高考化学复习专题152铜及其化合物 金属材料含答案.docx

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高考化学复习专题152铜及其化合物金属材料含答案

1．纯净物X、Y、Z转化关系如图所示，下列判断正确的是（　　）

A．X可能是金属铜

B．Y不可能是氢气

C．Z可能是氯化钠

D．Z可能是三氧化硫

答案　A

解析　X是Cu，Y是Cl2，Z为CuCl2时，符合图示转化关系，A项正确；X为Cl2，Y为H2，Z为HCl时，符合图示转化关系，B项错误；Z为NaCl时，电解NaCl溶液生成NaOH、H2、Cl2，不能实现“X＋Y

Z”，C项错误；Z为SO3时，其水溶液为H2SO4溶液，电解H2SO4溶液时，实质为电解水，生成H2和O2，不能实现“X＋Y

Z”，D项错误。

2．下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是（　　）

选项

实验

现象

结论

A

将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液

有气体生成，溶液呈血红色

稀硝酸将Fe氧化为Fe3＋

B

将铜粉加入

1．0mol·L－1

Fe2（SO4）3溶液中

溶液变蓝、有黑色固体出现

金属铁比铜活泼

C

用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热

熔化后的液态铝滴落下来

金属铝的熔点较低

D

将0.1mol·L－1MgSO4溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1mol·L－1CuSO4溶液

先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀

Cu（OH）2的溶度积比Mg（OH）2的小

答案　D

解析　稀硝酸中加入过量的铁粉，生成硝酸亚铁，溶液中没有三价铁离子，加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，A项错误；Cu与Fe2（SO4）3发生氧化还原反应生成CuSO4和FeSO4，无黑色固体出现，B项错误；铝和氧气反应生成了氧化铝，又因氧化铝的熔点远高于铝的熔点，而氧化铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落，C项错误；对于组成类似（阴、阳离子个数比相同）的难溶电解质，溶度积大的易转化为溶度积小的，D项正确。

3．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．铜和银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体可能全为NO

C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是烘干

D．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数

答案　D

解析　解答本题要注意以下两点：

（1）没有告诉硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2或NO，用排水法收集到VL气体为NO；

（2）Wg固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ操作。

4.用含少量铁的氧化物的氧化铜制取氯化铜晶体（CuCl2·xH2O）。

有如下操作：

已知：

在pH为4～5时，Fe3＋几乎完全水解而沉淀，而此时Cu2＋却几乎不水解。

（1）溶液A中的金属离子有Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋。

能检验溶液A中Fe2＋的试剂为________（填编号，下同）。

①KMnO4　②（NH4）2S　③NaOH　④KSCN

（2）氧化剂可选用________。

①Cl2　②KMnO4　③HNO3　④H2O2

（3）要得到较纯的产品，试剂可选用________。

①NaOH　②CuO　③Cu（OH）2　④Cu2（OH）2CO3

（4）某同学设计以原电池的形式实现Fe2＋至Fe3＋的转化，电解质溶液为稀硫酸，请写出负极的电极反应：

____________________。

（5）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2·xH2O）中x的值，某兴趣小组设计了两种实验方案：

（已知CuCl2的摩尔质量为135g·mol－1；H2O的摩尔质量为18g·mol－1）

方案一：

称取mg晶体灼烧至质量不再减轻为止，冷却、称量所得无水CuCl2的质量为n1g。

方案二：

称取mg晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液，过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再减轻为止，冷却，称量所得固体的质量为n2g。

试评价上述两种实验方案：

其中正确的方案是________，据此计算得x＝______________________（用含m、n1或n2的代数式表示）。

答案　

（1）①　

（2）①④　（3）②③④

（4）Fe2＋－e－===Fe3＋

（5）方案二　

解析　

（1）只能抓住Fe2＋的还原性，用氧化剂鉴别，只有KMnO4符合，加入酸性高锰酸钾溶液后如果褪色，则证明含有Fe2＋。

（2）氧化剂不能掺入新的杂质，溶液中含有Cl－，所以可以用Cl2，H2O2属于绿色氧化剂，被还原后生成H2O，也可以。

（3）依据Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋来除去Fe3＋，①掺入新的杂质Na＋，②③④均可。

（4）负极发生失电子的氧化反应，所以应为Fe2＋失电子。

（5）CuCl2水解，方案一不会得到无水CuCl2，错误；n（CuCl2）＝n（CuO）＝

mol，所以CuCl2·xH2O的摩尔质量为mg÷

mol＝

g·mol－1,1mol晶体中H2O的质量为

g，所以x的值为

。

5．合金是一类非常重要的金属材料，在生产、生活、军事或高科技领域中都有广泛应用。

铁铝合金是一种新型的高温结构材料。

（1）写出工业上生产铁和铝的化学方程式（只写最后得到金属单质的反应）：

____________________、____________________________。

（2）高温条件下，Al和Fe2O3按一定比例混合反应可制得Fe3Al，写出该反应的化学方程式：

____________________________。

（3）如图表示室温时不同组分的Fe3Al在65%的浓硝酸中的腐蚀情况。

由图可看出添加了________（填符号）元素的合金耐腐蚀性最差。

（4）某校兴趣小组欲测定另一种铁铝硅合金（FexAlySiz）粉末的组成。

①小明同学提出如下方案：

准确称取1.46g该合金粉末，再加入足量NaOH溶液（Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑），充分反应后过滤，通过测定剩余固体质量及收集到气体的体积，可计算出此合金的组成。

