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备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第3章金属及其化合物第13讲铜金属材料和金属的冶炼（附解析）
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这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第3章金属及其化合物第13讲铜金属材料和金属的冶炼（附解析），共6页。试卷主要包含了下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·广东梅州期末)下列说法正确的是( )
A.常温下,可用浓盐酸与二氧化锰混合制取氯气
B.铝制餐具可用来蒸煮碱性食物
C.Fe(OH)2在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3
D.青铜是我国使用最早的合金材料,也是目前世界上使用量最大的合金
2.下表中金属的冶炼原理与方法错误的是( )
3.(2023·广东梅州联考)有一种优良的磁性合金材料,经查阅相关资料得知:主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片,进行如下探究性实验,其中现象、结论均正确的是( )(已知:Si不和盐酸反应)
4.下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲除去废铜屑表面的油污
B.用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C.用装置丙过滤得到CuSO4溶液
D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O
5.(2024·河北衡水名校联考)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Fe3+对该反应有催化作用
B.该过程中的Fe3+可由Fe(NO3)3提供
C.可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe2+与Fe3+
D.制备CuCl2的总反应为2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O
6.某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:
下列说法正确的是( )
A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜
B.实验2中生成红色物质的离子方程式为Al+Cu2+Al3++Cu
C.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因
D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 ml·L-1的盐酸和硫酸溶液反应,后者更剧烈
层次2综合性
7.(2023·广东广州二中三模)下图为铝的生产原理示意图,下列相关说法不正确的是( )
A.冰晶石用作助熔剂
B.氧化铝属于过渡晶体
C.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D.铝在工业上是一种很好的还原剂
8.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∶3
B.利用途径③制备16 g硫酸铜,消耗硫酸的物质的量为0.1 ml
C.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=③
D.与途径①③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想
9.NiS具有热胀冷缩的特性,可掺杂在精密测量仪器中,以抵消仪器的热胀冷缩。已知NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S,实验室模拟工业制备NiS,下列说法错误的是( )
A.甲装置反应生成的N2,可用于排除乙、丙、丁装置中的空气
B.乙装置利用强酸制弱酸原理制得H2S气体
C.丙装置滴加稀硫酸的目的是抑制Ni2+水解产生Ni(OH)2,以提高NiS的纯度
D.在丙装置前后各接一个丁装置,分别用于干燥和尾气吸收
10.(2024·陕西渭南模拟)一种利用废铜渣(主要成分CuO,还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3
B.“沉铁”时发生反应的离子方程式为Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:N、H+、Cu2+
11.某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3,以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。
下列说法不正确的是( )
A.每生成1 ml Cu3N,转移的电子为6 ml
B.“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用
C.加入NH4HCO3溶液需控制温度以防止NH4HCO3分解
D.由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧
12.以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)为原料,采用湿法冶金制备精铋的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”工序中不是都发生氧化还原反应
B.“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO2
C.“浸出”产生S的主要离子反应为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S
D.“再生液”可以加入“浸出”操作中循环利用
层次3创新性
13.实验室以含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CO、BaO和SiO2)为原料,制备NixOy和CCO3的工艺流程如图所示。
已知:25 ℃时,Ksp[C(OH)2]=2.0×10-15。下列说法正确的是( )
A.“滤渣Ⅰ”中含SiO2和BaSO4
