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文档简介
1、第四节 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物【高考新动向】考点梳理1. 了解合金的概念及其重要应用。2. 了解金属铜及其重要化合物的主要性质及应用。【考纲全景透析】一、合金及常见金属材料1 .合金(1)概念: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)性质特点:合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。具有金属特性合金的硬度一般比它的各成分金属的大,多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。2 .常见金属材料黑色金属材料铁、铭、镒以及它们的合金金属材料有色金属材料除黑色金属以外的其他 金属及其合金(l)重要的黑色金属材料(低碳钢:韧性、焊接性好.强度低 碳素钢史处
2、打强度高,韧性及加工性好直邂期,硬而脆,热处理后弹性好合金州而行种不同的优R性能.用于制不锈钢及各种特种纲(2)几种有色金属材料性能:良好的延惬性和导电性铝及铝介金,:制导线性工雷度小、强度高装性好、易于I铝介金,成型、制造工艺简推.成本低廉用途;主要川于建企业、容髀和包装业.交通运输业、电予行业等性能;良好的导也性和导热性|铜及 (用途工主号用于炫器和阻于工业、配筑业铜介金(铜合金:廿铜是我国使用最早的合金常见的还有黄钢和白铜性能,极高的抗腐独性、优良的导热和导电性、检定急 的化性质I用途,电子工业、航空和航天工业,银I广策用于有机分成,材料制造等二、金属矿物的开发利用1 .金属在自然界中存
3、在的形态除了金车匚等极少数金属外,绝大多数金属以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:mT + ne =M3 .金属冶炼的一般步骤根据金属的活动性不同,金属冶炼的方法分为:电解法、热还原法、热分解法和富集法等。三、金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1.单质铜(1)物理性质:紫红色、不能被磁体吸弓I。(2)化学性质莽金皿单府氧化性酸 部分益溶灌_与非金属的反应a.与O2反应加热:2Cu+O2=2CuO。常温下在潮湿的空气中:2Cu+Q+H2O+CO =Ci2(OH)2cQ。点燃b.与 C
4、l 2 反应:Cu+C12=CuC12(棕黄色烟)。与酸的反应a.与非氧化性酸:不反应。b.与氧化性酸反应与浓硫酸的反应:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2 T + 2H2O。与浓硝酸的反应:Cu + 4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2 T + 2H2。与稀硝酸的反应:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO 3)2+2NO T + 4H2O。与盐溶液的反应(用离子方程式表示)与硝酸银溶液的反应:Cu+2Ag+=Cu 2+2Ag与氯化铁溶液的反应:2Fe3+Cu=2Fe 2+ +Cu2+。2.氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色一红色与酸反应(H + )CuO + 2H
5、=Cu2 +H2OCu2O + 2H =Cu2 + Cu + H2O与电反应CuO + H2Cu +H2OCu2O + H 2=2Cu + H2O转化关系高温4CuO2Cu2O + O2T3.氢氧化铜(1)物理性质:蓝色不逢于水的固体。(2)化学性质:Cu(OH) 2属于弱碱,能与工反应生成盐和水。4. CuSO4 5H2OCuSO4 -5H2O为蓝色晶体,俗称蓝矶、胆矶。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。【热点难点全析】、金属活动性顺序1.常见金属的主要化学性质总结列于下表:金属活动顺K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)
6、Cu Hg AgPt Au原子失电子 能力由大到小,还原性有强到弱阳离子得电 子能力由小到大,氧化性有弱到强性质变化规 律元素的金属性逐渐减弱,单质的还原性依次减弱,离子的氧化性增强和水的反应与冷水剧烈反 应与沸水缓慢反 应高温水蒸气/不与水反应生成碱和氢气生成氧化物和 氢气和酸的反应剧烈反应反应逐渐减缓/不能置换稀酸中的氢与非氧化性酸一H 2;与浓 HSO、浓HNO及稀HNO 反应,不放出H2, 一般产物为:盐+水+成酸元素的 低价产物与氧化性酸反 应(但不放H)只溶于王 水和强碱的反 应仅铝、锌、与强碱反应放出 H2和盐溶液的 反应先与水反应放 出H2,看生成碱 是否与盐反应排在前面的金属
