第二單元金屬及其化合物

第7講金屬材料和金屬礦物利用

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】

1.了解合金的概念及其重要應(yīng)用；了解化學(xué)與金屬材料的關(guān)系。

2.掌握金屬銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。

3.了解銅及其重要化合物的制備方法.

4.了解常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序和常見(jiàn)金屬的冶煉方法。

【知識(shí)梳理】

一、銅及其化合物

銅是人類(lèi)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：C心RY力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(zhǎng)。

1.銅及其化合物的顏色

物質(zhì)顏色物質(zhì)顏色

紫紅色白色

CuCuS04

黑色藍(lán)色

CuOCUSO4.5H:O

、紅色綠色

CuOCU2(OH)2CO3

黑色藍(lán)色

Cu2SCUCOH),

2.銅的化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

△

2cli+022Cu0

△

2Cu+SCu2s

占岸

Cu+ChCuCl2

(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)CuS04+S02f+2H2O

Cu+4HNO3(濃)=CU(NO3)2+2NO21+2H2O

3Cu+8HN0M稀)=3CU(NO3)2+2N0f+4H2O

(3)與鹽溶液反應(yīng)

Cu+2FeCh=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)被腐但，在其表面逐漸形成一層綠色的銅

銹。

2Cu+O2+H2O+CO：=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+H20

②氧化銅具有氧化性，可與某些還原劑反應(yīng)。

J，J，

H2+CUO"'CU+H20

C+2CuO-^=2Cu+CO2T

③氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)：

4CuO晶2CU2O+02T

(2)氫氧化銅：Cu(OH>2為藍(lán)色不溶于水的絮狀沉淀。

b2+

①與酸反應(yīng)：Cu(OH)2+2H=Cu+2H2O

②受熱分解：CU(OH)2^CUO+H2O

③檢驗(yàn)醛基：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH—CH3COONa+Cu2O+3H2O

(3)硫酸銅：CuSO4晶體與無(wú)水C11SO4之間可以相互轉(zhuǎn)化。

CUSO4-5H2O^CUSO4+5H2O

CuSO4+5H2O=CUSO4-5H2O

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

CUSO4-5H2O-向飽和的CuSO4液體分為兩層，上濃硫酸具有吸水性，可使

溶液中慢慢滴入濃層藍(lán)色，下層無(wú)色，飽和的溶液析出

CuSO4CuSCh

硫酸，靜置有白色固體析出白色CuSO4固體

白色粉末變?yōu)樗{(lán)色

C11SO4-?向無(wú)水CuSO」中CUSO4+5H2O=

通入水蒸氣晶體

CUSO4-5H2OCUSO4-5H2O

例題1、下列說(shuō)法正確的是。

①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

②除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過(guò)濾、洗滌、干燥

③將銅粉加入1.0molL「Fe2（SO4）3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍(lán)，有黑色固體出現(xiàn)

④鐵比銅活潑，飾在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹

⑤氧化銅可作為制造玻璃、掂瓷的紅色顏料

⑥硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑

⑦為了避免青銅器生成銅綠，在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜

卷1molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子

⑨冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2+21O2=^=8Cu+4FeO+2Fe2O5+I6SO2，若CuFeS2中Fe的

化合價(jià)為+2,反應(yīng)中被還原的元素是Cu和O

2++

?CuSO4溶液與過(guò)量濃寂水反應(yīng)的離子方程式：CU+2NH3H2O=CU（OH）21+2NH4

?將Cu02溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCb固體

?通過(guò)灼熱的CuO粉末，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重

【解析】銅綠主要成分是Cu2（OH）2CCh，可視為CU（OH"CUCO3,所以銅綠能和鹽酸反應(yīng)，

①正確；銅與稀硝酸會(huì)反應(yīng)，應(yīng)該用稀鹽酸，②錯(cuò)誤；Cu與硫酸鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生

成硫酸銅和硫酸亞鐵，無(wú)黑色固體出現(xiàn)，③錯(cuò)誤；鐵銅在潮濕的空氣中能組成原電池，發(fā)生

電化學(xué)腐蝕，鐵做負(fù)極被腐蝕，④錯(cuò)誤；氧化銅是黑色物質(zhì)，不能作為紅色顏料，⑤錯(cuò)誤;

