2014屆新人教課標(biāo)Ⅰ高三化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)資料word版:第三章 第4講
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1、 第4講 用途廣泛的金屬材料及開(kāi)發(fā)利用金屬礦物 [考綱要求] 1.知道銅及其重要化合物的性質(zhì)。2.了解合金的概念及重要應(yīng)用。3.了解常見(jiàn)金屬的活動(dòng)順序及金屬冶煉的一般方法。4.了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源開(kāi)發(fā)利用的作用。 考點(diǎn)一 銅及其化合物 1.單質(zhì)銅 (1)物理性質(zhì):紫紅色固體,具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。 (2)化學(xué)性質(zhì) 寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: ①化學(xué)方程式:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。 ②化學(xué)方程式:2Cu+SCu2S。 ③與氧化性酸 a.與濃硫酸共熱:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4
2、+SO2↑+2H2O; b.與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式:3Cu+8H++2NO===3Cu2++2NO↑+4H2O。 ④與鹽溶液反應(yīng)(寫(xiě)離子方程式) a.與硝酸銀溶液:Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+; b.與FeCl3溶液:Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+。 2.氧化銅和氧化亞銅 名稱(chēng) 氧化銅 氧化亞銅 顏色 黑色 磚紅色 與酸反應(yīng)(H+) CuO+2H+===Cu2++H2O Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O 與H2反應(yīng) CuO+H2Cu+H2O Cu2O+H22Cu+H2O 1 / 34 轉(zhuǎn)化關(guān)系 4CuO2Cu2O
3、+O2↑ 3.氫氧化銅 (1)物理性質(zhì):藍(lán)色不溶于水的固體。 (2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用 4.CuSO45H2O CuSO45H2O為藍(lán)色晶體,俗稱(chēng)藍(lán)礬、膽礬。無(wú)水CuSO4為白色粉末,遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O),可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。 深度思考 波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛的殺菌劑,它是由硫酸銅、生石灰和水按一定比例配成的天藍(lán)色膠狀懸濁液,思考下列問(wèn)題 (1)波爾多液能否用鐵桶盛放?為什么? (2)波爾多液能殺菌的可能原因是什么? 答案 (1)不能。原因是鐵能置換波爾多液中的Cu2+,降低殺菌能力。 (2)CuSO4是重金屬鹽,能使蛋白質(zhì)變性。 題組一 銅及
4、其化合物的性質(zhì) 1.下表中,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是( ) 選項(xiàng) 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 Ⅰ對(duì);Ⅱ?qū)?;無(wú) B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對(duì);Ⅱ?qū)Γ挥? C 向硫酸銅溶液通入氨氣,有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,過(guò)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(duì);Ⅱ?qū)?;? D 藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)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(cuò);Ⅱ?qū)?;無(wú) 答案 D 解析 稀鹽酸可以與Cu2(OH)
5、2CO3反應(yīng),而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng),所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3,Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系,A錯(cuò)誤;銅表面不能形成致密的氧化膜,銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸,B錯(cuò)誤;硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,Ⅰ、Ⅱ均正確,但沒(méi)有因果關(guān)系,C錯(cuò)誤;藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒(méi)有因果關(guān)系,D正確。 2.出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高 B.在自然環(huán)境中,
6、錫青銅中的錫可對(duì)銅起保護(hù)作用 C.錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中慢 D.生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程,但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程 答案 B 解析 錫青銅是合金,合金的熔點(diǎn)比任何一種純金屬的熔點(diǎn)低,一般合金的硬度比任何一種純金屬的硬度大,可判斷A錯(cuò);由于錫比銅活潑,故在發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí),錫失電子保護(hù)銅,B正確;潮濕的環(huán)境將會(huì)加快金屬的腐蝕,C不正確;電化學(xué)腐蝕過(guò)程實(shí)質(zhì)是金屬失去電子生成金屬陽(yáng)離子,有電子的轉(zhuǎn)移,屬于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,D錯(cuò)。 3.銅是生命必需的元素,也是人類(lèi)最早使用的金屬之一,銅的生產(chǎn)和使用對(duì)國(guó)計(jì)民生各個(gè)方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,請(qǐng)完成(1)~(3)題:
7、(1)在西漢古籍中曾有記載:曾青得鐵則化為銅[即曾青(CuSO4)跟鐵反應(yīng)生成銅]。試寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: _____________________________________________________________________。 (2)銅器表面有時(shí)會(huì)生成銅綠,請(qǐng)寫(xiě)出生成銅綠的化學(xué)方程式:__________________, 這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫(xiě)出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式:_____________________________________________________________________。 (3)銅錢(qián)在歷史上曾經(jīng)是一種廣
8、泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣:_______________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (銅的熔點(diǎn)是1 183.4 ℃,鐵的熔點(diǎn)是1 534.8 ℃) 答案 (1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu (2)2Cu+O2
