第6讲　铜及其化合物　金属冶炼

第6讲铜及其化合物金属冶炼课时要求1.掌握铜及其化合物的主要性质,了解铜及其化合物在生产、生活中的应用;2.知道金属冶炼的原理和方法。考点一铜及其化合物1.铜及其常见化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色2.铜及其重要化合物的转化关系小题对点过(1)完成上图转化关系中的部分方程式或离子方程式。①潮湿空气中缓慢氧化:

(绿色固体)。

②FeCl3溶液腐蚀铜:。

③Cu与浓硫酸共热:

。

④用过氧化氢和稀硫酸溶解Cu:

。

⑤氢氧化铜溶于氨水:

。

(2)实验室如何除去氮气中的氧气?

。

(3)设计方案,证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O

。

答案(1)①2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3②Cu+2Fe3+===2Fe2++Cu2+③Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O④Cu+2H++H2O2===Cu2++2H2O⑤Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2(3)向所得红色固体中加入过量稀硫酸,若溶液变蓝,则红色固体中含有Cu2O1.下列说法正确的是。

(1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2(2)将气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气(3)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(4)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈(5)1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子(6)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈(7)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,可制得无水CuCl2固体答案(2)(4)(6)2.CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是()A.途径①恰好完全反应时所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比为2∶3B.利用途径③制备16g硫酸铜,消耗硫酸的物质的量为0.1molC.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量:①=②=③D.与途径①③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想答案D解析Cu与混酸反应,硝酸根离子由硝酸提供,氢离子由硝酸和硫酸提供,恰好完全反应时H2SO4与HNO3物质的量之比为3∶2,A错误;途径③制备16g硫酸铜,这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2mol,B错误;生成等量的硫酸铜,三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等,而③中还生成SO2,消耗更多的硫酸,则参加反应的H2SO4的物质的量①=②<③,C错误;途径②无污染性气体产生,更好地体现了绿色化学思想,D正确。3.铜及其化合物的颜色各异,a~e都是含铜化合物,其主要转化关系如图所示。下列说法正确的是()A.a能吸水变为b,此过程是物理变化,所以a可作干燥剂B.单质铜和硫黄加热可直接得到eC.古代湿法炼铜涉及反应的离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++CuD.c→d中d是还原产物,d物质只具有还原性答案C解析结合图示颜色和物质转化可确定a为CuSO4,b为CuSO4·5H2O,c为Cu(OH)2,d为Cu2O,e为CuS。CuSO4吸水变为CuSO4·5H2O的过程中,有新物质生成,属于化学变化,CuSO4吸水较少,不能用作干燥剂,A项错误;单质铜和硫黄加热的产物是Cu2S,B项错误;湿法炼铜是将Fe加入CuSO4溶液中把Cu置换出来,离子方程式为Fe+Cu2+===Fe2++Cu,C项正确;Cu2O中Cu元素为+1价,其既有氧化性又有还原性,D项错误。4.某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下:下列说法正确的是()A.“焙烧”过程中每消耗1.0molCuS,则消耗1.0molO2B.“焙烧”后的“废气”能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C.“滤渣”中主要含铁的氧化物D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体答案B解析“焙烧”时发生反应2CuS+3O22CuO+2SO2。由化学方程式可知,A错误;“废气”中含有SO2,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;调节pH至3~4时,Fe3+水解转化为Fe(OH)3,C错误;将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+水解产生Cu(OH)2,无法得到CuCl2,D错误。考点二金属冶炼1.金属在自然界中的存在2.金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程,即Mn++ne-===M(写反应通式,用M表示金属)。3.金属冶炼的方法方法名称主要反应原理(举例)热分解法2HgO2Hg+O2↑2Ag2O4Ag+O2↑CO作还原剂Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁)H2作还原剂WO3+3H2W+3H2O铝热反应Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3电解法2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑小题对点过(1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。

(2)冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法;②水煤气法;③活泼金属置换法;④电解法。四种方法在工业上均有应用,古代有:(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜;(Ⅱ)湿法炼铜。现代有:(Ⅲ)铝热法炼铬;(Ⅳ)从光卤石中炼镁。写出它们的冶炼对应方法。

(3)工业上用电解熔融的MgCl2制取Mg,为什么冶炼Al采用的是Al2O3呢?

