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金属元素及其化合物二轮复习


专题六 金属元素及其化合物

[考纲要求] 1.了解常见金属的活动性顺序。2.了解常见金属 及其重要化合物的主要性质及其应用。 3.了解合金的概念及其重 要应用。

高考热点

专题高考模式训练

高 考 热 点

热点一 钠及其重要化合物

1.利用澄

清石灰水能鉴别 Na2CO3 与 NaHCO3 溶液。( 2.在 HCl 气流中加热 MgCl2· 6H2O 获得 MgCl2。( )

)

3.服用阿司匹林出现水杨酸反应时,用 NaHCO3 溶液解毒。 ( ) 4.用铂丝蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰呈黄色,该 溶液一定是钠盐溶液。( )

5 .用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体。 ( ) 6 .侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异。 ( )

【答案】 1.× 2.√

3.√ 4.× 5.√ 6.√

1.理清知识主线 Na→Na2O→Na2O2→NaOH→Na2CO3→NaHCO3 2.重要化学反应方程式 (1))钠与水反应: 2Na+2H2O===2NaOH+H2↑ ; 点燃 2Na + O ===== Na2O2 (2)Na 在空气中点燃: ; 2

(3)Na2O2 与水反应: 2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑ ; (4)Na2O2 和 SO2 反应: SO2+Na2O2===Na2SO4 ; (5)向饱和 Na2CO3 溶液中通入 CO2:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3 (6)用 Na2CO3 溶液来制备
NaOH: Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH ;



(7)NaHCO3 溶液转化为 Na2CO3:NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O ; (8)NaHCO3 与过量的 Ca(OH)2 混合:
NaHCO3+Ca(OH)2(过量)===CaCO3↓+NaOH+H2O 。

3.整理知识易错点 (1)钠和盐溶液反应, 不能置换出盐中的金属, 而是先与 H2O 反应生成 NaOH, 然后生成的 NaOH 溶液再与盐溶液反应; 钠与 H2O、酸反应的实质都是与 H+反应,所以钠与酸溶液反应更为 剧烈;钠与熔融的盐反应才可能置换出盐中的金属。

(2)无论 Na 与 O2 反应生成 Na2O 或 Na2O2, 只要参与反应的 Na 质量相等,则转移电子的物质的量一定相等;Na2O2 与 CO2 和 H2O 反应是 1 mol Na2O2 参与反应转移电子的物质的量为 1 mol,(但与 SO2 或 H2SO3 等的反应转移 2 mol 电子)。 (3)Na—K 合金常温下呈液态,是原子反应堆的导热剂,也 说明合金的熔点比任一组分的熔点都低。

(4)Na2O2 跟 CO2 和水蒸气组成的混合气体反应时, 应先考虑 Na2O2 跟 CO2 的反应。Na2O2 具有强氧化性,能将具有还原性的 物质氧化,每摩 Na2O2 得 2 mol 电子,(如将 Na2O2 投入到 Na2S、 Na2SO3、NaI、FeSO4 等具有还原性的溶液中)。 (5)向 Na2CO3 溶液中加入盐酸时反应分两步进行,首先生成 NaHCO3,然后是 NaHCO3 与盐酸反应生成 CO2。二者滴加的顺 序不同,产生的现象也不同,这就是不用其他试剂就能鉴别出 Na2CO3 溶液和盐酸的原理。

(6)不能用常压下蒸发溶剂的方法制备 NaHCO3 晶体,不能 用澄清石灰水鉴别 Na2CO3 和 NaHCO3。 吸收 CO2 气体中的 HCl 不能用饱和 Na2CO3 溶液,需用饱和 NaHCO3 溶液 (7)CO2 与 NaOH 溶液反应的产物可能是 Na2CO3、NaHCO3 或二者的混合物,可根据 Na+和 C 守恒法确定 CO2 与 NaOH 溶 液的反应产物。 (8)Li 在空气中燃烧只生成 Li2O。 鉴别 Na、 K 利用焰色反应。 向饱和的 Na2CO3 溶液中通入 CO2,有晶体析出。

