《》高考化學(xué)總復(fù)習(xí)（人教版）講義第三章基礎(chǔ)課4銅金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

基礎(chǔ)課4銅金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用明確考綱理清主干1.了解銅及其重要化合物的制備方法。2．掌握銅及其重要化合物的重要性及其應(yīng)用。3．了解常見金屬的活動順序。4．了解合金的概念及其重要應(yīng)用。②常見金屬材料及金屬的冶煉方法(對應(yīng)學(xué)生用書P61)考點(diǎn)一銅及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用1．銅的物理性質(zhì)紫紅色固體，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性。2．銅的化學(xué)性質(zhì)(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)(2)與酸反應(yīng)(3)與某些鹽溶液反應(yīng)(寫離子方程式)3．銅的重要化合物(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學(xué)方程式：Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋CO2↑＋H2O，可溶于稀硫酸，離子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋=2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。(2)黑色氧化銅在高溫下分解為紅色的Cu2O，化學(xué)方程式為4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑。(3)藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學(xué)方程式為CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O。(4)紅色的Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液變藍(lán)，同時生成紅色的單質(zhì)銅，離子方程式為Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。正誤判斷，正確的劃“√”，錯誤的劃“×”(1)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分，在干燥的空氣中不易生成。(√)(2)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成。(×)(3)利用無水硫酸銅遇水變成藍(lán)色這一性質(zhì)，來檢驗(yàn)水的存在。(√)(4)將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有紅色物質(zhì)析出，說明鐵比銅活潑。(√)題組一銅及其化合物的性質(zhì)1．(2018·蘭州質(zhì)檢)下列關(guān)于銅的化合物的說法正確的是()A．藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是化學(xué)變化B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，有棕黃色的煙生成C．用稀鹽酸除去銅銹的離子方程式為CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2OD．向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后，將混合物倒入蒸發(fā)皿加熱煮沸一會兒，然后冷卻、過濾，濾紙上的物質(zhì)為“藍(lán)色固體”解析：選A藍(lán)色硫酸銅晶體受熱失去結(jié)晶水轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是化學(xué)變化，A正確；常溫下銅與氯氣不反應(yīng)，需在點(diǎn)燃條件下才能反應(yīng)，觀察到有棕色的煙生成，B錯誤；銅銹的成分是堿式碳酸銅，不是氧化銅，C錯誤；CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應(yīng)后生成Cu(OH)2沉淀，加熱后過濾，濾紙上留下的是黑色物質(zhì)CuO，D錯誤。2．(2018·南昌一中測試)已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關(guān)說法中正確的是()A．如果溶液變?yōu)樗{(lán)色、同時有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成了Cu2OB．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C．這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D．如果溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解解析：選C若誤認(rèn)為Cu不與熱的稀硝酸反應(yīng)會造成錯選D。如果樣品部分生成了Cu2O，也會有類似現(xiàn)象發(fā)生，即這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度，A項(xiàng)錯誤、C項(xiàng)正確；由于Cu能夠與熱的稀硝酸反應(yīng)，所以不論CuO是否完全分解，溶液中最終不可能有紫紅色固體出現(xiàn)，B、D項(xiàng)錯誤。常見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)色題組二銅的冶煉方法3．在實(shí)驗(yàn)室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備單質(zhì)銅，有下列兩種途徑：①Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用這兩種方法制得等量的銅，則下列有關(guān)說法符合實(shí)際情況的是()A．消耗氧化銅的質(zhì)量相同B．消耗鐵的質(zhì)量相同C．消耗硫酸的質(zhì)量相同D．生成硫酸亞鐵的質(zhì)量相同解析：選A制備1molCu需要1molCuO，而H2還原CuO時需要先用H2排除體系內(nèi)的空氣，冷卻時也需要繼續(xù)通H2，因此需要H2的量遠(yuǎn)大于1mol，即消耗的Fe、H2SO4均比第②種方法多。4．孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)設(shè)計(jì)的從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸)：(1)反應(yīng)①能觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________________________________________________________________________________，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________________________________________________________________________________________________________________。