9、+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O (3)選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低,容易冶煉鑄造成型;銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕 解析 (1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。 (2)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3;要除去銅器表面的銅綠,考慮選擇鹽酸,因鹽酸不和銅反應(yīng),且鹽酸具有揮發(fā)性?;瘜W(xué)反應(yīng)方程式如下: Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。 (3)根據(jù)題給信息以及做貨幣的實(shí)際要求,選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低,容易冶煉鑄造成型;
10、銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕。 題組二 銅及其化合物的制取 4.銅在自然界存在于多種礦石中,如: 礦石名稱(chēng) 黃銅礦 斑銅礦 輝銅礦 孔雀石 主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3Cu(OH)2 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)上表所列銅化合物中,銅的質(zhì)量百分含量最高的是_______________________。 (2)工業(yè)上以黃銅礦為原料,采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反應(yīng)的氧化劑是__________。 (3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是___________
11、_______;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫(xiě)出其中1種酸和1種鹽的名稱(chēng)____________。 (4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請(qǐng)簡(jiǎn)述粗銅電解得到精銅的原理:__________________________________。 答案 (1)Cu2S (2)Cu2O和Cu2S (3)形成酸雨 硫酸、硫酸銨 (4)電解池中,粗銅作陽(yáng)極,純銅作陰極,電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng),Cu失去電子,使Cu單質(zhì)變?yōu)镃u2+進(jìn)入溶液中,Cu-2e-===Cu2+;陰極上發(fā)生還原反應(yīng),Cu2+得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì),Cu2+
12、+2e-===Cu,從而達(dá)到精制Cu的目的 解析 (2)Cu2O、Cu2S的Cu由+1價(jià)被還原為0價(jià),作氧化劑;Cu2S的S由-2價(jià)被氧化為+4價(jià),作還原劑。 (3)處理SO2尾氣一般為循環(huán)制備硫酸,或用氨水吸收,最后可得到(NH4)2SO4等化學(xué)品。 5.某課外研究小組,用含有較多雜質(zhì)的銅粉,通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO,其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為 (1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物,灼燒后含有少量銅的可能原因是________。 a.灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原 b.灼燒不充分銅未被完全氧化 c.氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅 d.該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化
13、 (2)由粗制氧化銅通過(guò)兩種途徑制取純凈CuO,與途徑Ⅰ相比,途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是_______________________________________________________________。 (3)有同學(xué)指出,由CuSO4溶液到生成CuO少了一個(gè)環(huán)節(jié),即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀,過(guò)濾洗滌后再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說(shuō)法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是________。 A.CuO比Cu(OH)2顆粒粗大,更易于過(guò)濾從溶液中分離 B.Cu(OH)2分解溫度較低,加熱其濁液即可使其分解 C.干態(tài)下分解Cu(OH)2,溫度難以控制,可能因溫度過(guò)高導(dǎo)致Cu
14、O進(jìn)一步分解生成Cu2O D.過(guò)濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈 答案 (1)ab (2)耗酸少;無(wú)污染性氣體SO2產(chǎn)生 (3)D 解析 (1)灼燒后含有少量銅,其原因可能是灼燒不充分,銅未被完全氧化,也可能是灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原。 (2)根據(jù)途徑Ⅰ的反應(yīng)方程式Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O和途徑Ⅱ的反應(yīng)方程式2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O,可以看出途徑Ⅱ的優(yōu)點(diǎn)是①產(chǎn)生等量的CuSO4,比途徑Ⅰ消耗硫酸少;②途徑Ⅱ不產(chǎn)生污染大氣的氣體SO2。 (3)顯然過(guò)濾得到的不溶物不經(jīng)洗滌是不會(huì)純凈的,故D項(xiàng)一定不會(huì)成為本問(wèn)題理由的。
15、 銅的冶煉 1.粗煉 (1)火法煉銅(以CuFeS2為例):2CuFeS2+O2Cu2S+2FeS+SO2↑ 2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2↑ 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ (2)濕法煉銅:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4 2.電解精煉 電解時(shí),以CuSO4作電解液,粗銅為陽(yáng)極,純銅為陰極。 考點(diǎn)二 合金的概念及其重要應(yīng)用 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(zhì)。 (2)性能:合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。 ①熔點(diǎn):一般比它的各成分金屬的低; ②硬度和強(qiáng)度:
16、一般比它的各成分金屬的大。 2.常見(jiàn)金屬材料 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 (2)幾種有色金屬材料 題組一 合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用 1.鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀(guān)、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料,主要用于制作窗框、卷簾門(mén)、防護(hù)欄等。下列與這些用途無(wú)關(guān)的性質(zhì)是 ( ) A.不易生銹 B.導(dǎo)電性好 C.密度小 D.強(qiáng)度高 答案 B 解析 合金材料在日常生活中使用很廣泛,鋁鎂合金在家居裝潢中經(jīng)常會(huì)用到。鋁鎂合金強(qiáng)度高,制成的門(mén)窗、防護(hù)欄等堅(jiān)硬牢固;密度小,同體積時(shí)比較輕,方便運(yùn)輸