经典例题 例 1 的是( 选项 A ) 实验目的 实验操作 (2015· 福建)下列实验操作正确且能达到相应实验目的

称取 2.0 g 先在托盘上各放 1 张滤纸,然后在右盘上 NaOH 固体 添加 2 g 砝码,左盘上添加 NaOH 固体 配制 FeCl3 溶液 将 FeCl3 固体溶于适量蒸馏水

B

选项

实验目的

实验操作

检验溶液中 取少量试液于试管中,加入 NaOH 溶液并 C 是否含 NH+ 4 D 验证铁的吸 氧腐蚀
C

加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的 气体 将铁钉放入试管中,用盐酸浸没

【答案】

【解析】 NaOH 易潮解,且有腐蚀性,不能放在滤纸上称 量,A 项错误;FeCl3 易水解,配制 FeCl3 溶液时,将 FeCl3 固体
+ 溶于蒸馏水并加入少量稀盐酸,B 项错误;检验 NH4 时,加入

NaOH 溶液并加热,用湿润的红色石蕊试纸检验生成的氨气,C 项正确;验证铁的吸氧腐蚀,将铁钉放在试管中,用 NaCl 溶液 浸没,若用盐酸浸没,则发生析氢腐蚀,D 项错误。

针对训练 1 .在溶液中加入足量 Na2O2 后仍能大量共存的离子组是 ( )
- - 2+ A.NH+ 、 Ba 、 Cl 、 NO 4 3 - - B.K+、AlO2 、Cl-、SO2 4 - C.Ca2+、Mg2+、NO- 、 HCO 3 3 - 2- D.Na+、Cl-、CO2 、 SO 3 3

答案 B

解析

过氧化钠具有氧化性,且加入溶液中会生成氢氧化

+ 钠, A 项, OH-与 NH4 不能大量共存; C 项, Ca2+、 Mg2+、 HCO- 3 - 均不能与 OH-大量共存;D 项,SO2 3 可以被氧化。

热点二 铝及其重要化合物

1.AlCl3 是由两种单质直接反应生成,将其加入 Ba(HCO3)2 溶液中同时有气体和沉淀产生。( )

2.在 CO2 中,Mg 燃烧生成 MgO 和 C,在该反应中,Mg 的还原性强于 C 强。( ) ) )

3.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝。( 4.铝与 Fe2O3 发生铝热反应后固体物质增重。(

5 . Al 片溶于 NaOH 溶液中,产生气体: 2Al + 2OH - + 2H2O===2AlO- 2 +3H2↑。( )

- 6.AlCl3 溶液加入过量稀氨水:Al3++4NH3· H2O===AlO2 + + 4NH4 +2H2O。(

)
3.× 4.× 5.√ 6.×

【答案】 1.√ 2.√

1.理清知识主线 Al→Al2O3→Al(OH)3→铝盐(AlCl3、Al2(SO4)3、 KAl(SO4)2· 12H2O)

2.重要化学反应方程式 (1)Al 与 NaOH 等强碱溶液反应: 2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑



高温 (2)铝热反应: 2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3 ;

(3)Al2O3 与 NaOH 等强碱溶液反应:
Al2O3+2NaOH===2NaAlO2+H2O



(4)Al(OH)3 与 NaOH 等强碱溶液反应:
Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O



(5)实验室制取 Al(OH)3 的方法:
+ Al3++3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4



(6)AlCl3 与过量 NaOH 等强碱溶液反应:
AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O(NaOH 过量)



(7)向 NaAlO2 溶液中通入足量的 CO2:
- AlO- + CO + 2H O===Al(OH) ↓+ HCO 2 2 2 3 3 (足量 CO2) ;

(8)铝盐溶液与偏铝酸盐溶液反应的离子方程式:
- Al3++3AlO2 +6H2O===4Al(OH)3↓ ;

