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步步高2015届高考化学(广东专用)一轮复习配套课件:第三章 第4讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物


化学

广东

第三章
第4讲

金属及其化合物

用途广泛的金属材料及开发利用 金属矿物

[考纲要求] 1.知道铜及其重要化合物的性质。 2.了解合金的概念及重要应用。 3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。 4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。



用途 广泛 的金 属材 料及 开发 利用 金属 矿物

考点一 考点二

铜及其化合物 合金的概念及其重要应用

考点三

金属矿物的开发和利用 明确考向

探究高考 练出高分

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I

考点一

铜及其化合物

1.单质铜 (1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导 热性和导电性。 (2)化学性质

考点一

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写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式: ①化学方程式: 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 ( 绿色 固体)。 △ ②化学方程式: 2Cu+S=====Cu2S 。 ③与氧化性酸 △ Cu + 2H SO ( 浓 )===== CuSO4 2 4 a.与浓硫酸共热的化学方程式: +SO2↑+2H2O ; + - 2+ 3Cu + 8H + 2NO ===3Cu + 3 b.与稀硝酸反应的离子方程式: 2NO↑+4H2O 。 ④与盐溶液反应(写离子方程式) + 2+ Cu + 2Ag ===2Ag + Cu a.与硝酸银溶液: ; 3+ 2+ 2+ Cu + 2Fe ===2Fe + Cu b.与 FeCl3 溶液: 。
考点一

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2.氧化铜和氧化亚铜 名称 颜色 应(H+) +H2O 与 H2 反应 转化 关系 氧化铜 黑色 氧化亚铜 砖红色
+Cu+H2O

+ + + 2+ 与酸反 CuO + 2H ===Cu Cu2O+2H ===Cu2

△ △ Cu O + H ===== 2Cu CuO + H2 ===== Cu 2 2

+H2O

+H2O

高温 4CuO=====2Cu2O+O2↑

考点一

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3.氢氧化铜 (1)物理性质:蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用

4.CuSO4· 5H2O CuSO4· 5H2O 为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾。无水 CuSO4 为白色粉末,遇水变蓝色(生成 CuSO4· 5H2O),可作为水的 检验依据。
考点一

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

考点一

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递进题组 题组一 题组一
1 2

题组二
解析

3

铜及其化合物的性质

1.某研究小组通过实验探究 Cu 及其 化合物的性质, 操作正确且能达到 实验目的的是(双选) ( ) A.将铜丝插入浓硫酸中并加热, 反应后再加入水,观察硫酸铜 溶液的颜色 B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的 集气瓶中,观察 CuCl2 的生成 C.将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热 蒸干,得到 Cu(OH)2 固体 D .将表面有铜绿 [Cu2(OH)2CO3] 的铜器放入盐酸中浸泡,除去 铜绿
考点一

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1 2

题组二
解析

3

铜及其化合物的性质

1.某研究小组通过实验探究 Cu 及其 化合物的性质, 操作正确且能达到 实验目的的是(双选) ( CD ) A.将铜丝插入浓硫酸中并加热, 反应后再加入水,观察硫酸铜 溶液的颜色 B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的 集气瓶中,观察 CuCl2 的生成 C.将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热 蒸干,得到 Cu(OH)2 固体 D .将表面有铜绿 [Cu2(OH)2CO3] 的铜器放入盐酸中浸泡,除去 铜绿
考点一

A 项浓硫酸溶于水时放热,应该 是把反应后的溶液倒入水中,故 该项错误; B 项需要先加热铜才与氯气发生 反应,故该项错误; C 项氯化铜溶液中存在水解平衡, 加热蒸干最终得到的是氢氧化铜, 故该项正确; D 项铜和盐酸不反应,只有铜绿 [Cu2(OH)2CO3] 与盐酸反应,故该 项正确。

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递进题组 题组一
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题组二

3

2.铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,铜的生产和 使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响,请完成(1)~(3)题: (1)在西汉古籍中曾有记载: 曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁 反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式: _____________________________________________________。 (2) 铜器表面有时会生成铜绿,请写出生成铜绿的化学方程式: ________________________,这层铜绿可以用化学方法除去。试写 出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式:______________。 (3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化 学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币:________________ ___________。(铜的熔点是 1 183.4 ℃,铁的熔点是 1 534.8 ℃)
考点一

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题组二

3

解析 (2)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3; 要 除去铜器表面的铜绿,考虑选择盐酸,因盐酸不和 铜反应,且盐酸具有挥发性。化学反应方程式如下: Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。

(3)根据题给信息以及做货币的实际要求, 选择铜做货 币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型;铜的 化学性质比较稳定,不易被腐蚀。

考点一

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递进题组 题组一
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题组二

3

答案 (1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu (2)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O (3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低,容易冶炼 铸造成型;铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀

考点一

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3 题组一 题组二 1 2 题组二 废铜的利用 3.某课外研究小组,用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学 反应精制 CuO,其设计的实验过程为

(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,灼 烧后含有少量铜的可能原因是________(填字母序号)。 a.灼烧过程中部分氧化铜被还原 b.灼烧不充分铜未被完全氧化 c.氧化铜在加热过程中分解生成铜 d.该条件下铜无法被氧气氧化
考点一

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递进题组 题组一
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题组二

3

(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净 CuO,与途径 Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是_______________ ___________________________________________。

解析

(1)灼烧后含有少量铜,其原因可能是灼烧不

充分, 铜未被完全氧化, 也可能是灼烧过程中部分氧 化铜被还原。

考点一

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题组二

3

△ (2)根据途径Ⅰ的反应方程式 Cu+2H2SO4(浓)===== CuSO4+SO2↑+2H2O 和途径Ⅱ的反应方程式 2Cu △ 2CuSO +2H O,可以看出途径 +O +2H SO =====
2 2 4 4 2

