第4讲 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。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＋SCu2S。③与氧化性酸a．与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。④与盐溶液反应(写离子方程式)a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。2．氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色与酸反应(H＋)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应CuO＋H2Cu＋H2OCu2O＋H22Cu＋H2O29\n转化关系4CuO2Cu2O＋O2↑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．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O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。深度思考波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？答案 (1)不能。原因是铁能置换波尔多液中的Cu2＋，降低杀菌能力。(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。题组一 铜及其化合物的性质1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( )选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑Ⅰ对；Ⅱ对；有D硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂Ⅰ错；Ⅱ对；无29\n蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化答案 D解析 稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。2．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慢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答案 B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不正确；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。3．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1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃)29\n答案 (1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3Cu2(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，不易被腐蚀解析 (1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(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。题组二 铜及其化合物的制取4．铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是_______________________。(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反应的氧化剂是__________。(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是__________________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称____________。(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：__________________________________。答案 (1)Cu2S (2)Cu2O和Cu2S(3)形成酸雨 硫酸、硫酸铵(4)电解池中，粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2＋进入溶液中，Cu－2e－===Cu2＋；阴极上发生还原反应，Cu2＋得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu2＋＋2e－===Cu，从而达到精制Cu的目的解析 (2)Cu2O、Cu2S的Cu由＋1价被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S由－2价被氧化为＋4价，作还原剂。(3)处理SO2尾气一般为循环制备硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化学品。29\n5．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________。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(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_______________________________________________________________。(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是________。A．CuO比Cu(OH)2颗粒粗大，更易于过滤从溶液中分离B．Cu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C．干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD．过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净答案 (1)ab(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生 (3)D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。(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＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，可以看出途径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。(3)显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的，故D项一定不会成为本问题理由的。29\n铜的冶炼1．粗炼(1)火法炼铜(以CuFeS2为例)：2CuFeS2＋O2Cu2S＋2FeS＋SO2↑ 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2↑ 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑(2)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO42．电解精炼电解时，以CuSO4作电解液，粗铜为阳极，纯铜为阴极。考点二 合金的概念及其重要应用1．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。2．常见金属材料金属材料—(1)重要的黑色金属材料——钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢29\n(2)几种有色金属材料题组一 合金的性能特点及应用1．铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是( )A．不易生锈B．导电性好C．密度小D．强度高答案 B解析 合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这方面的用途无关。2．钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门答案 A解析 由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。题组二 有关合金成分的分析29\n3．北京2022奥运会金牌直径为70mm，厚6mm。某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想：甲认为金牌是由纯金制造；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜(铜锌合金)制成。为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误( )A．硫酸铜溶液B．稀硝酸C．盐酸D．硝酸银溶液答案 B解析 当金牌是纯金时遇到稀硝酸不溶解；当金牌是金银合金时遇到稀硝酸会部分溶解；当金牌是黄铜时遇到稀硝酸会全部溶解。4．