(9)泡沫灭火器的反应原理:
Al3++3HCO- 3 ===Al(OH)3↓+3CO2↑ 。

3.整理知识易错点 (1)铝虽然是活泼金属,却有相当强的抗腐蚀性,因为它表面 生成一层致密的氧化物薄膜。 (2)铝热反应不仅仅是单质铝与 Fe2O3 反应,还包含制取其他 难熔金属的反应。 (3)铝热反应是中学化学中唯一一类金属单质与金属氧化物 在高温条件下的置换反应。引发铝热反应的操作是高考实验考查 的热点,具体操作是先铺一层 KClO3,然后插上镁条,最后点燃 镁条。

(4)泡沫灭火器所用试剂为 Al2(SO4)3 溶液和 NaHCO3 溶液。 (5)由于铝、氧化铝、氢氧化铝能与强酸、强碱反应,常用于 铝等物质的分离提纯。 (6)重要含铝化合物之间的转化关系——铝三角及应用

①制取 Al(OH)3:
+ Al3++3NH3· H2O===Al(OH)3↓+3NH4 - - AlO2 +CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO3

②离子共存问题:
- - 2- Al3+与 OH-以及 AlO2 、 CO2 、 S 等弱酸根阴离子因生成沉 3 - - 淀或水解相互促进的反应而不能大量共存; AlO2 与 H+、 HCO3 以

及弱碱阳离子 Al3+、Fe3+等不能大量共存。

③鉴别(利用滴加顺序不同,现象不同) a.AlCl3 溶液中滴加 NaOH 溶液现象为:先产生白色沉淀, 后沉淀溶解。 b.NaOH 溶液中滴加 AlCl3 溶液现象为:开始无明显现象, 后产生白色沉淀,沉淀不溶解。 c.简单计算:特别是有关图像的问题。

经典例题 例 2 合金是建造航空母舰的主体材料。 (1)航母升降机可由铝合金制造。 ①铝元素在周期表中的位置为________。工业炼铝的原料由 铝土矿提取而得。提取过程中通入的气体为________。

②Al-Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al2O3 膜,其化学 方程式为_________________。 焊接过程中使用的保护气为________(填化学式)。 (2)航母舰体为合金钢。 ①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_____________。 ②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低 硅含量需加入的物质为________。

【答案】

(1)① 第 三 周 期 第 ⅢA 族

CO2

②Al2O3 +

2NaOH===2NaAlO2+H2O (2)①吸氧腐蚀

Ar(其他合理答案均可)

②CaCO3 或 CaO

【解析】

(1)①Al 的核外电子层数为 3,最外层电子数为 3,

因此位于周期表中第三周期第ⅢA 族;工业冶炼铝的原料是 Al2O3, 由铝土矿中提取 Al2O3 的方法一般是将铝土矿溶于 NaOH 溶液,使
- Al 转化为 AlO2 ,然后通入 CO2 气体使 AlO- 2 转化为 Al(OH)3 沉淀,

然后再将 Al(OH)3 沉淀加热即可得到 Al2O3。②在焊接过程中为防 止 Al、Mg 等金属发生氧化反应,需在 Ar 等惰性气体保护下焊接。 (2)①舰体的主要成分为钢铁(含少量碳的铁碳合金),因此在海水中 因形成原电池发生吸氧腐蚀;②冶炼过程可加入 CaCO3 或 CaO 与 硅形成硅酸盐,作为炉渣除去从而降低硅含量。

针对训练 2.(2015· 安徽)某同学将光亮的镁条放入盛有 NH4Cl 溶液的 试管中,有大量气泡产生。为探究该反应原理,该同学做了以下 试验并观察到相关现象,由此得出的结论不合理的是(
选 项 A 实验及现象 将湿润的红色石蕊试纸放在试管口,试纸 变蓝 结论

)

反应中有 NH3 产生 反应中有 H2 产生

B 收集产生的气体并点燃,火焰呈淡蓝色

选 项

实验及现象

结论

C

收集气体的同时测得溶液的 pH 为 8.0 将光亮的镁条放入 pH 为 8.6 的 NaHCO3 溶液中,有气泡产生

弱碱性溶液中 Mg 也可被氧化 弱碱性溶液中 OH-氧化了 Mg

D

答案

D

解析

A 项,检验氨气的方法正确,故 A 项正确;B 项,

火焰呈淡蓝色, 又根据反应物的特点可以判断该气体为 H2,B 项 正确;C 项,pH 为 8.6 时,仍然有气体生成,说明碱性条件下, Mg 可以被氧化,故 C 项正确;D 项,若是氢氧根氧化了 Mg, 则氢氧根得电子被还原, 不可能生成气体, 所以 D 项结论不合理, 故选 D。