7、可将后面的金属从其盐溶液中置换出来和氧的反应易被氧化常温生成氧化 膜加热能被氧化加热能被氧化不能被氧 化金属氧化物 的水化物及 碱的热稳定 性氧化物跟水剧 烈反应,生成 碱,碱受热不易 分解对应氧化物(除 H外)不溶于水,也不跟水反应,对应碱的热稳定性 逐渐减弱冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法2.判断金属活动性的规律(1)金属与水或酸反应的剧烈程度,反应越剧烈,该金属越活泼。(2)金属对应的最高价氧化物的水化物的碱性强弱,碱性越强,该金属越活泼。(3) 一种金属能从另一种金属的盐溶液中将其置换出来,则该金属活泼性比另一金属强。(4)两金属能够构成原电池时,一般作负极的金属比作正极的金属活
8、泼。(5)在电解过程中,一般先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对 应的金属单质的活泼性差。【典例1】a、b、c、d、e分别是CuhAg、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知:a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体;b与d的硝酸盐反应,置换出单质 d;c与强碱反应放出气体; c、e在冷浓硫酸 中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次为()A. Fe、Cuh Al、Ag、MgB. Al、Cuh Mg Ag、FeC. M4 Cuh Al、Ag、FeD. M4 Ag、Al、Cuh Fe【答案】C二、金属的冶炼方法由于金属的化学活动性不同,金属离子得到电子还原成金属原子的
9、能力也就不同,因此需采用不同的冶炼 方法。1 .热分解法对活泼性较弱的金属,用加热分解其氧化物的方法冶炼,如:2HgO坡2Hg+0T,2Ag2Ol 4Ag+Q T2 .电解法对一些非常活泼的金属,用电解法冶炼,如:电解熔融MgC2: MgC2(熔融)里上Mg+C12T电解熔融 Al 2O3: 2Al2O3(熔融)冰晶石4Al+302 T3 .热还原法对于大多数活泼性较强的金属,采用还原剂还原的方法冶炼,如:H2 还原 WO: WO+3H2 2豆W+3I2。Al 还原 Cr2O3: Cr2O3+2Al 扇 2Cr+Al 20s高西CO®原 Fe2O3: Fe2O3+3CO2Fe+3c殳
10、4 .铝热反应(1)原理:高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。(2)实验装置:如图所示。(3)实验现象镁条剧烈燃烧,放出一定的热量,使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热,并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后,除去外层熔渣,仔细观察,可以发现落下的是铁珠。(4)铝热反应的应用该反应为放热反应,铝在高温下还原出了单质铁,在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属,高温如铭、镒等,3Mn+4Al2A12c3+3M年该反应原理可以应用在生产上,如焊接钢轨等。【典例2】工业制硫酸铜不是直接用铜和浓硫酸反应,而是将粗铜(含少量银)浸入稀硫酸中
11、,并不断从容器下部吹入细小的空气泡。有关该制备方法的叙述中,不正确的是 () A.该方法应用了原电池工作原理 B.该方法不产生污染大气的二氧化硫 C.该方法提高了硫酸的利用率D.该方法提高了铜的利用率【解析】选D=该方法的原理是:2Cu+C2+2H2Sq=2CuS+2H20,由于铜、银和稀硫酸能构成无数微小的原电池,加快了化学反应速率,故A项正确;由该方法的原理知,B C项均正确;由于两种方法铜的利用率相同,故D项错误。【高考零距离】1 (2012 江苏高考 5)向27.2g Cu和CW0的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5L ,固体物质完全反应,生成N0和Cu (N0) 20在所得溶液中加入
