2019高考化學一輪復習 元素化合物 專題4 銅及其化合物.doc

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銅及其化合物 【考向分析】 高考對本講內(nèi)容的考查以金屬及其化合物的性質(zhì)、合金的性質(zhì)、金屬的冶煉、提純在日常生活、生產(chǎn)中的應用為主，題型以選擇題、綜合推斷題、實驗題為主，尤其是以金屬及其化合物在實際生產(chǎn)中的應用為載體的綜合實驗題的趨勢較大。 【要點講解】 要點1. 銅及其化合物 銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一。銅元素在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，原子結構示意圖為：。 銅是硬度較小的紫紅色金屬，具有良好的延展性、導電性和導熱性。銅在電氣和電子工業(yè)中主要用于制造電線、通訊電纜等。這方面應用占銅的工業(yè)總用量的一半左右，半導體器件中的硅芯片上用銅代替鋁線；建筑業(yè)上用銅制造水管及其它排水設施，具有獨特的殺菌功能，抑制細菌生長。 1．銅及其化合物的顏色 2．銅的化學性質(zhì) (1) 與非金屬單質(zhì)反應 2Cu＋O2 2CuO 2 Cu＋S Cu2S Cu＋Cl2 CuCl2 (2) 與酸反應 ①與非氧化性酸（稀鹽酸、稀硫酸）不反應。 ②與氧化性酸反應 Cu ＋ 2H2SO4(濃) CuSO4 ＋ SO2 ↑＋ 2H2O Cu ＋ 4HNO3 (濃) ＝ Cu(NO3)2 ＋ 2NO2 ↑＋ 2H2O 3Cu ＋ 8HNO3 (稀) ＝ 3Cu(NO3)2 ＋2 NO ↑＋ 4H2O (3) 與鹽溶液反應 Cu＋2FeCl3 ＝ CuCl2 ＋2FeCl2 (4) 銅在干燥空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕空氣中會被腐蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹。 2Cu＋ O2 ＋H2O ＋ CO2 ＝ Cu2(OH)2CO3 3．銅的化合物的化學性質(zhì) (1) 氧化銅：CuO為黑色不溶于水的固體。 ①氧化銅有金屬氧化物的性質(zhì)。 CuO＋2HCl＝ CuCl2 ＋H2O ②氧化銅具有氧化性，可與某些還原劑反應。 H2 ＋CuO Cu＋ H2O C ＋2CuO 2Cu＋ CO2 ↑ ③氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應： 4CuO 2Cu2O＋ O2 ↑ （2）氫氧化銅：Cu(OH)2為藍色不溶于水的絮狀沉淀。 ①與酸反應：Cu(OH)2＋2H＋=== Cu2＋＋2H2O ②受熱分解：Cu(OH)2CuO＋H2O ③檢驗醛基：CH3CHO+2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O (3) 硫酸銅：CuSO4 晶體與無水CuSO4 之間可以相互轉化。 CuSO45H2OCuSO4 ＋ 5H2O CuSO4 ＋ 5H2O ＝ CuSO45H2O 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象 結論 CuSO45H2O → CuSO4 向飽和的CuSO4 溶液中慢慢滴入濃硫酸，靜置 液體分為兩層，上層藍色，下層無色，有白色固體析出 濃硫酸具有吸水性，可使飽和的CuSO4 溶液析出白色CuSO4 固體 CuSO4→ CuSO45H2O 向無水CuSO4 中通入水蒸氣 白色粉末變?yōu)樗{色晶體 CuSO4＋5H2O＝ CuSO45H2O 要點2. 合金與金屬冶煉 1．合金及新材料 （1）合金概念：兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔化而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫合金(合金為混合物)。如：鋼鐵為鐵碳合金。 （2）合金特性：合金比它的成分金屬具有良好的物理和化學等多方面性能。如合金的熔點一般比它的成分金屬熔點低，合金適宜鑄造；又如硬鋁合金的強度和硬度都比純鋁大，幾乎相當鋼材，且密度小。 （3）鈦合金：金屬鈦是一種新型的結構材料。鈦的密度為4.54gcm-3，比鋼輕，可是，鈦的機械性能與鋼相似。鈦恰好兼有鋼和鋁的優(yōu)點。液體鈦幾乎能溶解所有的金屬，因此可以和多種金屬形成合金。將鈦加入鋼中制得的鈦鋼堅韌而富有彈性。鈦的表面容易形成致密的、鈍性的氧化物保護膜，使得鈦具有優(yōu)良的抗腐蝕性，特別是對海水的抗腐蝕性很強。由于金屬鈦具有優(yōu)良的性能，在國防和高能技術中，鈦占有重點地位，在航海和航空制造業(yè)中得到廣泛的應用。 2．金屬的冶煉 (1)從礦石中提取金屬的一般步驟有三步：①礦石的富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量；②冶煉：利用氧化還原反應原理，在一定條件下，用還原劑將金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)；⑧精煉：采用一定的方法，提煉純金屬。 (2)冶煉金屬的實質(zhì)：用還原的方法，使金屬化合物中的金屬離子得到電子變成金屬原子. (3)金屬冶煉的一般方法： ①加熱法:適用于冶煉在金屬活動順序表中，位于氫之后的金屬(如Hg、Ag等)。 2HgO2Hg + O2↑ HgS + O2Hg + SO2↑ 2Ag2O4Ag + O2↑ ②熱還原法：適用于冶煉金屬活動順序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活潑的金屬．常用的還原劑有C、CO、H2、Al等。 Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2(煉鐵) ZnO + CZn + CO↑(伴生CO2) WO3 + 3H2W + 3H2O Cr2O3 + 2Al2Cr + A12O3(制高熔點的金屬) ③熔融電解法：適用于冶煉活動性強的金屬如K、Ca、Na、Mg、A1等活潑的金屬，通過電解其熔融鹽或氧化物的方法來制得。 2A12O3 4Al + 3O2↑ 2NaCl 2Na + C12↑ ④濕法冶金(又叫水法冶金)：利用在溶液中發(fā)生的化學反應(如置換、氧化還原、中和、水解等)，對原料中的金屬進行提取和分離的冶金過程．濕法冶金可用于提取Zn、U(鈾)及稀土金屬等。 3．金屬的回收：地球上的金屬礦產(chǎn)資源是有限的，而且是不能再生的。隨著人們的不斷開發(fā)利用，礦產(chǎn)資源將會日漸減少。金屬制品在使用過程中會被腐蝕或損壞，同時由于生產(chǎn)的發(fā)展，新的產(chǎn)品要不斷替代舊的產(chǎn)品，因而每年就有大量廢舊金屬產(chǎn)生。廢舊金屬是一種固體廢棄物，會污染環(huán)境。要解決以上兩個問題，最好的方法是把廢舊金屬作為一種資源，加以回收利用。這樣做，既減少了垃圾量，防止污染環(huán)境，又緩解了資源短缺的矛盾?；厥盏膹U舊金屬，大部分可以重新制成金屬或它們的化合物再用。 考點三 金屬的活動性 1．金屬的物理通性 周期表中的分布 位于從硼到砹的左下方，在已知的109種元素中有87種是金屬元素 原子結構的特征(最外層電子) 最外層電子數(shù)一般少于4個(ⅣA～ⅥA族的某些金屬元素有4～5個，但核外電子層數(shù)較多，原子半徑較大) 組成粒子及通常狀態(tài) 金屬離子和自由電子。通常情況下都是金屬晶體，只有汞在常溫下呈液態(tài) 物理性質(zhì)(通性) 有金屬光澤、不透明，熱和電的良導體，有良好的延性和展性 2.金屬活動性順序的應用 (1)判斷金屬與酸反應：氫以前的金屬能置換非氧化性酸中的氫；氫以后的金屬不能跟非氧化性酸反應，只能與強氧化性酸反應；氫以前金屬與氧化性酸反應的產(chǎn)物與金屬活潑性、酸的濃度、溫度等多種因素有關。 (2)判斷金屬與鹽溶液反應的產(chǎn)物：除活潑金屬(K、Ca、Na、Ba等)，前面金屬能將后面的金屬從其鹽溶液中置換出來；后面的金屬也可以和前面金屬元素的高價陽離子發(fā)生非置換反應。如2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+ (3)判斷金屬與H20反應的產(chǎn)物：K、Ca、Na遇冷水迅速反應生成堿和H2；Mg在冷水中緩慢反應，在沸水中能較快反應生成堿和H2；Al在冷水中不反應，在沸水中微弱反應生成堿和H2；Zn、Fe、Sn、Pb能在紅熱條件下與水蒸氣反應生成氧化物和H2；氫以后金屬不與H20反應。 （4）判斷原電池的電極和電極反應：相對活潑的金屬作負極，發(fā)生氧化反應。 （5）判斷電解時陽離子放電順序：與金屬活動順序相反（Ag+>Fe3+>Hg2+ >Cu2+> Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+> (H+)>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+）。 （6）判斷金屬冶煉方法：K→Al（電解法）；Zn→Cu（還原法）；Hg→Ag（加熱法）；Pt、Au：物理方法。 （7）判斷不溶性堿熱穩(wěn)定性大小：金屬越活潑，其氫氧化物越不易分解，KOH、NaOH、Ca(OH)2：1000℃以上分解；Mg(OH)2→Cu(OH)2：酒精燈加熱分解；Hg(OH)2、AgOH：常溫不穩(wěn)定；Pt、Au無氫氧化物。 3.金屬與酸反應的規(guī)律 （1）定性規(guī)律：按金屬活動性順序表可分為下列幾種情況：K→Pb和弱氧化性酸（如鹽酸、稀硫酸等）發(fā)生置換反應；K→Pb和強氧化性酸（如硝酸、濃硫酸等）發(fā)生氧化還原反應，不能生成H2；Al、Fe遇濃硝酸、濃硫酸，在常溫下發(fā)生鈍化；Cu→Ag和強氧化性酸發(fā)生氧化還原反應；Pt→Au和強氧化性混酸（王水）發(fā)生氧化還原反應。 （2）定量規(guī)律：金屬與酸反應失去電子的物質(zhì)的量=產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量；當參加反應的金屬與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量差相等時，反應后的溶液質(zhì)量增加相等；相同物質(zhì)的量的金屬與足量的酸反應產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比等于反應后對應金屬呈現(xiàn)的化合價之比；相同質(zhì)量的金屬與足量的酸反應產(chǎn)生氫氣的量之比等于其金屬失去1mol電子時質(zhì)量的倒數(shù)比；若產(chǎn)生相同量的氫氣，所需金屬的物質(zhì)的量之比等于反應后對應金屬呈現(xiàn)的化合價的倒數(shù)比；若產(chǎn)生相同量的氫氣，所需金屬的質(zhì)量比等于失去1mol電子時金屬的質(zhì)量比。 （3）快慢規(guī)律：金屬的活潑性越強，越容易與酸發(fā)生置換反應，生成氫氣的速率越大。 【考點過關】判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“”。 （1）將銅絲插入濃硫酸加熱，反應后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色(　　) 如果把水加入反應器中，會造成酸液飛濺，應把反應器中的溶液緩慢倒入盛有適量水的燒杯中，并不斷攪拌。 （2）常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成(　　) Cu與氯氣反應應點燃。 （3）將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體(　　) CuCl2水解，加熱蒸干得到Cu(OH)2，灼燒后得到CuO。 （4）將銅絲在空氣中加熱至紅熱后迅速伸入裝有乙醇的試管中，可聞到刺激性氣味(　　) √銅絲在空氣中加熱生成CuO，CuO與乙醇反應生成有刺激性氣味的乙醛。 （5）合金材料中不可能含有非金屬元素(　　) 合金中也可能含有非金屬。 （6）鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料(　　) √鑭鎳合金具有可逆吸放氫的功能。 （7）大多數(shù)合金比各成分金屬硬度大，熔點低(　　) √大多數(shù)合金比各成分金屬硬度大，熔點低，這是大多數(shù)合金的特點。 （8）高鐵車廂大部分材料采用鋁合金，因鋁合金強度大、質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強(　　) √常常利用鋁合金的特性來制飛機、車廂等的外殼。 （9）鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵(　　) √鐵為較活潑金屬，工業(yè)上用CO還原Fe2O3的方法冶煉鐵。 （10）鋁合金的熔點比純鋁高(　　) 合金的熔點比各成分金屬的熔點低。 （11）Al、Fe、Cu三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物(　　) 銅在空氣中生銹，生成堿式碳酸銅而不是氧化銅。 （12）電解熔融氯化鎂制取金屬鎂(　　) √Mg為活潑金屬，用電解的方法冶煉。 【高考回顧】 (1)(2017全國卷Ⅲ)除去溶液中的Cl－，可向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl－。除Cl－的反應為Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl(　√　) (2)(2016全國卷Ⅱ)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥(　　) (3)(2015全國卷Ⅰ)將銅粉加入1.0 molL－1 Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn)(　　) (4)(2015廣東)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3分子(　　) (5)(2015四川)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹(　√　) (6)(2015四川)氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣(　√　) (7)(2014全國卷Ⅱ)H2通過灼熱的CuO粉末，反應后固體物質(zhì)增重(　　) 【基礎過關】 1．(2018濟寧聯(lián)考)明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，…然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，…冷淀，毀罐取出，…，即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是(　　) A．倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物 B．煤炭中起作用的主要成分是C C．冶煉Zn的化學方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑ D．該冶煉鋅的方法屬于熱還原法 解析：由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物，故A錯誤；煤炭的主要成分是碳，反應中碳作還原劑，故B、C、D均正確。答案：A 2．