因?yàn)镃M+是重金屬離子，可使蛋白質(zhì)變性，有殺菌能力，故能作游泳池的消毒劑，⑥正確；

銅綠是生活中常見(jiàn)現(xiàn)象，反應(yīng)原理為2CU+O2+CO2+H2O==CU2（X）3（OH）2,故青銅器應(yīng)保存在

干燥的環(huán)境中或表面覆蓋一層防滲的高分子膜防止被腐蝕，⑦正確；Cu和足量熱濃硫酸反

應(yīng)生成的是SO2,不是S03,⑧錯(cuò)誤；若CuFeS2中Fe的化合價(jià)為+2,則Cu化合價(jià)為+2,S化

合價(jià)為2,分析化學(xué)方程式兩邊元素化合價(jià)的變化可知，化合價(jià)降低的元素被還原，有Cu

和O元素，⑨正確；過(guò)量濃氨水反應(yīng)產(chǎn)生［Cu（NH3）j+,⑩錯(cuò)誤；Cu?+水解，加熱CuCk溶

液不能得到CuCh固體，?錯(cuò)誤；氫氣通過(guò)灼熱的CuO粉末發(fā)生的反應(yīng)為CUO+H2==-==

CU+H2O,固體由CuO變?yōu)镃u,ImolCuO的質(zhì)量為80g,ImoICu的質(zhì)量為64g,反應(yīng)后固

（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）。

2HgO^=2Hg+O2t

HgS+024Hg+SO2T

2Ag2O=4Ag+02T

②熱還原法：適用「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+3CO&=2Fc+3c。2（煉鐵）

ZnO+C里星Zn+COfC半生C02）

高福

W03+3H2==W+3H2O

Cr2O3+2A1旦=2Cr+ALOK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、Al等活潑的金屬，通過(guò)

電解其熔融鹽或氧化物的方法來(lái)制得。

2A12O3=￡^=4A1+302T

2NaCl=￡^=2Na+CI：t

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(guò)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(kāi)

發(fā)利用，礦產(chǎn)資源將會(huì)日漸減少。金屬制品在使用過(guò)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(wèn)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?/p>

廢舊金屬，大部分可以重新制成金屬或它們的化合物再用。

例題2、下列說(shuō)法正確的是。

①金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性

②金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體

③工業(yè)1：通過(guò)電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣

④銳、鋁、缽、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制

⑤合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同

⑥由鐵礦石煉成鐵是化學(xué)變化，由生鐵煉成鋼是物理變化

⑦工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的AI2O3制備A1不涉及氧化還原反應(yīng)

⑧金屬冶煉的本質(zhì)是金屬汨離子得到電子變成金屬原子

⑨在人類(lèi)對(duì)金屬材料的使用過(guò)程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用

⑩單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬

@FeO投入稀H2s04和稀HN03中均得到淺綠色溶液

?向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300mL1mol-L-1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，

所得溶液中不含F(xiàn)e3+。若用過(guò)量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物，固體減少的質(zhì)量

為2.4g

【解析】金屬離子中的中旬價(jià)態(tài)離子，比如Fe?+,既有氧化性乂有還原性，①錯(cuò)誤；常溫

下金屬汞呈.液態(tài)，②錯(cuò)誤；電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Ch，而得不到單質(zhì)鈉，③錯(cuò)

誤；鐵用CO還原法煉制，用鋁熱反應(yīng)成本太高，④錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的

熔點(diǎn)都低，⑤正確：鐵礦石煉鐵和生鐵煉鋼都是化學(xué)變化，⑥錯(cuò)誤；電解熔融AI2O3制取

A1的反應(yīng)為2Al?。3(熔融)建=4A1+3O2T，該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)，⑦錯(cuò)誤；金屬冶煉

就是把金屬陽(yáng)離子還原為金屬原子，越活潑的金屬，其陽(yáng)離子的氧化性越弱，越難被還原，

⑧正確；性質(zhì)活潑的金屬艱難以游離態(tài)存在，?般被人們發(fā)現(xiàn)使用得較晚，⑨錯(cuò)誤；單質(zhì)鋁

不易被腐蝕，是因?yàn)槠渑c氧氣反應(yīng)在其表面形成致密的氧化膜，保護(hù)內(nèi)部金屬不被腐蝕，⑩

錯(cuò)誤。

【答案】⑤⑧

【易錯(cuò)指導(dǎo)】

(1)不同冶煉方法有不同的特點(diǎn)，如用氣態(tài)物質(zhì)還原時(shí)，氣體與礦石充分接觸，反應(yīng)速率

快，無(wú)殘留，得到的金屬純度高；電解冶煉需消耗大量的電能；鋁熱反應(yīng)適用于高熔點(diǎn)金屬

的冶煉。

(2)當(dāng)一種金屬可用多種方法冶煉時(shí)，工業(yè)上一般采用經(jīng)濟(jì)效率高的方法。即熱分解法優(yōu)

