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專題17 用途廣泛的金屬材料 一、銅及其重要化合物 1．銅 （1）物理性質(zhì) 純凈的銅為紫紅色，屬于有色金屬，密度較大，硬度較小，熔、沸點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性。 （2）化學(xué)性質(zhì) 與非金屬單質(zhì)反應(yīng) Cl2 Cu +Cl2CuCl2 O2 2Cu+O22CuO S 2Cu +SCu2S 與酸反應(yīng) 非氧化性酸 不反應(yīng) 氧化性酸 Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O Cu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+ 2H2O 3Cu+8HNO3 (稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4H2O 與鹽溶液反應(yīng) Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+ 潮濕空氣中 形成銅銹 2Cu+O2+H2O+CO2Cu2(OH)2CO3 2．氧化銅和氧化亞銅 名稱 氧化銅 氧化亞銅 與酸反應(yīng)(H+) CuO+2H+Cu2++H2O Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O 與H2反應(yīng) CuO+H2Cu+H2O Cu2O+H22Cu+H2O 轉(zhuǎn)化關(guān)系 4CuO2Cu2O+O2↑ 3．氫氧化銅 Cu(OH)2是一種不溶于水的藍(lán)色固體。其化學(xué)性質(zhì)主要有弱堿性，不穩(wěn)定性和弱氧化性等。 Cu(OH)2的化學(xué)性質(zhì) （1）弱堿性：Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O （2）不穩(wěn)定性：Cu(OH)2CuO+H2O （3）弱氧化性：能氧化醛基。 4．五水硫酸銅 CuSO45H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。無(wú)水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O)，可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。 二、合金及金屬材料 1．合金 （1）概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。 （2）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。 ①熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低； ②硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。 2．常見的金屬材料 （3）幾種有色金屬材料 鋁及鋁合金 銅及銅合金 三、金屬礦物的開發(fā)利用 1．金屬在自然界中存在的形態(tài) 除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬元素以化合態(tài)的形式存在于自然界中。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯正化合價(jià)。 2．金屬冶煉的實(shí)質(zhì) 使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質(zhì)的過(guò)程：Mn＋＋ne－===M。 3．金屬冶煉的一般步驟 4．金屬冶煉方法 （1）熱分解法冶煉金屬 例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。 用熱分解法冶煉金屬的特點(diǎn)：金屬元素的金屬性弱，金屬元素的原子不易失去電子，其金屬離子容易得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差。 （2）熱還原法冶煉金屬 ①焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 ②一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。 ③氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為3H2＋WO3W＋3H2O，4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O。 ④活潑金屬還原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O56V＋5Al2O3。 （3）電解法冶煉金屬 例如：電解Al2O3、MgCl2、NaCl，其化學(xué)方程式依次為2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 金屬活動(dòng)性順序表中隱含的重要信息 比較 金屬活動(dòng)性順序 K、Ca、Na Mg Al Zn Fe、Sn、 Pb(H) Cu Hg、Ag Pt、Au 自然界存在形態(tài) 化合態(tài) 多數(shù)是化合態(tài)，極少數(shù)是游離態(tài) 游離態(tài) 主要冶煉方法 電解法 熱還原法 熱分解法 物理方法 與O2反應(yīng) 常溫下易反應(yīng) 常溫下生成氧化膜 加熱化合 不反應(yīng) 與H2O反應(yīng) 常溫下生成 堿和氫氣 與熱水 反應(yīng) 有堿存在 與水反應(yīng) 與高溫水 蒸氣反應(yīng) 不反應(yīng) 與H+反應(yīng) 從酸中把氫置換出來(lái)，生成鹽和氫氣 不反應(yīng) 與鹽溶液反應(yīng) 先與水反應(yīng)，生成的堿再與鹽反應(yīng) 排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái) 考向一 合金的性質(zhì)及其應(yīng)用 典例1 2017年11月30日，第二架國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C 919在上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)首飛。C 919機(jī)身部分采用第三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的認(rèn)識(shí)不正確的是 A.鋁鋰合金密度較小，強(qiáng)度較大，硬度大于純鋁，熔點(diǎn)低于鋰單質(zhì) B.改變?cè)系呐浔龋梢灾频眯阅懿煌匿X鋰合金 C.鋁鋰合金具有金屬光澤，可導(dǎo)電導(dǎo)熱 D.鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同 【答案】D 1．“蛟龍”號(hào)載人潛水器的外殼是耐超高壓的鈦合金。下列有關(guān)合金的說(shuō)法中正確的是 A．鈦合金是一種新型的金屬單質(zhì) B．鈦合金的熔點(diǎn)比成分金屬的低，硬度小 C．鈦合金的化學(xué)性質(zhì)與鈦單質(zhì)相同 D．青銅、碳素鋼、合金鋼和硬鋁均是合金 考向二 合金成分的檢驗(yàn)與測(cè)定 典例1 某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 下列說(shuō)法中不正確的是 A．合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B．銅和銀都能與稀硝酸反應(yīng)，收集到的V L氣體可能全為NO C．操作Ⅰ是過(guò)濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ應(yīng)是低溫干燥 D．根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 【答案】D 2．現(xiàn)代建筑的門窗框架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(每一步試劑均過(guò)量)，由此可以推知硬鋁的組成可能為 A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Fe、Zn、Na C．Al、Na、Cu、Fe D．Al、Cu、Mg、Si、Mn 合金成分的定性分析 形成合金的各種成分的特殊化學(xué)性質(zhì)仍按單一組分的性質(zhì)(例如鋁合金中的鋁既能溶于酸又能溶于堿的性質(zhì)不變，銅能溶于稀硝酸，且硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體等性質(zhì)不變)，一般是將合金酸溶或堿溶，根據(jù)反應(yīng)中的特殊現(xiàn)象或根據(jù)溶解后所得溶液繼續(xù)加沉淀劑產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷其成分。此類試題常以流程圖的形式呈現(xiàn)，解答的關(guān)鍵是理清每一步加入的物質(zhì)和生成物質(zhì)的成分。 考向三 銅及其化合物的性質(zhì) 典例1 某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是 A．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 B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成 C．將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCl2固體 D．將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠 【答案】D 3．已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu+Cu2++Cu↓。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下： 加入試劑 稀硫酸 濃硫酸、 加熱 稀硝酸 濃硝酸 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 紅色固體和藍(lán)色溶液 無(wú)色氣體 無(wú)色氣體和藍(lán)色溶液 紅棕色氣體 和綠色溶液 由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是 A．Cu B．Cu2O C．一定有Cu，可能有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 考向四 銅及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系綜合考查 典例1 CuSO4是一種重要的化工原料，其制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是 A．