某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中不正确的是( )A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体可能全为NOC．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答案 D解析 解答本题要注意以下两点：(1)没有告诉硝酸的浓度，与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2；(2)Wg固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定三步操作。5．某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：(1)取样品ag，称取时使用的仪器名称为____________。(2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，滤液中主要含有________；滤渣中含有____________；在溶解过滤时使用的主要仪器有___________________________。(3)往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式_______________________________________________________________________。(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为bg。有关反应的化学方程式为_______________________________________________________________________。(5)计算该样品中铝的质量分数的表达式为________________________________。(6)若第(3)步中加入NaOH溶液的量不足，会使测定的结果________(填“偏高”、“偏低”或“不影响”，下同)；若第(4)步中的沉淀灼烧不充分，会使测定的结果______________________________________________________________________。29\n答案 (1)托盘天平(2)AlCl3、MgCl2、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台(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 由反应方程式可得如下关系：2Al～Al2O3w(Al)＝×100%＝×100%。 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。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。(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)。29\n考点三 金属矿物的开发和利用1．金属在自然界中存在的形态除了金、铂等极少数金属外，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：Mn＋＋ne－===M。3．金属冶炼的一般步骤4．金属冶炼方法(1)热分解法例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋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。(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＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O。④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3。(3)电解法冶炼金属例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)29\n4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。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，熔融会消耗大量电能，成本较高。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。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。(2)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是________。答案 引燃作用(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。题组一 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( )A．制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛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%的铜答案 B解析 A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。2．2022年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂。工业上冶炼钼的化学原理为29\n①2MoS2＋7O22MoO3＋4SO2；②MoO3＋2NH3·H2O===(NH4)2MoO4＋H2O；③(NH4)2MoO4＋2HCl===H2MoO4↓＋2NH4Cl；④H2MoO4MoO3＋H2O；⑤用还原剂将MoO3还原成金属钼。则下列说法正确的是( )A．MoS2煅烧产生的尾气可直接排入空气中B．MoO3是金属氧化物，也是碱性氧化物C．H2MoO4是一种强酸D．利用H2、CO和铝分别还原等量的MoO3，所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2答案 D解析 A项，MoS2煅烧产生的SO2是大气污染物，不能直接排入空气，A不正确；B项，MoO3和氨水反应表现出酸性氧化物的性质，B不正确；C项，H2MoO4不溶于水，受热易分解，不是强酸，C不正确；D项，还原1molMoO3需要6mol电子，消耗H2、CO、Al的物质的量分别为∶∶＝3∶3∶2，D正确。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20gA全部溶于0.15L6.0mol·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1.12L(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________。(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0.15L，则该溶液中c(Mg2＋)为__________，c(Fe2＋)为__________。答案 (1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O；29\nMgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(4)0.67mol·L－1 2.3mol·L－1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＋2AlAl2O3＋2Fe，所以产物中单质B为Fe。(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＋===3Fe2＋。(4)假设步骤②用去的20g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40g·mol－1x＋160g·mol－1x＝20g，解得：x＝0.1mol。根据MgO～MgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0．1mol÷0.15L＝0.67mol·L－1。步骤④说明溶液中没有Fe3＋，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl－不变的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于＝0.45mol，所以，FeCl2的浓度为＝2.3mol·L－1。4．某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃660205415351462沸点/℃246729802750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：________(填“合理”或“不合理”)。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是__________，反应的离子方程式为________________________________。29\n(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是________(填序号)。A．浓硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氢氧化钠溶液答案 (1)合理 (2)NaOH溶液 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)B解析 (1)这种解释是合理的，它体现了铝热反应的特点之一——放热较多，并且结合了表格中提供的熔点数据。