热点三

铁及其重要化合物

1.检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁,可 选用的试剂是 KMnO4。( ) )

2.Fe(OH)3 胶体无色、透明,能发生丁达尔现象。(

3.因为 Fe3+具有氧化性,所以可用 KSCN 溶液鉴别 Fe3+。 ( )

4.向某溶液中滴加 KSCN 溶液,溶液不变色,滴加氯水后 溶液显红色,该溶液中一定含 Fe2+。( )

HCl?aq? △ 5.在给定条件下能实现 Fe2O3 ――→ FeCl3(aq)――→无水 FeCl3 的转化。( )
3.× 4.√ 5.×

【答案】 1.√ 2.×

1.理清知识主线 FeO ? ? ? ? 7H2O ?Fe?OH?2 ?FeSO4· ? ? Fe―→?Fe2O3 ―→ ―→ ? ? ?FeCl3 ?Fe?OH?3 ? ?Fe3O4

2.重要的化学反应方程式
点燃 (1)Fe 在氯气中燃烧: 2Fe+3Cl2=====2FeCl3



(2)Fe 在高温下与水蒸气反应: 高温 3Fe+4H2O(g)=====Fe3O4+4H2 (3)Fe 与稀硝酸反应:①铁少量



Fe+4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O



②铁过量 3Fe+8HNO3(稀)===3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O ;

(4)Fe 与氯化铁溶液反应: 2FeCl3+Fe===3FeCl2



(5)氧化铁溶于稀盐酸中: Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O ; (6)氧化亚铁与稀硝酸反应:
3FeO+10HNO3(稀)===3Fe(NO3)3+NO↑+5H2O



(7)白色的 Fe(OH)2 在空气中放置,最后变成红褐色:
4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3 ;

(8)Fe(OH)3 溶于氢碘酸溶液中:
2Fe(OH)3+6HI===2FeI2+I2+6H2O
3+

; ;

- 3+ Fe + 3SCN ===Fe(SCN)3 (9)Fe 的检验方程式:

3+ 2+ 2+ 2Fe + Cu===2Fe + Cu (10)印刷电路板:



(11)氢氧化铁胶体的制备: △ FeCl3+3H2O(沸水)=====Fe(OH)3(胶体)+3HCl ; 高温 Fe O + 3CO===== 2Fe+3CO2 。 2 3 (12)高炉炼铁的反应原理:

3.整理知识易错点 (1)Fe 与 O2、H2O(g)反应的产物都是 Fe3O4 而不是 Fe2O3, Fe 与 Cl2 反应时生成 FeCl3, 与 S 反应时生成 FeS, 说明 Cl2 的氧 化能力大于 S 的。 (2)常温下,Fe、Al 在冷的浓硫酸和浓硝酸中发生钝化,但 加热后继续反应。

(3)生成 FeCl2 除了用 Fe 和 HCl 的置换反应外,还可用化合 反应:2FeCl3+Fe===3FeCl2;生成 Fe(OH)3 除了用 Fe3+与碱的 复分解反应外,还可用化合反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=== 4Fe(OH)3。 (4)配制 FeCl2 溶液既要防氧化(加入 Fe 粉),又要防水解(加 入盐酸);配制 FeCl3 溶液要加入浓盐酸防止水解。

(5)Fe3+必须在酸性条件下才能大量存在,当 pH=7 时,Fe3


几乎完全水解生成 Fe(OH)3 沉淀。除去酸性溶液 ZnCl2 中的

FeCl2,应先通入 Cl2 或加入 H2O2,再加入 ZnO,使 Fe3+水解生 成沉淀过滤除去。 (6)Fe3+的检验方法较多, 如观察溶液颜色法(棕黄色)、 NaOH 溶液法(生成红褐色沉淀)、KSCN 溶液法(生成血红色溶液),前 面两种方法需溶液中 Fe3+浓度较大时才适用, 最好也最灵敏的方 法是 KSCN 溶液法。Fe2+的检验可采用先加入 KSCN 溶液后再 加入氧化剂的方法。

