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文檔簡介
學而優教有方考點16銅及其金屬材料本考點是歷年高考的考查熱點之一,常在選擇題中重點考查常見銅元素的基本反應、離子檢驗及用途,非選擇題中常借助工藝流程的形式,以除雜或提純等相關問題為主線綜合考查銅及其化合物的性質。涉及題型:Cu2+的檢驗、化學方程式的書寫或正誤判斷、銅的化合物性質的實驗探究、用含多種金屬元素的礦物制備某種金屬化合物、有關銅及其化合物的計算等。預計2023年會繼續在選擇題中或非選擇題中加強對銅元素的考查,以工藝流程的形式考查考生對陌生金屬元素的認知能力,考生應該在熟練掌握常見金屬元素性質及應用的基礎上,強化對陌生金屬元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga等)知識的遷移能力。一、銅及其重要化合物二、金屬材料銅及其重要化合物1.單質銅(1)物理性質:紫紅色固體,具有良好的延展性、導熱性和導電性。(2)化學性質2.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磚紅色的Cu2O,化學方程式為4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O+O2↑。(3)藍色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末,化學方程式為CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4+5H2O。(4)磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應,溶液變藍,同時生成紅色的單質銅,離子方程式為Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。【小試牛刀】請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)用銅作電纜、電線,主要是利用銅的導電性()(2)Cu→CuO→Cu(OH)2,兩反應過程都能一步實現()(3)無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水()(4)將銅片置于干燥的空氣中,不易被腐蝕()(5)CuSO4·5H2O失去結晶水屬于物理變化()(6)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物()(7)波爾多液是用熟石灰、硫酸銅混合而制成的藍色膠狀懸濁液()(8)用鋅、銅、稀H2SO4、AgNO3溶液,能證明鋅、銅、銀的活動性順序()(9)CuSO4溶液與過量濃氨水反應的離子方程式:Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NHeq\o\al(+,4)()(10)向CuSO4溶液中滴入過量NaOH溶液充分反應后,將混合液體倒入蒸發皿中加熱煮沸一會,然后冷卻、過濾,濾紙上的物體為“藍色固體”()答案:(1)√(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)√(8)√(9)×(10)×【典例】例1我國古代的青銅器工藝精湛,有很高的藝術價值和歷史價值。下列說法不正確的是()A.我國使用青銅器的時間比使用鐵器、鋁器的時間均要早B.將青銅器放在銀質托盤上,青銅器容易生成銅綠C.《本草綱日》中載有一藥物,名“銅青”,銅青是銅器上的綠色物質,則銅青就是青銅D.用蜂蠟做出銅器的蠟模,是古代青銅器的鑄造方法之一,蜂蠟的主要成分是有機物【答案】C【解析】A項,我國使用青銅器的時間比使用鐵器、鋁器的時間均要早,A正確;B項,將青銅器放在銀質托盤上,會形成原電池,Cu比銀活潑做負極,加快腐蝕,所以青銅器容易生成銅綠,B正確;C項,《本草綱日》中載有一藥物,名“銅青”,銅青是銅器上的綠色物質,為銅銹蝕生成的堿式碳酸銅,C錯誤;D項,用蜂蠟做出銅器的蠟模,是古代青銅器的鑄造方法之一,蜂蠟的主要成分是酸類、游離脂肪酸,為有機物,D正確;故選C。例2已知CuO經高溫灼燒生成Cu2O,Cu2O與H+發生反應:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。將經高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中,下列有關說法中正確的是()A.如果溶液變為藍色,同時有紫紅色固體出現,說明樣品全部生成Cu2OB.溶液中最終可能有紫紅色固體出現C.該實驗的結果無法說明CuO分解的程度D.如果溶液中出現藍色,最終沒有紫紅色固體出現,說明CuO沒有分解【答案】C【解析】解答此題的關鍵是明確稀硝酸具有酸性和強氧化性,能溶解CuO、Cu2O和單質Cu,因而該實驗結果無法說明CuO分解的程度。【對點提升】對點1某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質,下列操作正確且能達到實驗目的的是()A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱,反應后再加入水,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】C【解析】銅絲與濃硫酸反應后,仍有大量濃硫酸存在,不能把水加入反應器中,否則會發生危險,A項錯誤;Cu與Cl2在常溫下不反應,需要加熱才能發生反應,B項錯誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發,加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到CuCl2固體,C項錯誤。對點2氧化亞銅(Cu2O)主要用于制造船底防污。已知CuO經高溫灼燒生成Cu2O,Cu2O與H+發生反應:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。現將經高溫灼燒后的CuO樣品投入足量稀硫酸中得到混合溶,有關說法不正確的是()C.穩定性:Cu2OCuOA.樣品與酸反應中Cu2O既為氧化劑又是還原劑D.如果溶液中出現藍色,說明CuO已分解B.若有14.4gCu2O參加反應,則轉移電子數為0.1NA【答案】C【解析】A項,二者穩定性需要根據所處條件分析,在溫度不是很高時CuO比氧化亞銅穩定,在高溫的時候,氧化亞銅比氧化銅穩定,故A正確;B項,反應Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O中Cu元素的化合價從+1價升高+2價,部分降低到0價,則Cu2O既是氧化劑又是還原劑,故B正確;C項,如果溶液中出現藍色,不能說明CuO已分解,因為CuO與稀硫酸反應溶液也呈藍色,故C錯誤;D項,反應Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O中,1mol氧化亞銅完全反應注意1mol電子,14.4gCu2O物質的量為:=0.1mol,0.1mol氧化亞銅完全反應轉移了0.1mol電子,轉移電子數為0.1NA,故D正確;故選C。【巧學妙記】1.銅的冶煉“兩方法”(1)濕法煉銅:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。