(2018豫北豫南聯(lián)考)《天工開物》中記載：凡銅供世用，出山與出爐只有赤銅。以爐甘石或倭鉛參合，轉色為黃銅，以砒霜等藥制煉為白銅，礬、硝等藥制煉為青銅。其中涉及的物質(zhì)中熔點最高的是(　　) A．青銅 B．黃銅 C．赤銅 D．白銅 解析：合金的熔點低于其組成成分金屬的熔點。青銅是銅錫合金，熔點比銅低，故A項錯誤；黃銅是銅鋅合金，熔點比銅低，故B項錯誤；赤銅是純度較高的銅，熔點比合金高，故C項正確；白銅是銅鎳合金，熔點比銅低，故D項錯誤。答案：C 3．(2018贛州模擬)下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關說法不正確的是(　　) A．粗銅電解精煉時，粗銅作陽極 B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應 C．黃銅礦冶煉銅時，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料 D．粗硅制高純硅時，提純四氯化硅可用多次分餾的方法 解析：電解精煉銅時，粗銅作陽極，故A正確；制備單質(zhì)時涉及化合價變化，是氧化還原反應，制玻璃的反應是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑和SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，元素化合價未發(fā)生變化，均不屬于氧化還原反應，故B錯誤；SO2可以轉化成SO3，進而生成H2SO4，F(xiàn)eO與CO在高溫下可生成Fe，故C正確；制備硅的過程中，利用沸點不同進行分餾，將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來，再與H2發(fā)生置換反應得到高純硅，故D正確。答案：B 4．(2018南陽一中月考)銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學習小組取0.98 g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體加熱，有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化如圖甲所示；另外，某同學繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質(zhì)量的關系曲線，如圖乙所示。則下列分析正確的是(　　) A．圖甲中a點和b點對應物質(zhì)的化學式分別為Cu2O和CuO B．圖甲整個過程中共生成0.26 g水 C．圖乙三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量關系的曲線是A D．圖甲中，a到b的過程中有0.01 mol電子發(fā)生了轉移 解析：0.98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01 mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01 mol80 gmol－1＝0.80 g，所以a點對應的物質(zhì)是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005 mol144 gmol－1＝0.72 g，所以b點對應的物質(zhì)是Cu2O，A項錯誤；根據(jù)化學方程式Cu(OH)2CuO＋H2O、4CuO2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物質(zhì)的量為0.01 mol，質(zhì)量為0.01 mol18 gmol－1＝0.18 g，B項錯誤；CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關系(以CuO的質(zhì)量為10 g計算)為： CuO　～　Cu 80 64 10 g 8 g 觀察圖乙可知，B曲線符合上述質(zhì)量關系，表示的是CuO，C項錯誤；根據(jù)反應方程式4CuO2Cu2O＋O2↑可知，a到b的過程中有0.01 mol電子發(fā)生了轉移，D項正確。答案：D 5．(2018荊州檢測)粗制的CuSO45H2O晶體中含有Fe2＋。提純時，為了除去Fe2＋，常加入少量H2O2，然后再加入少量堿至溶液pH＝4，即可以除去鐵離子而不損失硫酸銅。下列說法不正確的是(　　) A．溶解CuSO45H2O晶體時要加入少量稀H2SO4 B．加入H2O2除去Fe2＋的離子方程式為2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓ C．由于CuSO4的催化作用，會使部分H2O2分解而損失 D．調(diào)溶液pH＝4的依據(jù)是當pH＝4時Fe3＋沉淀完全，而Cu2＋還未開始沉淀 解析： CuSO45H2O晶體溶解后Cu2＋會發(fā)生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解時加入少量的稀硫酸可抑制Cu2＋的水解，A正確；因為氧化Fe2＋時，溶液為強酸性，在強酸性條件下，不可能大量存在OH－，B錯誤；Cu2＋對過氧化氫的分解具有催化作用，所以使部分過氧化氫損失，C正確；因為該操作的目的是除去Fe3＋且硫酸銅不損失，所以調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，應是Fe3＋完全沉淀而Cu2＋還未開始沉淀，D正確。