答案(1)K、Na、Ca、Mg属于活泼金属,一般使用电解法冶炼;Sn、Pb属于较活泼金属,一般使用热还原法冶炼;Hg、Ag属于不活泼金属,一般使用热分解法冶炼。(2)(Ⅰ)—①(Ⅱ)—③(Ⅲ)—③(Ⅳ)—④(3)MgCl2是离子化合物,且MgCl2的熔点远低于MgO,采用电解MgCl2更节能;而AlCl3是共价化合物,熔融态不导电,故只能采用电解Al2O3的方法制取Al。4.铝热反应实验中的有关问题实验装置实验现象①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中实验结论高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热:Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3原理应用①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等;②金属焊接,如野外焊接钢轨等小题对点过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,关于铝热反应解答下列问题:(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有(填字母)。

A.KCl B.KClO3 C.MnO2 D.Mg(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。①引发铝热反应的操作是。

②产物中单质是(写名称)。

答案(1)BD(2)①加少量KClO3,插上镁条并将其点燃②铁1.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是()A.用焦炭热还原SnO2可得到SnB.用H2还原Fe2O3可得到FeC.Cu2S与过量O2共热产物中只含CuD.Ag2O直接热分解可得到Ag答案C解析根据金属活泼性顺序可知,可以用热还原法冶炼Sn,因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn,故A正确;根据金属活泼性顺序可知,也可以用热还原法冶炼Fe,因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe,故B正确;铜能够与氧气反应,Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等,故C错误;银的活泼性较差,工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag,故D正确。2.(2024·辽宁沈阳开学考)有关金属冶炼或其原理的说法正确的是()A.给定条件下,Mg(OH)2(s)MgCl2(aq)Mg(s),物质间转化能一步实现B.工业上,常用电解熔融AlCl3的方法冶炼金属铝,加入冰晶石作助熔剂C.火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2,其中Cu2S既作氧化剂又作还原剂D.铝热法炼铁:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反应物刚好完全反应,反应后固体质量增加答案C解析应利用电解熔融MgCl2制备金属Mg,故A错误;AlCl3是共价化合物,熔融状态下不导电,不能通过电解AlCl3得到Al,应是电解熔融氧化铝制备铝,故B错误;火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2,铜元素化合价由+1价变为0价,硫元素化合价由-2价变为+4价,Cu2S既作氧化剂又作还原剂,故C正确;铝热法炼铁:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,反应前后都是固体,固体质量不变,故D错误。3.金属钛(Ti)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属,钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序,他们在相同温度下,取大小相同的三种金属薄片,分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中,观察现象如下:金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快无变化下列有关三种金属的说法正确的是()A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是:Ti、Mg、CuB.若Ti粉中混有Mg,提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率答案D解析A.由现象可以看出反应最快的是镁,其次是钛,无明显现象是铜;根据反应快慢、能否与酸反应与活动性之间的对应可以得出,三种金属活动性顺序为:镁、钛、铜,A错误;B.Ti和Mg都与盐酸反应,在除去Mg的同时,Ti也除掉了,B错误;C.钛是一种昂贵的金属,用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu制取铜,成本太高,在工业上是不可取的,C错误;D.一般情况下,温度越高、表面积越大、盐酸浓度越大反应的速率越快,D正确。本讲感悟疑点:

盲点:

1.(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再锻打成钢。下列说法错误的是()A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3答案C解析钢是以铁为主的含碳合金,A说法正确;钢的含碳量越高,硬度和脆性越大,B说法正确;合金的熔点比其组分的熔点低,生铁含碳量(2%~4.3%)大于熟铁的含碳量(约0.1%),故生铁熔点比熟铁低,C说法错误;赤铁矿的主要成分是Fe2O3,D说法正确。2.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3,已知焙烧后Cr元素以+6价形式存在,下列说法错误的是()A.“焙烧”中产生CO2B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2C.碱性条件下,滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrOD.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用答案B解析A.据题意,焙烧后Cr元素以+6价形式存在,则“焙烧”时主要反应的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,故A正确;B.焙烧时铁元素被氧化为+3价,故滤渣的成分为Fe2O3,故B错误;C.碱性条件下,滤液①中Cr元素以+6价的CrO42-存在,故C正确;D.淀粉水解的产物是葡萄糖,“转化”过程中CrO42-被还原为Cr(OH)3,葡萄糖起到了还原作用,3.(浙江卷)某同学通过如下流程制备氧化亚铜:Cu2(OH)2CO3CuCl2溶液CuClCu2O已知:CuCl难溶于水和稀硫酸,Cu2O+2H+===Cu2++Cu+H2O下列说法不正确的是()A.步骤②SO2可用Na2SO3替换B.步骤③中为防止CuCl被氧化,可用H2SO3溶液洗涤C.步骤④发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2OD.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应,根据反应前、后固体质量可计算试样纯度答案D解析A.步骤②中SO2的主要作用是将CuCl2还原为CuCl,Na2SO3同样具有还原性,可以替换,A项正确;B.H2SO3溶液具有还原性,可以防止CuCl被氧化,B项正确;C.步骤④CuCl与氢氧化钠反应生成氧化亚铜、氯化钠和水,发生反应的离子方程式为2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O,C项正确;D.如果Cu2O试样中混有CuCl和CuO杂质,用足量稀硫酸与Cu2O试样充分反应后,得到的固体中含有CuCl和Cu,此时无法计算试样纯度,D项错误。4.(2024·山东卷)以铅精矿(含PbS、Ag2S等)为主要原料提取金属Pb和Ag的工艺流程如下:回答下列问题:(1)“热浸”时,难溶的PbS和Ag2S转化为[PbCl4]2-和[AgCl2]-及单质硫。溶解等物质的量的PbS和Ag2S时,消耗Fe3+物质的量之比为;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时HCl挥发外,另一目的是防止产生(填化学式)。

(2)将“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属Pb,“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为。

(3)“还原”中加入铅精矿的目的是。

(4)“置换”中可选用的试剂X为(填标号)。

A.Al B.ZnC.Pb D.Ag“置换”反应的离子方程式为

。

答案(1)1∶1H2S(2)热浸(3)将过量的Fe3+还原为Fe2+(4)CPb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2-解析(1)“热浸”时,Fe3+将PbS和Ag2S中-2价的硫氧化为单质硫,Fe3+被还原为Fe2+,在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以氧化等物质的量的PbS和Ag2S时,S2-物质的量相等,所以消耗Fe3+的物质的量相等,比值为1∶1;溶液中盐酸浓度过大易挥发,氢离子浓度过大,会生成H2S气体。(2)“过滤Ⅱ”得到的PbCl2沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为[PbCl4]2-,电解[PbCl4]2-溶液制备金属Pb,Pb在阴极产生,阳极Cl-放电产生Cl2,尾液成分为FeCl2,FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3,可以在热浸中循环使用。(3)过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+,根据还原之后可以得到含硫滤渣,“还原”中加入铅精矿的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+。(4)“置换”中加入试剂X可以得到富银铅泥,为了防止引入其他杂质,则试剂X应为Pb,发生的反应为Pb+2[AgCl2]-===2Ag+[PbCl4]2-。高考热点总结