Ⅱ的优点是①产生等量的 CuSO4, 比途径Ⅰ消耗硫酸 少;②途径Ⅱ不产生污染大气的气体 SO2。
答案 (1)ab (2)耗酸少;无污染性气体SO2产生

考点一

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题组二

3

反思归纳
废铜综合利用的常见流程框图模式

考点一

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I

考点二 合金的概念及其重要应用
Mg Fe、Sn、Cu、 Hg、Pt、 Al、Zn Pb(H) Ag Au 加热 化合 不 反 应 不反应 不 反 应

1.熟记金属活动性顺序 金属活动 K、Ca、Na 性顺序 常温下易氧化, 与 O2 点燃生成过氧 反应 化物或其他复 杂氧化物 与 H2O 反应 与H 反应


常温生成氧化膜 有碱存 与高温 与热水 在与水 水蒸气 反应 反应 反应

常温下生成 碱和氢气

生成盐和氢气

考点二

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与盐溶 液反应 自然界存 在形态

先与水反应,生成 的碱再与盐反应

排在前面的金属能把排在 后面的金属从其盐溶液中 置换出来 游离态

化合态

考点二

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2.合金 (1)概念:合金是指 两种或两种以上的金属(或金属 与非金属) 熔合而成的具有 金属特性 的物质。 (2)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学 性能或机械性能。 ①熔点:一般比它的各成分金属的 低 ; ②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。

考点二

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3.常见金属材料

(1)重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大、用途最广的合金。 ? ?低碳钢:韧性、焊接性好,强度低 ? ? ?碳素钢?中碳钢:强度高,韧性及加工性好 ? ?高碳钢:硬而脆,热处理后弹性好 ? 钢? ? ?合金钢:具有各种不同的优良性能,用于制不锈钢 ? 及各种特种钢 ?
考点二

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考点二

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递进题组 题组一
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题组二

3

题组三

4

5

考点二

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递进题组 题组一 题组一

1 2

题组二

3
解析

题组三

4

5

金属的性质和应用
( 性,其离子只有氧化性 )

1. 下列关于金属元素的叙述正确的 A .金属元素的单质只有还原 B.金属元素的单质在常温下均 为固体 C.金属元素在不同化合物中化 合价均相同 D.大多数金属元素的单质为电 的良导体
考点二

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递进题组 题组一 题组一

1 2

题组二

3
解析

题组三

4

5

金属的性质和应用
( D )

1. 下列关于金属元素的叙述正确的

金属离子中的中间价态离子, 比

2+ 如 Fe ,既有氧化性又有还原 A .金属元素的单质只有还原 性,A 错; 性,其离子只有氧化性

B.金属元素的单质在常温下均 为固体 C.金属元素在不同化合物中化 合价均相同 D.大多数金属元素的单质为电 的良导体
考点二

常温下金属汞呈液态,B 错; 有的金属元素存在变价,比如
Fe、Cu 等,C 错。

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递进题组 题组一
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题组二
( )

3
解析

题组三

4

5

2.下列说法中正确的是 早使用的金属材料

A.铁是人类在生产、生活中最 B.金、银、铜是应用最广泛的 金属材料 C . 钛 被 誉 为 “21 世 纪 的 金 属”,应用前景很广阔 D.铜是导电性、导热性最好的 有色金属

考点二

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题组二
( C )

3
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题组三

4

5

2.下列说法中正确的是

A.铁是人类在生产、生活中最 铜是人类使用最早的金属材料, 早使用的金属材料 A 错; B.金、银、铜是应用最广泛的 金属材料 C . 钛 被 誉 为 “21 世 纪 的 金 属”,应用前景很广阔 D.铜是导电性、导热性最好的 有色金属

铁、 铝及铝合金是应用最广泛的 金属材料,B 错;

银的导电性比铜好,D 项错。

考点二

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题组二

3

题组三

4

5

题组二 合金的性能特点及应用 3.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是

( B )

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比、 改变生成合金的条件, 得到有不同性能 的合金 ④合金比纯金属的导电性更强 ⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A.②③④ C.①②④
考点二

B.①②③⑤ D.①②④⑤
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题组二

3

题组三

4

5

题组三 合金组成的分析 4.现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝 样品进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的 - 2- 组成可能为(提示:Si+2OH +H2O===SiO3 +2H2↑) ( )

? ?气体 ?溶液 稀盐酸? ?气体 样品 ——→ ? ① ? 浓NaOH溶液?溶液 ? ?难溶物 —————→ ② ?难溶物 ? ? ? A.Al、Mg、Si、Zn C.Al、Na、Cu、Fe
考点二

B.Al、Fe、Zn、Na D.Al、Cu、Mg、Si、Mn
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题组二

3

题组三

4

5

解析 通过反应 ①知合金中必须含有排在金属活动 性顺序中 H 之前的金属和 H 之后的金属; 由反应②知合金中必须含有 Si 及排在金属活动性顺 序表 H 之后的金属或其他非金属。

答案 D

考点二

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3 5 4 题组一 题组二 题组三 1 2 5.某同学设计了如下实验测量 m g 铜银合金样品中铜的质量

分数:

下列说法中不正确的是 良的金属特性

(

)

A.合金的熔点比其成分金属低,通常比成分金属具有更优 B.铜银都能与稀硝酸反应,收集到的 V L 气体可能全为 NO C.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是洗涤,操作Ⅲ应是烘干 D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数
考点二

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

题组三

4

5

解析 解答本题要注意以下两点: (1)没有告诉硝酸 的浓度,合金与硝酸反应放出的气体中可能含有 NO2;
(2)W g 固体应该是干燥纯净的 AgCl, 由此确定三步 操作。

答案 D

考点二

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

题组三

4

5

方法指导
1.定性分析型 形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性 质 ( 例如铝合金中的铝既能溶于酸又能溶于碱的性质不 变,铜能溶于稀硝酸,且硝酸的还原产物为 NO 气体等 性质不变),一般是将合金酸溶或碱溶,根据反应中的特 殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象 判断其成分。此类试题常以流程的形式呈现,解答的关 键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。
考点二

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1 2

题组二

3

题组三

4

5

方法指导
2.定量分析型 定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法。 (1)定量集气法 定量集气法是指收集合金中某种物质溶解时所产生的气体 的量,应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理 的关键点是根据某组分的特殊性质 (特别是与酸或碱反应能 产生气体),其操作要点和注意事项有:保证装置的气密性 良好,注意收集气体的读数方法。