途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2 B．相對(duì)于途徑①、③，途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 C．1 mol CuSO4在1 100 ℃所得混合氣體X中O2一定為0.75 mol D．Y可以是葡萄糖 【答案】C 4．銅是生活中常見的金屬，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： （1）Cu不活潑，通常情況下不與稀硫酸反應(yīng)，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快變藍(lán)。試寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________。 （2）將硫酸銅溶液和碳酸鈉溶液混合，會(huì)析出Cu2(OH)2CO3綠色固體，試寫出該反應(yīng)的離子方程式_________________。 （3）火法煉銅的原理：Cu2S＋O22Cu＋SO2，在該反應(yīng)中每生成1 mol Cu，轉(zhuǎn)移_______mol電子。 （4）以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。 a．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng) b．溶液中Cu2＋向陰極移動(dòng) c．電解過(guò)程中，陽(yáng)極和陰極的質(zhì)量變化相等 d．利用陽(yáng)極泥可回收Al、Zn等金屬 （5）據(jù)報(bào)道，有一種叫Thibacillus Ferroxidans的細(xì)菌在有氧氣存在的酸性溶液中，可將黃銅礦CuFeS2氧化成硫酸鹽：4CuFeS2＋2H2SO4＋17O2===4CuSO4＋2Fe2(SO4)3＋2H2O。利用反應(yīng)后的溶液，按如下流程可制備膽礬(CuSO45H2O)： ①檢驗(yàn)溶液B中Fe3＋是否被除盡的實(shí)驗(yàn)方法是____________________。 ②在實(shí)驗(yàn)室中，設(shè)計(jì)兩個(gè)原理不同的方案，從溶液B中提煉金屬銅(要求：一種方案只用一個(gè)反應(yīng)來(lái)完成)。寫出兩種方案中涉及的化學(xué)方程式。 方案一：___________________________； 方案二：___________________________。 考向五 金屬冶煉原理 典例1 下列關(guān)于金屬冶煉方法的敘述不正確的是 選項(xiàng) 金屬 存在形式 冶煉方法 A 金 游離態(tài) 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離 B 銀 化合態(tài) 銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉 C 鐵 化合態(tài) 用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物 D 鈉 化合態(tài) 鈉的金屬性強(qiáng)，一般還原劑很難將其還原出來(lái)，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉 【答案】D 5．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理中錯(cuò)誤的是 A．MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ B．Al2O3+3H22Al+3H2O C．C+2ZnO2Zn+CO2↑ D．2HgO2Hg+O2↑ 1．下列有關(guān)金屬冶煉的方法敘述正確的是 A.電解MgCl2水溶液制備金屬M(fèi)g B.利用鋁熱反應(yīng)制備金屬Al C.加熱分解Fe2O3的方法制備金屬鐵 D.用火法或濕法均可制備金屬銅 2．“擬晶”是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。Al65Cu23Fe12是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說(shuō)法正確的是 A.無(wú)法確定Al65Cu23Fe12中三種金屬的化合價(jià) B.Al65Cu23Fe12的硬度小于金屬鐵 C.Al65Cu23Fe12不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料 D.1 mol Al65Cu23Fe12溶于過(guò)量的硝酸時(shí)共失去265 mol電子 3．利用如圖裝置做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法不正確的是 A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 B.該反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生高溫，發(fā)出強(qiáng)光 C.根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理，可以冶煉某些金屬 D.若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3 mol 電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1 mol 4．下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A.