fe3＋　向滤液D中加入足量铁粉，反应完全后过滤，取滤液蒸发结晶即可得到纯度较高的绿矾www.21-cn-jy.com
(4)②　Cu＋H2O2＋H2SO4＋3H2O===CuSO4·5H2O或Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O21*cnjy*com
(5)更合理　原方案操作步骤多、时间长、消耗试剂量过大
14．(14分)(2014·菏泽模拟)埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：CuCuClCu2O―→X，X由两种物质X1和X2组成，且都由四种元素构成，定性实验表明：X1热分解的产物能使澄清石灰水变浑浊，而X2热分解的产物不能使澄清石灰水变浑浊，但两者均有水珠产生。为了定量测定X1和X2的组成，某兴趣小组用如图实验装置对X1和X2分别做热分解实验(夹持装置已省去)，实验结束后，硬质玻璃管内均残留黑色固体，分别称重，装置B和C中的质量均增加。21教育网


试回答下列问题：
(1)青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是____________________。
(2)利用上述装置进行热分解实验时，对判断A装置中反应是否完全进行带来困难，为解决此问题，要对B装置进行改装。B应改为内装有________(填试剂名称)的洗气瓶，判断反应完全的现象为__________________________________________________。
用经改装的装置，某同学进行正确操作，最终得出的测定结果仍有误差，原因是__________________________________________________(回答一点即可)。
(3)在实验装置和实验操作正确的前提下，重做X1的热分解实验，测得装置B和C中质量增重之比Δm(B)∶Δm(C)＝9∶22，________(填“能”或“否”)求出X1的化学式，若能求出X1的化学式，则化学式为____________(若不能求出X1的化学式，此空不填)。
(4)若测得X2中铜元素的质量分数为59.5%(铜元素的相对原子质量为63.5)，则X2的化学式为__________。X2热分解的化学方程式为________________________________ ____________________________________________________________________。
【解析】　先通过定性实验判断X1和X2的元素组成，加热分解均有水珠生成，说明都是碱式盐，X1受热分解产生CO2气体，说明X1中含有CO，因此X1的组成可表示为Cuz(OH)x(CO3)y，X2(由4种元素构成)受热分解无CO2气体生成，根据题中铜腐蚀过程变化示意图，可推测X2中含有的另一元素为Cl，X2的组成可表示为Cum(OH)nClp。
(3)根据Δm(B)∶Δm(C)＝9∶22＝m(H2O)∶m(CO2)，推出n(OH－)∶n(CO)＝2∶1，根据化合价代数和等于0可得出X1的化学式为Cu2(OH)2CO3。【出处：21教育名师】
(4)X2的组成为Cum(OH)nClp，铜元素的质量分数的表达式为Cu%＝×100%＝59.5%，又根据化合价代数和等于0可得2m＝n＋p，解得n∶p＝3∶1，故X2的化学式为Cu2(OH)3Cl。结合题中性质和现象不难写出热分解的化学方程式。
【答案】　(1)与H2O和O2隔绝
(2)浓硫酸　洗气瓶中不再有气泡冒出　实验前装置内空气中的某些成分干扰了实验或反应结束后装置内的气体没有被B和C完全吸收
(3)能　Cu2(OH)2CO3
(4)Cu2(OH)3Cl　Cu2(OH)3Cl2CuO＋H2O↑＋HCl↑