17、、搬運(yùn);不容易生銹,制成的裝潢材料經(jīng)久耐用;只有導(dǎo)電性好與這方面的用途無(wú)關(guān)。 2.鈦和鈦的合金被譽(yù)為“21世紀(jì)最有發(fā)展前景的金屬材料”,它們具有很多優(yōu)良的性能,如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蝕等,尤其是鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”。根據(jù)它們的主要性能,下列用途不切合實(shí)際的是 ( ) A.用來(lái)做保險(xiǎn)絲 B.用于制造航天飛機(jī) C.用來(lái)制造人造骨 D.用于家庭裝修,做鈦合金裝飾門(mén) 答案 A 解析 由于鈦和鈦的合金密度小、可塑性好,因此可用于航天領(lǐng)域,B正確;由于鈦和鈦合金與人體器官具有很好的“生物相容性”,可與人體的組織相容,不引起排異反應(yīng),因此可以用來(lái)制造
18、人造骨,C正確;由于其密度小、可塑性好、易于加工,因此可用于家庭裝修,做鈦合金裝飾門(mén),D正確;只有A錯(cuò)誤,由于其熔點(diǎn)高,不適合做保險(xiǎn)絲。 題組二 有關(guān)合金成分的分析 3.北京2008奧運(yùn)會(huì)金牌直徑為70 mm,厚6 mm。某化學(xué)興趣小組對(duì)金牌成分提出猜想:甲認(rèn)為金牌是由純金制造;乙認(rèn)為金牌是由金銀合金制成;丙認(rèn)為金牌是由黃銅(銅鋅合金)制成。為了驗(yàn)證他們的猜想,請(qǐng)你選擇一種試劑來(lái)證明甲、乙、丙猜想的正誤 ( ) A.硫酸銅溶液 B.稀硝酸 C.鹽酸 D.硝酸銀溶液 答案 B 解析 當(dāng)金牌是純金時(shí)遇到稀硝酸不溶解;當(dāng)金牌是金銀合金時(shí)遇
19、到稀硝酸會(huì)部分溶解;當(dāng)金牌是黃銅時(shí)遇到稀硝酸會(huì)全部溶解。 4.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù): 下列說(shuō)法中不正確的是 ( ) A.合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低,通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B.銅銀都能與稀硝酸反應(yīng),收集到的V L氣體可能全為NO C.操作Ⅰ是過(guò)濾,操作Ⅱ是洗滌,操作Ⅲ應(yīng)是烘干 D.根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 答案 D 解析 解答本題要注意以下兩點(diǎn):(1)沒(méi)有告訴硝酸的濃度,與硝酸反應(yīng)放出的氣體中可能含有NO2;(2)W g固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl,由此確定三步操作。 5.某鋁合
20、金(硬鋁)中含有鎂、銅、硅,為了測(cè)定該合金中鋁的含量,有人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn): (1)取樣品a g,稱(chēng)取時(shí)使用的儀器名稱(chēng)為_(kāi)___________。 (2)將樣品溶于足量稀鹽酸中,過(guò)濾,濾液中主要含有________;濾渣中含有____________;在溶解過(guò)濾時(shí)使用的主要儀器有___________________________。 (3)往濾液中加入過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾,寫(xiě)出該步操作中有關(guān)的化學(xué)方程式 _______________________________________________________________________。 (4)在第(3)步的濾液中通入足量
21、CO2,過(guò)濾,將沉淀用蒸餾水洗滌數(shù)次后,烘干并灼燒至重量不再減少為止,冷卻后稱(chēng)量,質(zhì)量為b g。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _______________________________________________________________________。 (5)計(jì)算該樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______________________________。 (6)若第(3)步中加入NaOH溶液的量不足,會(huì)使測(cè)定的結(jié)果________(填“偏高”、 “偏低”或“不影響”,下同);若第(4)步中的沉淀灼燒不充分,會(huì)使測(cè)定的結(jié)果_____________________
22、_________________________________________________。 答案 (1)托盤(pán)天平 (2)AlCl3、MgCl2、HCl Cu、Si 燒杯、玻璃棒、漏斗、鐵架臺(tái) (3)HCl+NaOH===NaCl+H2O, MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaCl, AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O (4)CO2+NaOH===NaHCO3, NaAlO2+2H2O+CO2===NaHCO3+Al(OH)3↓, 2Al(OH)3Al2O3+3H2O (5)100% (6)偏低 偏高 解析 由反應(yīng)方程式
23、可得如下關(guān)系:2Al~Al2O3 w(Al)=100%=100%。 1.定性分析型 形成合金的各種成分的特殊化學(xué)性質(zhì)仍按單一組分的性質(zhì)(例如鋁合金中的鋁既能溶于酸又能溶于堿的性質(zhì)不變,銅能溶于稀硝酸,且硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體等性質(zhì)不變),一般是將合金酸溶或堿溶,根據(jù)反應(yīng)中的特殊現(xiàn)象或根據(jù)溶解后所得溶液繼續(xù)加沉淀劑產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷成分。此類(lèi)試題常以流程的形式呈現(xiàn),解答的關(guān)鍵是理清每一步加入的物質(zhì)和生成物質(zhì)的成分。 2.定量分析型 定量測(cè)定合金的成分常用量氣或沉淀兩種方法。 (1)定量集氣法 定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶解時(shí)所產(chǎn)生的氣體的量,應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來(lái)
24、判斷合金的組成。其原理的關(guān)鍵點(diǎn)是根據(jù)某組分的特殊性質(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(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法,采用沉淀法時(shí),涉及到的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問(wèn)題有:稱(chēng)量、溶解(溶解試劑);沉淀(重點(diǎn)是沉淀試劑的選擇);過(guò)濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱(chēng)量;數(shù)據(jù)的處理 (包括測(cè)定結(jié)果的誤差分析)。 考點(diǎn)三 金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用 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(jià)。 2.金屬冶煉
