2022届高考化学一轮复习-课后限时集训10-金属材料-铜与常见过渡金属新人教版

2022届高考化学一轮复习课后限时集训10金属材料铜与常见过渡金属新人教版2022届高考化学一轮复习课后限时集训10金属材料铜与常见过渡金属新人教版PAGE6-2022届高考化学一轮复习课后限时集训10金属材料铜与常见过渡金属新人教版2022届高考化学一轮复习课后限时集训10金属材料铜与常见过渡金属新人教版年级：姓名：课后限时集训(十)(建议用时：40分钟)1．(2020·豫北豫南联考)《天工开物》中记载：凡铜供世用，出山与出炉只有亦铜。以炉甘石或倭铅参合，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜。其中涉及的物质中熔点最高的是()A．青铜B．黄铜C．赤铜 D．白铜C[青铜(Cu—Sn合金)，黄铜(Cu—Zn合金)，赤铜为纯铜，白铜(Cu—Ni合金)，纯铜比合金铜熔点高。]2．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定，毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是()A．倭铅是指金属锌和铅的混合物B．煤炭中起作用的主要成分是CC．冶炼Zn的过程中发生氧化还原反应D．该冶炼锌的方法属于热还原法A[A项，由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物；B项，反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C；C项，碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，发生氧化还原反应；D项，该反应是利用碳还原碳酸锌生成锌单质，属于热还原法。]3．(2020·通州区模拟)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法错误的是()A．Fe3＋对该反应有催化作用B．该过程中的Fe3＋可由Fe(NO3)3提供C．可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe2＋与Fe3＋D．制备CuCl2的总反应为2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2OB[依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋与H2O，所以Fe3＋作催化剂，故A正确；Fe(NO3)3溶液为强酸弱碱盐，NOeq\o\al(－,3)酸性环境下能够氧化Cu，本身被还原为NO，NO会引起空气污染，故B错误；K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2＋反应生成蓝色沉淀，所以可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3＋与Fe2＋，故C正确；依据题图可知，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，Fe2＋与O2、HCl反应生成Fe3＋和H2O，将两步反应联立得2Cu＋O2＋4HCl=2CuCl2＋2H2O，故D正确。]4．如图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()选项物质a物质b物质c物质dACu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞溶液BCuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊溶液CCuOBaCl2FeO酚酞溶液DCu(OH)2Ba(NO3)2FeO紫色石蕊溶液D[稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞溶液不变色，A、C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与FeO反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊溶液变红，D项正确。]5．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是()A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高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．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小B[镁和铝都可以与盐酸反应，故镁铝合金能全部溶解于稀盐酸中。]6．某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应。下列说法正确的是()A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜B．实验2中生成红色物质的离子方程式为Al＋Cu2＋=Al3＋＋CuC．溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2mol·L－1的盐酸和硫酸溶液反应，后者更剧烈C[A项，Al比Cu活泼，错误；B项，离子方程式电荷不守恒，错误；C项，比较实验1、实验2可知二者的不同之处为二者中分别含有SOeq\o\al(2－,4)、Cl－，故二者现象不同是由于二者所含阴离子种类不同，正确；D项，由C项可知SOeq\o\al(2－,4)能使反应速率变慢，故Al与盐酸反应剧烈，错误。]7．(2020·长沙长郡中学一模)实验室利用废弃旧电池的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示：下列叙述错误的是()A．合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源，又有利于保护环境B．“溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入O2代替H2O2C．加入锌粉反应的离子为Cu2＋D．“过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnOD[过滤后所得溶液中含有Na2SO4等溶质，蒸发结晶得到的晶体不是Zn(OH)2，是ZnSO4和Na2SO4的混合物，不能得到纯净的ZnO，D项错误。]8．(2020·荆州模拟)某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究，探究的问题和过程如下：(1)为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：①将CuO粉末加热至1000℃以上完全分解成红色的Cu2O粉末，该实验说明：在高温条件下，＋1价Cu比＋2价Cu更(填“稳定”或“不稳定”)。