基础落实选择题只有1个选项符合题意1.(2024·新疆乌鲁木齐一模)中国三星堆出土了大量文物,如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是()A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈,其主要成分为Cu2(OH)2CO3C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈,保护铜器D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金,其成分会加快铜的腐蚀答案B解析A.铜在空气中主要发生吸氧腐蚀,故A错误;B.铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,故B正确;C.铜可以和硝酸反应,用硝酸清洗铜器可以除去铜绿,但也会破坏铜器,故C错误;D.铅、锡比铜活泼,腐蚀反应中铜做正极,会减缓铜的腐蚀,故D错误。2.(2024·海南一模)铁、铜及其化合物之间的转化具有重要应用。下列说法错误的是()A.常温下使用铁质容器盛装浓硫酸B.氯化铁溶液在聚合物的基材上蚀刻出铜电路C.电解精炼铜时,粗铜连电源的正极D.饱和FeCl3溶液中滴加稀氨水制备氢氧化铁胶体答案D解析A.常温下浓硫酸可以使铁钝化,所以常温下可以使用铁质容器盛装浓硫酸,A项正确;B.氯化铁溶液在聚合物的基材上蚀刻出铜电路的反应:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,B项正确;C.电解精炼铜时,粗铜作阳极,应连电源的正极,C项正确;D.饱和FeCl3溶液滴入沸水中才能制备氢氧化铁胶体,D项错误。3.(2024·高三湖北孝感开学考试)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云:“鍮石,自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者,假鍮也。”崔昉《外丹本草》云:“铜一斤,炉甘石一斤,炼之成(假)鍮石。”下列说法错误的是()A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型B.假鍮石的炼制过程会有气体产生C.假鍮石的主要材质为合金D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应答案A解析A.鍮石是纯铜,假鍮石是铜锌合金,合金硬度比其成分金属的大,假鍮石硬度大相对不方便冲压成型,A错误;B.假鍮石炼制过程涉及反应:ZnCO3ZnO+CO2↑、2ZnO+C2Zn+CO2↑等,有气体生成,B正确;C.假鍮石是铜锌合金,C正确;D.假鍮石炼制过程涉及反应2ZnO+C2Zn+CO2↑,该反应为氧化还原反应,D正确。4.(2024·辽宁葫芦岛一模)下列有关金属的工业制法中,正确的是()A.制铜:火法炼铜,即将黄铜矿CuFeS2受热分解以获得铜单质B.制铁:以铁矿石、焦炭、石灰石为原料,CO还原得铁C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁D.制铝:从铝土矿制得氯化铝固体,再电解熔融的氯化铝得到铝答案B解析A.工业上用黄铜矿冶炼铜的反应:8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,该反应不是分解反应,故A错误;B.工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,故B正确;C.工业上以海水为原料,经过一系列过程获得无水氯化镁,工业制镁是电解熔融氯化镁:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故C错误;D.因为氯化铝是共价化合物,熔融状态下氯化铝不电离,也不导电,工业制铝是电解熔融的氧化铝:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,故D错误。5.(2024·黑龙江模拟预测)用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,不能达到实验目的的是()A.