25、的實(shí)質(zhì) 使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質(zhì)的過(guò)程:Mn++ne-===M。 3.金屬冶煉的一般步驟 4.金屬冶煉方法 (1)熱分解法 例如:2HgO2Hg+O2↑,2Ag2O4Ag+O2↑。 用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點(diǎn):金屬元素的金屬性弱,金屬元素的原子不易失去電子,其金屬離子容易得到電子,該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差。 (2)熱還原法冶煉金屬 ①焦炭還原法。例如:C還原ZnO、CuO,其化學(xué)方程式依次為C+2ZnO2Zn+CO2↑,C+2CuO2Cu+CO2↑。 ②一氧化碳還原法。例如:CO還原Fe2O3、CuO,其化學(xué)方程式依次為3CO+Fe2O3
26、2Fe+3CO2,CO+CuOCu+CO2。 ③氫氣還原法。例如:H2還原WO3、Fe3O4,其化學(xué)方程式依次為3H2+WO3W+3H2O,4H2+Fe3O43Fe+4H2O。 ④活潑金屬還原法。例如:Al還原Cr2O3、V2O5,其化學(xué)方程式依次為2Al+Cr2O3Al2O3+2Cr,10Al+3V2O56V+5Al2O3。 (3)電解法冶煉金屬 例如:Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應(yīng),其化學(xué)方程式依次為2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。 深度思考 1.能否用電解AlCl3和MgO的方法冶煉Al、
27、Mg? 答案 不能。因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物,熔融時(shí)無(wú)法電離出自由移動(dòng)的離子,不導(dǎo) 電;而MgO雖是離子化合物,但其熔點(diǎn)太高,熔融會(huì)消耗大量電能,成本較高。 2.鋁是地殼中含量最高的金屬元素,為什么人類(lèi)對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚得多? 答案 鋁的金屬活動(dòng)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?gòu)钠溲趸镏兄脫Q出來(lái),關(guān)于鋁熱反應(yīng)思考下列問(wèn)題: (1)是否所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)? 答案 否,判斷鋁熱反應(yīng)能否發(fā)生,應(yīng)首先看金屬的活動(dòng)性。例如MgO和Al不能發(fā)生鋁熱
28、反應(yīng)。 (2)在鋁熱反應(yīng)中,鎂條、KClO3的作用是________。 答案 引燃作用 (3)做鋁熱反應(yīng)時(shí),應(yīng)注意哪些事項(xiàng)? 答案 ①要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層,且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕,以防止高溫物質(zhì)從四周濺出,同時(shí)損壞紙漏斗。 ②蒸發(fā)皿中的細(xì)紗要適量,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 金屬冶煉原理的考查 1.下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是 ( ) A.制鈦:用金屬鈉置換氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦 B.煉鐵:用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物 C.制
29、鈉:用海水為原料制得精鹽,再電解純凈的NaCl溶液 D.煉銅:用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅 答案 B 解析 A中不能用TiCl4溶液,要用熔融態(tài)的TiCl4;電解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2;電解法精煉銅的原料是粗銅。 2.2005年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者施羅克等人發(fā)現(xiàn)金屬鉬的卡賓化合物可以作為非常有效的烯烴復(fù)分解催化劑。工業(yè)上冶煉鉬的化學(xué)原理為 ①2MoS2+7O22MoO3+4SO2; ②MoO3+2NH3H2O===(NH4)2MoO4+H2O; ③(NH4)2MoO4+2HCl===H2MoO4↓+2NH4Cl; ④H2MoO4MoO3+H2O;
30、⑤用還原劑將MoO3還原成金屬鉬。 則下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.MoS2煅燒產(chǎn)生的尾氣可直接排入空氣中 B.MoO3是金屬氧化物,也是堿性氧化物 C.H2MoO4是一種強(qiáng)酸 D.利用H2、CO和鋁分別還原等量的MoO3,所消耗還原劑的物質(zhì)的量之比為3∶3∶2 答案 D 解析 A項(xiàng),MoS2煅燒產(chǎn)生的SO2是大氣污染物,不能直接排入空氣,A不正確;B項(xiàng),MoO3和氨水反應(yīng)表現(xiàn)出酸性氧化物的性質(zhì),B不正確;C項(xiàng),H2MoO4不溶于水,受熱易分解,不是強(qiáng)酸,C不正確;D項(xiàng),還原1 mol MoO3需要6 mol電子,消耗H2、CO、Al的物質(zhì)的量分別
31、為∶∶=3∶3∶2,D正確。 題組二 對(duì)鋁熱反應(yīng)的定性及定量考查 3.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20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL-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1.12 L(標(biāo)況)氣體,同時(shí)生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì)B; ④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí),溶液D不變色。 請(qǐng)?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________________
32、_________________ ____________________________________________________________________。 (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0.15 L,則該溶液中c(Mg2+)為_(kāi)_________,c(Fe2+)為_(kāi)_________。 答案 (1)加少量KClO3,插上鎂條
33、并將其點(diǎn)燃 Fe (2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O; MgO+2HCl===MgCl2+H2O (3)Fe+2H+===Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+===3Fe2+ (4)0.67 molL-1 2.3 molL-1 解析 此題將實(shí)驗(yàn)操作與元素化合物知識(shí)巧妙結(jié)合在一起考查,增大了試題的容量,增強(qiáng)了試題的測(cè)試能力。 (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(guò)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(shí)間
34、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+2AlAl2O3+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20 g固體中,MgO的物質(zhì)的量為x,則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x,則40 gmol-1x+160 g