B.“氧化”“调pH”时均需加过量的试剂
C.“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体再从下口放出
D.“沉钴”开始时,若溶液中的c(C2+)=0.02 ml·L-1,为防止生成C(OH)2,应控制溶液pH>7.5
14.铜及其化合物在工农业生产领域有着重要的用途,氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
【查阅资料】ⅰ.氯化铜:从水溶液中结晶时,在15 ℃以下得到四水物,在15~25.7 ℃得到三水物,在26~42 ℃得到二水物,在42 ℃以上得到一水物,在100 ℃得到无水物。
(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)制备氯化铜。
①按气流方向连接各仪器接口的顺序是a→ 、 → 、 → 、 → 。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先 后 。
(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路板时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,写出该反应的化学方程式: 。
(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl2·2H2O,进行如下操作:
①首先向溶液中加入H2O2溶液,然后加试剂X用于调节pH,过滤,除去杂质,X可选用下列试剂中的 (填字母)。
a.NaOH b.NH3·H2O
c.CuOd.CuSO4
②要获得纯净CuCl2·2H2O晶体的操作步骤:向①所得滤液中加少量盐酸,蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(4)用CuCl2·2H2O为原料制备CuCl时,发现产物中含有少量的CuCl2或CuO杂质,若杂质是CuCl2,则产生的原因是 。
第13讲 铜、金属材料和金属的冶炼
1.C 解析 浓盐酸与二氧化锰混合加热反应制取氯气,A错误;铝能和碱性物质反应,铝制餐具不可用来蒸煮碱性食物,B错误;二价铁具有还原性,Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化成红褐色的Fe(OH)3,C正确;青铜是我国使用最早的合金材料,而目前世界上使用量最大的合金是铁合金,D错误。
2.C 解析 Hg是不活泼的金属,制取原理反应为2HgO2Hg+O2↑,该反应的基本类型是热分解反应,A正确;Al是活泼金属,通常采用电解的方法冶炼,为降低Al2O3熔化时的温度,要加入助熔剂冰晶石,B正确;制取活泼金属Na要采用电解熔融NaCl的方法:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,C错误;在工业上通常是采用还原剂CO在高温下还原Fe2O3等含铁化合物的方法冶炼Fe,反应原理为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,D正确。
3.D 解析 Cu、Si均不和盐酸反应,加盐酸有少量固体不溶,可能是Si,不一定有Cu,A错误;Mg、Al、Fe均可与盐酸反应产生气体,B错误;加入盐酸溶解后,取上层清液,滴入过量氨水,生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀,也可能是氢氧化镁,C错误;铁单质与稀硝酸反应会生成铁离子,KSCN溶液遇铁离子呈红色,所以实验可以证明含有铁元素,D正确。
4.D 解析 碳酸钠溶液显碱性,热的Na2CO3溶液可以除去铜屑表面的油污,A正确;在稀硫酸存在的条件下,铜与H2O2发生反应得到硫酸铜,B正确;装置丙为过滤装置,过滤可以除去难溶杂质,得到硫酸铜溶液,C正确;用装置丁蒸干溶液得到的是硫酸铜固体,而不是CuSO4·5H2O,D错误。
5.B 解析 依据题图可知,Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,Fe2+与O2、H+反应生成Fe3+和H2O,则Fe3+作催化剂,A正确;Fe(NO3)3溶液中的N在酸性环境下能够氧化Cu,本身被还原为NO,NO会引起空气污染,B错误;K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2+反应生成蓝色沉淀,故可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3+与Fe2+,C正确;依据题图可知,Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,Fe2+与O2、H+反应生成Fe3+和H2O,将两步反应合并可得2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O,D正确。
6.C 解析 Al比Cu活泼,A错误;B项中离子方程式不符合电荷守恒规律,B错误;比较实验1、实验2可知二者的不同之处为二者中阴离子分别含有S、Cl-,故二者现象不同是由于二者所含阴离子种类不同,C正确;由C项可知S能使反应速率变慢,故Al与盐酸反应更剧烈,D错误。
7.C 解析 冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂,A正确;氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征,因此被称为过渡晶体,B正确;工业上电解熔融的氧化铝,得到金属铝和氧气,而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜,C错误;Al为活泼金属,冶金工业中常作还原剂,D正确。
8.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0.2ml,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。
9.D 解析 由于NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S,可利用甲装置反应生成的N2排除体系的空气,A正确;乙装置利用强酸制弱酸原理制得H2S气体,B正确;丙装置滴加稀硫酸的目的是抑制Ni2+水解产生Ni(OH)2,以提高NiS的纯度,C正确;气体在进入丙装置前不需要干燥,D错误。