考点二

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

题组三

4

5

方法指导
(2)沉淀法 沉淀法测定物质含量是常用的一种方法,采用沉淀 法时,涉及到的基本实验操作和主要问题有:称量、 溶解(溶解试剂);沉淀(重点是沉淀试剂的选择);过 滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量;数据的处理(包 括测定结果的误差分析)。

考点二

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I

考点三 金属矿物的开发和利用
除了 金 、 铂 等极少数金属外,绝大多数金属以

1.金属在自然界中存在的形态

化合物 的形式存在于自然界中。在这些金属化合物 中,金属元素都显 正 化合价。
2.金属冶炼的实质 使金属化合物中的金属离子 得 电子被 还原 为金属单 质的过程:M +ne ===M。
n+


考点三

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3.金属冶炼的一般步骤

4.金属冶炼方法 (1)热分解法 △ △ 例如:2HgO=====2Hg+O2↑,2Ag2O=====4Ag+O2↑。 用热分解冶炼法冶炼金属的特点:金属元素的金属性 弱 ,金属 元素的原子 不易 失去电子,其金属离子 容易 得到电子,该金 属元素所形成的化合物稳定性 较差 。

考点三

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(2)热还原法冶炼金属 ①焦炭还原法。例如:C 还原 ZnO、CuO,其化学方程式依次为

△ △ C+2ZnO=====2Zn+CO2↑,C+2CuO=====2Cu+CO2↑ 。
②一氧化碳还原法。例如:CO 还原 Fe2O3、CuO,其化学方程式依

△ △ 3CO + Fe O ===== 2Fe + 3CO , CO + CuO===== Cu+CO2 。 2 3 2 次为
③氢气还原法。例如:H2 还原 WO3、Fe3O4,其化学方程式依次为

△ △ 3H2+WO3=====W+3H2O,4H2+Fe3O4=====3Fe+4H2O 。
④活泼金属还原法。例如:Al 还原 Cr2O3、V2O5,其化学方程式依次

高温 高温 2Al + Cr O ===== Al O + 2Cr,10Al + 3V O ===== 6V+5Al2O3 。 2 3 2 3 2 5 为

考点三

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(3)电解法冶炼金属 例如:电解 Al2O3、MgCl2、NaCl,其化学方程式依次 电解 2Al2O3(熔融) ===== 4Al+3O2↑,MgCl2(熔融) 冰晶石 为 电解 电解 =====Mg+Cl2↑,2NaCl(熔融)=====2Na+Cl2↑ 。

考点三

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深度思考
1.能否用电解 AlCl3 和 MgO 的方法冶炼 Al、Mg?
答案 不能。因为 AlCl3 是共价化合物,熔融时无 法电离出自由移动的离子,不导电;而 MgO 虽是 离子化合物,但其熔点太高,熔融会消耗大量的电 能,成本较高。

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2.铝是地壳中含量最高的金属元素,为什么人类对铝 的使用比铁、铜晚得多?

答案

铝的金属活动性比铁、铜强,难于冶炼,古

代人们的技术条件达不到,不能冶炼铝,故铝的发 现和大量使用比铁、铜晚得多。

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3. 铝热反应的本质是利用铝的还原性, 将难熔金属从其 氧化物中置换出来,关于铝热反应思考下列问题: (1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应?

答案 否,判断铝热反应能否发生,应首先看金属 的活动性。例如 MgO 和 Al 不能发生铝热反应。

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(2)在铝热反应中, 镁条、 KClO3 的作用是引燃、助燃作用 _______________。
(3)做铝热反应时,应注意哪些事项?

答案

①要保证纸漏斗重叠时四周均为四层, 且内层纸漏

斗一定要用水润湿, 以防止高温物质从四周溅出, 同时损 坏纸漏斗。 ②蒸发皿中的细纱要适量, 既要防止蒸发皿炸裂, 又要防 止熔融的液体溅出伤人。 ③实验装置不要距人群太近,应远离易燃物。
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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

考点三

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递进题组 题组一 题组一
1 2

题组二
解析

3

金属冶炼原理的考查

1. 下列有关金属的工业制法中正确 的是(双选) ( ) A.制钛:用金属钠置换熔融四 氯化钛(TiCl4)中的钛 B. 炼铁: 用焦炭和空气反应产生 的 CO 在高温下还原铁矿石 中铁的氧化物 C .制钠:用海水为原料制得精 盐,再电解纯净的 NaCl 溶液 D .炼铜:用黄铜矿经电解精炼 得到纯度为 99.9%的铜
考点三

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递进题组 题组一 题组一
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题组二
解析

3

金属冶炼原理的考查

1. 下列有关金属的工业制法中正确 的是(双选) ( AB ) 电解 NaCl 溶液得到 NaOH、 Cl2 A.制钛:用金属钠置换熔融四 和 H2; 氯化钛(TiCl4)中的钛 B. 炼铁: 用焦炭和空气反应产生 电解法精炼铜的原料是粗铜。 的 CO 在高温下还原铁矿石 中铁的氧化物 C .制钠:用海水为原料制得精 盐,再电解纯净的 NaCl 溶液 D .炼铜:用黄铜矿经电解精炼 得到纯度为 99.9%的铜
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递进题组 题组一
的是
1 2

题组二
解析

3

2.下列金属冶炼的反应原理,错误 ( ) 电解 A.MgCl2(熔融)=====Mg+ Cl2↑ △ B.Al2O3+3H2=====2Al+ 3H2O 高温 C.Fe3O4+4CO=====3Fe+ 4CO2 △ D.2HgO=====2Hg+O2↑

考点三

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递进题组 题组一
的是
1 2

题组二
解析

3

2.下列金属冶炼的反应原理,错误 ( B ) 电解 A.MgCl2(熔融)=====Mg+ Cl2↑ △ B.Al2O3+3H2=====2Al+ 3H2O 高温 C.Fe3O4+4CO=====3Fe+ 4CO2 △ D.2HgO=====2Hg+O2↑