35、mol-1x=20 g,解得:x=0.1 mol。 根據(jù)MgO~MgCl2的關(guān)系,則溶液中MgCl2的濃度為 0.1 mol0.15 L=0.67 molL-1。 步驟④說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe3+,也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl-不變的關(guān)系,可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于=0.45 mol,所以,F(xiàn)eCl2的濃度為=2.3 molL-1。 4.某同學(xué)對(duì)“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述:“反應(yīng)放出大量的熱,并放出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊(cè)》知:Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)數(shù)據(jù)如下: 物質(zhì) Al Al
36、2O3 Fe Fe2O3 熔點(diǎn)/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸點(diǎn)/℃ 2 467 2 980 2 750 (1)該同學(xué)推測(cè),鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是:該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化,而鋁的熔點(diǎn)比鐵低,此時(shí)液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理:________(填“合理”或“不合理”)。 (2)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是__________,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物,下列試劑中最好
37、的是________(填序號(hào))。 A.濃硫酸 B.稀硫酸 C.稀硝酸 D.氫氧化鈉溶液 答案 (1)合理 (2)NaOH溶液 2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑ (3)B 解析 (1)這種解釋是合理的,它體現(xiàn)了鋁熱反應(yīng)的特點(diǎn)之一——放熱較多,并且結(jié) 合了表格中提供的熔點(diǎn)數(shù)據(jù)。 (2)區(qū)別某固體是不是純鋁,只要加入足量的NaOH溶液就可以了,因?yàn)榧冧X將完全溶解,若含有鐵則有固體剩余(鐵與NaOH溶液不反應(yīng))。相應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O===2AlO+3H2↑。 (3)鐵鋁熔融物在一定條件下與濃硫酸或稀硝酸反應(yīng),會(huì)產(chǎn)生有毒
38、氣體,而且消耗兩種酸的量又多;熔融物中鐵不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。答案為B。 5.用鋁熱反應(yīng)還原下列物質(zhì),制得金屬各1 mol時(shí),消耗鋁最少的是 ( ) A.MnO2 B.Cr2O3 C.V2O5 D.Fe3O4 答案 D 1.判斷正誤,正確的劃“√”,錯(cuò)誤的劃“” (1)將NaOH溶液緩慢滴入MgSO4溶液中,觀(guān)察Mg(OH)2沉淀的生成 (√) (2011廣東理綜,10B) (2)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應(yīng) (√) (2012廣東理綜,10B) (3)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg
39、 () (2012江蘇,7⑤改編) (4)相同條件下,溶液中Fe3+、Cu2+、Zn2+的氧化性依次減弱 (√) (2010江蘇,8D) (5)實(shí)驗(yàn)Ⅳ:放置一段時(shí)間后,飽和CuSO4溶液中出現(xiàn)藍(lán)色晶體 (√) (2010廣東理綜,22D) 解析 CaO能吸收水蒸氣且與H2O反應(yīng),所以會(huì)析出CuSO4晶體。 (6)四川災(zāi)區(qū)重建使用了大量鋼材,鋼材是合金 (√) (2009廣東,5②) (7)合金材料中可能含有非金屬元素 (√) (2009山東理綜,9A) (8)金屬材料
40、都是導(dǎo)體,非金屬材料都是絕緣體 () (2008山東理綜,9A) 解析 有的非金屬材料也能導(dǎo)電,如石墨。 2.(2011山東理綜,12)Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素,下列說(shuō)法正確的是( ) A.三者對(duì)應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物 B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物 C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法 D.電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、Al 答案 C 解析 A項(xiàng),F(xiàn)e、Cu對(duì)應(yīng)的氧化物都是堿性氧化物,而Al對(duì)應(yīng)的氧化物Al2O3屬于兩性氧化物,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),Al、F
41、e放置在空氣中生成氧化物Al2O3、Fe2O3,而Cu放置在空氣中會(huì)生成Cu2(OH)2CO3(銅綠),故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),制備AlCl3、FeCl3、CuCl2若直接蒸干會(huì)由于鹽水解生成氫氧化物和HCl而失敗,故C正確;D項(xiàng),電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí),陰極上離子的放電順序?yàn)镕e3+>Cu2+>H+,析出的物質(zhì)只有Cu和H2(Fe3+生成Fe2+),故D錯(cuò)誤。 3.(2012天津理綜,9)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線(xiàn)路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并
42、設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線(xiàn): 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)第①步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________________________ _____________________________________________________________________; 得到濾渣1的主要成分為_(kāi)___________。 (2)第②步加H2O2的作用是______________,使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是______________; 調(diào)溶液pH的目的是使______________生成沉淀。 (3)用第③步所得CuSO45H2O制
43、備無(wú)水CuSO4的方法是_______________________。 (4)由濾渣2制取Al2(SO4)318H2O ,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案: 上述三種方案中,________方案不可行,原因是____________________________ _____________________________________________________________________; 從原子利用率角度考慮,__________方案更合理。 (5) 探究小組用滴定法測(cè)定CuSO45H2O (Mr=250)含量。取a g試樣配成100 mL溶液,每次取20.00