于焦炭還原法，焦炭還原法優(yōu)于鋁熱還原法，鋁熱還原法優(yōu)于電解法。從環(huán)保角度考慮，

H?還原法又優(yōu)于C、CO還原法。

(3)用還原劑還原法制得的金屬一般含有較多的有害雜質(zhì)，如含其它金屬或非金屬。為了

滿足金屬的多種用途，除去金屬中的有害雜質(zhì)是必要的C低沸點(diǎn)金屬（如鋅和汞）可以用蒸鐳

法與較不易揮發(fā)的有害雜質(zhì)分離而達(dá)到提純；電解法精煉金屬是使用最廣泛的金屬精煉法,

銅、銀、金、鉛等都可以用這種方法精煉。

【課時(shí)練習(xí)】

1.后母戊鼎是迄今世界上出土最大、最重的青銅禮器，形制巨大，雄偉莊嚴(yán)，工藝精巧，

足以代表高度發(fā)達(dá)的商代青銅文化。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.青銅的熔點(diǎn)低于純銅

B.古代濕法煉銅的原理是置換反應(yīng)

C.現(xiàn)代電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極

D.青銅器表面的銅綠是銅的一種氧化物

2.三星堆遺址最近出土了青銅神樹(shù)、權(quán)杖、玉器等文物，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是

A.青銅神樹(shù)體現(xiàn)了中國(guó)占代高超的冶金技術(shù)

B.青銅表面的綠色物質(zhì)主要為CuXOH）2c03

C.青銅神樹(shù)、權(quán)杖、玉器均為合金材料

D.玉器因含有不同金屬氧化物而顯現(xiàn)不同顏色

C.從藍(lán)草中提取花青，可用有機(jī)溶劑萃取D.保存不善的國(guó)畫(huà)，“水色”容易變色

4.煉丹家狐剛子《出金礦圖錄》記載了“煉石膽取精華法”，如下：“以土罄（即磚坯）壘作兩

個(gè)方頭爐，相去二尺，各表里精泥其間，旁開(kāi)一孔，亦泥表里，使精薰，使干。一爐中著銅

盤(pán)，使定，即密泥之；一爐以碳燒石膽使作煙，以物扇之，其精華盡入銅盤(pán)。爐中卻火待冷，

開(kāi)取任用又北宋沈括《夢(mèng)溪筆談》中記載：“信州鉛山有苦泉，流以為澗。挹其水熬之則

成膽磯，烹膽磯則成銅。熬膽磯鐵釜，久之亦化為銅下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

A.石膽即膽磯，其化學(xué)式為CuSOy5H9

B.膽磯和鐵釜是沈括記載的濕法冶銅的原料

C.“熬之則成膽磯”是濃縮結(jié)晶過(guò)程

D.狐剛子方法制取了硫酸和單質(zhì)銅

5.下列實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述中，不正確的是

A.銅鋅組成的原電池中，電子是從鋅經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流向銅

B.把銅片和鋅片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡

6.下列實(shí)驗(yàn)裝置用于銅與濃硫酸反應(yīng)制取二氧化硫和硫酸銅晶體，能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/p>

A.用圖中裝置制取并收集二氧化硫

B.用圖乙裝置向反應(yīng)后的混合物中加水稀釋

C.用圖丙裝置過(guò)濾出稀釋后混合物中的不溶物

D.用圖丁裝置將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮后冷卻結(jié)晶

7.Cu，O溶于?硫酸牛成Cu和CUSOLCuSCh溶液中加入強(qiáng)堿產(chǎn)牛藍(lán)色絮狀沉淀，繼續(xù)加入

強(qiáng)堿沉淀溶解生成藍(lán)色[CU(OH)4]2。CuSChp5H2O的晶體結(jié)構(gòu)如圖，關(guān)于銅的化合物說(shuō)法不