(7)制备 Fe(OH)2 的方法很多,原则有两点,一是溶液中的溶 解氧必须提前除去,二是反应过程中必须与 O2 隔绝。 (8)重要的铁及其化合物的关系——铁三角

①掌握 Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的试剂及条件。 ②掌握 Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的重要化学反应方程式。 ③掌握 Fe、Fe2+、Fe3+相互转化的应用。

经典例题 例 3 工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程 如下:

(1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸 收。 a.浓 H2SO4 c.NaOH 溶液 b.稀 HNO3 d.氨水

(2)用稀 H2SO4 浸泡熔渣 B,取少量所得溶液,滴加 KSCN 溶液后呈红色,说明溶液中存在________(填离子符号),检验溶 液中还存在 Fe2+的方法是__________________________(注明试 剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为______________。

(4)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、 Pt、Au 等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是________。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.溶液中 Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收 Ag、Pt、Au 等金属 (5)利用反应 2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O 可制备 CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极的电极反应式为___。

【答案】 (2)Fe3+ 溶液褪色

(1)cd 取少量溶液, 滴加酸性 KMnO4 溶液, 酸性 KMnO4

高温 (3)3Cu2O+2Al=====Al2O3+6Cu (4)bd (5)4H++O2+4e-===2H2O

【解析】

本题考查了化学工艺流程分析、电化学知识等。

(1)根据冰铜由 Cu、Fe、S 元素组成,在空气中焙烧,产生对大 气有污染的气体为 SO2,吸收 SO2 可以用 NaOH 溶液、氨水等碱 溶液。(2)在稀 H2SO4 浸泡后的所得溶液中,滴加 KSCN 溶液后 呈红色,说明溶液中含 Fe3+,检验溶液中还存在 Fe2+时,利用 Fe2+的还原性,加入酸性 KMnO4 溶液,溶液紫色褪去。(3)图示 中可利用铝热反应由泡铜冶炼粗铜。 (4)电解精炼铜过程中电能转 变为化学能的同时,部分电能转化为热能,a 项错;电解精炼铜

时,粗铜作阳极,与电源正极相连,发生氧化反应,b 项正确; 电解过程中 Cu2+向阴极移动,c 项错;粗铜中 Ag、Pt、Au 等放 电能力比 Cu 弱,不放电,沉积在阳极,形成阳极泥,可以回收, d 项正确。(5)根据总反应,O2 在正极得电子发生还原反应,在酸 性条件下转化为 H2O,正极反应式为 O2+4H++4e-===2H2O。

铁、铜及其化合物的颜色归纳及 Fe2+、Fe3+的检验 (1)铁的化合物:FeO 和 Fe3O4 为黑色,Fe2O3 为红棕色, Fe(OH)2 为白色;Fe(OH)3 为红褐色,Fe2+为浅绿色,Fe3+为棕黄 色、Fe(SCN)3 为血红色。

(2)铜及其化合物:Cu 为红色,CuO 为黑色,Cu2O 为砖红 H2O 色,Cu(OH)2 为蓝色,CuSO4(白色)――→CuSO4· 5H2O(蓝色), Cu2(OH)2CO3 为绿色,Cu2+为蓝色。 (3)Fe2+、Fe3+的检验方法: ①直接观察颜色: Fe3+的溶液呈棕黄色,Fe2+的溶液呈浅绿色。

②利用显色反应:

针对训练 3.为了验证 Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了下图所示 的一组实验,其中实验方案设计错误的是( )

A.④ C.③④
答案 C

B.③ D.①②③④⑤

解析

③不反应,实验方案及现象均错;④检验的是 Cl-,与

Fe3+的性质无关。

热点四

铜及其重要化合物

1 .中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。 ( ) 2.Fe3+有氧化性,所以 FeCl3 溶液可用于回收旧电路板中的 铜。( ) ) )