(2)区别某固体是不是纯铝，只要加入足量的NaOH溶液就可以了，因为纯铝将完全溶解，若含有铁则有固体剩余(铁与NaOH溶液不反应)。相应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑。(3)铁铝熔融物在一定条件下与浓硫酸或稀硝酸反应，会产生有毒气体，而且消耗两种酸的量又多；熔融物中铁不能与氢氧化钠溶液反应。答案为B。5．用铝热反应还原下列物质，制得金属各1mol时，消耗铝最少的是( )A．MnO2B．Cr2O3C．V2O5D．Fe3O4答案 D1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”(1)将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中，观察Mg(OH)2沉淀的生成(√)(2022·广东理综，10B)(2)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应(√)(2022·广东理综，10B)(3)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg(×)(2022·江苏，7⑤改编)(4)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱(√)(2022·江苏，8D)(5)实验Ⅳ：放置一段时间后，饱和CuSO4溶液中出现蓝色晶体(√)(2022·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。29\n(6)四川灾区重建使用了大量钢材，钢材是合金(√)(2022·广东，5②)(7)合金材料中可能含有非金属元素(√)(2022·山东理综，9A)(8)金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体(×)(2022·山东理综，9A)解析 有的非金属材料也能导电，如石墨。2．(2022·山东理综，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．三者的单质放置在空气中均只生成氧化物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 C解析 A项，Fe、Cu对应的氧化物都是碱性氧化物，而Al对应的氧化物Al2O3属于两性氧化物，故A错误；B项，Al、Fe放置在空气中生成氧化物Al2O3、Fe2O3，而Cu放置在空气中会生成Cu2(OH)2CO3(铜绿)，故B错误；C项，制备AlCl3、FeCl3、CuCl2若直接蒸干会由于盐水解生成氢氧化物和HCl而失败，故C正确；D项，电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上离子的放电顺序为Fe3＋＞Cu2＋＞H＋，析出的物质只有Cu和H2(Fe3＋生成Fe2＋)，故D错误。3．(2022·天津理综，9)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：请回答下列问题：(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________；29\n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_______________________。(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。(5)探究小组用滴定法测定CuSO4·5H2O(Mr＝250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmol·L－1EDTA(H2Y2－)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下：Cu2＋＋H2Y2－===CuY2－＋2H＋写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式w＝______________________________；下列操作会导致CuSO4·5H2O含量的测定结果偏高的是________。a．未干燥锥形瓶b．滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c．未除净可与EDTA反应的干扰离子答案 (1)Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Au、Pt(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋ 不引入杂质，对环境无污染 Fe3＋、Al3＋(3)加热脱水(4)甲 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 乙(5)×100% c解析 根据制备路线可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO429\n、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与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋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＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。根据分析可知滤渣1的主要成分为Pt、Au。(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Fe3＋和Al3＋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。(5)根据题意可知，Cu2＋～H2Y2－，发生反应的EDTA的物质的量为cmol·L－1×b/1000L，所以20mL该溶液中含有的CuSO4的物质的量为cmol·L－1×b/1000L，样品中含有的CuSO4·5H2O的质量为(cmol·L－1×b/1000L×250g·mol－1×5)，所以CuSO4·5H2O的质量分数为×100%。根据CuSO4·5H2O的质量分数表达式可知，未干燥锥形瓶，对CuSO4的物质的量的测定无影响，所以a无影响；滴定终点时滴定管的尖嘴部分产生气泡，则实际消耗的EDTA溶液的体积比读出来的数值大，即b值偏小，所以CuSO4·5H2O含量偏低；若未除净可与EDTA反应的离子，则消耗的EDTA溶液的体积偏大，即b值偏大，CuSO4·5H2O的含量偏高，C项正确。4．(2022·重庆理综，27)氯离子插层镁铝水滑石[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]是一种新型离子交换材料，其在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。现用下图装置进行实验确定其化学式(固定装置略去)。29\n(1)Mg2Al(OH)6Cl·xH2O热分解的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________。(2)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为__________(按气流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是____________。装置连接后，首先要进行的操作的名称是____________。(3)加热前先通N2排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2的作用是________、________等。(4)完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x＝__________。若取消冷却玻管B后进行实验，测定的x值将________(填“偏高”或“偏低”)。(5)上述水滑石在空气中放置时易发生反应生成[Mg2Al(OH)6Cl1－2y·(CO3)y·zH2O]，该生成物能发生类似的热分解反应。现以此物质为样品，用(2)中连接的装置和试剂进行实验测定z，除测定D的增重外，至少还需测定__________。答案 (1)2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑(2)a—e—d—b 吸收HCl气体 检查气密性(3)将分解产生的气体全部带入装置C、D中完全吸收 防止产生倒吸(合理答案均给分)(4)3 偏低(5)装置C的增重及样品质量(样品质量及样品分解后残余物质量或装置C的增重及样品分解后残余物质量)解析 (1)由已知确定反应物、生成物，条件是高温。2[Mg2Al(OH)6Cl·xH2O]4MgO＋Al2O3＋2HCl↑＋(5＋2x)H2O↑由原子守恒配平，先Al2O3、MgO、HCl，后由O配平H2O的化学计量数(5＋2x)。(2)C中NaOH吸收HCl，D中浓H2SO4吸收H2O，故先通入D(浓H2SO4)，再通入NaOH溶液，反之先通入NaOH溶液又带出水蒸气，使结果不准，故连接顺序为a、e、d、b。(3)连接装置后，首先检查装置气密性，持续通入N2，可将整套装置中产生的气体全部赶入C、D，同时又避免产生倒吸现象。(4)C增重为吸收的HCl，29\nn(HCl)＝＝0.1mol。D增重为吸收的H2O，n(H2O)＝＝0.55mol。根据化学方程式关系可得2HCl～(5＋2x)H2O，即2∶(5＋2x)＝0.1mol∶0.55molx＝3若取消冷却玻管B后进行实验，气体温度过高将损失水蒸气，使测定结果偏低。(5)至少还需测定装置C的增重和样品的质量等。1．