金属冶炼的方法很多, 由于金属 离子得电子的能力不同, 因此必 须采取不同的冶炼方法。 在金属活动性顺序表中, 位于氢 后面的金属(Hg、Ag 等)的氧化 物受热就能分解得到单质; 位于前面的几种金属(如 K、 Na、 Ca、Al 等)的还原性太强,这些 金属都很容易失去电子, 只能用 通电电解其熔融盐或氧化物的 方法冶炼。
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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

归纳总结
(1)选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存 在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表中,金 属的位置越靠后,越容易被还原;金属的位置越靠 前,越难被还原。 (2)化学性质很稳定的金属如 Au、Pt 等,在自然界 中呈游离态,用物理方法即可得到。

考点三

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

归纳总结
(3)有些活泼性很强的金属也可以用还原法来冶炼,如 850 ℃K↑+NaCl Na+KCl===== 700 ℃ ~ 800 ℃ 2RbCl+Mg============MgCl2+2Rb↑等, 在此主要运用了化学平衡移动原理, 利用 K、 Rb 沸点 低,汽化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方 向进行。

考点三

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递进题组 题组一
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题组二

3

题组二 对铝热反应的定性及定量考查 3.粉末状试样 A 是由等物质的量的 MgO 和 Fe2O3 组成的混合

物。进行如下实验: ①取适量 A 进行铝热反应,产物中有单质 B 生成; ②另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol· L-1 盐酸中, 得溶液 C; ③将①中得到的单质 B 和溶液 C 反应,放出 1.12 L(标况) 气体,同时生成溶液 D,还残留有固体物质 B; ④用 KSCN 溶液检验时,溶液 D 不变色。 请填空: (1)①中引发铝热反应的实验操作是________, 产物中的单质 B 是________。
考点三

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递进题组 题组一
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题组二

3

(2)②中所发生的各反应的化学方程式是____________ ____________________________________________。 (3)③中所发生的各反应的离子方程式是___________ ____________________________________________。 (4)若溶液 D 的体积仍视为 0.15 L,则该溶液中 c(Mg2+)为__________,c(Fe2+)为__________。

考点三

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递进题组 题组一
1 2

题组二

3

解析 此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一 起考查,增大了试题的容量,增强了试题的测试能力。 (1)铝热反应是指单质 Al 和某些金属氧化物发生的反
应,反应过程中放出大量热,但该反应需要较高的温 度才能引发。在混合物上加少量 KClO3 固体并插上 Mg 条,点燃 Mg 条后放出热量,使 KClO3 固体分解 放出 O2,进一步加剧 Mg 的燃烧,可在短时间内使混 合物温度迅速升高,引发反应。发生的反应为 Fe2O3 高温 +2Al=====Al O +2Fe,所以产物中单质 B 为 Fe。
2 3

考点三

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题组二

3

(2)Fe2O3 和 MgO 都是碱性氧化物,能和酸反应生成盐 和 水 : Fe2O3 + 6HCl===2FeCl3 + 3H2O 、 MgO + 2HCl===MgCl2+H2O。 (3)混合物中只有 Fe2O3 能和 Al 发生铝热反应,生成 Fe
单质。 C 溶液中有反应生成的 FeCl3, 还有未反应的 HCl。 发生的离子反应为 Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+ ===3Fe 。 (4)假设步骤②用去的 20 g 固体中, MgO 的物质的量为 x,则 Fe2O3 的物质的量也为 x,则 40 g· mol-1x+160 g· mol-1x=20 g,解得:x=0.1 mol。
考点三
2+

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题组二

3

根据 MgO~MgCl2 的关系,则溶液中 MgCl2 的浓度 为 0.1 mol÷ 0.15 L=0.67 mol· L-1。 3+ 步骤④说明溶液中没有 Fe ,也就是溶质为 FeCl2 和

MgCl2。根据 Cl 不变的关系,可知 MgCl2 和 FeCl2 的 -1 0.15 L×6.0 mol· L 总的物质的量等于 = 0.45 mol ,所 2 0.45 mol-0.1 mol -1 以,FeCl2 的浓度为 = 2.3 mol· L 。 0.15 L



考点三

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题组二

3

答案 (1)加少量 KClO3,插上镁条并将其点燃 (2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O、 MgO+2HCl===MgCl2+H2O

Fe

(3)Fe+2H+===Fe2++H2↑、Fe+2Fe3+===3Fe2+ (4)0.67 mol· L-1 2.3 mol· L- 1

考点三

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4

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3

4

1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×” (1) 实验:放置一段时间后,饱 ( √ )

和 CuSO4 溶液中出现蓝色晶体

(2010· 广东理综,22D)

解析 CaO 能吸收水蒸气且与 H2O 反应,所以会析 出 CuSO4 晶体。

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(2)四川灾区重建使用了大量钢材,钢材是合金 (√ ) (2009· 广东,5②) (3) 将 NaOH 溶 液 缓 慢 滴 入 MgSO4 溶 液 中 , 观 察 Mg(OH)2 沉淀的生成 (√ ) (2011· 广东理综,10B) (4)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原 反应 (√ ) (2012· 广东理综,10B)

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2.(2009· 广东,10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常 有 Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的 是 ( ) A.锡青铜的熔点比纯铜高 B.在自然环境中,锡青铜中的锡可对铜起保护 作用 C.锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境 中快 D.生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程, 但不是化学反应过程

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解析

锡青铜是合金, 合金的熔点比任何一种纯金属

的熔点低, 一般合金的硬度比任何一种纯金属的硬度 大,可判断 A 错; 由于锡比铜活泼,故在发生电化学腐蚀时,锡失电子
保护铜,B 正确; 潮湿的环境将会加快金属的腐蚀,C 正确;
电化学腐蚀过程实质是金属失去电子生成金属阳离 子,有电子的转移,属于化学反应过程,D 错。 答案 BC

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3. (2009· 广东理基, 23)下列有关金属及其合金的说法 不正确的是 ( B ) A.目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B.生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作 照明弹 D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起 生铁、普通钢和不锈 保护作用
钢中的碳含量依次降 低,故 B 项错。

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4.(2013· 广东理综,32)银铜合金广泛用于航空工业, 从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺 如下:

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(1)电解精炼银时,阴极反应式为_______________;滤 渣 A 与稀 HNO3 反应,产生的气体在空气中迅速变为 红棕色,该气体变色的化学反应方程式为__________。 (2)固体混合物 B 的组成为__________;在生成固体 B 的过程中,需控制 NaOH 的加入量,若 NaOH 过量, 则因过量引起的反应的离子方程式为____________。 (3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:____CuO 高温 +____Al2O3=====____CuAlO2+________↑。

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(4)若银铜合金中铜的质量分数为 63.5%,理论上 5.0 kg 废 料 中 的 铜 可 完 全 转 化 为 ________ mol CuAlO2,至少需要 1.0 mol· L ________ L。 (5)CuSO4 溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是 ________、过滤、洗涤和干燥。
-1

的 Al2(SO4)3 溶液

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解析 根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化 还原反应、守恒计算等分析。
(1)电解精炼银时,阴极反应式为 Ag +e ===Ag。气 体变色发生的反应为 2NO+O2===2NO2。 (2)固体 B 含有 Cu(OH)2、Al(OH)3。若 NaOH 过量,
+ -

则 Al(OH)3 会转化为 NaAlO2。
(3)该反应为氧化还原反应,根据得失电子守恒、原子 守恒确定缺项物质,然后配平化学方程式。

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5 000 g×63.5% (4) 生 成 CuAlO2 的 物 质 的 量 为 = 63.5 g· mol-1 50 mol,据 Al 元素守恒可知,至少需要 Al2(SO4)3 的 物质的量为 25 mol,则需溶液体积为 25 L。 (5)CuSO4 从饱和溶液中结晶生成 CuSO4· 5H2O(胆矾),

由 CuSO4 溶液制备胆矾需要的操作为蒸发结晶、过 滤、洗涤和干燥。 + - 答案 (1)Ag +e ===Ag 2NO+O2===2NO2
(2)Al(OH)3 、 Cu(OH)2 2H2O (3)4 2 4 O2 Al(OH)3 + OH - ===AlO - 2 + (4)50 25 (5)蒸发结晶

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1.[2013· 山东理综,28(1)(2)]金属冶炼与处理常涉及氧化 还原反应。 (1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是____。 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al2O3 (2) 辉 铜 矿 (Cu2S) 可 发 生 反 应 : 2Cu2S + 2H2SO4 + 5O2===4CuSO4+2H2O, 该反应的还原剂是________。 当 1 mol O2 发生反应时,还原剂所失电子的物质的量 为________ mol。向 CuSO4 溶液中加入镁条时有气体 生成,该气体是_________________________。

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解析

(1)Na、K、Mg、Al 等活泼金属的冶炼均采用

电解法,Fe、Cu 的冶炼采用热还原法。
(2)在辉铜矿和 H2SO4、O2 的反应中,O2 作氧化剂, 所以 1 mol O2 得 4 mol e-,还原剂也失去 4 mol e-, Cu2 + + 2H2O===Cu(OH)2 + 2H + , Mg + 2H + ===Mg2 + +H2↑,所以放出的气体应为 H2。

答案 (1)bd (2)Cu2S 4

H2

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2.[2012· 天津理综,9(1)(2)(3)(4)]信息时代产生的大 量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废 为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处 理后,得到含 70% Cu、25% Al、4% Fe 及少量 Au、Pt 等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸 铜和硫酸铝晶体的路线:

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请回答下列问题: (1)第①步 Cu 与酸反应的离子方程式为___________; 得到滤渣 1 的主要成分为____________。 (2)第②步加 H2O2 的作用是______,使用 H2O2 的优 点是________;调溶液 pH 的目的是使________生成 沉淀。 (3)用第③步所得 CuSO4· 5H2O 制备无水 CuSO4 的方 法是_____________________________________。

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(4)由滤渣 2 制取 Al2(SO4)3· 18H2O ,探究小组设计了三种方案:

上述三种方案中, ________方案不可行,原因是 _________; 从原子利用率角度考虑,__________方案更合理。

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解析 根据制备路线可知,Cu、Al、Fe、Au、Pt 的 混合物中加入稀 H2SO4、浓硝酸,则可以将 Cu、Al、 Fe 溶解,Au、Pt 不溶解,所以滤渣 1 的主要成分为 Au、Pt,滤液 1 中含有 Cu、Fe、Al 的离子。根据滤 液 2 和 CuSO4· 5H2O 可知,滤液 2 为 CuSO4 溶液, 滤渣 2 中含有 Fe(OH)3 和 Al(OH)3。 (1)第①步中 Cu 与酸发生的反应为 Cu 与浓硝酸的反 △ + - 2+ 应:Cu+4H +2NO3 =====Cu +2NO2↑+2H2O 或 浓硝酸与稀硫酸的混合过程中硝酸变稀,发生的反应 △ - 也可能为 3Cu+8H++2NO3 =====3Cu2++2NO↑+ 4H2O。根据分析可知滤渣 1 的主要成分为 Pt、Au。

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(2) 第 ② 步操作中加 H2O2 的目的是将 Fe2 + 转化为 Fe3+,从而将 Fe3+转化为沉淀除去,防止对 CuSO4 晶体的制备产生干扰。 H2O2 的优点是还原产物为 H2O,不引入杂质,同时对环境没有污染,调节 pH 的目的是将 Fe 和 Al 转化为沉淀而除去。 (3)用 CuSO4· 5H2O 制备无水 CuSO4,只要除去结晶水
即可。在加热过程中 CuSO4 发生水解,但是因为硫酸 不挥发,所以最终得到的仍然是 CuSO4,所以只要加 热脱水即可。 (4)甲中制备的 Al2(SO4)3 晶体中含有 Fe2(SO4)3。乙、
丙两种方案中,乙方案的原子利用率更高。
3+ 3+

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△ 2+ (1)Cu + 4H + + 2NO - ===== Cu + 2NO2↑+ 3 △ + - 2H2O 或 3Cu+8H +2NO3 =====3Cu2++2NO↑+ 答案 4H2O Au、Pt (2)将 Fe2+氧化为 Fe3+ 不引入杂质,对环境无污染
Fe 、Al (3)加热脱水 (4)甲 所得产品中含有较多 Fe2(SO4)3 杂质
3+ 3+