正確的是

OO

H、O/H…0??…Ho/H

/?k-.....................HZ?A

s、、o?s

。/O、。'j/、…。/廣。

A.蛋白質(zhì)溶液中加入CuSO4發(fā)生鹽析

+2+

B.CsO溶于硫酸的離子方程式：CU2O+2H=CU+CU+H2O

C.Cu(OH)2為兩性氫氧化物，可用于鑒別葡萄糖和蔗糖

①富集，將硫化物礦石進(jìn)行浮選；

④電解精煉銅。

下列判斷不正確的是

A.利用冶煉銅的爐渣可冶煉鐵

D.黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的尾氣可造成酸雨

.J:色

c氣體

反應(yīng)速率明

顯比】快

c.過(guò)程n【反應(yīng)速率比I快的原因是溫度影響

D.當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，銅可以繼續(xù)溶解

10.氯化亞銅(CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuO難溶于醇和水，可溶于氯

離子濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分：Cu和少量CuO)為

原料，采用硝酸錢(qián)氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過(guò)程如圖。下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是

硝酸鉞、水、堿酸亞硫悔鉞、筑化嵌

需7］一|過(guò)濾信也渡耕

海綿胴反應(yīng)過(guò)灌■水洗M洗烘「

④|也及

①池耕②③⑥⑦

濃縮、肉心分崗縱化亞銅產(chǎn)品

網(wǎng)收硫酸鉞

A.步驟①溶解溫度控制在60?7(rc左右，保持一定的溶解速度，避免鏤鹽分解

C.步驟⑤包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作。酸洗采用的酸是鹽酸

D.步驟⑥的醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化

A.紅色沉淀的主要成分不是CU2O,可能是Cu

B.將產(chǎn)生的無(wú)色氣體通過(guò)灼熱的CuO后得到紅色固體，氣體中一定含有CO

D.含有CHO的有機(jī)物都可以被新制Cu(OH)2氧化

下列說(shuō)法正確的是

C.步驟③和④操作中，均采用蒸發(fā)結(jié)晶方式從溶液中獲得溶質(zhì)

13.CuC12是常見(jiàn)的化學(xué)試劑，學(xué)習(xí)小組開(kāi)展了與CuCh相關(guān)的系列實(shí)驗(yàn)?！究纱鹣铝袉?wèn)題:

I.利用廢銅屑制備CuCh(實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示)

干法

⑴儀器a的名稱(chēng)為

⑵“濕法”制備C11C12的化學(xué)方程式為。

(3)①石英管內(nèi)可能觀察到的現(xiàn)象為o

②石英管直接伸入收集裝置，該管較粗，其優(yōu)點(diǎn)是______o

(4)除上述兩種方法外，實(shí)驗(yàn)室中還先將銅粉(填試劑及操作)，再加入適量稀鹽酸

反應(yīng)得到CuCb溶液。

H.探究A1與CuCh溶液的反應(yīng)

將鋁片放入盛有O.lmolLCuCb溶液的試管中，觀察到現(xiàn)象為：鋁片表面析出疏松的紫紅色

固體，產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味氣體，溶液顏色變淺。

(5)紫紅色固體為(填化學(xué)式)。

2+

(6)經(jīng)檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體為凡.在CuCh溶液中存在CU+2H2O=CU(OH)2+2H\

+3+

2Al+6H=2Al+3H2f,小組成員認(rèn)為應(yīng)產(chǎn)生Cu(OH)2,但實(shí)際實(shí)驗(yàn)中并未觀察到藍(lán)色沉淀。

于是他們提出了以下兩種猜測(cè)并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證。完成下列表格：

猜測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論

取少量Cu(OH)?懸濁液，

i.①_______o無(wú)明顯現(xiàn)象猜想i不成立

加入打磨過(guò)的鋁片，振蕩

ii.Cu(0H)2與A伊發(fā)固體立即溶解.，溶液呈

②_______O猜想ii成立

生了反應(yīng)淺綠色

③在猜測(cè)ii成立的基礎(chǔ)上，該小組成員查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)體系中可能存在反應(yīng)：

3+2+

2AI+3CU(OH)2=2AI(OHJ3+3CU,列式計(jì)算平衡常數(shù)分析該反應(yīng)進(jìn)行的趨勢(shì)

。(已知：Ksp[Cu(OH)2]=2.2xl020；Ksp[Al(OH)3]=1.3x1033。一般認(rèn)為,

KAIO5時(shí)反應(yīng)進(jìn)行較完全，K<10,時(shí)反應(yīng)難以進(jìn)行）文獻(xiàn)顯示生成的A1（OH）3可能以膠體形式

存在，這是未觀察到白色沉淀的可能原因，但仍需進(jìn)一步深入研究。

14.某同學(xué)為探究NaHSCh溶液與CM+的反應(yīng)，查閱資料設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

力口人Na2sO4n

固體（適域）

加入2mL

1mol-L-i

分為瞬時(shí)無(wú)明顯變化，30s時(shí)

