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銅及其化合物 【考向分析】 高考對(duì)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?cè)谌粘Ｉ睢⑸a(chǎn)中的應(yīng)用為主，題型以選擇題、綜合推斷題、實(shí)驗(yàn)題為主，尤其是以金屬及其化合物在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用為載體的綜合實(shí)驗(yàn)題的趨勢(shì)較大。 【要點(diǎn)講解】 要點(diǎn)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(jié)構(gòu)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(dǎo)電性和導(dǎo)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(yīng)用占銅的工業(yè)總用量的一半左右，半導(dǎo)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(shè)施，具有獨(dú)特的殺菌功能，抑制細(xì)菌生長。 1．銅及其化合物的顏色 2．銅的化學(xué)性質(zhì) (1) 與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 2Cu＋O2 2CuO 2 Cu＋S Cu2S Cu＋Cl2 CuCl2 (2) 與酸反應(yīng) ①與非氧化性酸（稀鹽酸、稀硫酸）不反應(yīng)。 ②與氧化性酸反應(yīng) 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(yīng) 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(huì)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(xué)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(yīng)。 H2 ＋CuO Cu＋ H2O C ＋2CuO 2Cu＋ CO2 ↑ ③氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)： 4CuO 2Cu2O＋ O2 ↑ （2）氫氧化銅：Cu(OH)2為藍(lán)色不溶于水的絮狀沉淀。 ①與酸反應(yīng)：Cu(OH)2＋2H＋=== Cu2＋＋2H2O ②受熱分解：Cu(OH)2CuO＋H2O ③檢驗(yàn)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(zhuǎn)化。 CuSO45H2OCuSO4 ＋ 5H2O CuSO4 ＋ 5H2O ＝ CuSO45H2O 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)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(lán)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{(lán)色晶體 CuSO4＋5H2O＝ CuSO45H2O 要點(diǎn)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(xué)等多方面性能。如合金的熔點(diǎn)一般比它的成分金屬熔點(diǎn)低，合金適宜鑄造；又如硬鋁合金的強(qiáng)度和硬度都比純鋁大，幾乎相當(dāng)鋼材，且密度小。 （3）鈦合金：金屬鈦是一種新型的結(jié)構(gòu)材料。鈦的密度為4.54gcm-3，比鋼輕，可是，鈦的機(jī)械性能與鋼相似。鈦恰好兼有鋼和鋁的優(yōu)點(diǎn)。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(jiān)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(hù)膜，使得鈦具有優(yōu)良的抗腐蝕性，特別是對(duì)海水的抗腐蝕性很強(qiáng)。由于金屬鈦具有優(yōu)良的性能，在國防和高能技術(shù)中，鈦占有重點(diǎn)地位，在航海和航空制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)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(yīng)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(shí)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(dòng)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(dòng)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(diǎn)的金屬) ③熔融電解法：適用于冶煉活動(dòng)性強(qiáng)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(xué)反應(yīng)(如置換、氧化還原、中和、水解等)，對(duì)原料中的金屬進(jìn)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(huì)日漸減少。金屬制品在使用過程中會(huì)被腐蝕或損壞，同時(shí)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(huì)污染環(huán)境。要解決以上兩個(gè)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。回收的廢舊金屬，大部分可以重新制成金屬或它們的化合物再用。 考點(diǎn)三 金屬的活動(dòng)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(jié)構(gòu)的特征(最外層電子) 最外層電子數(shù)一般少于4個(gè)(ⅣA～ⅥA族的某些金屬元素有4～5個(gè)，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(dǎo)體，有良好的延性和展性 2.金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用 (1)判斷金屬與酸反應(yīng)：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(yīng)，只能與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)；氫以前金屬與氧化性酸反應(yīng)的產(chǎn)物與金屬活潑性、酸的濃度、溫度等多種因素有關(guān)。 (2)判斷金屬與鹽溶液反應(yīng)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(jià)陽離子發(fā)生非置換反應(yīng)。如2Fe3++Cu=2Fe2++ Cu2+ (3)判斷金屬與H20反應(yīng)的產(chǎn)物：K、Ca、Na遇冷水迅速反應(yīng)生成堿和H2；Mg在冷水中緩慢反應(yīng)，在沸水中能較快反應(yīng)生成堿和H2；Al在冷水中不反應(yīng)，在沸水中微弱反應(yīng)生成堿和H2；Zn、Fe、Sn、Pb能在紅熱條件下與水蒸氣反應(yīng)生成氧化物和H2；氫以后金屬不與H20反應(yīng)。 （4）判斷原電池的電極和電極反應(yīng)：相對(duì)活潑的金屬作負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)。 （5）判斷電解時(shí)陽離子放電順序：與金屬活動(dòng)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(yīng)的規(guī)律 （1）定性規(guī)律：按金屬活動(dòng)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(yīng)；K→Pb和強(qiáng)氧化性酸（如硝酸、濃硫酸等）發(fā)生氧化還原反應(yīng)，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(qiáng)氧化性酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)；Pt→Au和強(qiáng)氧化性混酸（王水）發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 （2）定量規(guī)律：金屬與酸反應(yīng)失去電子的物質(zhì)的量=產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量；當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量差相等時(shí)，反應(yīng)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(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對(duì)應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)之比；相同質(zhì)量的金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量之比等于其金屬失去1mol電子時(shí)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(yīng)后對(duì)應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)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(shí)金屬的質(zhì)量比。 （3）快慢規(guī)律：金屬的活潑性越強(qiáng)，越容易與酸發(fā)生置換反應(yīng)，生成氫氣的速率越大。 【考點(diǎn)過關(guān)】判斷正誤，正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“”。 （1）將銅絲插入濃硫酸加熱，反應(yīng)后把水加入反應(yīng)器中，觀察硫酸銅溶液的顏色(　　) 如果把水加入反應(yīng)器中，會(huì)造成酸液飛濺，應(yīng)把反應(yīng)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(yīng)應(yīng)點(diǎn)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(yīng)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(chǔ)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(diǎn)低(　　) √大多數(shù)合金比各成分金屬硬度大，熔點(diǎn)低，這是大多數(shù)合金的特點(diǎn)。 （8）高鐵車廂大部分材料采用鋁合金，因鋁合金強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強(qiáng)(　　) √常常利用鋁合金的特性來制飛機(jī)、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(diǎn)比純鋁高(　　) 合金的熔點(diǎn)比各成分金屬的熔點(diǎn)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(shí)加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl－。除Cl－的反應(yīng)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(lán)，有黑色固體出現(xiàn)(　　) (4)(2015廣東)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)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(lán)，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(yīng)后固體物質(zhì)增重(　　) 【基礎(chǔ)過關(guān)】 1．(2018濟(jì)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(xué)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(cuò)誤；煤炭的主要成分是碳，反應(yīng)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(zhuǎn)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(diǎn)最高的是(　　) A．青銅 B．黃銅 C．赤銅 D．白銅 解析：合金的熔點(diǎn)低于其組成成分金屬的熔點(diǎn)。青銅是銅錫合金，熔點(diǎn)比銅低，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；黃銅是銅鋅合金，熔點(diǎn)比銅低，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；赤銅是純度較高的銅，熔點(diǎn)比合金高，故C項(xiàng)正確；白銅是銅鎳合金，熔點(diǎn)比銅低，故D項(xiàng)錯(cuò)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(guān)說法不正確的是(　　) A．粗銅電解精煉時(shí)，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(yīng) C．黃銅礦冶煉銅時(shí)，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(shí)，提純四氯化硅可用多次分餾的方法 解析：電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽極，故A正確；制備單質(zhì)時(shí)涉及化合價(jià)變化，是氧化還原反應(yīng)，制玻璃的反應(yīng)是SiO2＋Na2CO3Na2SiO3＋CO2↑和SiO2＋CaCO3CaSiO3＋CO2↑，元素化合價(jià)未發(fā)生變化，均不屬于氧化還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；SO2可以轉(zhuǎn)化成SO3，進(jìn)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(diǎn)不同進(jìn)行分餾，將SiCl4從雜質(zhì)中提取出來，再與H2發(fā)生置換反應(yīng)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(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天平測(cè)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(xué)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(guān)系曲線，如圖乙所示。則下列分析正確的是(　　) A．圖甲中a點(diǎn)和b點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為Cu2O和CuO B．圖甲整個(gè)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(guān)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(zhuǎn)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(diǎn)對(duì)應(yīng)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(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是Cu2O，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)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(xiàng)錯(cuò)誤；CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g計(jì)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(guān)系，表示的是CuO，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)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(zhuǎn)移，D項(xiàng)正確。答案：D 5．