答案：B 6．(2018佛山質(zhì)檢)2017年國產(chǎn)大飛機C919試飛成功，化學工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關于C919說法錯誤的是(　　) A．機身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用 B．發(fā)動機使用的高溫陶瓷材料氮化硅屬于硅酸鹽產(chǎn)品 C．使用的碳纖維復合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗 D．使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高強度、優(yōu)良的耐低溫等性能 解析：氫氧化鋁受熱分解吸熱，分解得到的氧化鋁的熔點很高，所以氫氧化鋁有阻燃作用，A項正確；氮化硅不屬于硅酸鹽，所以B項錯誤；碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，具有出色的耐熱性和低膨脹系數(shù)，所以能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗，C項正確；鋰是世界上最輕的金屬。把鋰作為合金元素加到金屬鋁中，就形成了鋁鋰合金。加入鋰之后，可以降低合金的密度，增加剛度，同時仍然保持較高的強度、較好的抗腐蝕性和耐低溫性以及適宜的延展性，D項正確。答案：B 7．(2018河北三市聯(lián)考)化學美無處不在，下圖是物質(zhì)間發(fā)生化學反應的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對應的物質(zhì)正確的是(　　) 選項 物質(zhì)a 物質(zhì)b 物質(zhì)c 物質(zhì)d A Cu2(OH)2CO3 Ba(OH)2 Fe(OH)3 酚酞試液 B CuO NaAlO2 Fe2O3 紫色石蕊試液 C Cu2O BaCl2 Fe2O3和Cu 酚酞試液 D Cu(OH)2 Ba(NO3)2 Fe(OH)2 紫色石蕊試液 解析：稀硫酸與Fe(OH)3反應得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，稀硫酸遇酚酞試液顯無色，A項錯誤，C項錯誤；稀硫酸與Fe2O3反應得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，B項錯誤；稀硫酸與Cu(OH)2反應得到的CuSO4溶液呈藍色，稀硫酸與Ba(NO3)2反應得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應得到的FeSO4溶液呈淺綠色，稀硫酸遇紫色石蕊試液變紅，D項正確。答案：D 答案：C 8．(2017邯鄲調(diào)研)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O晶體的工藝流程如下： 下列說法正確的是(　　) A．焙燒過程中每消耗1 mol CuS則消耗3 mol O2 B．焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色 C．濾渣中主要含鐵的氧化物 D．將獲得的CuCl22H2O晶體加熱可制得CuCl2固體 解析：A項，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，錯誤；B項，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；C項，調(diào)節(jié)pH時，F(xiàn)e3＋水解轉化為Fe(OH)3而除去，錯誤；D項，將CuCl22H2O直接加熱脫水，Cu2＋水解，HCl揮發(fā)會產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2，錯誤。答案：B 9．下圖是以橄欖巖(主要成分為硅酸鎂，還有少量的Fe3＋、Fe2＋、Al3＋及少量不溶于酸的雜質(zhì))為原料，制備硫酸鎂晶體的流程圖： 下列說法正確的是(　　) A．過濾1操作的主要目的是以硅酸鹽的形式除去Si B．加氨水調(diào)節(jié)pH＝7～8，目的是使Fe3＋、Al3＋轉化為氫氧化物沉淀而除去 C．加H2O2溶液時發(fā)生的主要反應為H2O2＋Fe2＋＋2H＋===Fe3＋＋2H2O D．粗硫酸鎂晶體通過一系列操作后得到硫酸鎂晶體，目的是使硫酸鎂晶體結晶得更漂亮 解析：硅酸不溶于水，過濾1所得固體是硅酸，A項錯誤；C項電荷不守恒，故錯誤；從粗硫酸鎂晶體到硫酸鎂晶體的一系列操作是為了提純，D項錯誤。答案：B 10．(2018濮陽檢測) 被稱為“國防金屬”的鎂，60%來自于海洋，從海水中提取鎂的正確方法是(　　) 物質(zhì) 氧化鎂 氯化鎂 熔點/℃ 2 852 714 A.海水Mg(OH)2Mg B.