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一、单项选择题
1. 金属材料在日常生活以及生产中有 着广泛的应用。 下列关于金属的一 些说法不正确的是 质不完全相同 B.工业上金属 Mg、Cu 都是用热 还原法制得的 C.金属冶炼的本质是金属阳离子 得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼 ( ) A.合金的性质与其成分金属的性

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一、单项选择题
1. 金属材料在日常生活以及生产中有 着广泛的应用。 下列关于金属的一 些说法不正确的是 质不完全相同 B.工业上金属 Mg、Cu 都是用热 还原法制得的 C.金属冶炼的本质是金属阳离子 得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼 ( B ) A.合金的性质与其成分金属的性

合金的化学性质与成分金属 的化学性质相似,物理性质 略有不同,A 正确; Mg 在工业上用电解法冶炼,

Cu 用热还原法冶炼, B 错误;

金属冶炼的实质是 Mn++ne- ===M,C 正确;
金属越活泼,则金属离子的 氧化性越弱,越难被还原,D 正确。

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2.下列有关金属的说法中,不正确的是 A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金 B.铜表面易形成致密的氧化膜

( B )

C.工业上用电解熔融 MgCl2 的方法制取金属镁 铜 锈 的 主 要 成 分 是 D.铝是活泼金属,但在空气中耐腐蚀 Cu2(OH)2CO3, 不是氧化膜。

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3.下列说法正确的是 元素

(

)

A. 所有不锈钢都只含有金属 B. 我国流通的硬币材质是金 属单质 C. 广东打捞的明代沉船上存 在大量铝制餐具 D. 镁合金的硬度和强度均高 于纯镁

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3.下列说法正确的是 元素

( D )

A. 所有不锈钢都只含有金属 B. 我国流通的硬币材质是金 属单质 C. 广东打捞的明代沉船上存 在大量铝制餐具 D. 镁合金的硬度和强度均高 于纯镁

A 项不锈钢都含有 C 等非金属 元素; 流通硬币材质是合金,明代还

没有铝制品,B、C 错; D 项一般来说合金熔点比其成
分金属低,硬度、强度比其成 分金属大。

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4.下列制备金属单质的方法或原理 正确的是 MgO 制备单质 Mg B.在通电条件下,电解熔融 Al2O3 制备单质 Al C.在通电条件下,电解饱和食 盐水制备单质 Na D.加强热,使 CuO 在高温条件 下分解制备单质 Cu ( ) A .在高温条件下,用 H2 还原

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4.下列制备金属单质的方法或原理 正确的是 MgO 制备单质 Mg ( B ) A .在高温条件下,用 H2 还原

制备单质 Mg 应该用电解熔融 MgCl2 的方法; 制备单质 Na 采用电解熔融

B . 在 通 电 条 件 下 , 电 解 熔 融 NaCl 的方法; Al2O3 制备单质 Al 制备单质 Cu 用热还原法。 C.在通电条件下,电解饱和食 盐水制备单质 Na D.加强热,使 CuO 在高温条件 下分解制备单质 Cu

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5 .氢化亚铜 (CuH) 是一难溶物质,用 CuSO4 溶液和另一种“反应物”在 40~50 ℃时反应可生成它。CuH 不 稳定,易分解;CuH 在氯气中能燃 烧, 跟盐酸反应能产生气体。 下列有 关推断中错误的是 原性 B.CuH 可作氧化剂、还原剂 C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃烧) D.CuH+HCl===CuCl+H2↑ (常温) ( ) A. 这里的“另一种反应物”具有还

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5 .氢化亚铜 (CuH) 是一难溶物质,用 CuSO4 溶液和另一种“反应物”在 40~50 ℃时反应可生成它。CuH 不

稳定,易分解;CuH 在氯气中能燃 C 项中 Cl2 具有强氧化性,产 烧, 跟盐酸反应能产生气体。 下列有 物应为 CuCl2 和 HCl。 关推断中错误的是 原性 B.CuH 可作氧化剂、还原剂 C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃烧) D.CuH+HCl===CuCl+H2↑ (常温) ( C ) A. 这里的“另一种反应物”具有还

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6.已知酸性条件下有如下反应:2Cu ===Cu2 +Cu。由于反应 温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生 Cu 或 Cu2O,两 者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得 的红色固体产物做了验证,实验操作和实验现象记录如下: 加入 浓硫酸、 稀硫酸 稀硝酸 浓硝酸 试剂 加热 实验 红色固体和 无色气体和 无色气体和 红棕色气体 现象 蓝色溶液 蓝色溶液 蓝色溶液 和蓝色溶液 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 ( ) A.Cu B.Cu2O C.一定有 Cu,可能有 Cu2O D.一定有 Cu2O,可能有 Cu

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H2 还原 CuO 生成红色固体,可能是 Cu

和 Cu2O 中的一种或两种,产物中加入稀 H2SO4 溶液变蓝和得到红色固体, 证明产物中含 Cu2O, 在酸性条件下 2Cu ===Cu +Cu,故不能证明 产物中是否含有 Cu。


2+

答案 D

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7.所谓合金,就是不同种金属(也包 括一些非金属 ) 在熔化状态下形 成的一种熔合物,下表为四种金 属的熔、沸点: Na Cu Al Fe 熔点 97.5 1 083 660 1 535 (℃) 沸点 883 2 595 2 200 3 000 (℃) 根据以上数据判断其中不能形成 合金的是 ( ) A.Cu 和 Al B.Fe 和 Cu C.Fe 和 Na D.Al 和 Na

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7.所谓合金,就是不同种金属(也包 解析 括一些非金属 ) 在熔化状态下形 成的一种熔合物,下表为四种金 属的熔、沸点: 两种金属若形成合金, 一种金 Na Cu Al Fe
属的熔点不能超过另一种金