(2)高溫煉銅:工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅):2CuFeS2+4O2eq\o(=,\s\up7(800℃))Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)2Cu2S+3O2eq\o(=,\s\up7(1200℃))2Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu+SO2↑粗銅中銅的含量為99.5%~99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質,粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%~99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅做陽極,失電子變為Cu2+,用純銅棒做陰極即可得精銅。2.銅及其常見化合物的顏色物質顏色物質顏色Cu紫紅色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O藍色Cu2O磚紅色Cu2(OH)2CO3綠色Cu2S黑色Cu(OH)2藍色金屬材料1.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。(2)性能:合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。①熔點:一般比它的各成分金屬的低;②硬度和強度:一般比它的各成分金屬的大。2.常見金屬材料及應用金屬材料—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(黑色金屬材料:鐵、鉻、錳以及它們的合金,有色金屬材料:除黑色金屬以外的其他金屬及其合金))(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,強度低,中碳鋼:強度高,韌性及加工性好,高碳鋼:硬而脆,熱處理后彈性好)),合金鋼:具有各種不同的優良性能,用于制不銹鋼,及各種特種鋼))(2)幾種有色金屬材料鋁及鋁合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能:良好的延展性和導電性,用途:制導線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能:密度小、強度高、塑性好、易于成型、,制造工藝簡單、成本低廉,用途:主要用于建筑業、容器和包裝業、,交通運輸業、電子行業等))))銅及銅合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能:良好的導電性和導熱性,用途:主要用于電器和電子工業、建筑業)),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))3.金屬的性質與金屬冶煉金屬活動性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與O2反應常溫下易被氧化,點燃生成過氧化物或其他復雜氧化物常溫下一般生成致密的氧化膜(鐵在潮濕的空氣中生成疏松的鐵銹,不能保護內部金屬)加熱化合不反應與H2O反應常溫下生成堿和氫氣與熱水反應有堿存在與水反應與高溫水蒸氣反應不反應與非氧化性酸反應生成鹽和氫氣生成鹽和氫氣不反應與鹽溶液反應先與水反應,生成的堿再與鹽反應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【小試牛刀】請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)所有的金屬常溫下都是固態()(2)金屬都能在空氣中形成致密的保護膜()(3)金屬都能與鹽酸發生置換反應()(4)根據金屬與酸反應置換出氫的難易程度可比較金屬的活潑性()(5)金屬單質在化學反應中只作為還原劑失去電子()(6)合金材料中不可能含有非金屬元素()(7)鐵是人類在生產、生活中最早使用的金屬()(8)合金的硬度一般大于成分金屬,而熔點一般低于成分金屬()(9)生鐵、普通鋼和不銹鋼中的含碳量依次降低()(10)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚,原因是鋁的冶煉成本高()(11)工業上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣()(12)鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵()(13)鈉、鎂、鋁等活潑金屬的冶煉采用電解法()(14)工業上電解熔融狀態的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應()(15)MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))Mg()答案:(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×(7)×(8)√(9)√(10)√(11)×(12)√(13)√(14)×(15)×【典例】例1下列金屬用途和有關性質的對應關系錯誤的是()選項金屬用途金屬的有關性質A金可以制成比紙還薄的金箔延展性B生活用鐵鍋導熱性C用鐵回收照相定影廢液中的銀氧化性D用銅制作印刷電路導電性【答案】C【解析】A項,金可制成比紙還薄的金箔是金屬的延展性,所以對應的關系正確;B項,利用金屬的導熱性可用鐵做鐵鍋,所以對應的關系正確;C項,用鐵粉回收照相定影廢液中的銀利用了鐵的還原性,而不是氧化性,錯誤;D項,根據銅的導電性用銅制作印刷電路,所以對應的關系正確。例2中國載人潛水器“蛟龍”號在西太平洋的馬里亞納海溝試驗海域成功創造了載人深潛新的歷史記錄,首次突破7000米,最深達到7020米海底。“蛟龍”號載人潛水器的外殼是耐超高壓的鈦合金,下列有關合金的說法中正確的是()A.鈦合金是一種新型的金屬單質B.鈦合金的熔點比成分金屬的低,硬度小C.鈦合金的化學性質與鈦單質相同D.青銅、碳素鋼、合金鋼和硬鋁均是合金【答案】D【解析】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,不屬于新型金屬單質,A錯誤;合金的熔點一般比成分金屬的熔點低但硬度大,B錯誤;合金的化學性質與其成分金屬的化學性質是相同的,鈦合金除具備鈦單質的性質外,還具有其他成分的性質,C錯誤。故選D。【對點提升】對點1“嫦娥五號”中使用了大量合金。下列有關金屬或合金的說法中不正確的是()A.生鐵屬于合金B.一般合金的熔點比各成分金屬的低C.合金的化學性質與其成分金屬的化學性質不同D.改變原料的配比、生成合金的條件,可以得到具有不同性能的合金【答案】C【解析】A項,生鐵由鐵和碳等元素組成,屬于合金,故A正確;B.項,形成合金后,結構發生了改變,一般合金的熔點比各成分金屬的低,故B正確;C項,合金的化學性質與其成分金屬的化學性質相同,故C錯誤;D項,改變原料的配比、生成合金的條件,組成合金的成分、結構不同,對合金的性質產生不同的影響,可以得到具有不同性能的合金,故D正確;故選C。對點2在電影《我和我的祖國》之《前夜》中有這一場景,升旗桿上阻斷球銹斷,林治遠工程師向原材料中加入鉻和鎳形成不銹鋼,趕制出新的阻斷球。不銹鋼是常見的合金。關于合金,下列說法不正確的是()A.多數合金熔點低于其組分中任意一種組成金屬的熔點B.