(2)反應(yīng)②加入的金屬可能是________，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色，且有氣泡產(chǎn)生；反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4=2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。(2)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)，則濾液中主要含有CuSO4，加入的金屬粉末能將Cu2＋從溶液中置換出來即可，故金屬可能是Fe或Zn等。答案：(1)固體逐漸溶解，溶液由無色變成藍(lán)色，有氣泡產(chǎn)生Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4=2CuSO4＋CO2↑＋3H2O(2)鐵粉(答案合理即可)Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu題組三銅及其化合物的有關(guān)實(shí)驗(yàn)探究5．(2018·滕州一中檢測)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．CuB．Cu2OC．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu解析：選DH2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。6．(2018·南昌模擬)銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬。已知，常溫下，在溶液中Cu2＋穩(wěn)定，Cu＋易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu＋=Cu2＋＋Cu。大多數(shù)＋1價銅的化合物多數(shù)不溶于有機(jī)溶劑，如Cu2O(磚紅色)、CuI、CuCl、CuH等。(1)在CuCl2溶液中逐滴滴加過量的KI溶液可能發(fā)生：a．2Cu2＋＋4I－=2CuI↓(白色)＋I(xiàn)2b．2Cu2＋＋2Cl－＋2I－=2CuCl↓(白色)＋I(xiàn)2為順利觀察到白色沉淀可以加入的最佳試劑是________。A．SO2 B．苯C．NaOH溶液 D．乙醇(2)一定條件下，在CuSO4中加入NH5反應(yīng)生成氫化亞銅(CuH)。①已知NH5是離子化合物且所有原子都達(dá)到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請寫出NH3的電子式：________________________________________________________________________；②寫出CuH在過量稀鹽酸中有氣體生成的離子方程式：________________________________________________________________________。(3)納米級Cu2O具有特殊的光學(xué)、電學(xué)及光電化學(xué)性質(zhì)，在太陽能電池、傳感器、超導(dǎo)體等方面有著潛在的應(yīng)用，研究制備納米氧化亞銅的方法已成為當(dāng)前的熱點(diǎn)研究之一。方法一：在新制Cu(OH)2濁液中滴入N2H4·H2O水溶液，藍(lán)色沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為磚紅色，同時產(chǎn)生無污染無色氣體。①寫出上述制備過程中的總反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。方法二：以銅作陽極，石墨作陰極電解。已知：①銅作陽極時，銅先被氧化生成Cu＋，后Cu＋繼續(xù)氧化生成Cu2＋；②在堿性溶液中CuCl濁液易轉(zhuǎn)化為Cu2O。②以NaCl和含少量NaOH的溶液作為電解質(zhì)溶液，電解時陽極區(qū)會產(chǎn)生白色沉淀，寫出陽極反應(yīng)方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③電解一段時間后，溶液中可能產(chǎn)生的現(xiàn)象：________________________________________________________________________________________________________________________________________________，寫出轉(zhuǎn)化的離子方程式：________________________________________________________________________。④這樣制得的Cu2O中往往含有CuCl，請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明CuCl的存在：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)B(2)①②2CuH＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋2H2↑(3)①4Cu(OH)2＋N2H4·H2O=2Cu2O＋N2↑＋7H2O②Cu＋Cl－－e－=CuCl③白色沉淀逐漸變?yōu)榇u紅色2CuCl＋2OH－=Cu2O＋H2O＋2Cl－④取試樣少量于試管中，加入稀硝酸溶解，再加硝酸銀溶液，若生成沉淀，則含有CuCl，若無明顯現(xiàn)象，則無CuCl考點(diǎn)二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用1．金屬活動順序表及其反應(yīng)規(guī)律金屬活動性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、SnPb(H)Cu、Hg、AgPt、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)冶煉方法電解法熱還原法熱分解法富集法2．合金1．所有的金屬之間都能形成合金嗎？金屬形成合金的條件是什么？提示：并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點(diǎn)大于另一種金屬的沸點(diǎn)，則二者不能形成合金。3．常見金屬材料(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eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(碳素鋼\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低,中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工性好,高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好)),\a\vs4\al(合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼)))(2)幾種有色金屬材料eq\b\lc\{\rc\(\a\al(\a\al(鋁及,鋁合金)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的延展性和導(dǎo)電性,用途：制導(dǎo)線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉),\a\vs4\al(用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等))))),\a\vs4\al(銅及,銅合金)\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè))),\a\vs4\al(銅合金：青銅是我國使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅)))))4．