海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg C.海水Mg(OH)2MgOMg D.海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg 解析：因為海水中鎂的含量很少，所以第一步需要富集，B錯誤；由信息可知MgO的熔點比MgCl2的熔點高，所以應電解熔融的MgCl2制取Mg，D正確。答案：D 11．(2018濟南測試) 下列說法中正確的是(　　) A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉化均能通過一步反應實現(xiàn) B.鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點高 C.金屬銅放置在潮濕的空氣中會被銹蝕，生成綠色的銅銹——堿式碳酸銅 D.金屬鋁、鐵、銅都有一定的抗腐蝕性能，其抗腐蝕的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反應的進一步進行 解析：A選項，CuO→Cu(OH)2不能通過一步反應實現(xiàn)，錯誤；B選項，鋁合金比純鋁的熔點低，錯誤；D選項，鐵、銅表面不能形成致密的氧化膜，錯誤。答案：C 12．(2018包頭高三檢測) 不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是(　　) A.釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制 B.煉鋼和煉鐵都是采用還原劑將鐵從其化合物中還原出來，區(qū)別在于煉鋼時選用的還原劑的還原性更強 C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì) D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳 解析：A項，鐵用CO還原法煉制，用鋁熱反應成本太高，故A錯誤；B項，不同點是前者使用氧化劑，后者使用還原劑，故B錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，所以熔融時，它是不導電的，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，故C錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用是與氧氣反應產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，故D正確。答案：D 13．(2016四川)CuCl廣泛應用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學習小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl，并進行相關探究。 [資料查閱] [實驗探究]該小組用如圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。 請回答下列問題： (1)儀器X的名稱是________。 (2)實驗操作的先后順序是a→__________________→e(填操作的字母)。 a．檢查裝置的氣密性后加入藥品b．熄滅酒精燈，冷卻c．在“氣體入口”處通入干燥HCld．點燃酒精燈，加熱e．停止通入HCl，然后通入N2 (3)在實驗過程中，觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{色，C中試紙的顏色變化是__________。 (4)裝置D中發(fā)生氧化還原反應的離子方程式是_______________。 (5)反應結束后，取出CuCl產(chǎn)品進行實驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì)，根據(jù)資料信息分析： ①若雜質(zhì)是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是____________________________。 ②若雜質(zhì)是CuO，則產(chǎn)生的原因是_____________________________。 解析：(1)儀器X的名稱為干燥管。(2)實驗操作中應先通氯化氫氣體，再點燃酒精燈，反應結束后，先熄滅酒精燈，再停止通入氯化氫氣體，故實驗操作的先后順序為a→c→d→b→e。(3)實驗過程中，由于通入氯化氫氣體，多余的氯化氫氣體能使?jié)駶櫟乃{色石蕊試紙變紅；又由于反應過程中產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應生成的HClO能漂白試紙而使試紙褪色。(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應為氯氣與氫氧化鈉溶液的反應，離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①由于加熱時間不足或溫度偏低，CuCl22H2O失去結晶水后生成CuCl2，CuCl2沒有完全分解；②通入的氯化氫氣體不足，反應過程中CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2分解而生成CuO。 