CuSO,溶液兩等份

也無(wú)明顯變化

加入NaCl

_,n

2mL1mol,L藍(lán)色溶液，固體（適量）

NaHSOs溶液3min內(nèi)未見(jiàn)

明顯變化

瞬時(shí)無(wú)明顯變化，30s時(shí)有

無(wú)色氣體和白色沉淀產(chǎn)生，

上層溶液顏色變淺

已知：①氯化亞銅（CuCl）為白色立方結(jié)晶或白色粉末，戲溶于水；

回答下列問(wèn)題：

⑴加入NaCl固體后產(chǎn)生的無(wú)色氣體能使?jié)駶?rùn)的品紅試紙褪色，且加熱后能恢復(fù)原來(lái)的顏色,

則該氣體是__________（填化學(xué)式）；工業(yè)上將Na2s和Na2c03以2：1的物質(zhì)的量比配成溶

液，然后通入該無(wú)色氣體，Na2S.Na2cO3完全反應(yīng)，得到硫代硫酸鈉（Na2s2O3）和另一種無(wú)

色無(wú)味的氣體，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是。

⑵該同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)中加入NaCI產(chǎn)生無(wú)色氣體的原因進(jìn)行分析，提出兩種假設(shè)：

假設(shè)1Cu?+水解使溶液中c（H+）增大

假設(shè)2

①假設(shè)I不成立的原因是o

②若假設(shè)2合理，請(qǐng)將假設(shè)2補(bǔ)充完整:,其中生成的白色沉淀是（填

化學(xué)式）。

⑶通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)可知，C1增強(qiáng)了C/一的氧化性。某同學(xué)設(shè)計(jì)原電池實(shí)驗(yàn)（如圖）證明上述實(shí)

驗(yàn)結(jié)果，請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象補(bǔ)充完整：___________（寫(xiě)兩點(diǎn)即可）。

編

實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2

號(hào)

實(shí)

驗(yàn)10mL1rml?L"

N.HSO,溶液、

現(xiàn)電流表指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),

電流表指針發(fā)生微小偏轉(zhuǎn)

象_________

⑷將實(shí)驗(yàn)后的溶液靜置24小時(shí)或加熱后，得到紅色沉淀，洗滌干燥后利用已知信息設(shè)計(jì)實(shí)

驗(yàn)，證明紅色沉淀中含有C3：

15.某銅鉆礦石主要含有COOOH.COCO3>CU2（OH）2CO3flSiCh,其中還含有一定量的FezCh、

MgO和CaO等。由該礦石制備CO2O3的部分工藝過(guò)程如下：

I.將粉碎的礦石用過(guò)量的稀H2s04和Na2s0.3溶液浸泡，過(guò)濾，分離除去沉淀a。

II.浸出液除去含銅的化合物后，向溶液中先加入NaC103溶液，再加入一定濃度的Na2c03

溶液，過(guò)濾，分離除去沉淀b［主要成分是Na2Fe6（SO4）4（OH）i2］。

III.向上述濾液中加入足量NaF溶液，過(guò)濾，分離除去沉淀c。

IV.III中濾液加入濃Na2c03溶液，獲得CoCCh沉淀。

V.將CoCCh溶解在鹽酸中，再加入（NHG2C2O4溶液，產(chǎn)生COC2O42H2O沉淀。分離出沉

淀，將其在400℃~600℃燃燒，即得到CO2O3。

請(qǐng)回答：

（1）1中，沉淀a的成分是,稀硫酸溶解CoCO3的化學(xué)方程式是,加入Na2s03

溶液的主要作用是_________。

（2）根據(jù)圖1、圖2分析:

圖1浸出溫度對(duì)銅、鉆浸僻的影響甌浸出pirn銅、鉆浸a蟀的影響

①礦石粉末浸泡的適宜條件應(yīng)是：溫度_____、pH.

②圖2中銅、鉆浸出率下降的可能原因是_____。

(3)H中，浸出液中的金屬離子與NaCICh反應(yīng)的離子方程式：C1O3++=Cl

++

(4)I中，檢驗(yàn)鐵元素完全除去的試劑是,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。

(5)I中，沉淀c的成分是CaF2、(填化學(xué)式)。

(6)V中，加入Na2c03的作用是o

(7)V中，分離出純凈的COC2O4-2H2O的操作是____。

16.2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)用于獎(jiǎng)勵(lì)對(duì)鋰離子電池的發(fā)展做出貢獻(xiàn)的三位科學(xué)家。鋰離子電

池如今被用于各個(gè)領(lǐng)域，使一個(gè)無(wú)化石燃料的社會(huì)成為可能。LiFcPOa是新型鋰離子電池的

正極材料。某小組擬設(shè)計(jì)以種鋰輝石(主要成分為L(zhǎng)i26AhO3?4SiO2,含少量鐵、鈣、鎂)

為原料制備純凈的碳酸鋰，進(jìn)而制備LiFePO’的工之流程：

(DCaCO,飽和N.C。料液

濃嗨檢②石灰孔N..CO.