12、1.0mol/L 的Na0H夜1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完 全沉淀,沉淀质量为 39.2g 。下列有关说法不正确 的是 A.Cu与Cu,0的物质的量之比为 2:1 B.硝酸的物质的量浓度为 2.6mol/LB.产生的N0在标准状况下的体积为4.48L D.Cu、Cg0与硝酸反应后剩余 HN0为0.2mol【解题指南】解答本题时可以按照以下流程:【解析】选B。根据题意得到的金属离子的沉淀为氢氧化铜0.4mol ,根据元素守恒可以确定原混合物中有铜0.2mol有氧化亚铜0.1mol ,将溶液变成中性时消耗硝酸1mol,沉淀铜离子只消耗了 0.8mol ,因此反应过程中硝酸过量0.2mol
13、 ,由于固体混合物与硝酸的反应为氧化还原反应,该反应过程中铜元素的化合价均升高为+2价,化合价升高了 0.4+0.2=0.6mol ,硝酸中氮原子的化合价由 +5价降低为+2价,因此生成的一 氧化氮的物质的量为0.2mol ,根据氮元素守恒可以判断原溶液中硝酸的物质的量为1.2mol浓度为-12.4mol.L 。2、(2012 上海高考 20)火法炼铜首先要焙烧黄铜矿,其反应为:2CuFeS+OfCaS+2FeS+SO下列说法正确的是A . SO既是氧化产物又是还原产物B . CuFeS仅作还原剂,硫元素被氧化C .每生成1 molCu 2S,有4mol硫被氧化D .每转移1.2 mol电子,
14、有0. 2 mol硫被氧化AD【解析】本题考查氧化还原反应,意在考生考生对概念的理解和计算能力。由反应方程式知在反应中CuFeS中Cu化合价降低还原为 C&S、CuFeS中1/4的S化合价升高,被氧化为 SO; Q在反应后化合价 降低,还原为SO,因此可知SO既是氧化产物又是还原产物,A项正确;CuFeS既是氧化剂又是还原剂,B项错误;每生成1molCu2S,有1molS被氧化,C项错误;利用反应知转移6mole-,有1molS被氧化,D项正确。3. (2011 山东高考 12) Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物B.三者的单质放置在
15、空气中只生成氧化物C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu> Fe、Al.【答案】选Q【解析】正确地运用所学的水解原理、电解原理分析C项和D项,同时对三者的化学性质要相当熟悉,尤其是对铜的性质的拓展。A项,铝的氧化物 A12Q属于两性氧化物,A错误;B项,Al与Fe一般都生成对应的氧化物,而 Cu除了生 成氧化物,还易与空气中的 CO、H2O反应生成铜绿CU2( OH) 2CO3, B错误;C项,因AlCl 3、FeCl3> CuCl2 都属于强酸弱碱盐,弱碱阳离子都能发生水解,
16、生成对应的碱和盐酸,由于盐酸属于挥发性酸,故蒸干后得到的为对应的碱,而不是原溶质,C正确;D项,因氧化性:Cu2+>H+,故析出铜;但电解 A1C13和FeCl3时,不能析出铝和铁,因氧化性:H+>Al 3 Fe3+e-=Fe2+,应产生氢气和 Fe2+,故D错误,4. (2010 安徽卷)右图是一种稀硫对 Fe-Gr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.稀硫酸对Fe-Cr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+6HNO(稀)一Fe(NQ)3+3NOT +3H2OC.Cr含量大于13%寸,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大,所以对
17、Fe-Cr合金的腐蚀性最强D.随着Cr含量增加,稀硫酸对 Fe-Cr合金的腐蚀性减弱【答案】D【解析】A选项应该说铭白含量大于 13%稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸硫酸弱。B应生成NO C不能解释盐酸硝酸氢离子浓度相等,但硝酸腐蚀速度慢。5、(2012 浙江高考 26)已知:I2+2S2O3 = S4O6 + 2I相关物质的溶度积常数见下表:物质Cu(OH)2Fe(OH)3CuClCuIKsp-202.2 X 10392.6 X 10-71.7 X 10-121.3 x 10(1)某酸性CuCl2溶液中含有少量的 FeCL,为得到纯净的 CuCl2?2HO晶体,加入 调至pH= 4,使溶 液中的
18、Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的 c(Fe3+) =;过滤后,将所得滤 液低温蒸发、浓缩结晶,可得到CuCl2?2H2O晶体。(2)在空气中直接加热 CuCl2?2H2。晶体得不到纯的无水 CuCl2,原因是 。(用化学方程式表示)。由CuCl2?2H2O晶体得到纯的无水 CuCl2的合理方法是。(3)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2?2HO晶体的试样(不含能与 发生反应的氧化性质杂质)的纯度,过程如下:取 0.36 g试样溶于水,加入过量 KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用 0.1000 mol/L Na 2s2Q标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Ns2QQ标准溶