答案：(1)干燥管(2)c→d→b(3)先變紅，后褪色(4)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O(5)①加熱時間不足或溫度偏低②通入HCl的量不足 14．(2018河北正定中學第五次月考)某紅色固體粉末樣品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一種或兩種，某?；瘜W自主探究實驗小組擬對其組成進行探究。查閱資料：Cu2O在酸性溶液中會發(fā)生反應：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 實驗探究一　學生甲利用如圖所示裝置進行實驗，稱量反應前后裝置C中樣品的質(zhì)量，以確定樣品的組成?；卮鹣铝袉栴}： (1)儀器組裝完成后，夾好止水夾，_________________，則說明裝置A的氣密性良好。 (2)從下列實驗步驟中，選擇正確的操作順序：__________________(填序號)。 ①打開止水夾　②熄滅C處的酒精噴燈?、跜處冷卻至室溫后，關閉止水夾?、茳c燃C處的酒精噴燈?、菔占瘹錃獠Ⅱ灱? 實驗探究二 (3)學生乙取少量樣品于燒杯中，加入過量稀硫酸，并作出如下假設和判斷，結論正確的是___ (填選項字母)。 A．若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2O B．若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3 C．若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O 另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體證明樣品中一定含有____，寫出產(chǎn)生上述氣體的化學方程式：________________________________。 實驗探究三 (4)學生丙取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，反應后經(jīng)過濾得到固體3.2 g，測得濾液中Fe2＋有1.0 mol，則樣品中n(Cu2O)＝________ mol。 解析：(2)氫氣中混有空氣加熱易發(fā)生爆炸，所以開始先通氫氣，打開止水夾，使生成的氫氣通過后續(xù)裝置，目的是排出裝置中的空氣，檢驗玻璃管出來的氫氣純度，氣體純凈后再點燃C處的酒精噴燈，反應完成后熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關閉止水夾，防止生成的金屬被空氣中的氧氣氧化，正確的操作順序為①⑤④②③。(3)若固體全部溶解，說明樣品中一定含有Fe2O3，由于Fe3＋能氧化金屬銅，所以可能含有Cu2O，A項錯誤；若固體部分溶解，說明樣品中一定含有Cu2O，由于Fe3＋能氧化金屬銅，可能含有少量Fe2O3，B項錯誤；若固體全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不變紅色，即不存在Fe3＋，由于Fe3＋能氧化金屬銅，說明樣品一定含有Fe2O3和Cu2O，C項正確。另取少量樣品于試管中，加入適量的濃硝酸，產(chǎn)生紅棕色氣體，說明硝酸被還原，因此證明樣品中一定含有Cu2O。(4)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O,2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋，固體為Cu，F(xiàn)e3＋全部反應生成Fe2＋，生成1.0 mol Fe2＋消耗0.5 mol Cu，剩余Cu的物質(zhì)的量為＝0.05 mol，原樣品中Cu2O的物質(zhì)的量為n(Cu2O)＝n(Cu)＝0.05 mol＋0.5 mol＝0.55 mol。 答案：(1)向裝置A中的長頸漏斗內(nèi)注入液體至形成一段液柱，過一段時間若液柱高度保持不變(2)①⑤④②③　(3)C　Cu2O　Cu2O＋6HNO3(濃)===2Cu(NO3)2＋2NO2↑＋3H2O(4)0.55 15. (2018濱州模擬)某銅礦石的主要成分是Cu2O，還含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程如圖所示(已知：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O)。 (1)濾液A中鐵元素的存在形式為________(填離子符號)，生成該離子的離子方程式為 _______________________，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為________(填試劑名稱)。 (2)金屬單質(zhì)E與固體混合物F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為 ___________________________，在實驗室中完成此實驗還需要的試劑是________(填序號)。 