粗銅電解精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極 B.生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過(guò)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FeO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 5．鉛的冶煉大致過(guò)程如下： ①富集：將方鉛礦(PbS)進(jìn)行浮選； ②焙燒：2PbS+3O22PbO+2SO2； ③制粗鉛：PbO+CPb+CO↑； PbO+COPb+CO2。 下列說(shuō)法正確的是 A．浮選法富集方鉛礦的過(guò)程屬于化學(xué)變化 B．方鉛礦焙燒反應(yīng)中，PbS是還原劑，還原產(chǎn)物只有PbO C．整個(gè)冶煉過(guò)程中，制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移2 mol電子 D．將1 mol PbS完全冶煉成Pb理論上至少需要6 g碳 6．向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某濃度的稀硝酸0.5 L，固體物質(zhì)完全反應(yīng)，生成NO和Cu(NO3)2，在所得溶液中加入1.0 molL－1的NaOH溶液1.0 L，此時(shí)溶液呈中性，金屬離子已完全沉淀，沉淀質(zhì)量為39.2 g。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是 A．Cu與Cu2O 的物質(zhì)的量之比為2∶1 B．硝酸的物質(zhì)的量濃度為2.6 molL－1 C．產(chǎn)生的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為4.48 L D．Cu、Cu2O與硝酸反應(yīng)后剩余HNO3為0.2 mol 7．某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)銅、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A.實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，說(shuō)明稀硝酸被銅還原為NO2 B.實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說(shuō)明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng) C.實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO44CuSO4+2NO↑+4H2O D.由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論:銅在常溫下既可以和稀硝酸反應(yīng)，也可以和稀硫酸反應(yīng) 8．從某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工業(yè)廢液中回收銅并制備氯化鐵晶體的流程如下： 則下列說(shuō)法正確的是 A．試劑a是鐵、試劑b是稀硫酸 B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用儀器相同 C．試劑c是氯氣，相應(yīng)的反應(yīng)為2Fe2＋＋Cl2===2Cl－＋2Fe3＋ D．用酸性KMnO4溶液可檢驗(yàn)溶液W中是否還有Fe2＋ 9．取一定質(zhì)量含Cu、Cu2O、CuO的固體混合物，將其分成兩等份并進(jìn)行下列轉(zhuǎn)化： 則轉(zhuǎn)化過(guò)程中所加稀HNO3的物質(zhì)的量濃度為 A．4.4 molL?1 B．3.6 molL?1 C．4.0 molL?1 D．3.2 molL?1 10．為了確定一批合金廢料的成分并加以回收利用，某同學(xué)擬定了以下實(shí)驗(yàn)方案: (已知Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑) 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: （1）從上述信息可確定該合金中一定含有Fe和______________(填化學(xué)式)。 （2）“試劑a”是一種不引入雜質(zhì)的綠色氧化劑，該氧化劑的化學(xué)式為__________________；濾渣D與稀硫酸和試劑a總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。 （3）若反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H2，則驗(yàn)證濾液A只含NaAlO2不含Na2SiO3的方法是取少量濾液A于試管中，__________________；如果濾液A只含NaAlO2而不含Na2SiO3，則反應(yīng)①的離子方程式為_________________。 11．某化學(xué)興趣小組用含有鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體[FeSO47H2O]和膽礬晶體，以探索工業(yè)廢料的再利用。其實(shí)驗(yàn)方案如下： 回答下列問(wèn)題： （1）寫出合金與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式：___________________________。 （2）用濾渣F通過(guò)兩種途徑制取膽礬，與途徑③相比，途徑④明顯具有的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是__________________________，____________________________。 （3）進(jìn)行途徑②時(shí)，該小組用如下圖所示裝置及試劑，將制得的CO2氣體通入濾液A中。一段時(shí)間后，觀察到燒杯中產(chǎn)生的白色沉淀逐漸減少，其原因是_____________________________(用離子方程式表示)；為了避免沉淀D減少，應(yīng)該在裝置Ⅰ和裝置Ⅱ之間增加一個(gè)盛有__________的洗氣瓶。 （4）通過(guò)途徑④制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：加硫酸、加熱通氧氣、過(guò)濾、________、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、自然干燥。其中“加熱通氧氣”所起的作用為_____________________(用離子方程式表示)。 （5）白磷有劇毒，不慎沾到皮膚上，可取少量膽礬配制成CuSO4溶液沖洗解毒。白磷可與熱的CuSO4溶液反應(yīng)生成Cu3P(Cu為＋1價(jià))，與冷CuSO4溶液反應(yīng)則析出Cu，反應(yīng)的化學(xué)方程式分別(均未配平)為： ①P4＋CuSO4＋H2OCu3P＋H3PO4＋H2SO4 ②P4＋CuSO4＋H2O―→Cu＋H3PO4＋H2SO4 若上述兩反應(yīng)中被氧化的P4的物質(zhì)的量相等，則消耗的CuSO4的物質(zhì)的量之比為____________。 1．［2015四川］下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述正確的是 A．該溶液中Na+、、、Mg2+可以大量共存 B．通入CO2氣體產(chǎn)生藍(lán)色沉淀 C．與H2S反應(yīng)的離子方程式：Cu2++ S2?===CuS↓ D．與過(guò)量濃氨水反應(yīng)的離子方程式：Cu2++2NH3H2O===Cu(OH)2↓+2 2．［2017江蘇］堿式氯化銅是重要的無(wú)機(jī)殺菌劑。 （1）堿式氯化銅有多種制備方法 ①方法1： 45 ~ 50℃時(shí)，向CuCl懸濁液中持續(xù)通入空氣得到Cu2(OH)2Cl23H2O，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。 ②方法2： 先制得CuCl2，再與石灰乳反應(yīng)生成堿式氯化銅。Cu與稀鹽酸在持續(xù)通入空氣的條件下反應(yīng)生成CuCl2，F(xiàn)e3+對(duì)該反應(yīng)有催化作用，其催化原理如圖所示。M的化學(xué)式為______。 （2）堿式氯化銅有多種組成，可表示為Cua(OH)bClcxH2O。為測(cè)定某堿式氯化銅的組成，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：①稱取樣品1.1160 g，用少量稀HNO3溶解后配成100.00 mL溶液A；②取25.00 mL溶液A，加入足量AgNO3溶液，得AgCl 0.1722 g；③另取25.00 mL溶液A，調(diào)節(jié)pH 4 ~ 5，用濃度為0.08000 molL?1的EDTA(Na2H2Y2H2O)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cu2+ (離子方程式為Cu2++ H2Y2?CuY2?+2H+)，滴定至終點(diǎn)，消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液30.00 mL。通過(guò)計(jì)算確定該樣品的化學(xué)式(寫出計(jì)算過(guò)程)。 變式拓展 1．【答案】D 2．【答案】D 【解析】硬鋁中一定含有Al，樣品加入足量稀鹽酸后有難溶物存在，說(shuō)明有金屬活動(dòng)性在H之后的金屬或非金屬存在，再加入濃NaOH溶液后有氣體生成和難溶物存在，根據(jù)題目信息可知硬鋁樣品中含有Si，最終的難溶物為Cu。 3．【答案】D 4．【答案】（1）Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O （2）2Cu2＋＋2＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑ （3）3 （4）ab （5）①取少量溶液B于試管中，加入幾滴KSCN溶液，若溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，則說(shuō)明Fe3＋已被除盡?、贑uSO4＋Fe===Cu＋FeSO4　2CuSO4＋2H2O2Cu＋2H2SO4＋O2↑(合理答案均可) 【解析】（1）酸性條件下H2O2將Cu氧化：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 （2）由題給信息可知反應(yīng)的離子方程式為2Cu2＋＋2＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑。 （3）根據(jù)題給方程式可知，生成2 mol Cu時(shí)，轉(zhuǎn)移6 mol電子，則生成1 mol Cu時(shí)，轉(zhuǎn)移3 mol電子。 （4）粗銅接電源的正極，作陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，a正確；溶液中陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，b正確；電解過(guò)程中，陽(yáng)極是鋁、鋅、銅放電，Ag、Pt、Au等形成陽(yáng)極泥，而陰極始終是Cu2＋得電子生成單質(zhì)銅，所以陰極和陽(yáng)極質(zhì)量變化不一定相等，c錯(cuò)誤；陽(yáng)極泥是比銅活動(dòng)性差的Ag、Pt、Au沉積在陽(yáng)極形成的，d錯(cuò)誤。 （5）①驗(yàn)證Fe3＋最好用KSCN溶液。②由硫酸銅得到銅，可以通過(guò)置換反應(yīng)，也可以通過(guò)電解。 5．【答案】B 【解析】Al活動(dòng)性比H2強(qiáng)，不能用H2還原法進(jìn)行冶煉，應(yīng)用電解法進(jìn)行冶煉。 考點(diǎn)沖關(guān) 1．【答案】D 【解析】應(yīng)電解熔融的MgCl2冶煉Mg，A錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)是Al和某些金屬氧化物反應(yīng)，B錯(cuò)誤；鐵的冶煉是用CO還原Fe2O3，C錯(cuò)誤。 2．【答案】C 3．【答案】D 【解析】鋁熱反應(yīng)方程式是2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，A正確；鋁熱反應(yīng)會(huì)放出大量的熱以及發(fā)出強(qiáng)光，B正確；根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理，可以冶煉某些金屬，C正確；反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3 mol 電子，消耗Fe2O3的物質(zhì)的量是0.5 mol，D錯(cuò)誤。 4．【答案】B 【解析】電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，自身可以溶解，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↑，化合價(jià)未發(fā)生變化，不屬于氧化還原反應(yīng)，B錯(cuò)誤；FeO與CO在高溫下可生成Fe，C正確；制備硅的過(guò)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(lái)，再與H2發(fā)生置換反應(yīng)得到高純硅，D正確。 5．【答案】D 【解析】富集方鉛礦的過(guò)程屬于物理變化，A錯(cuò)誤；方鉛礦焙燒反應(yīng)中還原產(chǎn)物除PbO外還有SO2，B錯(cuò)誤；整個(gè)冶煉過(guò)程中，制取1 mol Pb共轉(zhuǎn)移8 mol電子，C錯(cuò)誤。 6．【答案】B 【解析】設(shè)Cu為x mol，則Cu2O的質(zhì)量為(27.2－64x)g，根據(jù)銅元素守恒，x＋2(27.2－64x)/144＝39.2/98，解得x＝0.2 mol，則Cu2O的物質(zhì)的量為0.1 mol，即兩者物質(zhì)的量之比為2∶1，A正確；加入氫氧化鈉后，溶液顯中性，說(shuō)明溶質(zhì)為NaNO3，即氫氧化鈉的物質(zhì)的量＝n(NO)＝11 mol＝1 mol，根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，0.22＋0.121＝n(NO)3，解得n(NO) ＝ 0.2 mol，根據(jù)氮元素守恒，硝酸的物質(zhì)的量濃度＝(1 ＋ 0.2)/0.5 molL－1 ＝ 2.4 molL－1，B錯(cuò)誤；根據(jù)選項(xiàng)B的分析，V(NO)＝0.222.4 L＝4.48 L，C正確；剩余硝酸的物質(zhì)的量＝[1.2－0.2－(0.2＋0.1 2)2] mol＝0.2 mol，D正確。 7．【答案】C 【解析】①中發(fā)生反應(yīng):3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，溶液為藍(lán)色，試管口NO被氧化生成紅棕色的二氧化氮，但硝酸被還原為NO，A錯(cuò)誤；③中加稀硫酸，銅與稀硫酸不反應(yīng)，但硝酸銅在酸性條件下具有硝酸的強(qiáng)氧化性，繼續(xù)與銅反應(yīng)，B、D錯(cuò)誤，C正確。 8．【答案】C 【解析】由最終要得到的氯化鐵及流程圖知試劑b為鹽酸，A錯(cuò)誤；操作Ⅰ和操作Ⅱ是過(guò)濾，操作Ⅲ為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾，故所用儀器有差異，B錯(cuò)誤；濾液Z中含有氯化亞鐵，所以試劑c為氯氣，C正確；高錳酸鉀能氧化氯離子，D錯(cuò)誤。 9．【答案】D 10．【答案】（1）Cu （2）H2O2　Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O （3）逐滴滴加稀鹽酸(或稀硫酸)至過(guò)量，先產(chǎn)生白色沉淀，然后沉淀完全溶解 2Al+2OH-+2H2O2+3H2↑ 【解析】（1）最終生成膽礬，一定含有銅。 （2）H2O2是綠色氧化劑；H2O2在酸性條件下，氧化銅的方程式為Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。 （3）如果含有Na2SiO3，則Na2SiO3與酸反應(yīng)生成H2SiO3沉淀，此沉淀不與過(guò)量的酸反應(yīng)，所以最終白色沉淀不消失。 11．