3. 无水 CuSO4 白色粉末遇水变蓝色, 发生物理变化。 ( 4.CuSO4· 5H2O 加热失去结晶水发生物理变化。(

5.铜锈的主要成分是 Cu2(OH)2CO3,在干燥的空气中不易 生成。( ) )

6.过量的铜与浓硝酸反应一定没有 NO 生成。(
【答案】 1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.×

1.理清知识主线
? ?Cu2O Cu―→? ? ?CuO

CuCl2 ? ? ―→Cu(OH)2―→?CuSO4 ? ?Cu2?OH?2CO3

2.重要的化学反应方程式

点燃 Cu + Cl ===== CuCl2 2 (1)铜在氯气中燃烧:



(2)用氯化铁溶液回收废电路板中的铜: Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2 ; (3)铜与浓硫酸加热反应: △ Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O



(4)铜与稀硝酸反应:
- 3Cu+8H++2NO3 ===3Cu2++2NO↑+4H2O ;

(5)碱式碳酸铜受热分解: △ Cu2(OH)2CO3=====2CuO+H2O+CO2↑



(6)用惰性电极电解硫酸铜溶液: 电解 2CuSO4+2H2O=====2Cu+O2↑+2H2SO4 。

3.整理知识易错点 (1)铜在潮湿的空气中最终不是生成 CuO,而是铜绿 [Cu2(OH)2CO3]。 (2)常用灼热的铜粉除去 N2 中的 O2,灼热的 CuO 除去 CO2 中的 CO。 (3)新制 Cu(OH)2 悬浊液常用来检验醛基;例如检验病人是 否患有糖尿病。 (4)Cu 和一定量的浓 HNO3 反应,产生的是 NO2 和 NO 的混 合气体,当 Cu 有剩余,再加入稀 H2SO4,Cu 继续溶解。

经典例题 例 4 我国古代青铜器工艺精湛,有很高的艺术价值和历史 价值,但出土的青铜器大多受到环境腐蚀,故对其进行修复和防 护具有重要意义。 (1)原子序数为 29 的铜元素位于元素周期表中第____周期。 (2)某青铜器中 Sn、Pb 的质量分别为 119 g、20.7 g,则该青 铜器中 Sn 和 Pb 原子的数目之比为____。

(3)研究发现,腐蚀严重的青铜器表面大都存在 CuCl。关于 CuCl 在青铜器腐蚀过程中的催化作用,下列叙述正确的是____。 A.降低了反应的活化能 C.降低了反应的焓变 B.增大了反应的速率 D.增大了反应的平衡常数

(4)采用“局部封闭法”可以防止青铜器进一步被腐蚀。 如将 糊状 Ag2O 涂在被腐蚀部位, Ag2O 与有害组分 CuCl 发生复分解 反应,该化学方程式为________________。

(5)如图为青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意 图。

①腐蚀过程中, 负极是_______(填图中字母“a”或“b”或“c”); ②环境中的 Cl-扩散到孔口,并与正极反应产物和负极反应 产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl,其离子方程式为______; ③若生成 4.29 g Cu2(OH)3Cl, 则理论上耗氧体积为____L(标 准状况)。 【答案】 (1)四 (2)10∶1 (3)AB
(4)Ag2O+2CuCl===2AgCl+Cu2O (5)①c ③0.448 ② 2Cu2


+ 3OH



+ Cl



===Cu2(OH)3Cl↓

解析

(1)铜为 29 号元素,根据核外电子排布规则可知,铜

元素位于元素周期表中第四周期。 (2)根据 N=m/M×NA, 青铜器 中 Sn、Pb 的质量分别为 119 g、20.7 g,则该青铜器中 Sn 和 Pb 原子数目之比为(119÷ 119)∶(20.7÷ 207)=10∶1。 (3)催化剂能降低 反应的活化能,从而加快化学反应速率,但是催化剂不能改变反 应的焓变,也不能改变化学平衡常数,AB 项正确。(4)Ag2O 与 CuCl 发生复分解反应, 没有化合价的升降, 则化学方程式为 Ag2O +2CuCl===2AgCl+Cu2O。(5)①根据图示,腐蚀过程中,铜失