2022年日本地震，导致福岛第一核电站引发的核危机。核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳，第二层护罩是压力仓，第三层护罩是用最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。下列叙述错误的是( )A．锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物B．钢的硬度和熔沸点都高于纯铁C．锆锡合金和钢属于金属材料，混凝土属于传统的硅酸盐材料D．在高温下，钢和水蒸气可发生反应产生氢气答案 B解析 钢是铁碳合金，其硬度大于纯铁，但熔点低于纯铁。2．下列有关金属及其化合物的说法正确的是( )A．碱金属从上到下熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大，硬度逐渐减小B．第三周期的金属元素从左到右金属性逐渐减小，硬度逐渐减小C．钠既是常见金属，又是轻金属，过氧化钠可作供氧剂D．明矾是一种净水剂，经它净化过的水不需再消毒杀菌答案 C解析 碱金属从上到下熔沸点逐渐降低；第三周期的金属元素从左到右硬度逐渐增大；明矾净水是除去水中的悬浮颗粒和杂质，使水澄清，但不能杀菌消毒。3．下列说法正确的是( )29\nA．所有不锈钢都只含有金属元素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答案 D解析 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。4．下列制备金属单质的方法或原理正确的是( )A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu答案 B解析 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NaCl的方法；制备单质Cu用热还原法。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( )A．这里的“另一种反应物”具有还原性B．CuH可作氧化剂、还原剂C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃烧)D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常温)答案 C解析 C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。6．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( )A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，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，得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿答案 D解析 A项反应后应将反应后液体倒入盛水的烧杯中；B项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛装氯气的集气瓶中；C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。7．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：29\n方案Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物测定剩余固体的质量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Ⅱ更便于实施答案 B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正确。8．(2022·安徽理综，12)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＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．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合金的腐蚀性减弱答案 D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；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；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。9．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98g(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。29\n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Cu2O和CuOB．图1整个过程中共生成0.26gH2OC．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AD．图2中绘制错误的曲线共2条答案 D解析 0.98gCu(OH)2的物质的量为0.01mol，若全部生成CuO，则质量为0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a点是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b点是Cu2O，A错误。根据化学方程式4CuO2Cu2O＋O2↑，过程中有氧气产生，B错误。CuO和其所含铜元素的质量关系(以CuO的质量为10g计算)为10gCuO中含8g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。10．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：NaCuAlFe熔点(℃)97.510836601535沸点(℃)883259522003000根据以上数据判断其中不能形成合金的是( )29\nA．Cu和AlB．Fe和CuC．Fe和NaD．Al和Na答案 C解析 两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。11．碱式碳酸铜可表示为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O，测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：①写出xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学方程式：_____________________________________________________________________________________；②实验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是________________________________________________(填入仪器接口字母编号)；(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)③称取23.9g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为________g，化学式为_________________；(铜的相对原子质量按63.5计算)(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行并请说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案 (1)①xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O②a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l③1.8 CuCO3·Cu(OH)2·H2O29\n(2)可行，根据反应xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O↑，以及碱式碳酸铜样品、CuO、CO2和H2O的质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成解析 (1)①碱式碳酸铜与H2的反应，可以理解成碱式碳酸铜在加热条件下分解成CuO、CO2和H2O，CuO与H2在加热条件下生成Cu和H2O，所以xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与H2反应的化学方程式为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O＋(x＋y)H2(x＋y)Cu＋(x＋2y＋z)H2O＋xCO2。②本实验需要解决及注意的几个问题是：a．H2在与碱式碳酸铜反应之前，先用盛水的洗气瓶除去HCl杂质，再用盛浓H2SO4的洗气瓶除去水蒸气。b．H2与碱式碳酸铜反应后，应先用盛浓H2SO4的洗气瓶吸收并测量反应生成水的质量，再用盛碱石灰的U形管来吸收并测量生成CO2的质量。c．为防止空气中的CO2及水蒸气被盛碱石灰的U形管吸收，最后应再加一个盛碱石灰的干燥管。