铜的性质与应用习题及答案

铜的性质与应用习题

一、选择题(本题包括10小题，每小题6分，共60分)

1. 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

2. 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法不正确的是( )

A. 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同

B. 工业上金属Mg 、Al 都是用电解熔融的氯化物制得的

C. 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D. 越活泼的金属越难冶炼

3. 在复合材料家族中，发展较快的，应用较广的是用哪种材料做增强体的复合材料( )

A. 纤维 B. 合成树脂 C. 钢铁 D. 陶瓷

4. 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，再加入下列固体粉末：①FeCl2；②Fe2O 3；③Zn；④KNO3，铜粉可溶解的是( )

A.①② B.②④ C.②③ D.①④

5. 下列有关金属的说法中，正确的是( )

①纯铁不容易生锈 ②钠着火用水扑灭

③铝在空气中耐腐蚀，所以铝是不活泼金属 ④缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血 ⑤青铜、不锈钢、硬铝都是合金 ⑥KSCN溶液可以检验Fe

A.①④⑤⑥

C.①③④⑤ B.②③④⑤ D.①②⑤⑥ 3＋

6. 下列有关纯铁的叙述正确的是( )

A. 熔点比生铁的低

B. 与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率比生铁的快

C. 在冷的浓硫酸中可以钝化

D. 在潮湿空气中比生铁容易被腐蚀

7.(2011·山东高考)Al 、Fe 、Cu 都是重要的金属元素。下列说法正确的是( )

A. 三种金属单质在常温下均可溶于浓硫酸

B. 三种金属单质放置在空气中均只能生成氧化物

C. 电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液时阴极上依次析出Cu 、Fe 、Al

D. 制备AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2三种固体物质，均不能采用将溶液直接蒸干的方法

8. 下列有关置换反应方程式正确的是( )

A.2AgCl ＋Cu===CuCl2＋2Ag B.Cu＋ZnCl 2===CuCl2＋Zn

C.K ＋AgNO 3===Ag＋KNO 3 D.Zn＋FeCl 2===Fe＋ZnCl 2

9. 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说

法正确的是( )

A. 铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到

B. 铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型

C. 铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受

D. 铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通

10. 氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO 4溶液和“另一种反应物”在40～50 ℃时反应可生成它。CuH 不稳定，易分解；CuH 在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体，以下有关它的推断中错误的是( )

A.“另一种反应物”一定只具有氧化性 B.“另一种反应物”一定具有还原性

C.2CuH ＋3Cl 2 点燃 2CuCl 2＋2HCl D.CuH既可作氧化剂也可作还原剂

二、非选择题(本题包括3小题，共40分)

11.(12分)(预测题) 铜在自然界存在于多种矿石中，如：

请回答下列问题：

(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是 。

(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu 2O ＋Cu 2S 高温 6Cu ＋SO 2↑，反应的氧化剂是 。

(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 ；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称 。

(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe 、Ag 、Au 等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：_______________________。

(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母) 。

12.(12分)(探究题) 某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO ，其设计的实验过程为：

(1)含杂质的铜中含有大量的有机物，可采取灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于 上(用以下所给仪器的字母编号填空，下同) ，取坩埚应使用 ，灼烧后的坩埚应放在 上，不能直接放在桌面上。

实验中所用的仪器：

a. 蒸发皿 b. 石棉网 c. 泥三角 d. 表面皿 e.坩埚钳 f. 试管夹

(2)含杂质的铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以制取胆矾。灼烧后含有少量铜的原因可能是 。

a. 灼烧过程中部分氧化铜被还原 b.灼烧不充分铜未被完全氧化

c. 氧化铜在加热过程中分解生成铜 d.该条件下铜无法被氧气氧化

(3)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO ，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是：

______________________________________________。

(4)有同学指出，由CuSO 4溶液到生成CuO 少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO 。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是 。

A.CuO 比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离

B.Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解

C. 干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO 进一步分解生成Cu 2O

D. 过滤分离出的CuO 不需洗涤就已非常纯净

13.(16分)(易错题) 碱式碳酸铜可表示为：

xCuCO 3·yCu(OH)2·zH2O ，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种(Cu的相对原子质量按63.5计) 。

(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：

①写出xCuCO 3·yCu(OH)2·zH2O 与氢气反应的化学方程式；

②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号) ：

(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)；

③称取23.9 g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7 g 残留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为 g ，化学式为 。

(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由____________________________。

答案解析

1. 【解析】选B 。合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度和强度比纯金属的都大，即A 、D 不正确；合金中的镁铝都能与稀盐酸反应，但只有铝能与氢氧化钠溶液反应，所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分金属溶解于氢氧化钠溶液中，即B 正确而C 不正确。