我國使用最早的合金是鐵合金C.鈉鉀合金是原子反應堆的導熱劑D.目前世界上使用量最大的合金是鐵碳合金【答案】B【解析】A項,一般來說,合金熔點低于其成分金屬的熔點,硬度比成分金屬大,A正確;B項,人類使用最早的合金,是易于從自然界取得、性質不太活潑的金屬混合物,青銅是人類使用最早的合金,B不正確;C項,鈉鉀合金常溫下呈液態,是原子反應堆的導熱劑,C正確;D項,目前世界上使用量最大的合金是鐵碳合金,D正確;故選B。【巧學妙記】1.金屬活動順序與金屬冶煉的關系2.有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉,如Na+KCleq\o(=,\s\up7(850℃))K↑+NaCl2RbCl+Mgeq\o(=,\s\up7(700~800℃))MgCl2+2Rb↑等,主要運用了化學平衡移動原理,利用K、Rb沸點低,汽化離開反應體系,使化學反應得以向正反應方向進行。1.三星堆兩次考古挖掘舉世震驚,二號祭祀坑出土商代的銅人銅像填補了我國考古學、青銅文化、青銅藝術史上的諸多空白。下列有關說法錯誤的是()A.銅像表面的銅綠[Cu(OH)2CO3]能在空氣中穩定存在B.測定出土文物年代的14C是碳的一種同素異形體C.X射線衍射法可對青銅器微觀晶體結構進行分析D.青銅器的出土表明我國商代已經掌握冶煉銅技術【答案】B【解析】A項,銅像表面的銅綠[Cu(OH)2CO3]不會與空氣反應,能在空氣中穩定存在,A正確;B項,同素異形體是同種元素構成的不同的單質,測定出土文物年代的14C是一種核素,不是單質,所以不是碳的一種同素異形體,B錯誤;C項,X射線衍射法研究晶體結構、形貌和各種缺陷的重要手段,可對青銅器微觀晶體結構進行分析,C正確;D項,商代青銅器都是利用化學變化制備出銅為原料,說明我國商代已經掌握冶煉銅技術,D正確;故選B。2.下列材料中所涉及的合金不屬于新型合金的是ABCD新能源汽車儲氫材料機窩扇用的是耐高溫的合金材料不銹鋼盆中國第一艘國產航母的鋼材【答案】C【解析】A項,新能源汽車儲氫材料,有LaNi5、Mg2Cu、Mg2Ni等,屬于新型合金,A不合題意;B項,飛機窩扇用的耐高溫的合金材料是鈦合金,屬于新型合金,B不合題意;C項,不銹鋼在19世紀末20世紀初的研制、投產,是一種由鐵和碳元素形成的傳統合金,還添加了少量的鉻、鎳等金屬,不屬于新型合金,C符合題意;D項,航母的鋼材的強度大、耐酸堿的腐蝕,屬于新型合金,D不合題意;故選C。3.不同的金屬在冶煉方法上也有所不同,下列說法正確的是()A.釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制B.鋁及其合金是電氣、工業、家庭廣泛使用的材料,是因為鋁的冶煉方法比較簡單C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質太活潑,人們通常采用電解熔融狀態下的氯化物的方式來獲取它們的單質D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外,還用來制造還原劑一氧化碳【答案】D【解析】A項,鐵用CO還原法煉制,錯誤;B項,是因為Al有良好的性能,才被廣泛使用,錯誤;C項,氯化鋁是共價化合物,熔融時不導電,工業上用電解氧化鋁的方法制取鋁,錯誤;D項,高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應產生熱量和制造還原劑一氧化碳,正確。4.銅在自然界多以化合態的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有:黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列說法不正確的是()A.可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠B.硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑C.工業上常采用電解法制取粗銅D.在上述幾種含銅化合物中,銅的質量分數最高的是Cu2S【答案】C【解析】CuSO4是重金屬鹽,能使蛋白質變性,B項正確;工業上常用電解法精煉銅,C項不正確。5.探究Cu及其化合物的性質,操作正確且能達到目的的是()A.將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuSB.向Cu與過量濃硫酸反應后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色C.向CuSO4溶液中加入適量的NaOH,過濾洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD.在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱水解,再加入少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱,產生磚紅色沉淀【答案】C【解析】硫的氧化性較弱,只能將銅氧化為+1價生成Cu2S,A項錯誤;銅與過量濃硫酸反應后稀釋,應將反應后的溶液緩慢加入水中,并不斷攪拌,B項錯誤;CuSO4與NaOH溶液反應生成Cu(OH)2沉淀,過濾、洗滌、灼燒后可得CuO,C項正確;淀粉水解后應先加NaOH溶液至溶液呈堿性,然后加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱,才會產生磚紅色沉淀,D項錯誤。6.某化學興趣小組進行了有關Cu、稀硝酸、稀硫酸化學性質的實驗,實驗過程如圖所示。下列有關說法正確的是()
A.實驗①中溶液呈藍色,試管口有紅棕色氣體產生,說明HNO3被Cu還原為NO2B.實驗③中滴加稀硫酸,銅片繼續溶解,說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸的強C.實驗③發生反應的離子方程式為:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2OD.由上述實驗可得出結論:Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應,又可以和稀硫酸反應【答案】C【解析】A項,銅與稀硝酸反應,HNO3被Cu還原為NO,試管口有紅棕色氣體產生,是因為NO在試管口被氧氣氧化為NO2,故A錯誤;B項,稀硫酸的氧化性比稀硝酸的弱,實驗③中滴加稀硫酸,銅片繼續溶解,發生反應3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故B錯誤;C項,實驗③發生反應的離子方程式為:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故C正確;D項,常溫下,Cu不能和稀硫酸反應,故D錯誤;故選C。7.