金屬冶煉(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)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)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？提示：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)？提示：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__________________________________。提示：引燃、助燃作用(3)做鋁熱反應(yīng)時，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？提示：①要保證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。題組一金屬材料的性能1．(2018·哈爾濱模擬)下列說法錯誤的是()A．變壓器鐵芯是含硅4%的硅鋼，有很高的導(dǎo)磁性B．還原鐵粉可用作食品保鮮劑C．合金材料中不可能含有非金屬D．工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的鋼鐵是合金答案：C2．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．①②③⑤ B．②③④C．①②④ D．①②④⑤答案：A3．某合金與鐵的物理性質(zhì)的比較如下表：熔點(diǎn)(℃)密度(g·cm－3)硬度(金剛石為10)導(dǎo)電性(銀為100)某合金25003.007.42.3鐵15357.864.517已知該合金耐腐蝕、強(qiáng)度大。從以上性能來看，該合金不適合作()A．導(dǎo)線 B．門窗框C．爐具 D．飛機(jī)外殼解析：選A由該合金與鐵的物理性質(zhì)比較可知，其導(dǎo)電性比Fe差很多，不適合作導(dǎo)線。題組二金屬的冶煉原理及方法4．(2018·重慶八中月考)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)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu答案：B5．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．電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中，鈉離子被還原，氯離子被氧化B．在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．用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1molFe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9mole－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題組三鋁熱反應(yīng)的定性、定量考查6．(2018·長沙模擬)將鋁粉與某鐵的氧化物(FeO·2Fe2O3)粉末配制成鋁熱劑，分成兩等份。一份直接放入足量的燒堿溶液中，充分反應(yīng)后放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為3.92L；另一份在高溫下恰好反應(yīng)完全，反應(yīng)后的混合物與足量的鹽酸反應(yīng)，放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為()A．2.80L B．3.92LC．5.60L D．7.84L答案：A7．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________。解析：(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＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋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＋106g·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eq\f(0.15L×6.0mol·L－1,2)＝0.45mol，所以，F(xiàn)eCl2的濃度為eq\f(0.45mol－0.1mol,0.15L)≈2.3mol·L－1。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－12.3mol·L－1定量測定合金組成的兩種實(shí)驗(yàn)方法(對應(yīng)學(xué)生用書P65)1．定量集氣法定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時所產(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)是某組分具有特殊性質(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、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測定結(jié)果的誤差分析)。1．航母螺旋槳主要由銅鋁合金制造。80.0gCu—Al合金用鹽酸完全溶解后，在溶液中加入過量氨水，過濾后得到白色沉淀39.0g，則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。答案：83.1%2．有三種鎂鋁合金樣品①、②、③(組分比例不一定相同)。三位同學(xué)各取一種樣品，對合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)探究：(1)第一位同學(xué)取樣品①m1g和過量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后過濾；再往濾液中通入過量的二氧化碳?xì)怏w，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m1g。則合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(小數(shù)點(diǎn)后保留2位(2)第二位同學(xué)取樣品②m2g和足量的稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標(biāo)準(zhǔn)狀況下得到氣體體積為VL，則m2的取值范圍是________(結(jié)果化為最簡分?jǐn)?shù))(3)第三位同學(xué)取不同質(zhì)量的樣品③分別和30mL同濃度的鹽酸反應(yīng)，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測定)如表所示：實(shí)驗(yàn)序號abc合金質(zhì)量(g)0.510.7650.918氣體體積(mL)560672672Ⅰ.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為________。Ⅱ.合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。Ⅲ.要使c組實(shí)驗(yàn)后剩余合金中的鋁恰好完全溶解，還需向容器中加入1.0mol·L－1的氫氧化鈉溶液________mL。