用图Ⅰ装置蒸发浓缩CuSO4溶液,获得CuSO4·5H2O晶体B.用图Ⅱ装置验证Na2O2与水反应生成O2C.用图Ⅲ装置提纯Al(OH)3胶体D.用图Ⅳ装置测定绿矾中结晶水的数目答案A解析A.溶液的蒸发浓缩应在蒸发皿中进行,A符合题意;B.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,若带火星的小木条复燃可证明有氧气生成,B不符合题意;C.胶体粒子不能透过半透膜,溶液可以,C不符合题意;D.在硬质玻璃管中隔绝空气加热绿矾,利用氮气将产生气体排至无水氯化钙,通过无水氯化钙的质量变化测定绿矾中结晶水的数目,D不符合题意。6.(2024·湖南长沙三模)氯化铜广泛用作媒染剂、氧化剂、木材防腐剂、食品添加剂、消毒剂等,在空气中易潮解。某兴趣小组利用如图所示装置制备氯化铜。下列说法正确的是()A.仪器a为恒压滴液漏斗,可防止HCl挥发到空气中B.B中盛放浓硫酸,C中盛放饱和食盐水C.D装置后需连接盛有氢氧化钠溶液的烧杯,防止污染D.实验时,先点燃D处酒精灯,再滴加浓盐酸答案A解析装置A制取氯气,氯气中混有HCl和水蒸气,装置B中盛放饱和食盐水,除去HCl,C中盛放浓硫酸,干燥氯气,装置D制取氯化铜。A.恒压滴液漏斗的作用是平衡滴液漏斗和圆底烧瓶间的气压,便于液体顺利滴下,不需要打开上端的塞子,可防止HCl挥发,A项正确;B.B中盛放饱和食盐水,除去HCl,C中盛放浓硫酸,干燥氯气,B项错误;C.D装置后需要连接干燥装置,防止CuCl2潮解,再通入氢氧化钠溶液,C项错误;D.为防止氧气反应引入杂质,需先通一段时间氯气,再点燃D处酒精灯,D项错误。7.(2024·北京三模)从电子废料(含Au、Ag和Cu等)中可回收金,主要流程如下:电子废料粗Au已知:王水溶金发生反应Au+HNO3(稀)+4HCl(浓)===HAuCl4+NO↑+2H2O下列说法不正确的是()A.浓盐酸促进了Au和HNO3的反应,其原因是降低了c(Au3+),增强了Au的还原性B.以HAuCl4为电解质进行粗金的电解精炼,可能会有AgCl覆盖在阴极发生“钝化”C.Na2SO3可实现析金,发生反应:2HAuCl4+3H2O+3Na2SO3===2Au+3Na2SO4+8HClD.依据王水溶金原理,NaNO3溶液与浓盐酸也可使Au溶解答案B解析电子废料(含Au、Ag和Cu等)首先通过王水溶金生成HAuCl4,再加入Na2SO3还原析金,得到粗金。A.浓盐酸与Au3+结合,生成[AuCl4]-,降低了c(Au3+),增强了Au的还原性,A正确;B.溶液中氯离子主要以[AuCl4]-形式存在,故不会生成氯化银沉淀,B错误;C.Na2SO3作还原剂还原HAuCl4,实现析金,化学反应为2HAuCl4+3H2O+3Na2SO3===2Au+3Na2SO4+8HCl,C正确;D.选用NaNO3溶液、浓盐酸溶金与王水原理相同,也可使Au溶解,D正确。8.(2024·河北衡水模拟预测)以含有少量杂质Fe的粗铜为原料,制备蓝矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如下图所示:下列说法正确的是()A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2B.气体A为酸性氧化物,可与适量的氧气和水反应生成硝酸,循环利用C.物质X可以使用氨水,且X过量对产物无影响D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤答案A解析A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,据3Cu+8H++2NO3-===3Cu2++2NO↑+4H2O可知,要使H+与NO3-的物质的量比为4∶1(8∶2),则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2,故A正确;B.气体A为NO,不属于酸性氧化物,故B错误;C.若物质X为氨水,则过量氨水会沉淀Cu2+,或生成[Cu(NH3)4]2+,使蓝矾产量降低,故C错误;D.“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤9.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(填字母)吸收。