熔点 属的沸点。 97.5 1 083 660 1 535 (℃) 沸点 883 2 595 2 200 3 000 (℃) 根据以上数据判断其中不能形成 合金的是 (C ) A.Cu 和 Al B.Fe 和 Cu C.Fe 和 Na D.Al 和 Na

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二、双项选择题 8.某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质 量分数,设计了如下实验方案: 足量溶液A 方案Ⅰ:铜铝混合物——————→测定生成气体的体积 充分反应 足量溶液B 方案Ⅱ:铜铝混合物——————→测定剩余固体的质量 充分反应 下列有关判断中不正确的是 ( ) A.溶液 A 和 B 均可以是盐酸或 NaOH 溶液 B.溶液 A 和 B 均可以选用稀硝酸 C.若溶液 B 选用浓硝酸,则测得铜的质量分数偏小 D.实验方案Ⅰ更便于实施

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解析 铜铝混合物与盐酸或 NaOH 溶液反应时,均只有 Al 参加反应,因此 A 正确;
若 A、B 均选用稀 HNO3,则两种金属均可反应,方案Ⅱ 中无固体剩余,B 错误; 当 B 选用浓 HNO3 时,铝钝化生成氧化膜,所测铝的质
量偏大,则铜的质量分数偏小,C 正确;
方案Ⅰ需收集气体,并需要将其转化为标准状况,不如 方案Ⅱ称固体质量方便,D 错误。

答案

BD

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9.右图是三种稀酸对 FeCr 合金随 Cr 含量变 化的腐蚀性实验结果,下列有关说法正确的 是 ( )

A.稀硝酸对 FeCr 合金的腐蚀性比稀硫 酸和稀盐酸的弱 B . 稀 硝 酸 和 铁 反 应 的 化 学 方 程 式 是 Fe + 4HNO3(稀)===Fe(NO3)3+NO↑+2H2O C.Cr 含量大于 13%时,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度 最大,所以对 FeCr 合金的腐蚀性最强 D.随着 Cr 含量增加,稀硝酸对 FeCr 合金的腐蚀性减弱

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解析

根据图可知, Cr 的含量不同, 三种酸对 FeCr

合金的腐蚀性不同,当 w(Cr)较小时,稀硝酸对其腐 蚀性最强,A 不正确; 三种酸的质量分数相同,盐酸中的氢离子浓度最大,

C 错; 根据图中稀 HNO3 的曲线变化,可知 D 正确。 答案 BD

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10.铜有两种常见的氧化物 CuO 和 Cu2O。某学习小组 取 0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2 固体,将其加热 有铜的氧化物生成, 其质量随温度变化的曲线如图 1 所示。

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另外,某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属 元素质量的关系曲线,如图 2 所示。则下列分析正确的 是 ( ) A.图 1 中产物 a、b 的化学式分别为 CuO 和 Cu2O B.图 1 整个过程中共生成 0.26 g H2O C.图 2 三条曲线中,表示 CuO 和其中所含 Cu 元素质 量的关系曲线是曲线 A D.图 2 中绘制错误的曲线共 2 条

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解析

0.98 g Cu(OH)2 的物质的量为 0.01 mol, 若全部生

成 CuO,则质量为 0.01 mol×80 g· mol-1=0.80 g,所以 a 点是 CuO; 若全部生成 Cu2O, 则质量为 0.005 mol×144 g· mol-1=0.72 g,所以 b 点是 Cu2O,A 正确;
△ 根据化学方程式 4CuO=====2Cu2O+O2↑,过程中有氧 气产生,B 错误;

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CuO 和其所含铜元素的质量关系(以 CuO 的质量为 10 g 计算)为 10 g CuO 中含 8 g 铜元素, 观察图 2 知, 曲线 B 符合上述质量关系(表示的是 CuO)。而曲线 A 上的任何 一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质 量,这是错误的,曲线 C 不符合 Cu2O 和其所含的铜元 素的质量关系,所以 C 错误、D 正确。
答案 AD

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三、非选择题 11.甲、乙为单质,丙、丁为化合物,它们之间存在
如图所示的转化关系。

(1)若甲、乙均为非金属,丙为氧化物,则: O2 填化学式,下同), ①乙为氧化产物时, 乙可能是____(
F2 。 按照元素周期表推测,此时反应物甲可能是____

②乙为还原产物时,丁所属的物质类别是 氧化物 。 _________

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(2)若该转化关系为我国古代湿法冶炼金属乙的原理, 写

Fe+CuSO4===FeSO4+Cu 。 出此反应的化学方程式:________________________
若该转化关系为高温火法冶炼金属乙的原理, 且同时生 成的丁是一种有刺激性气味的气体,则丙可能为 Cu2S(或 CuS) 填化学式)。 _______________(

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12.某废金属屑中主要成分为 Cu、Fe、Al,还含有少量的铜锈 [Cu2(OH)2CO3]、少量的铁锈和少量的氧化铝,用上述废金 属屑制取胆矾(CuSO4· 5H2O)、 无水 AlCl3 和铁红的过程如下 图所示:

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请回答: (1)在废金属屑粉末中加入试剂 A,生成气体 1 的反应的离 子方程式是______________________________________。 (2)溶液 2 中含有的金属阳离子是__________;气体 2 的成 分是__________。 (3)溶液 2 转化为固体 3 的反应的离子方程式是__________ __________________________________。 (4)利用固体 2 制取 CuSO4 溶液有多种方法。 ①在固体 2 中加入浓 H2SO4 并加热,使固体 2 全部溶解得 CuSO4 溶液,反应的化学方程式是________________。

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②在固体 2 中加入稀 H2SO4 后,通入 O2 并加热,使固体 2 全部溶解得 CuSO4 溶液,反应的离子方程式是_________。 (5)溶液 1 转化为溶液 4 过程中,不在溶液 1 中直接加入试 剂 C,理由是____________________________________。 (6)直接加热 AlCl3· 6H2O 不能得到无水 AlCl3。SOCl2 为无 色液体, 极易与水反应生成 HCl 和一种具有漂白性的气体。 AlCl3· 6H2O 与 SOCl2 混合加热制取无水 AlCl3, 反应的化学 方程式是_______________。

