2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識梳理與訓(xùn)練 第3章 第4講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（含解析）.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識梳理與訓(xùn)練 第3章 第4講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（含解析） [考綱要求]　1.知道銅及其重要化合物的性質(zhì)。2.了解合金的概念及重要應(yīng)用。3.了解常見金屬的活動順序及金屬冶煉的一般方法。4.了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源開發(fā)利用的作用。 考點(diǎn)一　銅及其化合物 1．單質(zhì)銅 (1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。 (2)化學(xué)性質(zhì) 寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式： ①化學(xué)方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。 ②化學(xué)方程式：2Cu＋SCu2S。 ③與氧化性酸反應(yīng) a．與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O； b．與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。 ④與鹽溶液反應(yīng)(寫離子方程式) a．與硝酸銀溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋； b．與FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。 2．氧化銅和氧化亞銅 名稱 氧化銅 氧化亞銅 顏色 黑色 磚紅色 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 (1)物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。 (2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用 4．CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。 題組一　銅及其化合物的性質(zhì) 1．下列有關(guān)銅的化合物的性質(zhì)的敘述中正確的是(　　) A．CuSO4變成CuSO4·5H2O是物理變化 B．一定條件下，新制的Cu(OH)2懸濁液能與乙醛反應(yīng)但不能與乙酸反應(yīng) C．CuO是黑色固體，與水反應(yīng)可生成Cu(OH)2 D．Cu2O遇硝酸可能會被氧化成Cu2＋ 答案　D 解析　CuSO4變成CuSO4·5H2O屬于化學(xué)變化，A錯；Cu(OH)2是堿，能與酸反應(yīng)，B錯；CuO不能與水反應(yīng)，C錯；Cu2O中銅處于低價態(tài)，能被強(qiáng)氧化劑硝酸氧化。 2．下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是(　　) 選項(xiàng) 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對；Ⅱ?qū)Γ粺o B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅制容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對；Ⅱ?qū)Γ挥? C 向硫酸銅溶液中通入氨氣，有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體 把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑 Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；? D 藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 Ⅰ錯；Ⅱ?qū)?；無 答案　D 解析　稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應(yīng)，而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系，A錯誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯誤；藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。 3．某研究小組通過實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?　　) A．將銅絲插入濃硫酸中并加熱，把反應(yīng)后的溶液倒入水中，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　AD 解析　B項(xiàng)需要先加熱銅才能與氯氣發(fā)生反應(yīng)，故該項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)氯化銅溶液中存在水解平衡，加熱蒸干最終得到的是氫氧化銅，故該項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)銅和鹽酸不反應(yīng)，只有銅綠[Cu2(OH)2CO3]與鹽酸反應(yīng)，故該項(xiàng)正確。 熟記銅及其化合物的顏色 物質(zhì) 顏色 物質(zhì) 顏色 Cu 紫紅色 CuSO4 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 藍(lán)色 Cu2O 磚紅色 Cu2(OH)2CO3 綠色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 藍(lán)色 題組二　銅及其化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用 4．某課外研究小組用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為 (1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是________(填字母)。 a．灼燒過程中部分氧化銅被還原 b．灼燒不充分銅未被完全氧化 c．氧化銅在加熱過程中分解生成銅 d．該條件下銅無法被氧氣氧化 (2)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取純凈CuO，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________。 答案　(1)ab (2)耗酸少；無污染性氣體SO2產(chǎn)生 解析　(1)灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過程中部分氧化銅被還原。 (2)根據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)方程式Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途徑Ⅱ的反應(yīng)方程式2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是①產(chǎn)生等量的CuSO4，比途徑Ⅰ消耗硫酸少；②途徑Ⅱ不產(chǎn)生污染大氣的氣體SO2。 廢銅綜合利用的常見流程框圖模式 考點(diǎn)二　金屬材料及合金概述 1．熟記金屬活動性順序 金屬活動性順序 K、Ca、Na Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb(H) Cu、Hg、Ag Pt、Au 與O2反應(yīng) 常溫下易被氧化，點(diǎn)燃生成過氧化物或其他復(fù)雜氧化物 常溫生成氧化膜 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) 與非氧化性酸反應(yīng) 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從其鹽溶液中置換出來 自然界存在形態(tài) 化合態(tài)(Fe有游離態(tài)) 游離態(tài) 2．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)性能或機(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。 3．常見金屬材料 金屬材料— (1)重要的黑色金屬材料——鋼 鋼是用量最大、用途最廣的合金。 鋼 (2)幾種有色金屬材料 題組一　金屬的性質(zhì)和應(yīng)用 1．下列關(guān)于金屬元素的敘述正確的是(　　) A．金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性 B．金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體 C．金屬元素在不同化合物中化合價均相同 D．大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)為電的良導(dǎo)體 答案　D 解析　金屬離子中的中間價態(tài)離子，比如Fe2＋，既有氧化性又有還原性，A錯；常溫下金屬汞呈液態(tài)，B錯；有的金屬元素存在變價，比如Fe、Cu等，C錯。 2．下列說法中正確的是(　　) A．鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料 B．金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料 C．鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊 D．銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬 答案　C 解析　銅是人類使用最早的金屬材料，A錯；鐵、鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，B錯；銀的導(dǎo)電性比銅好，D錯。 題組二　合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用 3．xx年底將在上海首飛的C919大型飛機(jī)采用了大量新型材料鋁鋰合金。下列關(guān)于鋁鋰合金的說法不正確的是(　　) A．鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物 B．鋁鋰合金的硬度比鋰大 C．鋁鋰合金的熔沸點(diǎn)比鋁高 D．鋁鋰合金耐酸堿腐蝕 答案　CD 解析　鋁鋰合金中的鋁能與酸和堿反應(yīng)，鋰能與酸反應(yīng)，故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。 4．合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點(diǎn)是(　　) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 ②一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低 ③改變原料的配比、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金 ④合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng) ⑤合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛 A．②③④ B．①②③⑤ C．①②④ D．①②④⑤ 答案　B 題組三　合金組成的分析 5．現(xiàn)代建筑的門窗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)(每一步試劑均過量)，由此可以推知硬鋁的組成可能為(提示：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑)(　　) 樣品 A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Fe、Zn、Na C．Al、Na、Cu、Fe D．Al、Cu、Mg、Si、Mn 答案　D 解析　通過反應(yīng)①知合金中必須含有排在金屬活動性順序中H之前的金屬和H之后的金屬；由反應(yīng)②知合金中必須含有Si及排在金屬活動性順序表H之后的金屬或其他非金屬。 6．某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測量mg銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)： 下列說法中不正確的是(　　) 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．銅銀都能與稀硝酸反應(yīng)，收集到的VL氣體一定全為NO C．操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ是烘干 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 解析　解答本題要注意以下兩點(diǎn)：①沒有告訴硝酸的濃度，合金與硝酸反應(yīng)放出的氣體中可能含有NO2；②Wg固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。 1.定性分析型 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。 2．定量分析型 定量測定合金的成分常用量氣或沉淀兩種方法。 (1)定量集氣法 定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶解時所產(chǎn)生的氣體的量，應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來判斷合金的組成。其原理的關(guān)鍵點(diǎn)是根據(jù)某組分的特殊性質(zhì)(特別是與酸或堿反應(yīng)能產(chǎn)生氣體)，其操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。 (2)沉淀法 沉淀法測定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時，涉及到的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)；沉淀(重點(diǎn)是沉淀試劑的選擇)；過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量；數(shù)據(jù)的處理(包括測定結(jié)果的誤差分析)。 考點(diǎn)三　金屬礦物的開發(fā)和利用 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)金屬以化合物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。 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 例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。 用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點(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↑。 深度思考 1．能否用電解AlCl3和MgO的方法冶煉Al、Mg? 答案　不能。因?yàn)锳lCl3是共價化合物，熔融時無法電離出自由移動的離子，不導(dǎo)電；而MgO雖是離子化合物，但其熔點(diǎn)太高，熔融會消耗大量的電能，成本較高。 2．鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對鋁的使用比鐵、銅晚得多？ 答案　鋁的金屬活動性比鐵、銅強(qiáng)，難于冶煉，古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到，不能冶煉鋁，故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多。 3．鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關(guān)于鋁熱反應(yīng)思考下列問題： (1)是否所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)？ 答案　否，判斷鋁熱反應(yīng)能否發(fā)生，應(yīng)首先看金屬的活動性。例如MgO和Al不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。 (2)在鋁熱反應(yīng)中，鎂條、KClO3的作用是________。 答案　引燃、助燃作用 (3)做鋁熱反應(yīng)時，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？ 答案?、僖ＷC紙漏斗重疊時四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤濕，以防止高溫物質(zhì)從四周濺出，同時損壞紙漏斗。 ②蒸發(fā)皿中的細(xì)沙要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。 ③實(shí)驗(yàn)裝置不要距人群太近，應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物。 題組一　金屬冶煉原理的考查 1．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是(　　) A．制鈦：用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦 B．煉鐵：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 C．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 D．煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅 答案　B 解析　A中不能用TiCl4溶液，要用熔融態(tài)的TiCl4；電解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；電解法精煉銅的原料是粗銅。 2．下列金屬冶煉的反應(yīng)原理中錯誤的是(　　) A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ B．Al2O3＋3H22Al＋3H2O C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 D．2HgO2Hg＋O2↑ 答案　B 解析　金屬冶煉的方法很多，由于金屬離子得電子的能力不同，因此必須采取不同的冶煉方法。在金屬活動性順序表中，位于氫后面的金屬(Hg、Ag等)的氧化物受熱就能分解得到單質(zhì)；位于前面的幾種金屬(如K、Na、Ca、Al等)的還原性太強(qiáng)，這些金屬都很容易失去電子，只能用通電電解其熔融鹽或氧化物的方法冶煉。 1．選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活動性。金屬活動性順序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原；金屬的位置越靠前，越難被還原。 2．化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定的金屬如Au、Pt等，在自然界中呈游離態(tài)，用物理方法即可得到。 3．有些活動性很強(qiáng)的金屬也可以用還原法來冶煉，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等， 在此主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動原理，利用K、Rb沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。 題組二　對鋁熱反應(yīng)的定性及定量考查 3．粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： ①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成； ②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1鹽酸中，得溶液C； ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng)，放出1.12L(標(biāo)況)氣體，同時生成溶液D，還殘留有固體物質(zhì)B； ④用KSCN溶液檢驗(yàn)時，溶液D不變色。 請?zhí)羁眨? (1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是________，產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15L，則該溶液中c(Mg2＋)為__________，c(Fe2＋)為__________。 答案　(1)加少量KClO3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃　Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、 MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O (3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (4)0.67mol·L－1　2.3mol·L－1 解析　此題將實(shí)驗(yàn)操作與元素化合物知識巧妙結(jié)合在一起考查，增大了試題的容量，增強(qiáng)了試題的測試能力。 (1)鋁熱反應(yīng)是指單質(zhì)Al和某些金屬氧化物發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)過程中放出大量熱，但該反應(yīng)需要較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點(diǎn)燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進(jìn)一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)為Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應(yīng)生成鹽和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的FeCl3，還有未反應(yīng)的HCl。發(fā) 生的離子反應(yīng)為Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 (4)假設(shè)步驟②用去的20g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x，則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x，則40g·mol－1×x＋160g·mol－1×x＝20g，解得：x＝0.1mol。 根據(jù)MgO～MgCl2的關(guān)系，則溶液中MgCl2的濃度為0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L－1。 步驟④說明溶液中沒有Fe3＋，也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl－守恒的關(guān)系，可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于＝0.45mol，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為≈2.3mol·L－1。 探究高考　明確考向 江蘇五年高考 1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×” (1)Zn具有還原性和導(dǎo)電性，可用作鋅錳干電池的負(fù)極材料(√) (xx·江蘇，5D) (2)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg(×) (xx·江蘇，7⑤改編) 解析　電解MgCl2得到Mg，而不是MgO。 (3)銅的金屬活潑性比鐵的弱，可在海輪外殼上裝若干銅塊以減緩其腐蝕(×) (2011·江蘇，3D) 解析　此時鐵仍作負(fù)極，加快腐蝕。 (4)相同條件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次減弱(√) (xx·江蘇，8D) 2．[2011·江蘇，18(1)(2)]Ag2O2是銀鋅堿性電池的正極活性物質(zhì)，可通過下列方法制備：在KOH溶液中加入適量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反應(yīng)溫度為80℃，邊攪拌邊將一定量K2S2O8溶液緩慢加到上述混合物中，反應(yīng)完全后，過濾、洗滌、真空干燥得固體樣品。反應(yīng)方程式為2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O 回答下列問題： (1)上述制備過程中，檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是______________________。 (2)銀鋅堿性電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液，電池放電時正極的Ag2O2轉(zhuǎn)化為Ag，負(fù)極的Zn轉(zhuǎn)化為K2Zn(OH)4，寫出該電池反應(yīng)方程式：_______________________________________。 答案　(1)取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出現(xiàn)白色渾濁，表示已洗滌完全(或取少許最后一次洗滌濾液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不顯紅色，表示已洗滌完全) (2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag 解析　(1)解題出發(fā)點(diǎn)有二：其一從沉淀表面附著硫酸鉀，可用硝酸鋇溶液檢驗(yàn)；其二沉淀表面附著(過量的)氫氧化鉀，可用酚酞溶液檢驗(yàn)。 (2)根據(jù)原電池反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)的對應(yīng)關(guān)系，初步確定氧化劑是過氧化銀，還原產(chǎn)物是銀；還原劑是金屬鋅，氧化產(chǎn)物是四羥基合鋅酸鉀；同時注意所用的介質(zhì)是氫氧化鉀溶液。 3．[xx·江蘇，20(2)(3)(4)]以水氯鎂石(主要成分為MgCl2·6H2O)為原料生產(chǎn)堿式碳酸鎂的主要流程如下： 　　　H2O　　NH3　NH3、NH4HCO3　　　濾液 ↓　　　↓　　　　↓　　　　　　　↑ 水氯鎂石→→→→→→堿式碳酸鎂 (2)上述流程中的濾液濃縮結(jié)晶，所得主要固體物質(zhì)的化學(xué)式為________。 (3)高溫煅燒堿式碳酸鎂得到MgO。取堿式碳酸鎂4.66g，高溫煅燒至恒重，得到固體2.00g和標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO20.896L，通過計(jì)算確定堿式碳酸鎂的化學(xué)式。 (4)若熱水解不完全，所得堿式碳酸鎂中將混有MgCO3，則產(chǎn)品中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“升高”、“降低”或“不變”)。 答案　(2)NH4Cl (3)n(CO2)＝＝4.00×10－2mol n(MgO)＝＝5.00×10－2mol n(H2O)＝ ＝5.00×10－2mol n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5 堿式碳酸鎂的化學(xué)式為Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O (4)升高 解析　(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3進(jìn)行沉淀鎂得到主要物質(zhì)為MgCO3和NH4Cl，濾液的主要成分為NH4Cl。 (3)設(shè)該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為Mgx(OH)y(CO3)z，高溫煅燒后產(chǎn)物為MgO、CO2和H2O，其物質(zhì)的量之比為n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶，由題中數(shù)據(jù)知生成氣體CO2的物質(zhì)的量n(CO2)＝＝4.00×10－2mol，得到的固體為MgO，其物質(zhì)的量 n(MgO)＝＝5.00×10－2mol， n(H2O)＝ ＝5.00×10－2mol，n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，所以求得該堿式碳酸鎂的化學(xué)式為Mg5(OH)10(CO3)4，但該化學(xué)式化合價不守恒，推測可能含結(jié)晶水，故化學(xué)式應(yīng)為Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可寫為Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。 (4)將堿式碳酸鎂的化學(xué)式分為兩部分，分別是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24/(24＋17×2＋18×4)×100%≈18.5%，MgCO3增多，鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高。 各省市兩年高考 1．(xx·上海，26)用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。如： 2Al＋4BaO3Ba↑＋BaO·Al2O3 常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性______(選填“強(qiáng)”、“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是______。 A．高溫時Al的活潑性大于Ba B．高溫有利于BaO分解 C．高溫時BaO·Al2O3比Al2O3穩(wěn)定 D．Ba的沸點(diǎn)比Al的低 答案　弱　D 2．[xx·山東理綜，28(1)(2)]金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。 (1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是______________________________。 a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3 (2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，該反應(yīng)的還原劑是____________。當(dāng)1molO2發(fā)生反應(yīng)時，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為________mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成，該氣體是_____________________________________。 答案　(1)bd　(2)Cu2S　4　H2 解析　(1)Na、K、Mg、Al等活潑金屬的冶煉均采用電解法，F(xiàn)e、Cu的冶煉采用熱還原法。 (2)在輝銅礦和H2SO4、O2的反應(yīng)中，O2作氧化劑，所以1molO2得到4mole－，還原劑失去4mole－，Cu2＋＋2H2O===Cu(OH)2＋2H＋，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，所以放出的氣體應(yīng)為H2。 3．(xx·廣東理綜，32)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下： (1)電解精煉銀時，陰極反應(yīng)式為___________________________________________________； 濾渣A與稀HNO3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________。 (2)固體混合物B的組成為__________；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為____________。 (3)完成煅燒過程中一個反應(yīng)的化學(xué)方程式：____CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋________↑。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是________、過濾、洗滌和干燥。 答案　(1)Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2 (2)Al(OH)3、Cu(OH)2　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (3)4　2　4　O2 (4)50　25 (5)蒸發(fā)結(jié)晶 解析　根據(jù)電解原理、物質(zhì)的性質(zhì)及工藝流程、氧化還原反應(yīng)、守恒計(jì)算等分析。 (1)電解精煉銀時，陰極反應(yīng)式為Ag＋＋e－===Ag。氣體變色發(fā)生的反應(yīng)為2NO＋O2===2NO2。(2)固體B含有Cu(OH)2、Al(OH)3。若NaOH過量，則Al(OH)3會轉(zhuǎn)化為NaAlO2。(3)該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)，然后配平化學(xué)方程式。(4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為＝50mol，據(jù)Al元素守恒可知，至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25mol，則需溶液體積為25L。(5)CuSO4從飽和溶液中結(jié)晶生成CuSO4·5H2O(膽礬)，由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。 練出高分 一、單項(xiàng)選擇題 1．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是(　　) A．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Cu都是用熱還原法制得的 C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D．越活潑的金屬越難冶煉 答案　B 解析　合金的化學(xué)性質(zhì)與成分金屬的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)略有不同，A正確；Mg在工業(yè)上用電解法冶煉，Cu用熱還原法冶煉，B錯誤；金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是Mn＋＋ne－===M，C正確；金屬越活潑，則金屬離子的氧化性越弱，越難被還原，D正確。 2．釣魚島群島的東海海域及部分太平洋海域探明為海底熱水礦床。海底熱水礦床是沉積著由巖漿熱氣從地底噴出的金、銅、鋅、稀有金屬等區(qū)域。下列說法正確的是(　　) A．金不溶于任何溶液 B．銅、鋅在空氣中均能被氧化成對應(yīng)的氧化物 C．銅鋅合金的熔點(diǎn)低于銅或鋅的熔點(diǎn) D.Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為34 答案　C 解析　金能夠溶于王水，A項(xiàng)錯誤；銅在空氣中被腐蝕生成銅綠，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B項(xiàng)錯誤；合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的都低，C項(xiàng)正確，Cu的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為(63－29)－29＝5，D項(xiàng)錯誤。 3．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是(　　) A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg B．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)Al C．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 答案　B 解析　制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融MgCl2的方法；制備單質(zhì)Na采用電解熔融NaCl的方法；制備單質(zhì)Cu用熱還原法。 4．氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬的冶煉。下列說法不正確的是(　　) A．冶煉鐵的主要原料有鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等，其中石灰石的作用是除去鐵礦石中的脈石(二氧化硅) B．濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng) C．工業(yè)上Mg可由電解熔融的MgO制取，Na也可由電解熔融的NaCl制取 D．鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化 答案　C 解析　工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬鎂。 5．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，下表為四種金屬的熔、沸點(diǎn)： Na Cu Al Fe 熔點(diǎn)(℃) 97.5 1083 660 1535 沸點(diǎn)(℃) 883 2595 2200 3000 根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷其中不能形成合金的是(　　) A．Cu和Al B．Fe和Cu C．Fe和Na D．Al和Na 答案　C 解析　兩種金屬若形成合金，一種金屬的熔點(diǎn)不能超過另一種金屬的沸點(diǎn)。 6．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，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗(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 無色氣體和藍(lán)色溶液 無色氣體和藍(lán)色溶液 紅棕色氣體和藍(lán)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 答案　D 解析　H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，產(chǎn)物中加入稀H2SO4溶液變藍(lán)和得到紅色固體，證明產(chǎn)物中含Cu2O，在酸性條件下2Cu＋===Cu2＋＋Cu，故不能證明產(chǎn)物中是否含有Cu。 7．某化學(xué)小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案： 方案Ⅰ：銅鋁混合物測定生成氣體的體積 方案Ⅱ：銅鋁混合物測定剩余固體的質(zhì)量 下列有關(guān)判斷中不正確的是(　　) A．溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B．溶液A和B均可以選用稀硝酸 C．若溶液B選用濃硝酸，則測得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小 D．實(shí)驗(yàn)方案Ⅱ更便于實(shí)施 答案　B 解析　銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時，均只有Al參加反應(yīng)，因此A正確；若A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應(yīng)，方案Ⅱ中無固體剩余，B錯誤；當(dāng)B選用濃HNO3時，鋁鈍化生成氧化膜，所測鋁的質(zhì)量偏大，則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，C正確；方案Ⅰ需收集氣體，并需要將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況，不如方案Ⅱ稱固體質(zhì)量方便，D正確。 二、不定項(xiàng)選擇題 8．氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在40～50℃時反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是(　　) A．這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性 B．CuH可作氧化劑、還原劑 C．CuH＋Cl2CuCl＋HCl D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常溫) 答案　C 解析　C項(xiàng)中Cl2具有強(qiáng)氧化性，產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。 9.如圖是三種稀酸對Fe-Cr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．稀硝酸對Fe-Cr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱 B．稀硝酸和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2O C．Cr含量大于13%時，因?yàn)槿N酸中鹽酸的氫離子濃度最大，所以對Fe-Cr合金的腐蝕性最強(qiáng) D．隨著Cr含量增加，稀硝酸對Fe-Cr合金的腐蝕性減弱 答案　CD 解析　根據(jù)圖可知，Cr的含量不同，三種酸對Fe-Cr合金的腐蝕性不同，當(dāng)w(Cr)較小時，稀硝酸對其腐蝕性最強(qiáng)，A不正確；鐵與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO而不是NO2，B錯；三種酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，鹽酸中的氫離子濃度最大，C正確；根據(jù)圖中稀HNO3的曲線變化，可知D正確。 10．銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體，將其加熱有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖1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質(zhì)量的關(guān)系曲線，如圖2所示。則下列分析正確的是(　　) A．圖1中產(chǎn)物a、b的化學(xué)式分別為CuO和Cu2O B．圖1整個過程中共生成0.26gH2O C．圖2三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量的關(guān)系曲線是曲線A D．圖2中繪制錯誤的曲線共2條 答案　AD 解析　0.98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01mol，若全部生成CuO，則質(zhì)量為0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a點(diǎn)是CuO；若全部生成Cu2O，則質(zhì)量為0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b點(diǎn)是Cu2O，A正確；根據(jù)化學(xué)方程式4CuO2Cu2O＋O2↑，該過程中有氧氣產(chǎn)生，B錯誤；CuO和其所含銅元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10g計(jì)算)為10gCuO中含8g銅元素，觀察圖2知，曲線B符合上述質(zhì)量關(guān)系(表示的是CuO)。而曲線A上的任何一點(diǎn)都表示金屬氧化物的質(zhì)量小于其所含金屬元素的質(zhì)量，這是錯誤的，曲線C不符合Cu2O和其所含的銅元素的質(zhì)量關(guān)系，所以C錯誤、D正確。 三、非選擇題 11．銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產(chǎn)和使用對國計(jì)民生各個方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，請完成下列問題： (1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅[即曾青(CuSO4)跟鐵反應(yīng)生成銅]。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________。 (2)銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________， 這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。 (3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣：_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (銅的熔點(diǎn)是1183.4℃，鐵的熔點(diǎn)是1534.8℃) 答案　(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu (2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O (3)選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕 解析　(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；要除去銅器表面的銅綠，考慮選擇鹽酸，因鹽酸不和銅反應(yīng)，且鹽酸具有揮發(fā)性?；瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下： Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。 (3)根據(jù)題給信息以及做貨幣的實(shí)際要求，選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕。 12．[xx·天津理綜，9(1)(2)(3)(4)]信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線： 請回答下列問題： (1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________ ________________________________________________________________________； 得到濾渣1的主要成分為____________。 (2)第②步加H2O2的作用是______________，使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是______________；調(diào)溶液pH的目的是使______________生成沉淀。 (3)用第③步所得CuSO4·5H2O制備無水CuSO4的方法是___________________________。 (4)由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小組設(shè)計(jì)了三種方案： 甲：,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾 Al2(SO4)3·18H2O 乙： ,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾Al2(SO4)3·18H2O 丙： ,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾Al2(SO4)3·18H2O 上述三種方案中，________方案不可行，原因是________________________________ ________________________________________________________________________； 從原子利用率角度考慮，__________方案更合理。 答案　(1)Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　Au、Pt (2)將Fe2＋氧化為Fe3＋　不引入雜質(zhì)，對環(huán)境無污染　Fe3＋、Al3＋　(3)加熱脫水 (4)甲　所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì)　乙 解析　根據(jù)制備路線可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸，則可以將Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以濾渣1的主要成分為Au、Pt，濾液1中含有Cu、Fe、Al的離子。根據(jù)濾液2和CuSO4·5H2O可知，濾液2為CuSO4溶液，濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。 (1)第①步中Cu與酸發(fā)生的反應(yīng)為Cu與濃硝酸的反應(yīng)：Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或濃硝酸與稀硫酸的混合過程中硝酸變稀，發(fā)生的反應(yīng)也可能為3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。根據(jù)分析可知濾渣1的主要成分為Pt、Au。 (2)第②步操作中加H2O2的目的是將Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe3＋，從而將Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀除去，防止對CuSO4晶體的制備產(chǎn)生干擾。H2O2的優(yōu)點(diǎn)是還原產(chǎn)物為H2O，不引入新雜質(zhì)，同時對環(huán)境沒有污染，調(diào)節(jié)pH的目的是將Fe3＋和Al3＋轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。 (3)用CuSO4·5H2O制備無水CuSO4，只要除去結(jié)晶水即可。在加熱過程中CuSO4發(fā)生水解，但是因?yàn)榱蛩岵粨]發(fā)，所以最終得到的仍然是CuSO4，所以只要加熱脫水即可。 (4)甲中制備的Al2(SO4)3晶體中含有Fe2(SO4)3。乙、丙兩種方案中，乙方案的原子利用率更高。 13．某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等離子。有人設(shè)計(jì)了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。 填寫下面空白： (1)圖中標(biāo)號處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是 ①____________、②____________、③____________、 ④____________、⑤____________。 (2)寫出①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________________ ________________________________________________________________________； 寫出③處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________。 (3)鐵紅的化學(xué)式為________；分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅________________________________________________________________________； 氧化銅________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)①鐵屑?、谙×蛩帷、巯∠跛帷、軞溲趸c ⑤氫氧化鈉 (2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、 Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋ 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O (3)Fe2O3　用作紅色顏料　用作制造銅鹽的原料 解析　(1)本實(shí)驗(yàn)的目的是用廢鐵屑、常用的酸和堿從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。而廢水中含有Fe3＋、Cu2＋、Au3＋，因此加入廢鐵屑首先將Cu和Au都置換出來。Cu和Au的分離可以利用Cu與稀硝酸能反應(yīng)而Au不能將其分離，Cu2＋和Fe2＋分別加入堿使其轉(zhuǎn)化為沉淀，灼燒分別生成它們的氧化物。 (2)由于廢水顯酸性，又含有Cu2＋、Au3＋、Fe3＋，因此加入鐵屑發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋ Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ 3Fe＋2Au3＋===2Au＋3Fe2＋ 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (3)鐵紅的化學(xué)式為Fe2O3，鐵紅常用作紅色顏料，氧化銅常用作制銅鹽的原料。 14．銅器久置，表面會生成一層綠色固體，為了解銅在空氣中的腐蝕情況，某化學(xué)興趣小組收集家中銅器表面的綠色固體進(jìn)行探究。查閱相關(guān)資料后，猜想該綠色物質(zhì)可能是銅的碳酸鹽。 該小組同學(xué)利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(部分夾持儀器略)。 ①對試管內(nèi)的綠色固體進(jìn)行加熱，至完全分解，觀察到A裝置中綠色固體逐漸變成黑色，B裝置中無水硫酸銅變成藍(lán)色，C裝置中澄清石灰水變渾濁。 ②取少量加熱后生成的黑色固體于試管中，加入稀硫酸，觀察到黑色固體逐漸溶解，溶液變成藍(lán)色。 ③取少量上述藍(lán)色溶液于試管中，浸入一根潔凈的鐵絲。觀察到鐵絲表面有紅色物質(zhì)析出。 請回答下列問題： (1)綠色固體中含有的元素是_______________________________________________。 (2)加熱后試管中剩余的黑色物質(zhì)是___________________________________________。 (3)假設(shè)該綠色物質(zhì)是一種純凈物，則其化學(xué)式可能是________________________，加熱分解的化學(xué)方程式為 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)上述實(shí)驗(yàn)步驟③中的反應(yīng)的離子方程式為_______________________________ ________________________________________________________________________。 (5)實(shí)驗(yàn)裝置最后的干燥管的作用是__________________________________。 (6)如果將B、C兩裝置對調(diào)，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康腳_____(填“能”或“不能”)，為什么？________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案　(1)Cu、H、O、C　(2)CuO (3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑ (4)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (5)防止空氣中的CO2進(jìn)入廣口瓶 (6)不能　因?yàn)閷φ{(diào)后無法說明反應(yīng)中有水生成 解析　根據(jù)無水硫酸銅變藍(lán)，可知反應(yīng)中有水生成，根據(jù)澄清石灰水變渾濁，可知有CO2生成，根據(jù)黑色固體溶于稀H2SO4，插入鐵絲后有紅色物質(zhì)析出，知黑色物質(zhì)應(yīng)是CuO。若該綠色固體是純凈物，根據(jù)組成元素和各元素的化合價分析該物質(zhì)應(yīng)是堿式鹽，化學(xué)式可能是Cu2(OH)2CO3。 (5)該實(shí)驗(yàn)裝置中最后的干燥管中裝有堿石灰，目的是防止空氣中的CO2進(jìn)入廣口瓶，干擾實(shí)驗(yàn)。 (6)若將B、C對調(diào)，氣體先通過石灰水，則無法證明綠色物質(zhì)分解時是否有水生成。