②向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子方程式为，由此可知，在酸性溶液中，＋1价Cu比＋2价Cu更(填“稳定”或“不稳定”)。③向Cu2O中加适量稀硝酸，反应的离子方程式为。(2)为了探究氨气能否和氢气一样还原CuO，他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画)，装置A产生氨气，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→→→→→→→h。①实验结束后，装置B中固体由黑色变为红色，装置E中收集到无色无味的气体，在空气中无颜色变化，点燃的镁条可以在其中燃烧，则B装置中发生反应的化学方程式为。②装置C中的球形装置的作用是。[答案](1)①稳定②Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O不稳定③3Cu2O＋14H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O(2)gfbcde(bc可互换)①3CuO＋2NH3eq\o(=,\s\up7(△))3Cu＋N2＋3H2O②防倒吸9．某同学通过如下流程制备氧化亚铜：已知：CuCl难溶于水和稀硫酸；Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O下列说法不正确的是()A．步骤②中的SO2可用Na2SO3替换B．步骤③中为防止CuCl被氧化，可用SO2水溶液洗涤C．步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl＋2OH－eq\o(=,\s\up7(△))Cu2O＋2Cl－＋H2OD．如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质，用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应，根据反应前、后固体质量可计算试样纯度D[试样用足量稀硫酸溶解后，得到的固体中有CuCl和Cu，无法计算其中Cu的质量，故无法计算试样纯度。]10．(2019·全国卷Ⅲ)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备，工艺如下图所示。回答下列问题：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Mn2＋Fe2＋Fe3＋Al3＋Mg2＋Zn2＋Ni2＋开始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)“滤渣1”含有S和；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式：。(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是。(3)“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为～6之间。(4)“除杂1”的目的是除去Zn2＋和Ni2＋，“滤渣3”的主要成分是。(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2＋。若溶液酸度过高，Mg2＋沉淀不完全，原因是。(6)写出“沉锰”的离子方程式：。(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMnzO2，其中Ni、Co、Mn的化合价分别为＋2、＋3、＋4。当x＝y＝eq\f(1,3)时，z＝。[解析](1)硫化锰矿及二氧化锰粉末中加入硫酸后，发生氧化还原反应：MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O，故滤渣1的主要成分为S和SiO2(不溶性硅酸盐)。(2)Fe2＋沉淀完全时，Mn2＋已经开始沉淀，故加入MnO2是为了将溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋，便于除去。(3)除去Fe3＋及Al3＋，应使二者沉淀完全，故pH应大于4.7。(4)锌和镍的硫化物都难溶于水，故“滤渣3”的主要成分为ZnS、NiS。(5)“除杂1”步骤结束后，杂质金属阳离子只有Mg2＋，加入MnF2形成MgF2沉淀而除去Mg2＋，若溶液酸度过高，H＋浓度偏大，则F－与H＋结合形成HF，使MgF2沉淀溶解平衡正向移动而重新溶解。(6)“沉锰”时加入NH4HCO3发生反应：Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。(7)根据化合物中各元素化合价代数和为0的原则，求得z＝eq\f(1,3)。[答案](1)SiO2(不溶性硅酸盐)MnO2＋MnS＋2H2SO4=2MnSO4＋S＋2H2O(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋(3)4.7(4)NiS和ZnS(5)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2＋＋2F－平衡向右移动(6)Mn2＋＋2HCOeq\o\al(－,3)=MnCO3↓＋CO2↑＋H2O(7)eq\f(1,3)11．(2020·开封模拟)钠离子电池由于成本低、资源丰富，成为取代锂离子电池在大规模储能领域应用的理想选择。作为钠离子电池的正极材料之一，束状碳包覆K3V2(PO4)3纳米线电极材料成为关注焦点之一。其制备工艺流程如图：【资料】①石煤的主要成分为V2O3，含有Al2O3、CaO、Fe2O3等杂质。②＋5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如下表。pH4～66～8主要离子VOeq\o\al(＋,2)VOeq\o\al(－,3)(1)K3V2(PO4)3中V的化合价为。(2)焙烧时，向石煤中加生石灰，将V2O3转化为Ca(VO3)2。焙烧过程中主要反应的化学方程式为。(3)加入的草酸晶体是过量的，其中只有eq\f(1,3)的草酸为还原剂，将VOeq\o\al(－,3)还原成VO2＋，eq\f(2,3)的草酸以C2Oeq\o\al(2－,4)的形式存在，此过程中反应的离子方程式为。(4)“氩气中煅烧”时，氩气的作用是。(5)某工厂利用上述工艺流程，用10t石煤生产束状碳包覆K3V2(PO4)3纳米线0.8064t，若整个过程中钒的总回收率为80%，则石煤中钒元素的质量分数为。[解析]石煤的主要成分为V2O3，含有Al2O3、CaO、Fe2O3等杂质，在空气中焙烧，生成Ca(VO3)2，固体进行酸浸，生成Fe3＋、Al3＋、Ca2＋、VOeq\o\al(＋,2)等，加入萃取剂将含VOeq