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解析 由溶液 1 和 CO2 反应可知试剂 A 为 NaOH 溶液; 溶液 1 为 NaAlO2, 固体 4 为 Al(OH)3, 溶液 4 为 AlCl3
溶液;
固体 1 为 Cu、Fe、Cu2(OH)2CO3、铁锈,由固体 2 最终到胆矾可知固体 2 为 Cu, 试剂 B 为非氧化性酸, 溶液 2 为 Fe2+、气体 2 为 CO2,[Cu2(OH)2CO3 与酸 反应生成]和 H2,溶液 2 到固体 3 有空气存在所以应 该生成 Fe(OH)3。

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答案 (1)2Al+2OH +2H2O===2AlO2 +3H2↑ (2)Fe2+ CO2 和 H2 (3)4Fe2++8OH-+O2+2H2O===4Fe(OH)3↓ △ (4)①Cu+2H2SO4(浓)=====CuSO4+SO2↑+2H2O ②2Cu+4H +O22Cu +2H2O (5)若在溶液 1 中直接加入盐酸,会使溶液 4 中混有试剂 A 中的阳离子(如 Na+等),而不是纯净的 AlCl3 溶液 △ (6)AlCl3· 6H2O+6SOCl2=====AlCl3+12HCl↑+6SO2↑


2+

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13.某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂 质离子。某小组在实验室中用浸出 萃取法制备硫 酸铜:

(1)操作Ⅰ为__________;操作Ⅱ用到的玻璃仪器有 烧杯、____________。 (2) 操作Ⅱ、操作Ⅲ的主要目的是 ______ 、富集铜 元素。

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(3)小组成员利用 CuSO4 溶液与 Na2CO3 溶液混合反应, 制备环保型木材防腐剂 Cu2(OH)2CO3 悬浊液。多次实验 发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可 能由于条件控制不同使其中混有较多的 Cu(OH)2 或 Cu4(OH)6SO4 。 已 知 Cu(OH)2 、 Cu2(OH)2CO3 、 Cu4(OH)6SO4 均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为 80 ℃、200 ℃、300 ℃。设计实验检验悬浊液成分,完 成表中内容。 限选试剂:2 mol· L-1 HCl、1 mol· L-1 H2SO4、0.1 mol· L-1 NaOH、0.1 mol· L-1 BaCl2、蒸馏水。仪器和用品自选。

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实验步骤

预期现象和结论

步骤 1: 取少量悬浊液, ________,说明悬浊液 过滤,充分洗涤后,取 中混有 Cu4(OH)6SO4。 滤渣于试管中,_____。 步骤 2:另取少量悬浊 ____________,说明悬 液于试管中,_____。 浊液中混有 Cu(OH)2。 (4)上述实验需要 100 mL 0.5 mol· L-1 的 CuSO4 溶液, 配制时需称取________________g CuSO4· 5H2O。

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解析 (1)从操作 Ⅰ 后物质的状态可知其为过滤;操 作 Ⅱ 为分液,所以还要用到的玻璃仪器为分液漏斗。 (3)Cu4(OH)6SO4 与另两种物质不同的地方就是含有硫酸 根离子,所以步骤 1 就是检验硫酸根离子,但要先排除 干扰再检验。而要检验 Cu(OH)2 不能从元素组成考虑, 因为其他两种物质也都有这些元素,根据题目提示三种 物质的分解温度不同,所以利用这个性质把氢氧化铜分 解, 根据有黑色固体生成的特征现象证明含有 Cu(OH)2。 考虑到 Cu(OH)2 的分解温度为 80 ℃, 所以加热条件为水 浴加热至沸腾(另外两种物质不分解)。

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(4)n(CuSO4)=0.5×0.1=0.05(mol), 则 n(CuSO4· 5H2O) -1 =0.05 mol,m(CuSO4· 5H2O)=0.05 mol×250 g· mol =12.5 g。 答案 (1)过滤 分液漏斗 (2)除去杂质 (3) 实验步骤 预期现象和结论 -1 加入过量 2 mol· L 盐酸,充分振 有白色沉淀生成 -1 荡,再滴加几滴 0.1 mol· L BaCl2 将试管放入装有沸水的小烧杯中 有黑色固体生成 水浴加热一段时间,取出试管观察 (4)12.5

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14.铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为了解铜在空气中的腐 蚀情况, 某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探 究。查阅相关资料后,猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。 该小组同学利用下图装置进行实验(部分夹持仪器略)。

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①对试管内的绿色固体进行加热, 至完全分解, 观察到 A 装置中 绿色固体逐渐变成黑色,B 装置中无水硫酸铜变成蓝色,C 装置 中澄清石灰水变浑浊。 ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸,观察到 黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色。 ③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。 观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题: (1)绿色固体中含有的元素是_____________________________。

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(2)加热后试管中剩余的黑色物质是_______________。 (3)假设该绿色物质是一种纯净物,则其化学式可能是 ________,加热分解的化学方程式为_______________。 (4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为_________ _____________________________________________。 (5)实验装置最后的干燥管的作用是________________。 (6) 如 果 将 B 、 C 两 装 置 对 调 , 能 否 达 到 实 验 目 的 ______(填“能”或“不能”),为什么?__________。

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解析 根据无水硫酸铜变蓝,可知反应中有水生成,根 据澄清石灰水变浑浊,可知有 CO2 生成,根据黑色固 体溶于稀 H2SO4, 插入铁丝后有红色物质析出, 知黑色 物质应是 CuO。若该绿色固体是纯净物,根据组成元 素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐, 化学式可 能是 Cu2(OH)2CO3。

(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰,目的是 防止空气中的 CO2 进入广口瓶,干扰实验。 (6)若将 B、C 对调,气体先通过石灰水,则无法证明
绿色物质分解时是否有水生成。

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答案 (1)Cu、H、O、C (2)CuO (3)Cu2(OH)2CO3 CO2↑ (4)Fe+Cu ===Cu+Fe (6)不能
2+ 2+

△ Cu2(OH)2CO3 ===== 2CuO + H2O +

(5)防止空气中的 CO2 进入广口瓶 因为对调后无法说明反应中有水生成
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