[300PLifO,熱

回段慳、也佻發(fā)濃蜻純凈;產(chǎn)及LiFePO

Na,50,濃u,co,4

溶液縮

液

海漬1濾沿2CaCO,N.SO,溶液

(l)LibePO4中鐵元素的化合價(jià)為,鐵元素進(jìn)行焰色反應(yīng)的顏色是_______(填序號(hào))。

A.無(wú)焰色反應(yīng)B.黃色C.紫色D.磚紅色

(3)已知碳酸鋰在水中的溶解度隨溫度升高而減小，I?.述流程中趁熱過(guò)濾的目的是一。

⑷流程中加H2c2。4和FeP04,用于煨燒制備LiFePCh,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

參考答案

1.D【解析】A.青銅是合金，形成合金后熔點(diǎn)降低，則青銅的熔點(diǎn)低于純銅，故A不選；

B.古代濕法煉銅的原理是鐵與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅，是置換反應(yīng)，故B不送；

C.現(xiàn)代電解精煉銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極失去電子被氧化，故C不選；

D.青銅器表面的銅綠是堿式碳酸銅，是銅的一種堿式苴，故D選。

2.C【解析】A.青銅神樹(shù)的原材料為合金，其強(qiáng)度高、熔點(diǎn)低、鑄造性能好，神樹(shù)的連接

有焊接、鏈接、鉀接等工藝，其青銅冶煉的工藝水準(zhǔn)已經(jīng)達(dá)到巔峰，體現(xiàn)了中國(guó)古代高超的

冶金技術(shù)，A說(shuō)法正確：

B.青銅表面的綠色物質(zhì)俗稱(chēng)銅綠，是由銅與空氣中的氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)生成，主要

為Cs(OH)2c03,B說(shuō)法正確；

C.青銅神樹(shù)、權(quán)杖的原材料為合金，玉器為硅酸鹽，不是合金，C說(shuō)法錯(cuò)誤；

D.玉器主要成分為二氧化硅，氧化鎂，氧化鈣，氧化鋁，三氧化二鐵等，因含有不同金屬

氧化物而顯現(xiàn)不同顏色，D說(shuō)法正確。

C.“水色”從植物中提取，如花青(分子式CisHuO”從藍(lán)草中提取花青，花青屬于有機(jī)物，

根據(jù)相似相溶原理可知花青可用有機(jī)溶劑從植物中萃取出來(lái)，C正確；

D.若國(guó)畫(huà)保存不當(dāng)，其中顏料會(huì)被空氣中的氧氣氧化，導(dǎo)致物質(zhì)顏色發(fā)生改變，D正確。

4.D【解析】A.石膽即膽帆，為帶結(jié)晶水的硫酸銅，即CUSOJ-5H2O,A正確；

B.膽磯和鐵釜即CuSOQFhO和Fe,濕法冶銅就是利用Fe硫酸銅溶液中置換出Cu,B正

確；

C.“熬之則成膽磯”即蒸發(fā)濃縮、冷卻析出硫酸銅結(jié)晶，C正確:

D.狐剛子的方法是高溫燃燒膽帆使其分解，所以制得的應(yīng)是Cu的氧化物，而不是銅單質(zhì)，

D錯(cuò)誤。

5.C【解析】A.銅鋅組成的原電池中，鋅作負(fù)極，銅作正極，因此電子是從鋅經(jīng)過(guò)導(dǎo)線流

向銅，故A正確；

B.把銅片和鋅片緊靠在一起浸入稀硫酸中，形成原電池，銅為正極，鋅為負(fù)極，氫離子在

銅片表面得到電子生成氫氣，因此銅片表面出現(xiàn)氣泡，改B正確；

6.D【解析】A.二氧化疏密度比空氣大，應(yīng)用向上排空氣法收集，故A錯(cuò)誤：

B.將水沿?zé)瓋?nèi)壁倒入，并用玻璃棒不斷攪拌，故B錯(cuò)誤；

C.轉(zhuǎn)移液體需要引流，防止液體飛濺，故C錯(cuò)誤；

D.溶液蒸發(fā)濃縮用燒杯，故D正確.