19、液20.00 mL。可选用 作滴定指示荆,滴定终点的现象是 。CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为 。该试样中CuCl2?2HO的质量百分数为。【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1) CuCl2是强酸弱碱盐,带结晶水的该盐加热时,会发生水解得不到该物质;(2)涉及到碘单质的滴定一般使用淀粉作指示剂。【解析】(1)加入的物质在调节 pH时应该保证两点,一个是使pH减小,再一个是不能加入新的杂质离子,所以应该选用氢氧化铜或者碱式碳酸铜;若此时pH=4,则c(Fe”尸Ksp (Fe (OH 3) /(1 X10-4 mol/L) 3=2.6X109 mol/L 。(2)在空气中直接加热 Cu
20、Cl2?2H2。晶体时,由于 CuCl2是强酸弱碱盐,所以 02+会发生水解,故得不到纯 的无水CuC%所以要想得到纯净的无水氯化铜必须在加热过程中抑制其水解,所以应该在干燥的HCl气流中加热。(3)由于相当于用NS2&Q标准溶液滴定滴定碘单质,所以可以用淀粉溶液作指示剂,到达滴定终点的现象是溶液有蓝色变成无色且放置一段时间后不退色。铜离子具有弱氧化性可以把碘离子氧化成碘单质,自身被还原成+1价的铜。由题给反应和反应可推知,关系式如下:CuCl2?2H2。Na 2s2Q11n (CuCl2?2HO)0.1000 mol/L x 0.020L贝U n (CuCl2?2H2O) =0.10
21、00 mol/L x 0.020L=0.002mol贝U m (CuCl2?2H2。)=0.002mol x 171g/mol=3.42g则该试样中 CuCl2?2H2。的质量百分数为:3.42g/3.6g=95 %.答案:(1) Cu(OH)2或 Ci2(OH)2 CO3 2.6 X 10-9 mol/L(2) 2CuCl2?2H20 fz Cu(OH)2?CuCl2 +2HCl +2H 2。(主要产物写成 Cu(OH»、Cu(OH)2Cl、CuO匀可)在干燥的HCl气流中加热脱水(3)淀粉溶液 蓝色褪去,放置一定时间后不复色2Cu2+4I =2CuI J +12 95%6、(20
22、12 江苏高考 19) (15分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废弃旧电的铜帽(Zn、Cu总含量约为99%)回收铜并制备Zn。的部分实验过程如下:水NaOH溶液锌灰(精过量)电池铜帽一超声清洗.海靴一调pu=2一 反应过滤一一一办0海绵钢(1)铜帽溶解时加入 H2Q的目的是 ( 用化学方程式表示)。铜帽溶解后需将溶液中过量HQ除去。除去 HQ的简便方法是 。(2)为确定加入锌灰(主要成分为 Zn、ZnQ杂质为铁及其氧化物)含量,实验中需测定除去H2Q后溶液中Cu2+的含量。实验操作为:准确量取一定体积的含有Cu"的溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节
23、pH= 34,加入过量KI,用NS2S2Q标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下:2CU2 +4I = 2CuI(白色)J + I 2 I2+2GQ2 = 2I + SO2滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为 。若滴定前溶液中HbQ没有除尽,所测定的 CiT的含量将会( 填“偏高”“偏低”“不变”)。已知pH> 11时Zn(OH)2能溶于 脂0的液生成Zn(OH) 4 2,下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol L-计算)开始沉淀的pH完全沉淀的pH3+Fe1.13.22+Fe5.88.82+Zn5.98.9实验中可选用的试剂