下表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是()選項陳述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去銅器表面的銅綠Ⅰ對;Ⅱ對;無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對;有C向硫酸銅溶液中通入少量氨氣,有藍色沉淀產生,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對;有D藍色硫酸銅晶體受熱轉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對;無【答案】D【解析】稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應,而且稀鹽酸不能與Cu反應,Ⅰ、Ⅱ有因果關系,A錯誤;銅表面不能形成致密的氧化膜,B錯誤;Ⅰ、Ⅱ均正確,但沒有因果關系,C錯誤;藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末有新物質生成,屬于化學變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒有因果關系,D正確。8.為了比較鐵和銅金屬活動性強弱,某研究小組的同學設計了如下一些方案,并將實驗結果記錄如下:方案現象或產物①將鐵片置于CuSO4溶液中鐵片上有亮紅色物質析出②將鐵絲和銅絲分別在氯氣中燃燒產物分別為FeCl3和CuCl2③將鐵片和銅片分別放入熱濃硫酸中產物分別為Fe2(SO4)3和CuSO4④將鐵片和銅片分別置于稀硫酸溶液中鐵片上有氣泡,銅片上不產生氣泡⑤將鐵片和銅片同時插入盛有稀硫酸的燒杯中,并用導線連接鐵片溶解,銅片上有氣泡產生能根據以上各種現象或產物證明鐵的金屬活動性比銅強的方案一共有()A.2種B.3種C.4種D.5種【答案】B【解析】①鐵能置換出銅,證明鐵比銅活潑;②不能證明;③不能證明;④鐵能置換出稀硫酸中的氫,銅不能,證明鐵比銅活潑;⑤鐵與銅形成原電池,鐵作負極,銅作正極,證明鐵比銅活潑,共有3種方案,選項B正確。9.某興趣小組將過量Cu與FeCl3溶液充分及應,靜置后取上層清液于試管中,將KSCN溶液滴加到清液中,觀察到瞬間產生白色沉淀,局部出現紅色;振蕩試管,紅色又迅速褪去。已知:①CuCl2+Cu=2CuCl↓(白色)——該反應速率很慢②2CuCl2+4KSCN=2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl——該反應速率很快③(SCN)2是擬鹵素,化學性質和氯氣相似下列說法正確的是()A.用KSCN溶液檢驗Fe3+時,Cu2+的存在不會對檢驗產生干擾B.局部出現紅色主要是因為溶液中的Fe2+被空氣中的O2氧化成Fe3+,Fe3+與KSCN反應生成Fe(SCN)3C.白色沉淀是CuCl,是溶液中CuCl2與Cu反應生成的D.紅色迅速褪去的原因是振蕩試管時Cu2+與SCN-發生反應,從而使Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡逆移【答案】D【解析】A項,用
KSCN
溶液檢驗
Fe3+時,根據2CuCl2+4KSCN═2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,Cu2+存在干擾,故A錯誤;B項,紅色物質是
Fe(SCN)3,(SCN)2為擬鹵素,化學性質和氯氣相似,說明也具有氧化性,溶液中的
Fe2+也可能是被(SCN)2氧化成
Fe3+,故B錯誤;C項,Cu(過量)與
FeCl3
溶液反應,得到的是氯化銅和氯化亞鐵,在Cu過量時,繼續反應CuCl2+Cu═2CuCl↓(白色),溶液中一定存在亞鐵離子,可能會存在銅離子存在,一定會出現2CuCl↓(白色),但是將
KSCN
溶液滴加到混合液中,也可能存在反應2CuCl2+4KSCN═2CuSCN↓(白色)+(SCN)2+4KCl,所以1觀察到瞬間產生白色沉淀可能是溶液中的
CuCl2與
Cu
反應生成,也可能是CuCl2、KSCN之間反應生成,故C錯誤;D項,Cu只要和Fe3+反應生成Cu2+和Fe2+,Cu2+就會與SCN?反應,故紅色褪去也有可能是溶液中的SCN?被消耗,從而使Fe3++3SCN-?Fe(SCN)3平衡逆移,故D正確;故選D。10.工業上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的______吸收。a.濃硫酸 b.稀硝酸c.NaOH溶液 d.氨水(2)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為_________________________。(3)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉,下列說法正確的是_________________。a.電能全部轉化為化學能b.粗銅接電源正極,發生氧化反應c.溶液中Cu2+向陽極移動d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬(4)利用反應2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應設計為原電池,其正極電極反應式為_________________________________________。【答案】(1)cd(2)3Cu2O+2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3+6Cu(3)bd(4)4H++O2+4e-=2H2O【解析】(1)氣體A中的大氣污染物為SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據圖示,泡銅中的Cu2O與Al高溫下發生鋁熱反應制得銅。(3)電解精煉銅過程中,電能轉變為化學能的同時,部分電能也轉化為熱能,a錯;電解精煉粗銅時,粗銅做陽極,與電源正極相連,發生氧化反應,b對;電解過程中Cu2+向陰極移動,c錯;粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅的弱,形成陽極泥,可以回收,d對。(4)根據總反應,O2發生還原反應,因此正極反應式為O2+4H++4e-=2H2O。11.銅及其化合物在生產、生活中有著廣泛的應用,銅在化合物中的常見化合價有+1、+2。(1)工業上可利用反應Cu2S+O22Cu+SO2制取粗銅,反應中被氧化的元素是,當消耗32gCu2S時,轉移電子數目是(設NA為阿伏加德羅常數的值)。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中,溫度控制在50~60℃,通入O2,反應一段時間后可制得硫酸銅,發生反應的離子方程式為________________________________。CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加熱,生成CuCl沉淀,寫出生成CuCl的離子方程式:____________________________________________。(3)某小組同學在做銅與濃硫酸反應的實驗時,發現銅片表面有黑色固體生成。①甲同學猜想:黑色固體是未來得及溶解于酸的CuO,其猜想可用化學方程式表示為Cu+H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))_________________。②乙同學認為:黑色固體除CuO外,還可能含有Cu2S和CuS,其理由可能是(填字母)。A.Cu2S和CuS都是黑色的B.銅與濃硫酸在加熱條件下反應,還可能放出O2C.