2. 【解析】选B 。Al 是通过电解熔融的Al 2O 3制取的，而不是电解熔融的氯化铝得到的。

3. 【解析】选A 。合成树脂、金属和陶瓷通常用来做复合材料的基体，纤维常用来做复合材料的增强体。

4. 【解析】选B 。①加入FeCl 2不发生反应；②加入Fe 2O 3发生反应：Fe 2O 3＋3H 2SO 4===Fe2(SO4) 3＋3H 2O ，Fe 2(SO4) 3＋Cu===2FeSO4＋CuSO 4；③加入Zn 发生反应：Zn ＋H 2SO 4===ZnSO4＋H 2↑；④加入KNO 3发生反应：3Cu ＋2NO 3＋8H ===3Cu＋

2NO ↑＋4H 2O ，故选B 项。

5. 【解析】选A 。钠着火不能用水扑灭，因为钠能够与水反应，且生成可燃性气体氢气，同时放出大量的热；铝在空气中耐腐蚀，是因为铝表面被氧化成一层致密的氧化膜，阻止了反应的进一步进行。

6. 【解析】选C 。生铁是铁和碳的合金，由于合金的熔点低于组成成分中任一物质的熔点，所以纯铁的熔点比生铁的高；由于生铁与盐酸反应时，铁、碳和盐酸形成无数微小的原电池，加快了反应速率，所以与相同浓度的盐酸反应生成氢气的速率纯铁比生铁的慢；铁在冷的浓硫酸中可以钝化；生铁在潮湿空气中，铁、碳形成原电池发生吸氧腐蚀，加快了腐蚀速率，所以在潮湿空气中纯铁比生铁腐蚀得慢，故选C 项。

7. 【解析】选D 。A 项，常温下，Al 、Fe 均能被浓硫酸钝化，Cu 在常温下不与浓硫酸发生反应；B 项，Al 和Fe 放置在空气中会生成氧化物，而Cu 放置在空气中会生成Cu 2(OH)2CO 3；C 项，由于放电能力：H >Al，所以电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu 、Fe 、H 2，不会析出Al ；D 项，由于AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2水解产生的HCl 具有挥发性，当将溶液直接蒸干时会产生Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2，故选D 项。

8. 【解题指南】解答本题要注意三点：

(1)根据金属活动性判断；

(2)注意溶解度，即溶液中是否有大量离子；

(3)注意非常活泼的金属易与水反应。

【解析】选D 。因为AgCl 难溶于水，故铜与AgCl 不反应；铜位于锌后面，故B 错误；钾与AgNO 3溶液反应的本质是先与水反应，生成的KOH 再与AgNO 3反应，C 错误；对于D ，因锌在铁前，且FeCl 2可溶于水，符合发生置换反应的条件，故答案为D 。

【方法技巧】置换反应能否发生的判断技巧

(1)置换反应的判断。

单质Ⅰ＋化合物Ⅰ===单质Ⅱ＋化合物Ⅱ。

＋3＋＋2＋－

(2)金属能否与盐发生置换反应，判断的依据是金属活动性顺序表。

具体说来是：位于金属活动性顺序表前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来，但极活泼的金属(铝之前的) 例外。由此可知该类反应的发生必须满足一定的条件：

①反应物中的金属必须是在金属活动性顺序表中位于盐中金属的前面。

②金属不包括K 、Ca 、Na 、Mg 。

③盐应是可溶或微溶于水的。

用一般式可直观表示如下：

前面的金属M 1＋盐(溶) →新盐＋新金属M 2

(M1不包括K 、Ca 、Na 、Mg ；M 1在M 2前)

(3)非金属能否与化合物发生置换反应的判断依据是非金属活动性。

①水溶液中：非金属性强的能把比其弱的非金属从溶液中置换出来(非金属性非常强的非金属除外，如F) ，如Cl 2＋2Br ===2Cl＋Br 2。

△②非水溶液：相对比较多，一般是还原性强的非金属单质参与置换反应，如H 2＋CuO=====Cu ＋H 2O 。

9. 【解析】选B 。注意从物理性质和化学性质方面来分析。A 项和C 项没有从这两方面分析，不符合题意；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型，即B 项正确，而D 项不正确。

10. 【解题指南】解答本题注意以下两点：

(1)能正确判断CuH 中铜元素的化合价；

(2)能根据铜元素的化合价进行相关的氧化还原反应的分析。

【解析】选A 。由于CuH 中铜元素的化合价是＋1价，化合价既可以升高，也可以降低，即可作氧化剂也可作还原剂；而在生成CuH 反应中，CuSO 4应该作氧化剂，故另一种物质应该具有还原性； CuH在氯气中燃烧的化学方程式应该为：2CuH ＋3Cl 2 点燃 2CuCl 2＋2HCl 。