24、:30% H2Q、1.0 mol - L 1HN(3) 1.0 mol L1 NaOHo由除去铜的滤液制备 ZnO的实验步骤依次为: 过滤;过滤、洗涤、干燥900 c煨烧。【参考答案】(1) Cu+ H2Q + H2SQ= CuSO+ 2H20加热(至沸)(2)淀粉溶液蓝色褪去偏高(3)向滤液中加入 30%勺H2Q使其充分反应滴加1.0 moL L-的氢氧化钠,调节 pH约为5(或3.2WpHv 5.9),使Fe3+沉淀完全向滤液中滴加1.0 moL - L-的氢氧化钠,调节 pH约为10(或8.9WpHW 11),使Zn2+沉淀完全【分析】本题以实验室利用废弃旧电池的铜帽回收铜并制备ZnO制
25、取和分析为背景的综合实验题,涉及元素化合物知识、氧化还原滴定、指示剂选择、误差分析、实验步骤、pH调节等多方面内容,考查学生对综合实验处理能力。【备考提示】实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析、物质的除杂和检验等内容依然是高三复习的重点,也是我们能力培养的重要目标之一。【解题指南】可按以下思路解答本题:|题给信息I相关原理,一|分析粹决具体问题|I物质性质.【解析】(1)结合第(1)问要求将铜帽溶解可知其目的是将铜溶解;双氧水受热易分解;(2)碘遇淀粉显蓝色;若双氧水没除尽,铜离子与双氧水均能氧化碘离子产生碘,碘与硫代硫酸钠反应,导致硫代硫酸钠用量增大,所测铜离子含量将会偏高;(3)结
26、合给出离子沉淀的 pH和实验步骤,应先用双氧水将Fe2+氧化为Fe3+,使Fe3+完全转化为沉淀,过滤除去后,继续调节 pH使锌转化为氢氧化锌,再过滤、洗涤、干燥、燃烧得氧化锌。【答案】(J )1 DCu+HI0+H1SO<= CuSO.L&O加热(至狒)淀粉价款蓝色褪去偏高(3 ”1响据液中加入适量的 1丫亚使其充分反应口滴加I.Omul 洞节溶液pH约为5(或使F产沉淀完全用晌旋液中滴加LOmol L/NaOH,调节溶液pH妁为皿或&加*沉淀完全7. (2011 新课标全国卷 26) 0.80gCuSO4 5H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)
27、如图所示。W度七请回答下列问题:(1)试确定200c时固体物质的化学式 (要求写出推断过程);(2)取270c所得样品,于 570c灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体,该反应的化学方程式为。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中,经浓缩、冷却,有晶体析出,该晶体的化学式为,其存在的最高温度是 ;(3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物,该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式(4)在0.10mol L -1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成,当溶液的pH=8 时,c C Cu+) =mo卜 L -1(KspCu (OH句=2.2 X10-20)。在0.1m
28、ol L -1硫酸铜溶液中通入过量HbS气体,使Cu2+完全沉淀为CuS此时溶液中的 H+浓度是 mol” -1。【解析】解答本题时应首先根据图像推断各温度时存在的物质。根据KspCu (OH 2= c (Cu2+) xc2 (OH),可以计算c (Cu2+)。(1) CuSO- 5出2= CuSC4 - (5n) H2O+ n H2O25018n0.80g0.80g 0.57g=0.23g解得n=4,所以200时该固体物质的化学式为CuSO-H2。(2)高于258c时,固体由 0.80g变为0.51g ,根据(1)中的计算方法,可知剩余固体为CuSO, CuSO加热分解得到的黑色物质为CuQ
29、氧化性气体只能是SO, CuO溶于稀硫酸后浓缩、冷却,得到的晶体为CuSO- 5H2。,根据图示,CuSO5屋。高于102c就开始分解,所以其存在的最高温度是102C。(3) SO与水反应生成 H2SO,其浓溶液加热时与 Cu反应生成CuSQ SO和H2O(4) KspCu (OH 2= c (Cu2+) x c2 (OH),常温下 PH=8 的溶液中 c (OH) =10-14 - 10-8=10-6mol/L ,所以 c (Cu2+) =2.2 X10-20 + (10-6)2=2.2 X10-8OH 2s + Cu2+ = CuS J + 2H +0.1mol L -1x可知 X=0.2
30、mol - L -1【答案】(1) CuSO- 5H,O- CuSO4 - (5n) H2O+ n H2O25018n0.80g0.80g 0.57g=0.23g解得n=4,所以200时该固体物质的化学式为CuSOH2。(2) CuSO570 C CuO+SQT CuSO 4 - 5H2O 102 c(3) 2HzSO(浓)+Cu = CuSO+SOT +2H2O(4) 2.2X10-80.28. (2010 福建 25T)工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:探究一(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移人硫酸