44、mL,消除干擾離子后,用c molL-1 EDTA(H2Y2-)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+ 寫(xiě)出計(jì)算CuSO45H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式w=______________________________; 下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO45H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是________。 a.未干燥錐形瓶 b.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡 c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子 答案 (1)Cu+4H++2NOCu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt (
45、2)將Fe2+氧化為Fe3+ 不引入雜質(zhì),對(duì)環(huán)境無(wú)污染 Fe3+、Al3+ (3)加熱脫水 (4)甲 所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì) 乙 (5)100% c 解析 根據(jù)制備路線(xiàn)可知,Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸,則可以將Cu、Al、Fe溶解,Au、Pt不溶解,所以濾渣1的主要成分為Au、Pt,濾液1中含有Cu、Fe、Al的離子。根據(jù)濾液2和CuSO45H2O可知,濾液2為CuSO4溶液,濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。 (1)第①步中Cu與酸發(fā)生的反應(yīng)為Cu與濃硝酸的反應(yīng):Cu+4H++2NO Cu2++2NO2↑+2
46、H2O或濃硝酸與稀硫酸的混合過(guò)程中硝酸變稀,發(fā)生的反應(yīng)也可能為3Cu+8H++2NO3Cu2++2NO↑+4H2O。根據(jù)分析可知濾渣1的主要成分為Pt、Au。 (2)第②步操作中加H2O2的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,從而將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去,防止對(duì)CuSO4晶體的制備產(chǎn)生干擾。H2O2的優(yōu)點(diǎn)是還原產(chǎn)物為H2O,不引入雜質(zhì),同時(shí)對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染,調(diào)節(jié)pH的目的是將Fe3+和Al3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。 (3)用CuSO45H2O制備無(wú)水CuSO4,只要除去結(jié)晶水即可。在加熱過(guò)程中CuSO4發(fā)生水解,但是因?yàn)榱蛩岵粨]發(fā),所以最終得到的仍然是CuSO4,所以只要加熱脫水即可。 (4)甲中
47、制備的Al2(SO4)3晶體中含有Fe2(SO4)3。乙、丙兩種方案中,乙方案的原子利用率更高。 (5)根據(jù)題意可知,Cu2+~ H2Y2-,發(fā)生反應(yīng)的EDTA的物質(zhì)的量為c molL-1 b/1 000 L,所以20 mL該溶液中含有的CuSO4的物質(zhì)的量為c molL-1b/1 000 L,樣品中含有的CuSO45H2O的質(zhì)量為(c molL-1b/1 000 L250 gmol-15),所以CuSO45H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%。根據(jù)CuSO45H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式可知,未干燥錐形瓶,對(duì)CuSO4的物質(zhì)的量的測(cè)定無(wú)影響,所以a無(wú)影響;滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管的尖嘴部分產(chǎn)生氣泡,則實(shí)際消耗的
48、EDTA溶液的體積比讀出來(lái)的數(shù)值大,即b值偏小,所以CuSO45H2O含量偏低;若未除凈可與EDTA反應(yīng)的離子,則消耗的EDTA溶液的體積偏大,即b值偏大,CuSO45H2O的含量偏高,C項(xiàng)正確。 4.(2012重慶理綜,27)氯離子插層鎂鋁水滑石[Mg2Al(OH)6ClxH2O]是一種新型離子交換材料,其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?,F(xiàn)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。 (1)Mg2Al(OH)6ClxH2O熱分解的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________ ______________________
49、_______________________________________________。 (2)若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x,則裝置的連接順序?yàn)開(kāi)_________(按氣流方向,用接口字母表示),其中C的作用是____________。裝置連接后,首先要進(jìn)行的操作的名稱(chēng)是____________。 (3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣,稱(chēng)取C、D的初始質(zhì)量后,再持續(xù)通入N2的作用是________、________等。 (4)完全分解后測(cè)得C增重3.65 g 、D增重9.90 g ,則x=__________。若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)定的x值將________(填“
50、偏高”或“偏低”)。 (5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成 [Mg2Al(OH)6Cl1-2y(CO3)yzH2O],該生成物能發(fā)生類(lèi)似的熱分解反應(yīng)?,F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品,用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定 z,除測(cè)定D的增重外,至少還需測(cè)定__________。 答案 (1)2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑ (2)a—e—d—b 吸收HCl氣體 檢查氣密性 (3)將分解產(chǎn)生的氣體全部帶入裝置C、D中完全吸收 防止產(chǎn)生倒吸(合理答案均給分) (4)3 偏低 (5)裝置C的增重及樣品質(zhì)量(樣品質(zhì)量及樣品分解后殘余物
51、質(zhì)量或裝置C的增重及樣品分解后殘余物質(zhì)量) 解析 (1)由已知確定反應(yīng)物、生成物,條件是高溫。 2[Mg2Al(OH)6ClxH2O]4MgO+Al2O3+2HCl↑+(5+2x)H2O↑ 由原子守恒配平,先Al2O3、MgO、HCl,后由O配平H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)(5+2x)。 (2)C中NaOH吸收HCl,D中濃H2SO4吸收H2O,故先通入D(濃H2SO4),再通入NaOH溶液,反之先通入NaOH溶液又帶出水蒸氣,使結(jié)果不準(zhǔn),故連接順序?yàn)閍、e、d、b。 (3)連接裝置后,首先檢查裝置氣密性,持續(xù)通入N2,可將整套裝置中產(chǎn)生的氣體全部趕入C、D,同時(shí)又避免產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象。 (4)
52、C增重為吸收的HCl, n(HCl)==0.1 mol。 D增重為吸收的H2O,n(H2O)==0.55 mol。 根據(jù)化學(xué)方程式關(guān)系可得2HCl~(5+2x)H2O,即 2∶(5+2x)=0.1 mol∶0.55 mol x=3 若取消冷卻玻管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),氣體溫度過(guò)高將損失水蒸氣,使測(cè)定結(jié)果偏低。 (5)至少還需測(cè)定裝置C的增重和樣品的質(zhì)量等。 1.2011年日本地震,導(dǎo)致福島第一核電站引發(fā)的核危機(jī)。核反應(yīng)堆的第一層護(hù)罩是鋯錫合金外殼,第二層護(hù)罩是壓力倉(cāng),第三層護(hù)罩是用最堅(jiān)固的鋼和混凝土制成的非常厚的球體。下列敘述錯(cuò)誤的是 ( ) A.