【答案】（1）2Al＋2OH－＋2H2O===2＋3H2↑ （2）產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗硫酸少　途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體 （3）Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　飽和NaHCO3溶液 （4）蒸發(fā)濃縮　2Cu＋O2＋4H＋===2Cu2＋＋2H2O （5）1∶1 【解析】合金中只有鋁和NaOH溶液反應(yīng)，所得濾液A中含有NaAlO2和剩余的NaOH，向?yàn)V液A通入足量的CO2，生成沉淀Al(OH)3。濾渣為Fe和Cu，濾渣B中加入足量的稀硫酸，F(xiàn)e溶解，濾液E為FeSO4溶液，濾渣F為Cu。 （2）途徑④中通入氧氣，H2SO4只表現(xiàn)酸性，所以產(chǎn)生等量膽礬途徑④消耗H2SO4少，而且途徑④不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體。 （3）大理石和濃鹽酸反應(yīng)生成的CO2中含有HCl，通入NaAlO2溶液中，反應(yīng)生成的Al(OH)3和鹽酸反應(yīng)生成AlCl3和H2O，離子方程式為Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。除去CO2中的HCl，用飽和NaHCO3溶液。 直通高考 1．【答案】A 【解析】B、無(wú)現(xiàn)象；C、H2S不拆；D、過(guò)量濃氨水反應(yīng)產(chǎn)生[Cu(NH3)4]2+。選A。 2．【答案】（1）①4CuCl + O2+ 8H2O2Cu2(OH)2Cl23H2O ②Fe2+ （2）n(Cl?)=n(AgCl)==4.80010?3mol n(Cu2+)=n(EDTA)=0.08000 molL?130.00 mL10?3 LmL?1=9.60010?3 mol n(OH?)=2n(Cu2+)?n(Cl?)=29.60010?3 mol－4.80010?3 mol=1.44010?2 mol m(Cl?)=4.80010?3 mol35.5 g mol ?1 =0.1704 g m(Cu2+)=9.60010?3 mol64 g mol ?1=0.6144 g m(OH?)=1.44010?2 mol17 g mol ?1 =0.2448 g n(H2O)==4.80010?3 mol a∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH?)∶n(Cl?)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1 化學(xué)式為Cu2(OH)3ClH2O （2）由實(shí)驗(yàn)②可以求出該樣品中所含Cl?的物質(zhì)的量，由氯離子守恒得： n(Cl?)=n(AgCl)==4.80010?3mol 由實(shí)驗(yàn)③結(jié)合反應(yīng)信息Cu2++ H2Y2?CuY2?+2H+，可以求出樣品中所含Cu元素的物質(zhì)的量： n(Cu2+)=n(EDTA)=0.08000 molL?130.00 mL10?3 LmL?1=9.60010?3 mol 再由化合物中電荷守恒得： n(OH?)=2n(Cu2+)?n(Cl?)=29.60010?3 mol－4.80010?3 mol=1.44010?2 mol 分別求出這3種離子的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守恒，求出H2O的質(zhì)量： m(Cl?)=4.80010?3 mol35.5 g mol ?1=0.1704 g m(Cu2+)=9.60010?3 mol64 g mol ?1=0.6144 g m(OH?)=1.44010?2 mol17 g mol ?1=0.2448 g 再求出結(jié)晶水的物質(zhì)的量： n(H2O)==4.80010?3 mol 最后求出各粒子的個(gè)數(shù)之比，寫出化學(xué)式： 因?yàn)閍∶b∶c∶x = n(Cu2+)∶n(OH?)∶n(Cl?)∶n(H2O)=2∶3∶1∶1 ，所以該樣品的化學(xué)式為Cu2(OH)3ClH2O。 【名師點(diǎn)睛】本題重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)間轉(zhuǎn)化的計(jì)量關(guān)系、反應(yīng)條件的定量控制及化學(xué)反應(yīng)原理的理解和應(yīng)用水平，考查學(xué)生運(yùn)用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行化學(xué)計(jì)算的能力，也考查了學(xué)生獲取信息的能力和分析推理的能力。解題的關(guān)鍵有：①分析反應(yīng)前后元素的化合價(jià)變化情況，明確反應(yīng)中的定量關(guān)系。②體驗(yàn)從定量的角度控制反應(yīng)的基本條件的方法。③理解溶液中的離子反應(yīng)與實(shí)驗(yàn)滴定方法的定量計(jì)算，理清物質(zhì)間的計(jì)量關(guān)系。④綜合運(yùn)用電荷守恒和質(zhì)量守恒，理清思路，做到步驟清晰、細(xì)心運(yùn)算。 火彩虹 火彩虹看似高空燃燒的彩虹，但并非彩虹。它是一種發(fā)生在大氣層中罕見的自然現(xiàn)象，看起來(lái)就像是在天空中自發(fā)燃燒的彩虹?；鸩屎鐚W(xué)名為環(huán)地平弧，又稱日載或日承。其形成原理與環(huán)天頂弧相似，均為太陽(yáng)光照射高層大氣中冰晶折射所產(chǎn)生。