写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式：

___________。

②小军同学认为小明同学的方案难以测定标准状况下气体的体积，操作不简便。

于是他设计了第二种方案：

准确称取1.46g该合金粉末，加入过量盐酸溶液充分反应后过滤，测定剩余固体质量0.07g。

向滤液中滴加足量浓NaOH溶液，充分搅拌、过滤、洗涤得固体。

再将所得固体充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60g。

试通过计算确定此合金的组成。

答案　

（1）Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

2Al2O3（熔融）

4Al＋3O2↑

（2）3Fe2O3＋8Al

2Fe3Al＋3Al2O3

（3）Si

（4）①2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO

＋3H2↑

②m（Si）＝0.07g，n（Si）＝0.0025mol

n（Fe）＝2n（Fe2O3）＝2×

＝0.02mol，m（Fe）＝0.02mol×56g·mol－1＝1.12g

m（Al）＝1.46g－1.12g－0.07g＝0.27g，n（Al）＝0.01mol

n（Fe）∶n（Al）∶n（Si）＝0.02mol∶0.01mol∶0.0025mol＝8∶4∶1

故该合金的组成为Fe8Al4Si

解析　

（1）工业上用热还原法制备铁，用电解法制备铝。

（2）Al置换出Fe2O3中的Fe，然后Al和Fe在高温下可制得Fe3Al。

（3）由图可看出添加了Si元素的合金在65%的浓硝酸中失重最多，耐腐蚀性最差。

辉铜矿石主要含有硫化亚铜（Cu2S）及少量脉石（SiO2）。

一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下所示：

（1）写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：

_________________________________________________________。

（2）“回收S”过程中温度控制在50～60℃之间，不宜过高或过低的原因是___________________________________________。

（3）气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质，该反应的化学方程式为____________________；向“滤液M”中加入（或通入）________（填字母），可得到另一种可循环利用的物质。

a．铁B．氯气

c．高锰酸钾

（4）“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是______________；

“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是________________________________________________。

[错解]　

（1）Cu2S＋Fe3＋===Cu2＋＋FeS

（3）NOx＋O2＋H2O===HNO3　c

[错因分析]　工艺流程问题常因流程复杂而无从下手，导致不能理性分析而盲目答题，掌握该类问题的分析步骤和方法非常必要。

[解析]　

（1）Fe3＋作氧化剂，Cu2S被氧化，离子方程式为Cu2S＋4Fe3＋===2Cu2＋＋4Fe2＋＋S。

（2）苯的沸点较低，温度过高苯易挥发，温度过低矿渣的溶解速率小，故应控制温度为50～60℃。

（3）NOx作还原剂，根据质量守恒和得失电子守恒可写出反应的化学方程式：

4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O===4HNO3；向滤液M中通入Cl2，将FeCl2氧化成FeCl3，FeCl3溶液可循环使用。

（4）Fe3＋可发生水解反应Fe3＋＋3H2OFe（OH）3＋3H＋，加入CuO，可使水解平衡向正反应方向移动；Cu2＋会水解，加入HNO3溶液可抑制Cu2＋的水解（不引入其他杂质）。

[答案]　

（1）Cu2S＋4Fe3＋===2Cu2＋＋4Fe2＋＋S

（2）温度过高苯易挥发，温度过低矿渣的溶解速率小

（3）4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O===4HNO3　b

（4）加大Fe3＋转化为Fe（OH）3的程度　调节溶液的pH，抑制Cu2＋的水解

解答此类问题时，首先要明确各个流程的目的，然后仔细分析各步发生的反应及得到的产物，最后结合理论与实际问题进行思考答题，答题时要注意答题的模式和要点。

[归纳总结]　

无机化工流程题的解题策略

1．解题基本步骤

（1）审题

①从题干中获取有用信息，了解生产的产品，并在流程框图上，标出原料中的成分，找出原料中的杂质。

②审流程图：

看箭头，进入的是投料（即反应物），出去的是生成物（包括主产物和副产物）；找三线，物料进出线、操作流程线、循环线。

（2）析题：

分析流程中的每一步骤，知道“四个什么”：

①反应物是什么？

②发生了什么反应？

③该反应造成了什么后果？

④对制造产品有什么作用？

抓住一个关键点：

一切反应或操作都是为获得产品而服务。

（3）技巧：

从问题中获取信息，帮助解题，流程图下面题目中所提的问题，有时对我们分析流程中某一步的作用有很大帮助，所以我们在做题时，不仅要把题中所给信息及流程图审一遍，还要把题中所提问题浏览一遍。

2．解题思维方向

化工流程题目在流程上一般分为3个过程：

―→

―→

（1）原料处理阶段的常见考点与常见名词

①研磨、粉碎、加热：

加快反应速率。

②溶解：

通常用酸溶，如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。

③水浸：

与水接触反应或溶解。

④浸出：

固体加水（酸）溶解得到离子。

⑤浸出率：

固体溶解后，离子在溶液中含量的多少（更多转化）。

⑥酸浸：

在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液，不溶物通过过滤除去的溶解过程。

⑦灼烧、焙烧、煅烧：

改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化，分解。

（2）分离提纯阶段的常见考点

①调pH除