53、鋯錫合金、鋼、混凝土都屬于混合物 B.鋼的硬度和熔沸點(diǎn)都高于純鐵 C.鋯錫合金和鋼屬于金屬材料,混凝土屬于傳統(tǒng)的硅酸鹽材料 D.在高溫下,鋼和水蒸氣可發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 答案 B 解析 鋼是鐵碳合金,其硬度大于純鐵,但熔點(diǎn)低于純鐵。 2.下列有關(guān)金屬及其化合物的說(shuō)法正確的是 ( ) A.堿金屬?gòu)纳系较氯鄯悬c(diǎn)逐漸升高,密度逐漸增大,硬度逐漸減小 B.第三周期的金屬元素從左到右金屬性逐漸減小,硬度逐漸減小 C.鈉既是常見(jiàn)金屬,又是輕金屬,過(guò)氧化鈉可作供氧劑 D.明礬是一種凈水劑,經(jīng)它凈化過(guò)的水不需再消毒殺菌 答案 C 解析 堿金屬?gòu)纳系较氯鄯悬c(diǎn)逐漸降低;第三周
54、期的金屬元素從左到右硬度逐漸增大;明礬凈水是除去水中的懸浮顆粒和雜質(zhì),使水澄清,但不能殺菌消毒。 3.下列說(shuō)法正確的是 ( ) A.所有不銹鋼都只含有金屬元素 B.我國(guó)流通的硬幣材質(zhì)是金屬單質(zhì) C.廣東打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具 D.鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂 答案 D 解析 A項(xiàng)不銹鋼都含有C等非金屬元素;流通硬幣材質(zhì)是合金,明代還沒(méi)有鋁制品,B、C錯(cuò);D項(xiàng)一般來(lái)說(shuō)合金熔點(diǎn)比其成分金屬低,硬度、強(qiáng)度比其成分金屬大。 4.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)Mg B
55、.在通電條件下,電解熔融A(yíng)l2O3制備單質(zhì)Al C.在通電條件下,電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D.加強(qiáng)熱,使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 答案 B 解析 制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融MgCl2的方法;制備單質(zhì)Na采用電解熔融NaCl 的方法;制備單質(zhì)Cu用熱還原法。 5.氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì),用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在40~50 ℃時(shí)反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定,易分解;CuH在氯氣中能燃燒,跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯(cuò)誤的是 ( ) A.這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性 B.CuH可作氧化劑、還原劑 C.CuH+Cl2=
56、==CuCl+HCl(燃燒) D.CuH+HCl===CuCl+H2↑(常溫) 答案 C 解析 C項(xiàng)中Cl2具有強(qiáng)氧化性,產(chǎn)物應(yīng)為CuCl2和HCl。 6.某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是( ) A.將銅絲插入濃硫酸中加熱,反應(yīng)后把水加入反應(yīng)器中,觀(guān)察硫酸銅溶液的顏色 B.常溫下將銅絲伸入盛滿(mǎn)氯氣的集氣瓶中,觀(guān)察CuCl2的生成 C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,得到無(wú)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 D 解析 A項(xiàng)反應(yīng)后應(yīng)將反應(yīng)后液體倒入盛水的燒杯中;B項(xiàng)應(yīng)將銅絲在
57、空氣中加熱到紅熱后伸入盛裝氯氣的集氣瓶中;C項(xiàng)CuCl2水解生成的鹽酸易揮發(fā),加熱蒸干CuCl2溶液得不到無(wú)水CuCl2固體。 7.某化學(xué)小組為測(cè)定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案: 方案Ⅰ:銅鋁混合物測(cè)定生成氣體的體積 方案Ⅱ:銅鋁混合物測(cè)定剩余固體的質(zhì)量 下列有關(guān)判斷中不正確的是 ( ) A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B.溶液A和B均可以選用稀硝酸 C.若溶液B選用濃硝酸,則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小 D.實(shí)驗(yàn)方案Ⅱ更便于實(shí)施 答案 B 解析 銅鋁混合物與鹽酸或NaOH溶液反應(yīng)時(shí),均只有Al參加反應(yīng),因此A正確
58、;若A、B均選用稀HNO3,則兩種金屬均可反應(yīng),方案Ⅱ中無(wú)固體剩余,B錯(cuò)誤;當(dāng)B選用濃HNO3時(shí),鋁鈍化生成氧化膜,所測(cè)鋁的質(zhì)量偏大,則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,C正確;方案Ⅰ需收集氣體,并需要將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,不如方案Ⅱ稱(chēng)固體質(zhì)量方便,D正確。 8.(2010安徽理綜,12)右圖是三種稀酸對(duì)FeCr合金隨Cr含量 變化的腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 ( ) A.稀硝酸對(duì)FeCr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱 B.稀硝酸和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe+6HNO3(稀) ===Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O C.Cr含量大于13%時(shí),因?yàn)槿N酸中硫酸的氫離子濃度最大,
59、 所以對(duì)FeCr合金的腐蝕性最強(qiáng) D.隨著Cr含量增加,稀硝酸對(duì)FeCr合金的腐蝕性減弱 答案 D 解析 根據(jù)圖可知,Cr的含量不同,三種酸對(duì)FeCr合金的腐蝕性不同,當(dāng)w(Cr)較小時(shí),稀硝酸對(duì)其腐蝕性最強(qiáng),A不正確;鐵與稀硝酸反應(yīng)生成的是NO而不是NO2,B錯(cuò);三種酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同,鹽酸中的氫離子濃度最大,C錯(cuò);根據(jù)圖中稀HNO3的曲線(xiàn)變化,可知D正確。 9.銅有兩種常見(jiàn)的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天平測(cè)量)Cu(OH)2固體,將其加熱有銅的氧化物生成,其質(zhì)量隨溫度變化的曲線(xiàn)如圖1所示。 另外,某同學(xué)繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金