a.浓H2SO4 b.稀HNO3c.NaOH溶液 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

。

(3)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为

。

(4)取一定量的泡铜,加入1L0.6mol·L-1HNO3溶液恰好完全溶解,同时放出2240mLNO气体(标准状况),另取等量的泡铜,用足量的H2还原,得到的铜的质量为g。

答案(1)cd(2)Fe3+取少量溶液,滴加KMnO4溶液,溶液紫红色褪去(3)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu(4)16解析(1)由流程图可知,气体A中的大气污染物主要是二氧化硫,选择试剂吸收二氧化硫,不能产生新的污染气体,浓H2SO4不能吸收二氧化硫,故a错误;稀HNO3可以吸收二氧化硫,但生成NO污染大气,故b错误;NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠,故c正确;氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵,故d正确。(4)取一定量的泡铜,加入1L0.6mol·L-1HNO3溶液恰好完全溶解,同时放出2240mLNO气体(标准状况)即0.1mol,所得溶液的溶质为Cu(NO3)2,根据氮元素守恒可知,溶液中NO3-的物质的量为0.6mol-0.1mol=0.5mol,所以溶液中Cu2+的质量为12×0.5×64g=16g,所以另取等量的泡铜,用足量的H2还原,得到的铜的质量也应为16能力提升10.某企业以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含杂质Fe3O4)为原料生产碱式碳酸铜,工艺流程如图所示:已知:[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq)。根据以上工艺流程,下列说法错误的是()A.为实现溶液C到溶液D的转化,加入过量NH3·H2O后过滤即可B.在制备产品时,溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低C.蒸氨过程发生总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2+H2OCuO+2HCl↑+4NH3↑D.溶液E和碳酸钠混合方式不同对产品的成分没有影响答案D解析为实现溶液C到溶液D的转化,加过量NH3·H2O即可,Cu2+和过量的氨水形成[Cu(NH3)4]2+,Fe3+和氨水生成Fe(OH)3沉淀,A正确;在制备产品时,溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低,必须经浓缩后在溶液中加入碳酸钠,可得到碱式碳酸铜,B正确;由[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+4NH3(aq),可知在加热时,氨气会逸出,蒸氨过程中发生的总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2+H2OCuO+2HCl↑+4NH3↑,C正确;溶液E和碳酸钠溶液混合制取碱式碳酸铜,若将含Cu2+的溶液E加入碳酸钠溶液中,由于碳酸钠溶液碱性强,会生成大量的氢氧化铜而不能得到纯净的碱式碳酸铜,所以混合方式不同对产品的成分有影响,D错误。11.某同学进行如下实验:①取少量稀盐酸放于试管中,投入光亮的铜片,无明显变化。②向实验①的试管中通入足量的SO2,铜片表面很快变暗,生成黑色固体,溶液逐渐变为棕色。③若将稀盐酸换成稀硫酸重复实验①和②,均无明显变化。资料:CuCl是白色固体,难溶于水,能溶于盐酸,CuCl+2Cl-CuCl32-(棕色)下列说法不正确的是()A.黑色固体不是CuOB.将棕色溶液加水稀释,会产生白色沉淀C.实验①②能说明Cl-增强了Cu的还原性D.上述过程中可能发生反应:6Cu+SO2+12Cl-+4H+===4CuCl32-+Cu2S+2H答案C解析若黑色固体是CuO,则CuO能与稀盐酸反应生成Cu2+,Cu2+在溶液中显蓝色,故A正确;将棕色溶液加水稀释,促使电离平衡CuCl32-CuCl+2Cl-右移,会产生CuCl白色沉淀,B正确;由实验①知,Cu与稀盐酸不反应,由实验②及资料信息知,产生棕色的原因是有CuCl32-生成,说明反应过程中有+1价Cu生成,实验③将稀盐酸换为稀硫酸,重复实验①和②,均无明显变化,故实验①②③能说明Cl-增强了Cu的还原性,C错误;由实验①②分析可知,生成的黑色固体可能为Cu2S,因此可能发生的反应为6Cu+SO2+12Cl-+4H+===4CuCl32-+Cu2S+2H2O12.硼化钛常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CuO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如图所示。已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。下列说法不正确的是()A.滤渣的主要成分为SiO2B.该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4C.“水解”需在冷水中进行D.B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量答案C解析Al2O3、CuO、MgO、Fe2O3溶于稀盐酸,转化为相应的盐,TiO2、SiO2不会溶解,滤渣的主要成分为SiO2,正确。由已知信息②可知,B2O3高温下易挥发,则“电热弧热还原”过程中,只有部分B2O3参加了反应,因此B2O3的实际用量超过了理论化学计量所要求的用量,正确。13.铜器久置,表面会生成一层绿色固体,为探究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。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。

(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?

。

答案(1)Cu、H、O、C(2)CuO(3)Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑(4)Fe+Cu2+===Cu+Fe2+(5)防止空气中的CO2进入C装置(6)不能因为B、C两装置对调后无法证明反应有水生成解析根据无水硫酸铜变蓝,可知反应有水生成,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且溶液为蓝色,插入铁丝后有红色物质析出,可知黑色物质应是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