31、铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。(2)另称取铁钉6. 0g放入15. 0ml.浓硫酸中,加热,充分应后得到溶液X并收集到气体 Y。甲同学认为X中除Fe3外还可能含有Fe2 。若要确认其中的 Fe2 ,应先用 选填序号)。a. KSCNB液和氯水b .铁粉和KSCN§液 c .浓氨水 d .酸性KMnO4溶液乙同学取336ml (标准状况)气体 Y通入足量滨水中,发生反应:SO2 Br2 2H2O 2HBr H 2sQ然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2. 33go由于此推知气体 Y中SQ的体积分数为。探究二分析上述实验中SC2体积分数的结果,
32、丙同学认为气体Y中还可能含量有 H2和Q气体。为此设计了下列探究实验状置(图中夹持仪器省略)。t %而于也at 斗部位出奇(3)装置B中试剂的作用是。(4)认为气体Y中还含有Q的理由是 (用化学方程式表示)(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于 (选填序号)a . A 之前 b . A-B 间 c . B-C 间 d . C-D 间(6)如果气体 Y中含有H 2 ,预计实验现象应是 (7)若要测定限定体积气体 丫中H2的含量(标准状况下约有28ml H2),除可用测量H2体积的方法外,可否选用质量称量的方法?做出判断并说明理由 。【解析】(1)铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,浓硫酸有较强的氧化
33、性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行(2)+2价亚铁离子能使算话的高镒酸钾褪色,溶液中已经有+3价铁离子,选择a会造成干扰,选c会造成两种沉淀,受氢氧化铁颜色的影响无法辨别(3) A除去SQ, B可以本金验A中是否完全除去 SQ(4) C 2H 2SO4(浓)CO22SO22H2O5) Q 为 CO2 ,他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊,选择 a 或 b 受二氧化硫的影响无法判断Q的存在;选择d, Q被碱石灰吸收6)氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝7)中学阶段的质量称量选择托盘天平,分度值0.1g ,无法精确称量出差量。【答案】1)铁钉表面被钝化(或其他合理答案)(2)d
34、66.7% (或其他合理答案)3)检验SO2 是否除尽4) ) C 2H 2SO4(浓)CO22SC22H2O5) c(6) D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝7)否,用托盘天平无法称量D 或 E 的差量可,用分析天平称量D或E的差量【考点提升训练】一、选择题1. 镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中,正确的是( )A. 此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B. 此合金能全部溶解于稀盐酸中C. 此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D. 此合金的硬度比镁和铝的硬度都小2 .(2012 武汉模拟)下列说法中不正确的是()A. 我国历史上使用
35、最早的合金是青铜B. 司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器C. 目前世界上使用量最大的合金是铝合金D. 目前世界上用途最广的合金是钢3 .a g铁粉与含有HbSO的CuSO溶液完全反应后,得到a g铜,则参与反应的CuSO与HbSO的物质的量之比为 ()A. 1 : 7B. 7 : 1C. 7 : 8D , 8 : 74.(2012 江西九校联考)“十二五” (20112015年)末期,随着铁路的建设发展,一票难求的情况将从根本上得到改观,或者说将成为历史。下列有关说法中正确的是( )A. 铁末建设所需的大量水泥属于新型无机非金属材料B. 铁末勘探时常用太阳能电池提供能量,太阳能电池是原电池