濃硫酸是氧化劑,銅是還原劑,Cu的化合價升高與S的化合價降低有多種可能【答案】(1)S1.2NA(2)2Cu+4H++O2eq\o(=,\s\up7(50~60℃))2Cu2++2H2O2Cu2++2Cl-+SOeq\o\al(2-,3)+H2O2CuCl↓+SOeq\o\al(2-,4)+2H+(3)①CuO+SO2↑+H2O②ac【解析】(1)利用反應Cu2S+O22Cu+SO2制取粗銅,硫元素的化合價從-2價升到+4價,被氧化,反應中被氧化的元素是S,當消耗32gCu2S時,轉移電子數目是eq\f(32g,160g·mol-1)×6NAmol-1=1.2NA。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中,溫度控制在50~60℃,通入O2,反應一段時間后可制得硫酸銅,發生反應的離子方程式為2Cu+4H++O2eq\o(=,\s\up7(50~60℃))2Cu2++2H2O。CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3溶液和NaCl溶液加熱,生成CuCl沉淀,離子方程式為2Cu2++2Cl-+SOeq\o\al(2-,3)+H2O2CuCl↓+SOeq\o\al(2-,4)+2H+。(3)①按照甲同學猜想:銅被氧化生成CuO,硫酸被還原為SO2,化學方程式為Cu+H2SO4(濃)CuO+SO2↑+H2O。②分析可能的理由時,應該從反應現象和氧化還原反應原理入手,ac符合。12.氯化亞銅(CuCl)可用作有機合成的催化劑,CuCl微溶于水,不溶于醇和稀酸,可溶于Cl-濃度較大的溶液(CuCl+Cl-CuCl2-),在潮濕空氣中易水解、易氧化。工業上用黃銅礦(主要成分是CuFeS2,還含有少量的SiO2)制備CuCl的工藝流程如圖:25℃時,相關物質的Ksp見表。物質Fe(OH)2Fe(OH)3Cu(OH)2CuClKsp1×10-16.31×10-38.61×10-19.71×10-5.9回答下列問題:(1)黃銅礦預先粉碎的目的是_______。(2)調pH加入的過量x為_______(填化學式),濾渣①的成分_______(填化學式)。(3)“還原”時,銅粉轉化為Na[CuCl2]的離子反應方程式為_______。(4)已知:溫度、pH對CuCl產率的影響如圖1、圖2所示。則析出CuCl晶體的最佳條件為_______。A.溫度在60℃左右pH為2.0~2.5B.溫度在90℃左右pH為2.0~2.5C.溫度在60℃左右pH為5.0~6.0D.溫度在90℃左右pH為5.0~6.0(5)析出的氯化亞銅晶體要立即用無水乙醇洗滌,“醇洗”可快速除去濾渣表面的水,防止濾渣被空氣氧化為堿式氯化銅[Cu2(OH)3Cl]。寫出氯化亞銅被氧化為堿式氯化銅的化學反應方程式_______。(6)粗產品中氯化亞銅含量的測定:①稱取樣品3.0g于錐形瓶中,再加入過量的FeCl3溶液充分溶解,配制250mL溶液。②從中取出25.00mL溶液,用0.1000mol·L-1硫酸鈰[Ce(SO4)2]標準溶液滴定。已知:CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+。三次平行實驗,到達滴定終點時,消耗硫酸鈰標準溶液的體積分別為26.05mL、24.05mL、23.95mL。則樣品中CuCl的純度為_______(結果保留三位有效數字)。【答案】(1)增大接觸面積,加快反應速率,提高浸出率(2)CuO或Cu(OH)2Fe(OH)3、CuO或Cu(OH)2(3)Cu+Cu2++4Cl-=2[CuCl2]-(4)A(5)4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl(6)79.6%【解析】(1)黃銅礦預先粉碎可增大固體與硫酸的接觸面積,能加快反應速率,提高浸出率;(2)調pH加入的過量x為CuO或Cu(OH)2;濾渣①的成分Fe(OH)3、CuO或Cu(OH)2;(3)“還原”時,銅粉與Cu2+及Cl-反應轉化為Na[CuCl2],離子反應方程式為Cu+Cu2++4Cl-=2[CuCl2]-;(4)根據圖像可知,溫度再60℃左右,pH在2.0~2.5使CuCl的產率最高,為最佳反應條件,故選A;(5)氯化亞銅、水氧氣反應生成堿式氯化銅,化學反應方程式為4CuCl+O2+4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl;(6)消耗硫酸鈰標準溶液的體積分別為26.05mL、24.05mL、23.95mL,26.05mL數據偏差較大,舍去不用,則兩次體積的平均值==24.00mL,根據方程式,n(CuCl)=n(FeCl2)=n(Ce4+)=0.1000mol·L-1×24.00mL=0.0024mol,則樣品中m(CuCl)=0.0024mol÷25.00mL×250mL×99.5g/mol=2.388g,CuCl的純度=×100%=79.6%。1.(2022·江蘇省南京師大附中高三模擬)在指定條件下,下列選項所示的物質間的轉化能實現的是()A. B.C. D.【答案】A【解析】A項,由反應Cu2S+O22Cu+SO2,可知物質之間的轉化能實現,A符合題意;B項,由反應Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4,可知物質之間的轉化不能實現,B不符合題意;C項,由反應2Cu+SCu2S,可知物質之間的轉化不能實現,C不符合題意;D項,常溫下,Cu和濃硫酸不反應,可知物質之間的轉化不能實現,D不符合題意;故選A。2.(2022·遼寧省遼陽市一模)化合物M(NH4CuSO3)為難溶于水的白色固體,取少量M進行如下實驗,下列推斷正確的是(
)A.化合物M中Cu的化合價為+2價 B.紅色固體(A)為氧化銅C.G為含極性共價鍵的極性分子 D.加熱H無明顯現象【答案】C【解析】M與稀硫酸發生反應:2NH4CuSO3+4H+=2NH4++2SO2↑+Cu↓+Cu2++2H2O,可知,A為銅單質,C為二氧化硫,E為硝酸銅溶液,F為氫氧化銅,G為氨氣。A項,化合物M中Cu的化合價為+1價,A項錯誤;B項,紅色固體(A)為銅單質,B項錯誤;C項,氨氣為含有N-H極性鍵的極性分子,C項正確;D項,SO2漂白品紅溶液是可逆的。加熱H,溶液由無色變為紅色。D項錯誤;故選C。3.(2022·河北省高三模擬預測)如圖是銅及部分含銅粒子的價荷圖。下列推斷合理的是()A.Cu變成a可以加入稀鹽酸B.Cu(OH)42-轉化成Cu(OH)2需要加堿C.在酸性環境中,Cu2O可以反應生成a和CuOD.如果將高銅酸根離子(CuO2-)填入坐標,應該填在b的位置【答案】D【解析】A項,a中Cu元素為+2價,在酸性條件下,Cu變為a需要失去電子,發生氧化反應,故需要加入強氧化劑,鹽酸不能與銅反應,A錯誤;B項,由圖可知,Cu(OH)2轉化為Cu(OH)42-需要堿性條件,而Cu(OH)42-轉化成Cu(OH)2需要酸性條件,B錯誤;C項,Cu2O中Cu元素為+1價,在酸性條件下可以發生歧化反應生成+2價銅和單質銅,C錯誤;D項,(CuO2-)中銅元素為+3價,離子帶1個單位負電荷,故填入坐標,應該填在b的位置,正確;故選D。4.(2022·山東省聊城市高三二模)CuSO4是一種重要的化工原料,其有關制備途徑及性質如圖所示。下列說法錯誤的是()A.Y可以是甲酸乙酯B.利用途徑①制備硫酸銅,消耗的硝酸至少為C.Cu元素參與了3個氧化還原反應D.途徑⑤中若n(O2):n(Cu2O)=3:2,則X為SO2【答案】C【解析】銅經過反應①、②得到硫酸銅,硫酸銅經過反應⑤分解生成氧氣、X和Cu2O;硫酸銅與過量的氫氧化鈉反應得到新制備的氫氧化銅懸濁液,與Y反應得到Cu2O,說明Y中含醛基。