a．KClO3　　　b．KCl c．Mg d．MnO2 (3)為使固體混合物D在空氣中灼燒完全分解，應______________，直至連續(xù)兩次測定的實驗結果相同(或質(zhì)量相差小于0.1 g)時為止；灼燒時必須用到的實驗儀器是________。 (4)溶液G與固體混合物B反應的離子方程式為____________________。 (5)將Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化鈉、二氧化碳和一種綠色的不溶于水的鹽(不含結晶水)，該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物，則該鹽的化學式是________。 解析：(1)根據(jù)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O、2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，且銅礦石的主要成分為Cu2O，而Fe2O3是少量的，可知濾液A中鐵元素的存在形式為Fe2＋。檢驗Fe2＋可以用鐵氰化鉀溶液(生成藍色沉淀)，或用氯水和KSCN溶液、雙氧水和KSCN溶液(最終溶液為血紅色)。(2)E為Al，F(xiàn)中含有Fe2O3，Al與Fe2O3可以發(fā)生鋁熱反應：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，該反應可用于焊接鋼軌。實驗室進行鋁熱反應，還需要Mg和KClO3。(3)灼燒固體混合物D需要的儀器為坩堝，為使其完全分解，應灼燒、冷卻至室溫后稱重，重復多次。(4)固體混合物B的主要成分為SiO2和Cu，溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)結合題中信息知綠色不溶于水的鹽為Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2CuCO3]。 答案：(1)Fe2＋　2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋　鐵氰化鉀溶液(或氯水和KSCN溶液或雙氧水和KSCN溶液等，合理即可)(2)2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　ac(3)灼燒，冷卻至室溫后稱重，重復多次　坩堝(4)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2CuCO3] 16．(2018萊蕪模擬)實驗室以含有少量鐵的粗銅粉和硫酸與硝酸的混合溶液為原料制備CuSO45H2O晶體。設計的工藝流程如圖所示： 請回答下列問題： (1)根據(jù)反應原理，操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理論配比(物質(zhì)的量之比)為　　。操作②中需要把NO與　 (氣體)混合通入水中，混入該氣體的目的是________(用化學方程式表示)。 (2)溶液Ⅰ中存在一定濃度的Fe3＋、Cu2＋，在該濃度時生成氫氧化物沉淀的pH如下表。操作③中某學生設計物質(zhì)X為H2O，若加水調(diào)節(jié)溶液pH，則Fe(OH)3開始沉淀的pH　　1.9(填“＜”“＞”或“＝”)；而實際操作中一般不用此法調(diào)節(jié)溶液pH，其主要原因是____。 開始沉淀 沉淀完全 Fe3＋ 1.9 3.2 Cu2＋ 4.7 6.7 (3)操作④中物質(zhì)Y為　　　　　。查閱資料知CuSO45H2O的溶解度曲線如圖所示，則操作⑤應采取的措施是蒸發(fā)濃縮、　　　　　　　、過濾、洗滌、干燥等。 解析：(1)操作①是利用硝酸氧化而溶解銅，生成的Cu2＋與SO結合為CuSO4。根據(jù)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O知，生成3 mol CuSO4消耗3 mol硫酸、2 mol硝酸。操作②中把NO與氧氣混合通入水中生成硝酸以循環(huán)利用，并減少污染，反應方程式是4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。(2)因加水使c(Fe3＋)降低，則Fe(OH)3開始沉淀的pH>1.9，而實際操作中一般不用此法調(diào)節(jié)溶液pH，其主要原因是加入的水較多不利于蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)濃縮消耗很多的能量。(3)由溶液Ⅱ得到晶體需蒸發(fā)濃縮，而蒸發(fā)時硫酸銅會水解，因此加入硫酸抑制水解。根據(jù)CuSO45H2O的溶解度曲線知溫度越高，其溶解度越大，即溫度低時析出量多，而且30 ℃時CuSO45H2O失水變?yōu)镃uSO43H2O，因此應冷卻到30 ℃以下結晶。 答案：(1)2∶3　O2　4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3(2)>　不利于蒸發(fā)濃縮(或蒸發(fā)濃縮消耗很多的能量)(3)H2SO4　冷卻到30 ℃以下結晶