36、C. 铁轨焊接时常用到铝热反应,铝热反应中放出大量的热足以使铁熔化D. 工业上铁、金的冶炼均采用热还原法5. 金属铜的提炼多从黄铜矿开始,已知黄铜矿中铁为+2价。黄铜矿的焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为:2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2 ,下列说法不正确的是A O2 只做氧化剂B. CuFeS既是氧化剂又是还原剂C. SO既是氧化产物又是还原产物D.若有1mol O 2参加反应,则反应中有 4mol电子转移6. 学兴趣小组对某奖牌中金属的成分提出猜想:甲认为该金属是由纯金制成;乙认为该金属是由金银合金制成;丙认为该金属是由黄铜(铜锌合金)制成。为证明甲、乙、丙猜想的正误,可
37、取少量制造该奖牌的材质粉末,加入一种试剂,该试剂应是( )A.硫酸铜溶液B.硝酸银溶液C.盐酸D.稀硝酸7 在含有硝酸铜、硝酸铁、硝酸银各 0.1 mol 的混合溶液中加入铁粉,充分反应后,析出 3.2 g 铜,则向溶液中加入的铁粉质量为 ()A 5.6 gB 2.8 gC 14 gD 8.4 g8. (2012 威海一模)下列关于铜的说法正确的是A. 铜在干燥的空气中和在潮湿的空气中存在的形态相同B. 相同质量的铜分别与足量的氯气、硫完全反应,失去的电子数相同C.相同物质的量的浓硫酸分别与足量的铜和氧化铜反应,生成硫酸铜的量相同D.相同质量的铜分别与足量的稀硝酸、浓硝酸完全反应,生成气体的物
38、质的量不同9. (2012 烟台一模)下列说法不正确的是A. SiO2 既能溶于NaOH 溶液,又能与氢氟酸反应,属于两性氧化物B. 电解熔融 NaCl 或其水溶液都可制得Cl2C.铝热反应不仅可用于焊接钢轨,还可用于金属的冶炼D.玻璃钢的基体是合成树脂,增强体是玻璃纤维10. (2012 平顶山模拟)下列叙述正确的是()A.镁铝合金在冷的浓 H2SO4中钝化8. Na的金属活性比Mg强,故可用Na与MgCl2溶液反应制MgC.通过钠、镁、铝与水反应的实验,比较三种单质的金属性D. Fe在C12中燃烧生成FeCl3,故在与其他非金属反应的产物中的Fe也显+ 3价11. (2012 安庆模拟)铅
39、的冶炼大致过程如下:富集:将方铅矿(PbS)进行浮选;焙烧:2PbS+ 3O2工辿=2PbO+ 2SO2;制粗铅:PbO + C=fiH=Pb+ co f ;局温PbO+CO=Pb+CO2。下列说法正确的是()A.浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B.方铅矿焙烧反应中,PbS是还原剂,还原产物只有 PbOC.整个冶炼过程中,制取 1 mol Pb共转移2 mol电子D .将1 mol PbS完全冶炼成Pb理论上至少需要 6 g碳12.所谓合金,就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物,根据下列四种金属的熔、沸点,判断其中不能形成合金的是() NaCuAlFe熔点(C)97
40、.510836601535沸点(C)883259522003000A.Cu 和 AlB. Fe 和 Cu1 . Fe 和 Na D . Al 和 Na二、非选择题13黄铜矿(CuFea)是制取铜及其化合物的主要原料之一,还可以制备硫及铁的化合物。(1)冶炼铜的反应为 8CuFe与+21O2电;8Cu+ 4FeO+ 2Fe2Q+16S殳,若CuFe%中Fe的化合价为+2价,反 应中被还原的元素是(填元素符号)。(2)上述冶炼过程中产生大量SQ。下列处理方案合理的是(填代号)。a.高空排放b.用于制备硫酸c.用纯碱溶液吸收制 Na2SQd.用浓硫酸吸收(3)过二硫酸钾(K2s208)具有强氧化性,
41、可将I-氧化为试用离I2: S2O82+2I = 2SO42 + I2,通过改变反应途径,Fe3+、Fe2 +均可催化上述反应。子方程式表示 Fe3+对上述反应的彳t化过程。 、。(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeQ SiO2、Al2O3)可制备F。方法为:a.用稀盐酸浸取炉渣,过滤。b.滤液先氧化,再加入过量NaOH§液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煨烧即得。据以上信息回答下列问题:除去A13+的离子方程式是。选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeQ提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液酸fKMnO给液 NaOH溶液 碘水所选试剂为 。证明炉渣中含有 FeO的实