A項,甲酸乙酯中含有醛基,可以與氫氧化銅反應得到Cu2O,A正確;B項,銅與稀硝酸反應的離子反應式為:3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,防有硫酸存在時,硫酸提供大量的氫離子,這時消耗的硝酸的量最少,途徑①制備24g硫酸銅,硫酸銅的物質的量為0.15mol,根據方程式可知硝酸的物質的量為0.10mol,B正確;C項,Cu元素參與了反應①、②、④、⑤4個氧化還原反應,C錯誤;D項,當途徑⑤中若n(O2):n(Cu2O)=3:2,根據元素守恒可配平化學方程式,,根據方程式得失電子數也守恒,故X為二氧化硫,D正確;故選C。5.(2022·山東省淄博市三模)由工業廢銅泥(主要成分為、、,含少量Fe)制備難溶于水的氯化亞銅,其工藝流程如圖。下列說法錯誤的是()A.灼燒時可將CuS、Cu2S等轉化為CuOB.除雜②過程中還需加熱C.流程中可循環使用的物質有H2SO4、Na2SO3D.還原中的反應為2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=CuCl↓+SO42-+2H+【答案】C【解析】廢銅泥灼燒后將金屬元素轉化為可溶液硫酸的氧化物,酸浸后先加H2O2氧化Fe2+,再加NaOH稀溶液,過濾除去Fe(OH)3,往濾液中加入Na2SO3、NaCl還原后經系列操作得到氯化亞銅產品。A項,根據流程信息,灼燒的目的是使含銅物質盡可能溶解在硫酸溶液中,所以是將CuS、Cu2S等轉化為CuO,A正確;B項,除雜的目的是使鐵元素轉化成Fe(OH)3而轉化成濾渣,①H2O2目的是將Fe2+轉化成Fe3+,②加NaOH稀溶液,調節溶液的pH,使Fe3+轉化成Fe(OH)3沉淀,但只加入NaOH稀溶液容易形成Fe(OH)3膠體更難除雜,所以還應加熱,B正確;C項,還原反應同時生成H2SO4,酸浸又消耗H2SO4,所以H2SO4可循環使用,但Na2SO3沒有參與循環,C錯誤;D項,還原中Cu2+被還原得到氯化亞銅,反應為2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=CuCl↓+SO42-+2H+,D正確;故選C。6.(2022·北京市人大附中三模)向2mL0.2mol/LCuSO4溶液中滴加0.2mol/LNa2SO3溶液時溶液變綠,繼續滴加產生棕黃色沉淀,經檢驗棕黃色沉淀中不含SO42-。通過實驗探究棕黃色沉淀的成分。實驗1:向棕黃色沉淀中加入稀硫酸,觀察到溶液變藍,產生紅色固體實驗2:已知:,(白色)。下列同學對實驗現象的分析正確的是()A.實驗1中加入稀H2SO4后溶液變藍可證實棕黃色沉淀中含有Cu+B.實驗2中加入KI溶液后產生白色沉淀,可證實棕黃色沉淀中含有Cu2+C.實驗2中加入淀粉溶液后無明顯現象,說明不存在D.在的存在下,Cu2+與SO32-發生了氧化還原反應,產生CuI沉淀和SO42-,說明棕黃色沉淀中含有Cu2+和SO32-【答案】B【解析】A項,加入稀硫酸后,溶液變藍,說明溶液中有Cu2+,可能固體中就有Cu2+,不能說明棕黃色沉淀中含有Cu+,A錯誤;B項,根據已知條件Cu2+CuI↓(白色)+I2,加入KI溶液后出現白色沉淀,說明棕黃色沉淀中含有Cu2+,B正確;C項,淀粉遇碘單質變藍,實驗2加入淀粉無明顯現象,說明不存在碘單質,不能說明不存在Cu2+,C錯誤;D項,根據實驗2中沉淀A為BaSO4,且加入淀粉無現象,則溶液中無I2,Cu2+CuI↓(白色)+I2,I2與SO32-反應生成碘離子和硫酸根,硫酸根與氯化鋇f生成白色沉淀BaSO4不,是Cu2+與SO32-反應,D錯誤;故選B。7.(2022·重慶市育才中學高三高考沖刺考試)某化學興趣小組通過查閱文獻,設計了從陽極泥(成分為Cu2S、Ag2Se、Au、Pt)中回收貴重金屬的工藝,其流程如圖所示。已知:“酸溶”時Pt、Au分別轉化為[PtCl6]2-和[AuCl4]-,下列判斷錯誤的是()A.“焙燒”時,Cu2S轉化為CuO的反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為1:2B.“酸浸氧化”時,O2的作用之一是防止NO排放到空氣中污染環境C.“酸溶”時,金溶解的離子方程式為2Au+3Cl2+2Cl-=2[AuCl4]-D.有機層中回收的金屬元素是Pt,萃取分液用到的玻璃儀器是分液漏斗和燒杯【答案】A【解析】陽極泥焙燒時,Cu2S被O2氧化為CuO、SO2等,Cu2Se被氧化為CuO、SeO2等;酸浸氧化時,Cu、CuO都轉化為Cu(NO3)2,SeO2轉化為H2SeO4等;酸溶時,Au、Pt被Cl2氧化為[PtCl6]2-和[AuCl4]-;萃取后,水層中含有[AuCl4]-,則[PtCl6]2-進入有機溶劑層。A項,“焙燒”時,發生的化學反應為Cu2S+2O22CuO+SO2,反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為2:1,A錯誤;B項,“酸浸氧化”時,燒渣中可能含有Cu、SeO2等,若直接與HNO3反應,會生成NO污染環境,被O2氧化后再溶于硝酸,可防止NO等氣體的排放,從而保護環境,B正確;C項,“酸溶”時,金被Cl2氧化,最終轉化為[AuCl4]-,離子方程式為2Au+3Cl2+2Cl-=2[AuCl4]-,C正確;D項,水層中不存在Pt元素,則Pt進入有機層中,可進行分離回收,萃取分液時,需要使用分液漏斗和燒杯,D正確;故選A。8.(2022·湖南省長郡中學模擬預測)CuCl為白色固體,難溶于水和乙醇,潮濕時易被氧化,常用作媒染劑。以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2為原料制備CuCl的工藝流程如下。下列說法正確的是()A.“沉銅”發生反應的離子方程式:[Cu(NH3)4]2++4OH-CuO↓+4NH3↑+2H2OB.“還原”步驟中氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1C.“還原”后所得溶液中大量存在的離子有、、、SO42-D.“洗滌”時可使用水作洗滌劑,因為CuCl難溶于水【答案】B【解析】A項,選項中的離子方程式沒有配平,正確的離子方程式為:[Cu(NH3)4]2++2OH-CuO↓+4NH3↑+H2O,故A錯誤;B項,“還原”步驟中Cu2+做氧化劑,和還原劑Na2SO3反應,銅的化合價從+2價降低到+1價,S的化合價從+4價升高到+6價,發生反應的離子方程式為:2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+,氧化劑與還原劑的物質的量之比為2∶1,故B正確;C項,根據B選項中的離子方程式可知,反應后的溶液中存在大量的H+和SO42-,但不能存在大量的Cu+和Cl-,故C錯誤;D項,CuCl雖然難溶于水,但潮濕時易被氧化,所以不能用水做洗滌劑,應該用乙醇洗滌,故D錯誤;故選B。9.(2022·河南省創新發展聯盟階段檢測)將5.00g膽礬(無其他雜質)置于氮氣氛流中,然后對其進行加熱,逐漸升高溫度使其分解,分解過程中的熱重曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.a點對應的物質中,氧元素的質量分數約為52.3%B.c點對應的固體物質只有CuSO4·C.將c→d產生的氣體全部通入BaCl2溶液中,無沉淀產生D.d→e的過程中,生成的某種物質可使帶火星的小木條復燃【答案】C【解析】膽礬的化學式CuSO4·5H2O,5g膽礬的物質的量是0.02mol,加熱完全失去結晶水,得到0.02molCuSO4,質量為3.2g,所以c點對應物質是CuSO4;c→d為CuSO4分解,d中含有0.02mol銅元素,則氧元素的物質的量為,所以d點對應物質為CuO;e中含有0.02mol銅元素,則氧元素的物質的量為,所以e點對應物質為Cu2O。