7.A【解析】A.蛋白質(zhì)溶液中加入CuSO4發(fā)生變性，放A錯(cuò)誤；

+2+

B.Cu2O溶于硫酸生成Cu和CuSCh、H2O,反應(yīng)的離子方程式：CU2O+2H=CU+CU+H2O,

故B正確；

C.Cu(0H)2既可溶于強(qiáng)酸又可溶于強(qiáng)堿，Cu(OH"為兩性氫氧化物，葡萄糖和新制氫氧化

銅忌濁液反應(yīng)生成磚紅色CmO沉淀，蔗糖和新制氫氧化銅懸濁液不反應(yīng)，可用于鑒別葡萄

糖和蔗糖，故C正確；

8.B【解析】A.爐渣的主要成分為FeO,利用FeO可冶煉出Fe,故A正確；

D.由反應(yīng)原理可知，產(chǎn)生的尾氣主要成分為SO2可造成酸雨，故D正確。

C.該反應(yīng)為金屬單質(zhì)與酸發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程中容器內(nèi)溫度升高，化

學(xué)反應(yīng)速率加快，故c正確；

D.當(dāng)活塞不再移動(dòng)時(shí)，再抽入空氣，NO與氧氣、水反應(yīng)生成硝酸，因此銅可以繼續(xù)溶解，

D正確。

10.【解析】酸性條件下硝酸根離子具有氧化性，可氧化海綿銅（主要成分：Cu和少量CuO）

生成硫酸銅，過(guò)濾后在濾液中加入亞硫酸鉞、氯化鉉發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到Cu。沉淀，經(jīng)

水洗后再用乙醇洗滌，烘干得到氯化亞銅產(chǎn)品。

A.鉉鹽受熱易分解，但溫度過(guò)低溶解速率慢，所以步驟①溶解溫度控制在60~7（TC左右，

保持?定的溶解速度，避免鉉鹽分解，A正確；

C.洗滌后的洗滌液還需濃縮、離心分離后回收硫酸鏤，為避免產(chǎn)生更多的雜質(zhì)，應(yīng)用硫酸

洗滌而不是鹽酸，c錯(cuò)誤：

D.乙醇沸點(diǎn)低,易揮發(fā)，用乙醇洗滌，可快速除夫固體表面的水分,防止水解氧化,DiE

確。

B.甲醛是具有強(qiáng)還原性的氣體，甲醛具有揮發(fā)性，生成的無(wú)色氣體中混有甲醛氣體，可將

灼熱的CuO還原為銅單質(zhì)，得到紅色固體，所以不能證明氣體中含有CO,故B錯(cuò)誤：

C.配制新制氫氧化銅懸濁液時(shí)，NaOH是過(guò)量的，在堿性溶液中不可能產(chǎn)生二氧化碳，故

C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作③，甲酸鈉中也含有醛基，與新制的Cu（OH）2反應(yīng)，未觀察到明顯現(xiàn)象，

含有CHO的甲酸鈉沒(méi)有被新制Cu（OH）2氧化，故D錯(cuò)誤。

12.A【解析】廢催化劑加入稀硫酸，第一次浸出主要發(fā)生反應(yīng)ZnS+H2so產(chǎn)ZnSd+HzST、

Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2（SO4）3+4H2O,過(guò)濾后濾液中ZnSO,i、FeSCh、Fe2（SO4）3,濃縮結(jié)

晶得到粗ZnSOBHzO,濾渣1含有SiCh、CuS,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2s。4和H2O2

溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成硫酸銅、硫，濾渣2含有硫和二氧化硅，濾液含有硫酸銅，

經(jīng)濃硫酸結(jié)晶可得到硫酸銅晶體。

A.步驟①操作中生成的氣體為硫化氫，可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，則可用氫氧化鈉溶液吸收，

故A正確；

B.濾液1中除含有Fc2+,還含有Fe3+,加入KSCN和新制的氯水不能檢驗(yàn)，故B錯(cuò)誤；

C.得到晶體需要蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，如果直接蒸發(fā)結(jié)品會(huì)使晶體失去結(jié)晶水，故C錯(cuò)誤；

D.濾渣2含々硫和二氧化硅，故1）錯(cuò)誤。

【解析】根據(jù)題中圖示，濕法制取CuCL,在三頸燒瓶中加入銅屑、H2O2和濃鹽酸，在電熱

攪拌下發(fā)生CU+H2O2+2HQ=CUC12+2H2O反應(yīng)，NaOH溶液吸收尾氣，防止污染環(huán)境；干法

制取CuC12,在石英管制取CuCh,在集氣瓶中收集CuCb,NaOH溶液吸收多余的Ch,避

免污染環(huán)境:探究AI與CuCh溶液反應(yīng),根據(jù)金屬性強(qiáng)弱和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答紫紅色固體為Cu.