(2018荊州檢測(cè))粗制的CuSO45H2O晶體中含有Fe2＋。提純時(shí)，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(shí)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(huì)使部分H2O2分解而損失 D．調(diào)溶液pH＝4的依據(jù)是當(dāng)pH＝4時(shí)Fe3＋沉淀完全，而Cu2＋還未開始沉淀 解析： CuSO45H2O晶體溶解后Cu2＋會(huì)發(fā)生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解時(shí)加入少量的稀硫酸可抑制Cu2＋的水解，A正確；因?yàn)檠趸疐e2＋時(shí)，溶液為強(qiáng)酸性，在強(qiáng)酸性條件下，不可能大量存在OH－，B錯(cuò)誤；Cu2＋對(duì)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?yàn)樵摬僮鞯哪康氖浅e3＋且硫酸銅不損失，所以調(diào)節(jié)溶液的pH＝4，應(yīng)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(jī)C919試飛成功，化學(xué)工作者研發(fā)的新材料發(fā)揮了重要作用。下列關(guān)于C919說法錯(cuò)誤的是(　　) A．機(jī)身涂料中的氫氧化鋁有阻燃作用 B．發(fā)動(dòng)機(jī)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(fù)合材料能經(jīng)受許多由溫差帶來的“冷凍熱蒸”的考驗(yàn) D．使用的第三代鋁鋰合金具有低密度、高強(qiáng)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(diǎn)很高，所以氫氧化鋁有阻燃作用，A項(xiàng)正確；氮化硅不屬于硅酸鹽，所以B項(xiàng)錯(cuò)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(yàn)，C項(xiàng)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(shí)仍然保持較高的強(qiáng)度、較好的抗腐蝕性和耐低溫性以及適宜的延展性，D項(xiàng)正確。答案：B 7．(2018河北三市聯(lián)考)化學(xué)美無處不在，下圖是物質(zhì)間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的顏色變化，其中物質(zhì)a、b、c、d對(duì)應(yīng)的物質(zhì)正確的是(　　) 選項(xiàng) 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(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，稀硫酸遇酚酞試液顯無色，A項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硫酸與Fe2O3反應(yīng)得到的Fe2(SO4)3溶液呈黃色，B項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硫酸與Cu(OH)2反應(yīng)得到的CuSO4溶液呈藍(lán)色，稀硫酸與Ba(NO3)2反應(yīng)得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸與Fe(OH)2反應(yīng)得到的FeSO4溶液呈淺綠色，稀硫酸遇紫色石蕊試液變紅，D項(xiàng)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(xiàng)，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；C項(xiàng)，調(diào)節(jié)pH時(shí)，F(xiàn)e3＋水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將CuCl22H2O直接加熱脫水，Cu2＋水解，HCl揮發(fā)會(huì)產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2，錯(cuò)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(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀而除去 C．加H2O2溶液時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)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(jié)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(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)電荷不守恒，故錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)誤。答案：B 10．(2018濮陽檢測(cè)) 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(diǎn)/℃ 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?yàn)楹Ｋ墟V的含量很少，所以第一步需要富集，B錯(cuò)誤；由信息可知MgO的熔點(diǎn)比MgCl2的熔點(diǎn)高，所以應(yīng)電解熔融的MgCl2制取Mg，D正確。答案：D 11．(2018濟(jì)南測(cè)試) 下列說法中正確的是(　　) A.Cu→CuO→Cu(OH)2每步轉(zhuǎn)化均能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn) B.鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)高 C.金屬銅放置在潮濕的空氣中會(huì)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(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行 解析：A選項(xiàng)，CuO→Cu(OH)2不能通過一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)，錯(cuò)誤；B選項(xiàng)，鋁合金比純鋁的熔點(diǎn)低，錯(cuò)誤；D選項(xiàng)，鐵、銅表面不能形成致密的氧化膜，錯(cuò)誤。答案：C 12．(2018包頭高三檢測(cè)) 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(shí)選用的還原劑的還原性更強(qiáng) C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)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(shí)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(xiàng)，鐵用CO還原法煉制，用鋁熱反應(yīng)成本太高，故A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，不同點(diǎn)是前者使用氧化劑，后者使用還原劑，故B錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鋁是共價(jià)化合物，所以熔融時(shí)，它是不導(dǎo)電的，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，故C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，高爐煉鐵中焦炭的作用是與氧氣反應(yīng)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(yīng)用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl，并進(jìn)行相關(guān)探究。 [資料查閱] [實(shí)驗(yàn)探究]該小組用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。 請(qǐng)回答下列問題： (1)儀器X的名稱是________。 (2)實(shí)驗(yàn)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(diǎn)燃酒精燈，加熱e．停止通入HCl，然后通入N2 (3)在實(shí)驗(yàn)過程中，觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)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(yīng)的離子方程式是_______________。 (5)反應(yīng)結(jié)束后，取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)先通氯化氫氣體，再點(diǎn)燃酒精燈，反應(yīng)結(jié)束后，先熄滅酒精燈，再停止通入氯化氫氣體，故實(shí)驗(yàn)操作的先后順序?yàn)閍→c→d→b→e。(3)實(shí)驗(yàn)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{(lán)色石蕊試紙變紅；又由于反應(yīng)過程中產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應(yīng)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(yīng)為氯氣與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)，離子方程式為Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①由于加熱時(shí)間不足或溫度偏低，CuCl22H2O失去結(jié)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(yīng)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(shí)間不足或溫度偏低②通入HCl的量不足 14．(2018河北正定中學(xué)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(xué)自主探究實(shí)驗(yàn)小組擬對(duì)其組成進(jìn)行探究。查閱資料：Cu2O在酸性溶液中會(huì)發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O 實(shí)驗(yàn)探究一　學(xué)生甲利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，稱量反應(yīng)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(shí)驗(yàn)步驟中，選擇正確的操作順序：__________________(填序號(hào))。 ①打開止水夾?、谙鏑處的酒精噴燈　③C處冷卻至室溫后，關(guān)閉止水夾?、茳c(diǎn)燃C處的酒精噴燈?、菔占瘹錃獠Ⅱ?yàn)純 實(shí)驗(yàn)探究二 (3)學(xué)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(shè)和判斷，結(jié)論正確的是___ (填選項(xiàng)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(xué)方程式：________________________________。 實(shí)驗(yàn)探究三 (4)學(xué)生丙取一定量樣品于燒杯中，加入足量的稀硫酸，反應(yīng)后經(jīng)過濾得到固體3.2 g，測(cè)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(yàn)玻璃管出來的氫氣純度，氣體純凈后再點(diǎn)燃C處的酒精噴燈，反應(yīng)完成后熄滅C處的酒精噴燈，待C處冷卻至室溫后，關(guān)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?yàn)棰佗茛堍冖邸?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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)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(yīng)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(shí)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(hào))，生成該離子的離子方程式為 _______________________，檢驗(yàn)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(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ___________________________，在實(shí)驗(yàn)室中完成此實(shí)驗(yàn)還需要的試劑是________(填序號(hào))。 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(yīng)______________，直至連續(xù)兩次測(cè)定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同(或質(zhì)量相差小于0.1 g)時(shí)為止；灼燒時(shí)必須用到的實(shí)驗(yàn)儀器是________。 (4)溶液G與固體混合物B反應(yīng)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(jié)晶水)，該鹽受熱分解產(chǎn)生三種氧化物，則該鹽的化學(xué)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(yàn)Fe2＋可以用鐵氰化鉀溶液(生成藍(lán)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(yīng)：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，該反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，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(yīng)灼燒、冷卻至室溫后稱重，重復(fù)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(jié)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(fù)多次　坩堝(4)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O(5)Cu2(OH)2CO3[或Cu(OH)2CuCO3] 16．(2018萊蕪模擬)實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)的工藝流程如圖所示： 請(qǐng)回答下列問題： (1)根據(jù)反應(yīng)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(xué)方程式表示)。 (2)溶液Ⅰ中存在一定濃度的Fe3＋、Cu2＋，在該濃度時(shí)生成氫氧化物沉淀的pH如下表。操作③中某學(xué)生設(shè)計(jì)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(shí)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(yīng)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(jié)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(yīng)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(shí)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(shí)硫酸銅會(huì)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(shí)析出量多，而且30 ℃時(shí)CuSO45H2O失水變?yōu)镃uSO43H2O，因此應(yīng)冷卻到30 ℃以下結(jié)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(jié)晶