2025版高考化学一轮复习第三章金属及其化合物4用途广泛的金属材料开发利用金属矿物强化训练2含解析新人教版

PAGE4-用途广泛的金属材料开发利用金属矿物Cu2S是火法炼铜的重要原料之一,下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图:Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为________;火法炼铜的反应原理是__(用化学方程式表示)。

(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系中A溶液呈蓝色,且有紫红色固体物质生成,请写诞生成紫红色固体物质的离子方程式:__。

(3)若将A中紫红色固体物质反应掉,操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母)。

A.适量的NaNO3B.适量的HNO3C.适量的H2O2【解析】(1)Cu2S中铜为+1价;火法炼铜中Cu、O被还原,S被氧化,反应原理为Cu2S+O22Cu+SO2。(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2+(蓝色)和单质铜(紫红色),写出反应物和生成物,配平方程式。(3)H2O2不产生污染物且不引入杂质。答案:(1)+1Cu2S+O22Cu+SO2(2)Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O(3)C【加固训练】1.在试验室里用铁屑、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状况的是 ()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【解析】选A。制备1molCu须要1molCuO故A正确,而H2还原CuO时须要先用H2解除体系内的空气,冷却时也须要接着通H2,因此须要H2的量远大于1mol,即第①种方法消耗的Fe、H2SO4均比第②种方法多故B、C、D错误。2.(2024·兰州模拟)下列关于铜的化合物的说法正确的是 ()A.蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学改变B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,有棕黄色的烟生成C.用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO+2H+Cu2++H2OD.向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合物倒入蒸发皿加热煮沸一会儿,然后冷却、过滤,滤纸上的物质为“蓝色固体”【解析】选A。蓝色硫酸铜晶体受热失去结晶水转化为白色硫酸铜粉末是化学改变,A正确;常温下铜与氯气不反应,需在点燃条件下才能反应,视察到有棕色的烟生成,B错误;铜锈的成分是碱式碳酸铜,不是氧化铜,C错误;CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀,加热后过滤,滤纸上留下的是黑色物质CuO,D错误。3.某同学通过系列试验,探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到目的的是 ()A.将铜粉和硫粉混合匀称并加热以制取CuSB.将Cu片放入过量浓硫酸中,一段时间后加水以视察CuSO4溶液的颜色C.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液,过滤洗涤并收集沉淀,加热以制取CuOD.设计Cu-Al-浓硝酸原电池,以证明金属活动性:Cu<Al【解析】选C。铜粉和硫粉反应生成Cu2S,故A项错误;Cu与浓硫酸的反应须要加热,故B项错误;Al在浓硝酸中发生钝化,在Cu-Al-浓硝酸原电池中,Cu发生氧化反应,作负极,不能证明金属活动性:Cu<Al,故D项错误。4.(2024·南宁模拟)下列是部分矿物资源的利用及产品流程,有关说法不正确的是 ()A.粗铜电解精炼时,粗铜作阳极B.生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C.黄铜矿冶炼铜时,副产物SO2可用于生产硫酸,FeO可用作冶炼铁的原料D.粗硅制高纯硅时,提纯四氯化硅可用多次分馏的方法【解析】选B。电解精炼铜时,粗铜作阳极,自身可以溶解,故A正确;制备单质时涉及化合价改变,是氧化还原反应,制玻璃的反应是SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑和SiO2+CaCO3CaSiO3+CO2↑,元素化合价未发生改变,均不属于氧化还原反应,故B错误;SO2可以转化成SO3,进而生成H2SO4,FeO与CO在高温下可生成Fe,故C正确;制备硅的过程中,利用沸点不同进行分馏,将SiCl4从杂质中提取出来,再与H2发生置换反应得到高纯硅,故D正确。5.(2024·贵阳模拟)据央视新闻报道,考古人员在江西发掘一座距今2000多年、迄今保存最完好的西汉古墓。在古墓中有10余吨西汉铜钱。这些铜钱锈迹斑斑,铜锈的主要成分可表示为Cu2H2CO5。下列有关推断正确的是 ()A.铜锈中Cu和C的化合价均为+2B.铜质文物表面的铜锈可用稀硝酸除去C.铜锈易溶于水D.32g铜生成铜锈转移1mol电子【解析】选D。铜锈中Cu为+2价,C为+4价,A项错误;稀硝酸能够溶解铜锈,也能溶解铜,除去铜质文物表面的铜锈应用稀硫酸或稀盐酸,B项错误;铜锈难溶于水,C项错误;铜生成铜锈时,铜由0价变为+2价,32g(0.5mol)铜生成铜锈时,转移1mol电子,D项正确。6.(2024·海口模拟)CuCl是有机合成中常用的一种催化剂,在乙醇中溶解度较小。试验室可用氯化铜溶液、铜粉、浓盐酸反应制备,其反应原理和流程为CuCl2+Cu+2HCl2HCuCl2(无色)2CuCl↓(白色)+2HCl。已知反应过程中可能存在的副反应有CuCl+H2OCuOH+HCl。(1)“反应”步骤中加入氯化钠的目的是

__。

(2)用乙醇洗涤产品的缘由,一是____,

二是____。

(3)“反应”步骤中往往运用过量的浓盐酸,其主要目的是__。

(4)CuCl在潮湿的环境中易被氧化为Cu2(OH)3Cl,反应的化学方程式为__。

(5)若试验时用到3mL0.5mol·L-1CuCl2溶液,最终得到产品0.21g,则该试验的产率为________(列出算式并计算出结果,结果保留小数点后两位)。

【解析】(1)从平衡移动角度考虑,增大Cl-浓度,有利于平衡正向移动,增大反应物的转化率。(2)氯化亚铜在乙醇中的溶解度小,运用乙醇洗涤可削减产品损失。乙醇的沸点低,易挥发,“烘干”可以在较低温度下进行,不但可以缩短时间,还可以节约能源。(3)依据勒夏特列原理,盐酸能抑制氯化亚铜的水解。(4)依据元素守恒可知,反应中须要水,生成物中含有HCl。(5)依据题目所给的方程式可知CuCl2～2CuCl,结合供应数据求得理论上应生成产品的质量,可以进