A項,膽礬失去部分結晶水得到a,a點對應的物質化學式為CuSO4·xH2O,,x=3,氧元素的質量分數約為,故A正確;B項,膽礬的化學式CuSO4·5H2O,5g膽礬的物質的量是0.02mol,加熱完全失去結晶水,得到0.02molCuSO4,質量為3.2g,所以c點對應物質是CuSO4,故B正確;C項,c→d為CuSO4分解為CuO,產生的氣體可能全部為SO3或SO2和O2或SO3、SO2和O2的混合氣體,通入BaCl2溶液中,生成BaSO4沉淀,故C錯誤;D項,d→e的過程反應方程式為4CuOCu2O+O2↑,有氧氣生成,氧氣可使帶火星的小木條復燃,故D正確;故選C。10.(2022·山西省臨縣第一中學階段檢測)將含鐵單質5.6g的Fe—Cu混合物完全溶解于足量某濃度硝酸中,收集反應產生的混合氣體NO2、NO,折合成標準狀況體積為8.96L。再向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,分離出產生的沉淀充分灼燒至重量不再改變后稱量,比最初混合物質量增加了4.8g。根據題意下列說法正確是()A.Fe—Cu混合物中Cu的質量為4.8gB.混合氣體的組成為0.1molNO和0.3molNO2C.反應消耗硝酸的物質的量為0.4molD.取等質量該混合物與足量稀硫酸反應,最多消耗0.2mol稀硫酸【答案】B【解析】向所得溶液中加入足量的NaOH溶液,分離出產生的沉淀充分灼燒至重量不再改變,得到的固體為Fe2O3、CuO,質量比最初混合物質量增加了4.8g,說明Fe-Cu合金共結合O原子4.8g。A項,Fe-Cu合金生成Fe2O3、CuO,共結合O原子4.8g,設Cu的質量為xg,根據得失電子守恒,解得x=9.6g,故A錯誤;B項,Fe-Cu合金生成Fe2O3、CuO,共結合O原子4.8g,則Fe-Cu合金與硝酸反應共失電子0.6mol;設混合氣體中NO為xmol、NO2為ymol,根據得失電子守恒,解得x=0.1mol、y=0.3mol,混合氣體的組成為0.1molNO和0.3molNO2,故B正確;C項,Fe-Cu合金生成Fe2O3、CuO,共結合O原子4.8g,則Fe-Cu合金與硝酸反應共失電子0.6mol;根據電荷守恒,表現酸性的硝酸的物質的量為0.6mol,被還原的硝酸為0.4mol,所以反應消耗硝酸的物質的量為1mol,故C錯誤;D項,取等質量該混合物與足量稀硫酸反應,銅和稀硫酸不反應,發生反應Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,所以5.6gFe消耗稀硫酸的物質的量為,故D錯誤;故選B。11.(2022·吉林一中期中)某混合物X由A12O3、Fe2O3、Cu、SiO2中的一種或幾種物質組成,某校課外興趣小組設計如圖實驗方案進行探究:途徑a:途徑b:下列對混合物X成分的分析正確的是()A.Cu的質量為1.92g B.Fe2O3的質量為3gC.A12O3的質量為0g D.SiO2的質量為4.92g【答案】C【解析】途徑Ⅰ得到的4.92g固體部分溶于NaOH溶液,說明X中含有二氧化硅,且m(SiO2)=4.92g-1.92g=3g,剩余的1.92g固體為單質銅;又途徑Ⅰ加入過量鹽酸時得到藍色溶液,則發生反應Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、Cu十2Fe3+=2Fe2++Cu2+,銅有剩余,說明Fe3+全部轉化為Fe2+,則加入過量鹽酸時發生的反應可寫成Fe2O3+6H++Cu=2Fe2++Cu2++3H2O。途徑Ⅲ溶于NaOH溶液的固體質量為9.4g-6.4g=3g,說明X中不含Al2O3;6.4g固體為Fe2O3、Cu的混合物,加入過量鹽酸發生反應Fe2O3+6H++Cu=2Fe2++Cu2++3H2O,剩余1.92gCu,故Fe2O3的質量為,Cu的質量為6.4g-3.2g=3.2g。A項,Cu的質量為3.2g,A錯誤;B項,Fe2O3的質量為3.2g,B錯誤;C項,X中不含Al2O3,C正確;D項,SiO2的質量為3g,D錯誤;故選C。12.(2022·安徽省示范高中培優聯盟考試)用下圖裝置探究銅與硝酸的反應,實驗記錄如下:裝置步驟操作現象①打開止水夾,擠壓膠頭,使濃硝酸滴入試管產生紅棕色氣體,溶液變為綠色②一段時間后,關閉止水夾,推動注射器活塞使部分水進入試管注射器內剩余的水被“吸入”試管;銅表面產生無色氣泡,溶液變藍,試管內氣體逐漸變為無色③一段時間后,打開止水夾,拉動注射器活塞吸取少量無色氣體;拔下注射器,再拉動活塞吸入少量空氣注射器中無色氣體變紅棕色下列說法不正確的是()A.①中反應的化學方程式是Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OB.②中注射器內剩余的水被“吸入”試管可能的原因:3NO2+H2O=2HNO3+NO,試管內壓強減小C.③中的實驗現象證明②中Cu與硝酸反應生成了NOD.待②中反應停止后,向試管內滴加少量稀硫酸,銅片表面有氣泡產生【答案】C【解析】A項,銅與濃硝酸反應產生Cu(NO3)2、NO2、H2O,反應的化學方程式為:Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,A正確;B項,向試管中加入H2O,試管中的NO2與H2O反應,產生HNO3和NO,反應方程式為:3NO2+H2O=2HNO3+NO,反應后氣體物質的量減小,導致試管內氣體壓強減小,注射器內剩余的水被“吸入”試管,B正確;C項,NO也可能是NO2與加入的H2O反應生成的,C錯誤;D項,向試管內滴加少量稀硫酸,稀硫酸中的H+與試管中的NO3-結合生成HNO3,表現強的氧化性,與試管里的銅片繼續發生反應,因此有氣泡產生,D正確;故選C。13.(2022·江蘇省淮安市期中聯考)已知氨可以與灼熱的氧化銅反應生成氮氣和金屬銅,用下面示意圖中的裝置可以實現該反應。試回答下列問題:(1)請寫出A中反應的化學方程式為_______。(2)儀器B中盛放_______作為干燥劑去除氣體中的水蒸氣。a.堿石灰
b.濃硫酸(3)實驗時在C中加入CuO,發生反應的化學方程式是_______。(4)反應結束后取下D試管,向其中滴加幾滴酚酞試液,觀察到的現象是_______,產生該現象的原因是_______。(用恰當的化學用語表示)(5)裝置E中收集到的物質是_______。(填化學式)(6)向10gCu和CuO組成的混合物中,加入一定量的稀硝酸溶液,恰好使混合物完全溶解,同時收集到標準狀況下NO2.24L。請回答以下問題:①寫出Cu與稀硝酸反應的離子方程式_______。②計算原混合物中銅的質量分數__________。【答案】(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)a(3)2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O(4)
溶液變成紅色
NH3·H2ONH4++OH?(5)氮氣(6)
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