电子生成 Cu2+,则负极是铜,选 c;②根据上述分析,正极产物 是 OH-,负极产物为 Cu2+,环境中 Cl-扩散到孔口,与正极反 应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈 Cu2(OH)3Cl,则离 子方程式为 2Cu2 + + 3OH - + Cl - ===Cu2(OH)3Cl↓ ; ③4.29 g Cu2(OH)3Cl 的物质的量为 4.29/241.5=0.02 mol,根据铜原子守 恒, Cu2+的物质的量为 0.04 mol, 负极反应为: 2Cu-4e-===2Cu2


,正极反应为 O2+4e-+2H2O===4OH-,根据正负极放电量相

等,则理论上耗氧体积为 0.02 mol×22.4 L· mol-1=0.448 L。

针对训练 4.部分氧化的 Fe-Cu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO) 共 5.76 g,经如下处理:

下列说法正确的是(

)

A.滤液 A 中的阳离子为 Fe2+、Fe3+、H+ B.样品中 Fe 元素的质量为 2.24 g C.样品中 CuO 的质量为 4.0 g D.V=896 mL
答案 B

解析

根据题意,3.2 g 滤渣一定是铜,而铜与 Fe3+不共存,

则 A 项错误;最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3,其中 Fe 元素的质量为 2.24 g,B 项正确;样品中 Cu 元素和 O 元素共 5.76 g-2.24 g= 3.52 g,则 C 项错误;2.24 g Fe 元素不可能全是单质,故标准状 况下生成的 H2 的体积小于 896 mL,D 项错误。

1.(2015· 成都市一模 )用如图装置实验,下列实验现象预期 及相应结论均正确的是( )

a A 铜丝

b 浓硝酸

实验现象预期 试管 c 中有大量红 棕色气体 木条变黑 导管处发生倒吸

结论 硝酸有强氧化性 浓硫酸有酸性 及氧化性 生铁发生吸氧腐蚀 该反应中铁作催化剂

B 木条 18.4 mol/L 硫酸 C 生铁 D 铁丝 NaCl 溶液

含少量 HCl 的 试管 c 中有大量无 H2O2 溶液 色气体

答案

C

解析

铜与浓硝酸反应生成 NO2,而与水反应生成无色的

NO,现象错误,A 项错误;浓硫酸使木条“碳化”,体现氧化 性和脱水性,而不是显酸性,B 项错误;C 项正确;试管 c 中的 气体肯定含氢气,D 项错误。

2.(2015· 江苏)在 CO2 中,Mg 燃烧生成 MgO 和 C。下列说 法正确的是( )

A.元素 C 的单质只存在金刚石和石墨两种同素异形体 B.Mg、MgO 中镁元素微粒的半径:r(Mg2+)>r(Mg) C.在该反应条件下,Mg 的还原性强于 C 的还原性 D.该反应中化学能全部转化为热能
答案 C

解析

A 项, C 还存在 C60、 C70 等同素异形体, 故 A 项错误;

B 项,同种元素的半径的比较,看电子数,电子数越多,半径越 大,r(Mg2+)<r(Mg),故 B 项错误;C 项,根据氧化还原反应中, 还原剂的还原性大于还原产物的还原性,Mg 是还原剂,C 是还 原产物,故 C 项正确;D 项,部分转成热能,一部分转成光能, 故 D 项错误。

3.(2014· 上海)用 FeCl3 溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得溶 液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是 ( ) A.若无固体等剩余,则溶液中一定有 Fe3+ B.若有固体存在,则溶液中一定有 Fe2+ C.若溶液中有 Cu2+,则一定没有固体析出 D.若溶液中有 Fe2+,则一定有 Cu 析出
答案 B