并提出兩種猜測(cè)并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，由Ksp進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。

⑴根據(jù)題中圖示可知，儀器a的名稱(chēng)為分液漏斗；

(2)在三頸燒瓶中加入銅屑、比02和濃鹽酸，在電熱攪拌下發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuC”的

化學(xué)方程式為Cu+H2O2+2HCl=CuCh+2H2O；

(3)①石英管內(nèi)發(fā)生Cu+Ch^CuCh,觀察到的現(xiàn)象為管內(nèi)產(chǎn)生棕黃色的煙(CuCb)：

②石英管直接伸入收集裝置，該管較粗，其優(yōu)點(diǎn)是有利于產(chǎn)物(CuCL)直接進(jìn)入收集瓶，防

止堵塞；

(4)除上述兩種方法外，實(shí)驗(yàn)室中還可先將銅粉在空氣中灼燒，再加入適量稀鹽酸反應(yīng)得到

CuCb溶液，即ZCu+ChpCuO,CuO+2HCl=CuCh+H2O；

⑸由于Al的金屬性比Cu強(qiáng)，將鋁片放入盛有O.lmolLCuCb溶液，發(fā)生置換反應(yīng)，即

2Al+3Cu2+=2AP++3Cu,則紫紅色固體為Cu；

⑹①由實(shí)驗(yàn)取少量Cu(OH)2懸濁液，加入打磨過(guò)的鋁片，振蕩，可推知，猜測(cè)i.是CU(OH)2

與Al單質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)；

②由猜測(cè)ii.Cu(OH)2與AP+發(fā)生了反應(yīng)，可推知實(shí)驗(yàn)是取少量Cu(OH”懸濁液，加入A1C13

溶液，振蕩；

【解析】向2mHmol/LNaHSO3溶液中加入2mHmol/LCuSO4溶液后,溶液仍呈藍(lán)色,3分

鐘內(nèi)未見(jiàn)明顯變化，說(shuō)明二者未發(fā)生反應(yīng)，把二者分成兩等份，向其中?份加入適量的硫酸

鈉固體，瞬時(shí)無(wú)明顯變化，30秒時(shí)也無(wú)明顯變化，說(shuō)明二者也沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)。向另一份中

加入適量的氯化鈉固體，瞬時(shí)無(wú)明顯變化，30秒時(shí)有無(wú)色氣體和白色沉淀生成，上層溶液

顏色變淺，說(shuō)明二者發(fā)生了反應(yīng)，白色沉淀為氯化亞銅，氣體為二氧化硫。

(1)由“無(wú)色氣體能使?jié)駶?rùn)的品紅試紙褪色且加熱后能恢復(fù)原來(lái)的顏色”知，該氣體是二氧化

硫，將二氧化硫通入Na2s和Na2cCh以2：I的物質(zhì)的量比配成溶液，生成硫代硫酸鈉(NaSOR

和二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生的反應(yīng)為2NazS+Na2co3+4SO2=3Na2s2O3+CO2,故答案為2Na2s

+Na2co3+4SCh=3Na2s2O3+CO2：

(3)實(shí)驗(yàn)1能形成原電池，電流表的指針發(fā)生微小偏轉(zhuǎn)：實(shí)驗(yàn)2右側(cè)加入一定量氯化鈉固體,

溶解后，觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)且比實(shí)驗(yàn)1中指針偏轉(zhuǎn)的程度大，左側(cè)燒杯中有無(wú)色

氣體產(chǎn)生，右側(cè)燒杯中有白色沉淀產(chǎn)生，溶液的顏色變淺：故答案為左側(cè)燒杯中有無(wú)色氣體

產(chǎn)生，右側(cè)燒杯中有白色沉淀產(chǎn)生

⑷根據(jù)題目信息，在濃氨水中發(fā)生已知條件②中的反應(yīng)，一段時(shí)間后［Cu(NH3)2「被空氣中

氧氣氧化生成［Cu(NH3)4］2+使溶液顏色加