42、验现象为 。14 .某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矶晶体和胆矶晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:试回答下列问题:(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是 。(2)由滤液A制得AlCl 3溶液有途径I和H两条,你认为合理的是 。(3)从滤液E中得到绿矶晶体的实验操作是 。(4)写出用滤渣F制备胆矶晶体的化学方程式 。(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,也能制得三种物质,你认为后者的方案是否更合理? ,理由是 。15 . (2012 南京调研)硫酸铜是一种重要的化工原料,工业上常用硫酸为原料来制备
43、硫酸铜。(1)工业上生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿,高 温下利 用CO使弱磁 性Fe2Q转化为强磁性Fe3Q。写出该反应 的化学 方程式;实验发现:CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低,原因是 。(2)测定硫酸铜晶体中结晶水含量的实验步骤为:步骤1:准确称量一个洁净、干燥的增竭;步骤2:将一定量的硫酸铜晶体试样研细后,放入堪期中称重;步骤3:将盛有试样的增竭加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;步骤4:将步骤3中的增竭放入干燥器,冷却至室温后,称重;步骤5: ;步骤6:根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。请完成实验步骤5
44、。(3)已知硫酸铜晶体受热可以逐步失去结晶水,温度升高还可以分解生成铜的氧化物。取25.0 gCuSO- 5H2O晶体均匀受热,缓慢升温至1 200c并恒温1小时,实验测得固体残留率 (剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示:质的量为。(填字母)A. 0 molB . 0.1 molC. 0.125 mol D .大于 0.125 mol【答案及解析】1 .【答案】选Bo【解析】 合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低,硬度和强度比纯金属的大,即A、D不正确;合金中的镁铝都能与稀盐酸反应,但只有铝能与氢氧化钠溶液反应,所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分溶解于氢氧化钠溶液中,即
45、B正确而C不正确。2 .【解析】 选C。考查化学史及合金的用途。A、B两项均符合史实,目前世界上使用量最大的合金是钢而不是铝合金,故 C项不正确。a a3 .【解析】可设参加反应的 H2SO的物质的量为 x,则根据电子得失守恒有 无><2=64><2+2x,求得x=熹,则参加反应的 CuSO和H2SQ的物质的量之比为 a- : -ar=7 : 1,故选B。44864 4484、解析】选C。A项,铁路建设所需的大量水泥属于传统无机非金属材料;B项,太阳能电池是把光能转化为电能,而原电池是把化学能转化为电能;D项,工业上铁的冶炼采用热还原法,金的冶炼采用富集法,属于物理方法
46、。5 .【答案】 D6 .【答案】 D7 .【答案】D8 .【答案】D9 .【答案】A10 .解析:镁在冷的浓H2SO4中不发生钝化,A项错误;Na是活泼金属,Na与MgCl2溶液反应时,先与水反应得到 H2, B项错误;根据金属性强弱的判断依据,C项正确;D项Fe与其他非金属反应的产物中Fe的化合价取决于非金属的氧化性强弱,并不一定是+ 3价,如Fe与S反应生成FeS中Fe显+ 2价,D错误。选Co11 .解析:焙烧方铅矿(PbS)的反应中还原剂是 PbS,还原产物是 PbO和SO2, B错误;冶炼过程中,2e-PbO>Pb(Pb 异 6e-)由1 mol PbS制取1 mol Pb转移4 mol电子二,C错误;Pb的冶炼过程:2PbSf2PbO一PbO1Jmo_C pbPbO1 mol-CO Pb一2 mol Pb因止匕,1 mol PbS完全冶炼成 Pb,理论至少需要0.5 mol C,即6 g碳。答案:D12.【答案】C【解析】分析数据得出,C错误,因为铁的熔点(1535 C)高于 Na的沸点(883 C),无法制得合金。13.【解析】(1)若CuFe与中Fe
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