解析

本题考查铁及其化合物的性质,FeCl3 溶液腐蚀印刷

电路板上的铜反应为 2FeCl3+Cu===2FeCl2+2CuCl2,所得的溶 液中存在 FeCl2 和 CuCl2 还可能有过量的 FeCl3 溶液,加入铁粉 充分反应后,A 项,若无固体等剩余,说明原溶液中含有 Fe3+, 反应后不一定还含有;B 项,不管固体是铁粉还是铜粉,溶液中 一定含有 Fe2+,C 项,若溶液中有 Cu2+,可以有部分铜固体析 出;D 项,若溶液中有 Fe2+,不一定有 Cu 析出。

4.足量下列物质与等质量的铝反应,放出氢气且消耗溶质 物质的量最少的是( A.氢氧化钠溶液 C.盐酸
答案 A

) B.稀硫酸 D.稀硝酸

解析

首先硝酸与金属铝反应不生成氢气,排除 D 项;根据

生成物的化学式: Na[Al(OH)4]、 Al2(SO4)3、 AlCl3,通过物料守 恒可直接判断出等量的铝消耗 NaOH 物质的量最少。

5.(2015· 天津 )废旧印刷电路板是一种电子废弃物,其中铜 的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经 溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方 法回收铜和制取胆矾,流程简图如下:

回答下列问题:
+ (1)反应Ⅰ是将 Cu 转化为 Cu(NH3)2 4 ,反应中 H2O2 的作用

是________。写出操作①的名称:________。
+ (2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的 Cu(NH3)2 4 与有机物 RH 反应,写

出该反应的离子方程式_________________。 操作②用到的主要仪器名称为___,其目的是(填序号)____。 a.富集铜元素 b.使铜元素与水溶液中的物质分离 c.增加 Cu2+在水中的溶解度

(3)反应Ⅲ是有机溶液中的 CuR2 与稀硫酸反应生成 CuSO4 和_______。若操作③使用右图装置,图中存在的错误是______。

(4)操作④以石墨作电极电解 CuSO4 溶液。阴极析出铜,阳 极产物是 ________。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 ______________________________________________________。 (5)流程中有三次实现了试剂的循环使用,已用虚线标出两 处, 第三处的试剂是________。 循环使用的 NH4Cl 在反应Ⅰ中的 主要作用是_________________。

答案

(1)作氧化剂

过滤 分液漏斗

+ + (2)Cu(NH3) 2 4 + 2RH===2NH 4 + 2NH3 + CuR2

ab (3)RH (4)O2 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多 H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤

(5)H2SO4 防止由于溶液中的 c(OH-)过高,生成 Cu(OH)2 沉淀

解析

+ (1)反应Ⅰ是将 Cu 转化为 Cu(NH3)2 Cu 被氧化, 则 4 ,

反应中 H2O 的作用是作氧化剂;操作①是把滤渣和液体分离,
+ 所以该操作为过滤; (2)根据流程图可知, Cu(NH3)2 4 与有机物 RH

反应生成 CuR2 和氨气、氯化铵,所以该反应的离子方程式是
+ + Cu(NH3)2 4 +2RI===2NH4 +2NH3+CuR2;操作②是把水层与有

机层分离,所以为分液操作,需要的主要仪器为分液漏斗; Cu 元素富集在有机层,所以该操作的目的是富集 Cu 元素,使铜元 素与水溶液中的物质分离, ab 正确; (3)CuR2 中 R 元素为-1 价,

所以反应Ⅲ是有机溶液中的 CuR2 与稀硫酸反应生成 CuSO4 和 RH;操作③使用的过滤操作中分液漏斗尖端末紧靠烧杯内壁, 且分液漏斗内的液体太多;(4)以石墨作电极电解 CuSO4 溶液。 阴极析出铜,则阳极为阴离子氢氧根放电,生成氧气,导致氢离 子浓度增大,所以阳极的产物有 O2、H2SO4;由溶液得到晶体的 操作步骤一般为加热浓缩、冷却、结晶、过滤;(5)操作④中得到 的硫酸可用在反应Ⅲ中,所以第三种循环的试剂为 H2SO4;氯化 铵溶液显酸性,可降低溶液中氢氧根离子的浓度,防止由于溶液 中的 c(OH-)过高,生成 Cu(OH)2 沉淀。

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