解析：(1)加入NaOH溶液，再通入二氧化碳得到Al(OH)3沉淀，灼燒得到Al2O3，合金的質(zhì)量與Al2O3的質(zhì)量相同，故Al2O3中O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即eq\f(48,102)×100%≈47.06%。(2)若該氫氣完全由Al生成，則m(Al)＝eq\f(2,3)×eq\f(VL,22.4L·mol－1)×27g·mol－1＝eq\f(45V,56)g；若該氫氣完全由Mg生成，則m(Mg)＝eq\f(VL,22.4L·mol－1)×24g·mol－1＝eq\f(15V,14)g。(3)Ⅰ.c中鹽酸反應(yīng)完全，n(H2)＝0.03mol，則c(HCl)＝eq\f(0.03mol×2,0.03L)＝2.0mol·L－1。Ⅱ.用a組數(shù)據(jù)列方程式，求得n(Mg)＝n(Al)＝0.01mol，w(Mg)＝eq\f(0.01mol×24g·mol－1,0.51g)≈47.06%。Ⅲ.由HCl～NaCl知，n(NaCl)＝n(HCl)＝0.06mol，由關(guān)系式Al～NaAlO2可知，n(NaAlO2)＝n(Al)＝eq\f(0.918,0.51)×0.01mol＝0.018mol。根據(jù)Na元素守恒得：n(NaOH)＝0.06mol＋0.018mol＝0.078mol，所以V(NaOH)＝eq\f(0.078mol,1.0mol·L－1)＝0.078L＝78mL。答案：(1)47.06%(2)eq\f(45V,56)＜m＜eq\f(15V,14)(3)Ⅰ.2.0mol·L－1Ⅱ.47.06%Ⅲ.78(對應(yīng)學(xué)生用書P65)1．(2016·高考組合)下列說法正確的是()A．除去Cu粉中混有CuO的操作是加入稀HNO3溶解，過濾、洗滌、干燥B．將銅粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍(lán)、有黑色固體出現(xiàn)C．FeCl3溶液可用于銅質(zhì)印刷線路板制作的原理是FeCl3能從含Cu2＋的溶液中置換出銅D．濃HNO3中加入過量的Cu，反應(yīng)生成的氣體有NO2和NO答案：D2．(2015·四川卷)下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述正確的是()A．該溶液中Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、NOeq\o\al(－,3)、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．與過量濃氨水反應(yīng)的離子方程式：Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)解析：選A硫酸銅溶液顯酸性，選項(xiàng)A給出的四種離子在酸性條件下能共存，且不與Cu2＋或SOeq\o\al(2－,4)反應(yīng)，A項(xiàng)正確；CO2與CuSO4不反應(yīng)，B項(xiàng)錯誤；H2S為弱電解質(zhì)，在離子方程式中用化學(xué)式表示，C項(xiàng)錯誤；硫酸銅與過量濃氨水反應(yīng)生成Cu(NH3)4SO4，D項(xiàng)錯誤。3．(2013·山東卷)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時采用電解法的是________。a．Fe2O3 b．NaClc．Cu2S d．Al2O3答案：bd4．(2016·四川卷，9)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CuCl2·2H2O制備CuCl，并進(jìn)行相關(guān)探究。【資料查閱】【實(shí)驗(yàn)探究】該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器略)。請回答下列問題：(1)儀器X的名稱是______________。(2)實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a→________→e(填操作的編號)。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)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________?！咎骄糠此肌?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)X盛放固體無水CuSO4，為干燥管。(2)先通HCl再加熱(防止加熱時生成Cu2(OH)2Cl2)，結(jié)束時應(yīng)先停止加熱，冷卻，再停止通HCl。順序?yàn)閏→d→b。(3)CuCl2分解生成的Cl2，遇濕潤的藍(lán)色石蕊試紙，先變紅后褪色(Cl2＋H2OHCl＋HClO，變紅是因?yàn)樯蒆Cl，褪色是因?yàn)樯删哂袕?qiáng)氧化性的HClO)。(4)D裝置的作用是吸收Cl2，防止排入空氣，污染大氣，發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O。(5)①若有CuCl2剩余，說明沒有完全分解，由題給信息可知，溫度高于300℃時CuCl2才分解生成CuCl和Cl2，說明溫度不夠高或加熱不充分。②由題給信息，CuO是Cu2(OH)2Cl2分解生成的，說明CuCl2·2H2O分解生成部分Cu2(OH)2Cl2，說明通入HCl答案：(1)干燥管(2)cdb(3)先變紅后褪色(4)Cl2＋2OH－=Cl－＋ClO－＋H2O(5)①加熱時間不足或溫度偏低②通入HCl的量不足5．(2017·全國卷Ⅰ，27)Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備。工藝流程如下：回答下列問題：(1)“酸浸”實(shí)驗(yàn)中，鐵的浸出率結(jié)果如下圖所示。由圖可知，當(dāng)鐵的浸出率為70%時，所采用的實(shí)驗(yàn)條件為________________________________________________________。(2)“酸浸”后，鈦主要以TiOCleq\o\al(2－,4)形式存在，寫出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)40min所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示：溫度/℃3035404550TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率/%9295979388分析40℃時TiO2·xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因________________________________________________________________________。(4)Li2Ti5O15中Ti的化合價為＋4，其中過氧鍵的數(shù)目為________。(5)若“濾液②”中c(Mg2＋)＝0.02mol·L－1，加入雙氧水和磷酸(設(shè)溶液體積增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此時是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？__________________(列式計(jì)算)。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分別為1.3×10－22、1.0×10－24。____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________