综合考虑以上问题，可决定仪器的连接顺序是：a→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→l③ⅰ：n(CO2)＝＝0.1mol，所以样品中：n(CuCO3)＝0.1mol；ⅱ：反应后Cu的质量为12.7g，则n(Cu)＝＝0.2mol，根据铜元素守恒，则有样品中n[Cu(OH)2]＝0.2mol－0.1mol＝0.1mol；ⅲ：样品中结晶水的物质的量：n(H2O)＝－0.1mol－0.2mol＝0.1mol，所以样品中结晶水的质量为18g·mol－1×0.1mol＝1.8g；样品的化学式为CuCO3·Cu(OH)2·H2O。(2)可以，由于N2与CuO不反应，通过实验测得样品的质量、反应后生成的CuO的质量、CO2的质量及H2O的质量，经化学计算可确定x、y、z的值。12．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。29\n填写下面空白：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①____________、②____________、③____________、④____________、⑤____________。(2)写出①处发生反应的离子方程式_________________________________________________________________________________________________________；写出③处发生反应的化学方程式_______________________________________。(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红________________________________________________________________；氧化铜___________________________________________________________。答案 (1)①铁屑 ②稀硫酸 ③稀硝酸 ④氢氧化钠⑤氢氧化钠(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3 用作红色颜料 用作制造铜盐的原料解析 (1)本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3＋、Cu2＋、Au3＋，因此首先加入废铁屑将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能将其分离，Cu2＋和Fe2＋分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。(2)由于废水显酸性，又含有Cu2＋、Au3＋、Fe3＋，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋3Fe＋2Au3＋===2Au＋3Fe2＋2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。(3)铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。13．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是______________(用化学方程式表示)。29\n(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：__________________________________。(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。A．适量的NaNO3B．适量的HNO3C．适量的H2O2(4)若B溶液的体积为0.2L，电解B溶液一段时间后溶液的pH由2变为1(体积变化忽略不计)，此时电解过程中转移电子的物质的量是________。(5)取5.0g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式：________________，e点对应物质的化学式为________(计算过程略去)。答案 (1)＋1 Cu2S＋O22Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O(3)C(4)0.018mol(5)CuSO4·H2OCuSO4＋H2O Cu2O解析 (1)Cu2S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应原理为Cu2S＋O22Cu＋SO2。(2)生成的红色物质为Cu，Cu2O与硫酸发生氧化还原反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。(4)根据2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑(转移4e－)，电解后生成的n(H2SO4)＝n(H＋)＝×(0.1mol·L－1－0.01mol·L－1)×0.2L＝0.009mol，故转移电子的物质的量为0.018mol。(5)设258℃时反应前后固体的摩尔质量为M1g·mol－1、M2g·mol－129\n，则5.00∶3.56∶3.20＝250∶M1∶M2，解得M1＝178，M2＝160。对应的固体分别为CuSO4·H2O、CuSO4，故258℃时发生反应的化学方程式为CuSO4·H2OCuSO4＋H2O。同理可以推断d处物质为1.60gCuO，而e处物质的质量为1.44g，为0.01molCu2O。14．已知某混合金属粉末中，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol·L－1硫酸、2mol·L－1硝酸、2mol·L－1NaOH溶液、20%KSCN溶液。完成以下实验探究过程：(1)提出假设假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有________元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。(2)设计实验方案基于假设3，设计出实验方案(不需在答题卡上作答)(3)实验过程根据(2)的实验方案，叙述实验操作，预期现象和结论。编号实验操作预期现象与结论①②③④答案 (1)Cu Fe(答案顺序可交换)29\n(3)编号实验操作预期现象与结论①用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静置，弃去上层清液，剩余固体备用。样品部分溶解，并有气体放出。②往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用。固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁。③在试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液。溶液先变成黄色，加KSCN后显血红色，结合②可知，一定含铁。④往②剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液。固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜。解析 考查学生对元素化合物性质的掌握；考查学生对物质进行检验的实验技能和对实验室常用仪器的主要用途和使用方法的了解；考查学生设计实验方案的能力和对常见物质进行分离、提纯和检验的能力；考查学生运用相关知识进行综合分析的方法，以及运用正确的化学术语与文字等表达分析解决问题的过程，并做出合理解释的能力。15.某学习小组用如图所示装置测定铝镁合金中铝的质量分数和铝的相对原子质量。(1)A中试剂为________。(2)实验前，先将铝镁合金在稀酸中浸泡片刻，其目的是________________________________________________________________________。(3)检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，需进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂。上述操作的顺序是________(填序号)；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应______________。29\n(4)B中发生反应的化学方程式为___________________________________________________________________________________________________________。(5)若实验用铝镁合金的质量为ag，测得氢气体积为bmL(已换算为标准状况)，B中剩余固体的质量为cg，则铝的相对原子质量为____________。(6)实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得铝的质量分数将__________(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。答案 (1)NaOH溶液 (2)除去铝镁合金表面的氧化膜(3)①④③② 使D和C的液面相平(4)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(5) (6)偏小解析 (1)观察实验装置图可知是用定量集气法完成实验目的，故A中应盛NaOH溶液，在B中发生反应2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。(2)目的是除去铝镁合金表面的氧化膜。(3)正确顺序应为①④③②；为使C中气体的压强与外界大气压相等，还应使D与C的液面相平。(5)据2Al ～ 3H22mol3mol 得M(Al)＝(6)据w(Al)＝×100%的计算公式可知未洗涤不溶物会造成铝的质量分数偏小。29