96%【解析】本實驗的目的,驗證NH3的還原性。首先用NH4Cl與Ca(OH)2反應制取NH3,將NH3干燥后,再還原CuO,將反應生成的水蒸氣及未反應的NH3冷凝后,收集產生的N2。(1)在A中,NH4Cl與Ca(OH)2反應生成CaCl2、NH3等,反應的化學方程式為2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O;(2)裝置A中,制得的NH3中混有水蒸氣,儀器B中若盛放濃硫酸,則會吸收NH3,所以只能盛放堿石灰,故選a;(3)實驗時在C中加入CuO,NH3將CuO還原為Cu等,同時生成N2,發生反應的化學方程式是2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O;(4)反應結束后取下D試管,試管內的液體為氨水,氨水中的一水合氨電離產生OH-等,從而使溶液顯堿性,向其中滴加幾滴酚酞試液,觀察到的現象是溶液變成紅色,產生該現象的原因是:NH3·H2ONH4++OH?;(5)反應后所得混合氣體中含有N2、NH3和水蒸氣,混合氣冷凝后,NH3和水蒸氣形成氨水,裝置E中收集到的物質是氮氣;(6)①Cu與稀硝酸反應,生成Cu(NO3)2、NO等,反應的離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O。②在原混合物中加入適量稀硝酸,發生反應:CuO+2H+=Cu2++H2O、3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,n(NO)=,則n(Cu)==0.15mol,銅的質量分數為=96%。14.(2020·天津市河東區普通高中高三學業水平合格性模擬考試)某研究性學習小組用FeCl3溶液作“腐蝕液”,制作印刷電路板,其反應原理是2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2。[實驗探究](1)反應2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2是不是屬于置換反應_______(填“是”或“不是”),反應物FeCl3是_______(填“氧化劑”或“還原劑”)。(2)若要溶解電路板上6.4g的銅,則需要FeCl3物質的量為_______mol。(3)使用后失效的“腐蝕液”為廢液,驗證廢液中是否存在的試劑是_______(填“KSCN溶液”或“NaCl溶液”),加入該試劑后,若溶液的顏色變成_______色,說明廢液中還存在。(4)廢液中的CuCl2可通過加入足量的_______(填“硫粉”或“鐵粉”)反應,轉化成銅回收。(5)回收后的廢液,通入足量Cl2,可以重新獲得FeCl3溶液,其反應的化學方程式為_______。[實驗結論]利用FeCl3溶液作印刷電路板的“腐蝕液”,不僅廢液中的銅可以得到回收,經過處理后的廢液還可以重新使用。[知識聯想](6)鐵是構成人體血紅蛋白的一種元素,患缺鐵性貧血的病人可補充的是:由_______(填“Fe2+”或“Fe3+”)構成的硫酸鹽、乳酸鹽、葡萄糖酸鹽等。(7)重金屬離子(如Cu2+、Ag+等)具有毒性,人若誤服CuCl2、AgNO3等溶液會發生中毒,可采取的急救措施有_______(舉一例)。【答案】(1)不是
氧化劑(2)0.2(3)
KSCN溶液
血紅(4)鐵粉(5)2FeCl2+Cl2=2FeCl3(6)Fe2+(7)服用雞蛋清或牛奶等【解析】(1)反應2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2的兩種生成物都屬于化合物,沒有單質,故不屬于置換反應;反應中Fe元素的化合價由FeCl3中的+3價降至FeCl2中的+2價,FeCl3是氧化劑;(2)6.4gCu的物質的量為=0.1mol,根據反應“2FeCl3+Cu=CuCl2+2FeCl2”,需要消耗FeCl3物質的量為0.2mol;(3)檢驗Fe3+選用KSCN溶液,加入KSCN溶液后,若溶液的顏色變成血紅色,則說明含Fe3+,反之不含Fe3+;(4)廢液中的CuCl2通過轉化成銅回收,CuCl2被還原成Cu,可加入足量鐵粉反應,反應的化學方程式為Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;(5)回收Cu后的廢液中含FeCl2,通入足量Cl2,發生反應Cl2+2FeCl2=2FeCl3,從而重新獲得FeCl3溶液;(6)鐵是構成人體血紅蛋白的一種元素,患缺鐵性貧血的病人可補充的是:由Fe2+構成的硫酸鹽、乳酸鹽、葡萄糖酸鹽等;(7)CuCl2、AgNO3等屬于重金屬鹽溶液,誤服CuCl2、AgNO3等溶液會使蛋白質發生變性,從而中毒,可采取的急救措施是服用雞蛋清或牛奶等。15.(2022·浙江省鎮海中學選考模擬)某廢舊金屬材料中主要含Fe、Cu、Al、Fe2O3、FeO、Al2O3、CuO和可燃性有機物,為節約和充分利用資源,通過如下工藝流程回收A1、Cu、綠礬等。回答下列問題:(1)“焙燒”的目的主要是將金屬單質轉化為氧化物,并除去___________。(2)“堿浸”時發生反應的化學方程式為___________。(3)操作Ⅰ、Ⅱ中使用的儀器除燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器是___________。(4)試劑a為___________(填化學式),加入試劑a后發生的化學反應中有一個屬于化合反應,其離子方程式為___________。(5)濾液Ⅱ制取綠礬晶體需先加入少量稀硫酸再經過___________、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥得到綠礬晶體。(6)綠礬在空氣中容易被部分氧化為硫酸鐵,現取被部分氧化為硫酸鐵的晶體8.22g溶于稀鹽酸后,加入足量的BaCl2溶液,過濾得沉淀9.32g;再通入112mL(標準狀況)氯氣恰好將其中的完全氧化。①為確定綠礬未被全部氧化,可選擇的最佳試劑是___________(填標號)。A.H2O2
B.KSCN溶液
C.NaOH溶液
D.KMnO4酸性溶液②推測晶體中n(Fe2+):n(Fe3+)___________。【答案】(1)可燃性有機物(2)Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(3)漏斗(4)
Fe
Fe+2Fe3+=3Fe2+(5)蒸發濃縮(6)
D
1:2【解析】(1)“焙燒”的目的是將金屬單質轉化為氧化物,并除去可燃性有機物;(2)“堿浸”時發生反應的固體為Al2O3,發生反應Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O;(3)操作Ⅰ、Ⅱ均為過濾,使用的儀器除燒杯、玻璃棒外還需要的玻璃儀器是漏斗;(4)為了保證最后得到的晶體為純凈的硫酸亞鐵,在濾液1中需要加入的試劑a為鐵粉,可能發生反應的離子方程式為Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,屬于化合反應的是Fe+2Fe3+=3Fe2+;(5)濾液Ⅱ蒸發濃縮、冷卻結晶得到綠礬,過濾、洗滌、干燥得到綠礬晶體;(6)①為確定綠礬未被全部氧化,可以檢驗是否有殘余的亞鐵離子,檢驗亞鐵離子選用KMnO4酸性溶液,故答案為D;②硫酸鋇的物質的量為:=0.04mol,即n(FeSO4)+3n[Fe2(SO4)3]=0.04mol,標況下112mL氯氣的物質的量為:=0.005mol,根據反應關系式2Fe2+~Cl2可知,硫酸亞鐵的物質的量為:n(FeSO4)=n(Fe2
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