60、屬元素質(zhì)量的關(guān)系曲線(xiàn),如圖2所示。則下列分析正確的是 ( ) A.圖1中產(chǎn)物a、b的化學(xué)式分別為Cu2O和CuO B.圖1整個(gè)過(guò)程中共生成0.26 g H2O C.圖2三條曲線(xiàn)中,表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量的關(guān)系曲線(xiàn)是曲線(xiàn)A D.圖2中繪制錯(cuò)誤的曲線(xiàn)共2條 答案 D 解析 0.98 g Cu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01 mol,若全部生成CuO,則質(zhì)量為0.01 mol80 gmol-1=0.80 g,所以a點(diǎn)是CuO;若全部生成Cu2O,則質(zhì)量為0.005 mol144 gmol-1=0.72 g,所以b點(diǎn)是Cu2O,A錯(cuò)誤。根據(jù)化學(xué)方程式4CuO2C
61、u2O+O2↑,過(guò)程中有氧氣產(chǎn)生,B錯(cuò)誤。CuO和其所含銅元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g計(jì)算)為10 g CuO中含8 g銅元素,觀(guān)察圖2知,曲線(xiàn)B符合上述質(zhì)量關(guān)系(表示的是CuO)。而曲線(xiàn)A上的任何一點(diǎn)都表示金屬氧化物的質(zhì)量小于其所含金屬元素的質(zhì)量,這是錯(cuò)誤的,曲線(xiàn)C不符合Cu2O和其所含的銅元素的質(zhì)量關(guān)系,所以C錯(cuò)誤、D正確。 10.所謂合金,就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物,下表為四種金屬的熔、沸點(diǎn): Na Cu Al Fe 熔點(diǎn)(℃) 97.5 1 083 660 1 535 沸點(diǎn)(℃) 883 2 595 2 2
62、00 3 000 根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷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 答案 C 解析 兩種金屬若形成合金,一種金屬的熔點(diǎn)不能超過(guò)另一種金屬的沸點(diǎn)。 11.堿式碳酸銅可表示為xCuCO3yCu(OH)2zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種。 (1)現(xiàn)采用氫氣還原法,請(qǐng)回答如下問(wèn)題: ①寫(xiě)出xCuCO3yCu(OH)2zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________ ______________________________________________
63、______________________; ②實(shí)驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是________________________________________________(填入儀器接口字母編號(hào)); (a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l) ③稱(chēng)取23.9 g某堿式碳酸銅樣品,充分反應(yīng)后得到12.7 g殘留物,生成4.4 g二氧化碳和7.2 g 水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為_(kāi)_______g,化學(xué)式為_(kāi)________________; (銅的相對(duì)原子質(zhì)量按63.5計(jì)算) (2)某同學(xué)以
64、氮?dú)獯鏆錃?,并用上述全部或部分儀器來(lái)測(cè)定堿式碳酸銅的組成,你認(rèn)為是否可行并請(qǐng)說(shuō)明理由:_________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。
65、 答案 (1)①xCuCO3yCu(OH)2zH2O+(x+y)H2(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O ②a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l ③1.8 CuCO3Cu(OH)2H2O (2)可行,根據(jù)反應(yīng)xCuCO3yCu(OH)2zH2O(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,以及堿式碳酸銅樣品、CuO、CO2和H2O的質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量),即可計(jì)算出其組成 解析 (1)①堿式碳酸銅與H2的反應(yīng),可以理解成堿式碳酸銅在加熱條件下分解成CuO、CO2和H2O,CuO與H2在加熱條件下生成Cu和H2O,所以xC
66、uCO3yCu(OH)2zH2O與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為xCuCO3yCu(OH)2zH2O+(x+y)H2(x+y)Cu+(x+2y+z)H2O+xCO2。 ②本實(shí)驗(yàn)需要解決及注意的幾個(gè)問(wèn)題是: a.H2在與堿式碳酸銅反應(yīng)之前,先用盛水的洗氣瓶除去HCl雜質(zhì),再用盛濃H2SO4的洗氣瓶除去水蒸氣。 b.H2與堿式碳酸銅反應(yīng)后,應(yīng)先用盛濃H2SO4的洗氣瓶吸收并測(cè)量反應(yīng)生成水的質(zhì)量,再用盛堿石灰的U形管來(lái)吸收并測(cè)量生成CO2的質(zhì)量。 c.為防止空氣中的CO2及水蒸氣被盛堿石灰的U形管吸收,最后應(yīng)再加一個(gè)盛堿石灰的干燥管。 綜合考慮以上問(wèn)題,可決定儀器的連接順序是: a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l③?。簄(CO2)==0.1 mol,所以樣品中:n(CuCO3)=0.1 mol; ⅱ:反應(yīng)后Cu的質(zhì)量為12.7 g,則n(Cu)==0.2 mol,根據(jù)銅元素守恒
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