11. 【解析】(1)根据矿石的主要成分分析可知：矿石中含有的其他元素的质量分数Cu 2S 中最小，因此Cu 2S 中铜的质量分数最高。

(2)根据化学方程式：

－－

可知Cu 2O 和Cu 2S 都作氧化剂。

(3)SO2排放到大气中会造成酸雨，处理该尾气可得到有价值的化学品：H 2SO 4或Na 2SO 4。

(4)粗铜的精炼中，应将粗铜与电源的正极相连作阳极，而将纯铜与电源的负极相连作阴极，用CuSO 4、CuCl 2等铜盐溶液作电解质溶液。

(5)铜绿的成分为Cu 2(OH)2CO 3，能与盐酸发生反应而除去，而Cu 和盐酸不反应，A 项正确；铜在常温下和浓硫酸不反应，因此B 项中前后无因果关系，B 项错误；在潮湿的空气中铁和铜形成原电池，铁作负极，

铜作正极，铁易生锈，因此C 项错误；CuSO 4·5H 2O 晶体转化为CuSO 4白色粉末是化学变化，CuSO 4为重金属盐，可以使蛋白质变性，因此可以作为消毒剂，D 项正确。

答案：(1)Cu2S (2)Cu2S 和Cu 2O

(3)形成酸雨，会对植物和建筑物等造成严重危害(答案合理即可) 硫酸、硫酸钠

(4)以硫酸铜(或氯化铜) 溶液为电解液，电解时，粗铜(阳极) 中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”；溶液中的Cu 得到电子沉积在纯铜(阴极) 上

(5)A、D

12. 【解析】(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部

△分氧化铜被还原。(3)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 和途径Ⅱ的反应方

△程式2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4=====2CuSO 4＋2H 2O ，可以看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的CuSO 4，比途径Ⅰ消耗硫

酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2) 。(4)显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的，故D 项一定不会成为本问题的理由。

答案：(1)c e b (2)a、b (3)耗酸少；无污染性气体(SO2) 产生 (4)D

13. 【解题指南】解答本题要注意以下三点：

(1)用氢气还原碱式碳酸铜，最终产物是Cu 、CO 2和H 2O 。

(2)吸收反应的CO 2和H 2O 时要注意排除HCl 和原有H 2O 的干扰。

(3)用氮气代替氢气的原理是使碱式碳酸铜分解。

【解析】(1)只要把xCuCO 3·yCu(OH)2·zH 2O 理解为CuCO 3和Cu(OH)2受热分解后的产物CuO 与氢气反应，应用原子守恒不难完成第①问题。②由实验目的和实验装置知，该实验要测定生成的水、二氧化碳的量，而从a 口出来的氢气中含有水蒸气和挥发出来的氯化氢，会对实验有干扰，所以应先用水吸收氯化氢，再用浓硫酸吸收水蒸气，再通入碱式碳酸铜中发生反应，而产生的两种气体应先用浓硫酸吸收水蒸气，再用U 形管中的碱石灰吸收二氧化碳，同时要连接上装有碱石灰的球形干燥管，防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入U 形管而产生误差。③根据所给数据可计算出生成的铜、二氧化碳、水的物质的量分别为：0.2 mol、0.1 mol、0.4 mol，所以可知(x＋y) ∶x ∶(x＋2y ＋z) ＝2∶1∶4，故x 、y 、z 分别为1、1、1，从而求得碱式碳酸铜样品的化学式及结晶水的质量。

(2)若以氮气代替氢气，则原理是利用碱式碳酸铜热分解的化学方程式：

△xCuCO 3·yCu(OH)2·zH 2O=====(x＋y)CuO ＋xCO 2↑＋(y＋z)H 2O ↑，要想完成实验目的，应知道碱式碳酸铜、

CuO 、CO 2和H 2O 质量(或其中任意三个量) 即可。

△答案：(1)①xCuCO 3·yCu(OH)2·zH 2O ＋ (x＋y)H 2=====(x＋y)Cu ＋xCO 2＋(x＋2y ＋z)H 2O

②k j g(或h) f(或i) d(或e) e(或d)

h(或g) i(或f) b(或c) c(或b)

③1.8 CuCO 3·Cu(OH)2·H 2O

△(2)可行。根据反应xCuCO 3·yCu(OH)2·zH 2O=====(x＋y)CuO ＋xCO 2↑＋

2＋

(y＋z)H 2O ↑，依据碱式碳酸铜、CuO 、CO 2和H 2O 的质量(或其中任意三个量) ，即可计算出其组成

【误区警示】解答本题易错问题为：先用U 形管中的碱石灰吸收二氧化碳，再用浓硫酸吸收水蒸气。这样碱石灰会吸收二氧化碳和水蒸气，浓硫酸不会吸收任何物质，就不能计算出二氧化碳和水蒸气的质量。