10.D 解析 废铜渣(主要成分CuO,还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)在“酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁,SiO2不溶于H2SO4,所以滤渣的成分是SiO2,滤液中加过量氨水“沉铁”除去Fe3+,铜离子转化为[Cu(NH3)4]2+,向所得滤液通二氧化硫“沉铜”,过滤出产生的CuNH4SO3沉淀,加稀硫酸转化,+1价铜发生歧化反应得到铜离子和Cu。“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2,故A错误;NH3·H2O是弱碱,在离子方程式中不能拆,故B错误;“沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2+和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀,铜元素化合价降低,则发生氧化还原反应,不为复分解反应,故C错误;转化时,CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应,得到铜离子和Cu,结合元素守恒可知,“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子有N、H+、Cu2+,故D正确。
11.A 解析 矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3,以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2,“酸浸”时SiO2不反应,故“滤渣A”是SiO2,“滤液B”中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+,加“物质C”过滤,“滤渣D”最终转化为Cu3N,滤液最终转化为氧化铁,所以“滤液E”中含有Fe2+,“滤渣D”为Cu和多余的Fe,“物质C”应该为铁粉,“滤渣D”加酸溶解,过滤,得到的“滤液G”中含Fe2+,“滤渣F”为Cu;“滤液E”中含有Fe2+与碳酸氢铵反应生成FeCO3,在空气中煅烧FeCO3得到Fe2O3。Cu转化为Cu3N,Cu的化合价升高为+1价,则每生成1mlCu3N转移的电子为3ml,A错误;“滤液G”中含Fe2+,“滤液E”中也含有Fe2+,所以“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用,B正确;温度太高时会促进NH4HCO3分解,故需控制温度以防止NH4HCO3分解,C正确;通过过滤操作把FeCO3从溶液中分离出来,再进行洗涤、干燥,然后在空气中煅烧FeCO3可得到Fe2O3,D正确。
12.A 解析 “浸出”“置换”“再生”“电解精炼”工序中都发生氧化还原反应,A错误;盐酸能与PbO2反应生成PbCl2和氯气,故“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO2,B正确;“浸出”时Bi2S3和FeCl3反应生成FeCl2、BiCl3和S沉淀,反应的离子方程式为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S,C正确;“再生液”是氯气和氯化亚铁反应生成的氯化铁溶液,“浸出”操作中需要加入氯化铁溶液,D正确。
13.A 解析 向含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CO、BaO和SiO2)中加入稀硫酸“酸浸”,过滤分离出“滤渣Ⅰ”的主要成分为SiO2和BaSO4,滤液中含有NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CSO4,加入氧化剂H2O2氧化FeSO4,加入Na2CO3调节pH使Fe2(SO4)3等转化为含铁元素的沉淀过滤除去,再加入有机萃取剂,振荡、静置、分液得到含NiSO4的“有机层”和含有CSO4的水层溶液,向含有CSO4的溶液中加入碳酸氢钠,使C2+转化为CCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥得到CCO3;对含NiSO4的“有机层”进行一定操作得到NiSO4溶液,该溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O晶体,再进行一定操作可得到NixOy。“滤渣Ⅰ”的主要成分是SiO2和BaSO4,A正确;“调pH”过程中,Na2CO3不能过量,否则C2+和Ni2+会与碳酸根离子反应生成沉淀而损失,B错误;“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体应从上口倒出,C错误;当恰好刚生成C(OH)2时c(OH-)=ml·L-1=1×10-6.5ml·L-1,常温下c(H+)=ml·L-1=1×10-7.5ml·L-1,即pH=7.5,则为了防止沉钴时生成C(OH)2,常温下应控制溶液pH<7.5,D错误。
14.答案 (1)①d e h i f g b ②A D
(2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2
(3)①c ②冷却到26~42 ℃结晶 过滤
(4)加热温度低(或加热时间不够)
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg+O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
电解法
C
2NaCl(溶液)2Na+Cl2↑
电解法
D
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
热还原法
选项
实验方案
现象
结论
A
加入过量盐酸充分反应
有少量固体不溶
含有金属铜
B
加入过量盐酸充分反应
有气体产生
含有金属镁
C
加入盐酸溶解后,取上层清液,滴入过量氨水
产生白色沉淀
含有金属铝
D
用盐酸溶解后滴加少量氯水,再加入KSCN溶液
溶液呈红色
含有铁元素
1.(2023·广东梅州期末)下列说法正确的是( )
A.常温下,可用浓盐酸与二氧化锰混合制取氯气
B.铝制餐具可用来蒸煮碱性食物
C.Fe(OH)2在空气中易被氧化成红褐色的Fe(OH)3
D.青铜是我国使用最早的合金材料,也是目前世界上使用量最大的合金
2.下表中金属的冶炼原理与方法错误的是( )
3.(2023·广东梅州联考)有一种优良的磁性合金材料,经查阅相关资料得知:主要成分是Al—Cu—Mg—Fe—Si合金。现取几小块合金碎片,进行如下探究性实验,其中现象、结论均正确的是( )(已知:Si不和盐酸反应)
4.下列由废铜屑制取CuSO4·5H2O的实验原理与装置不能达到实验目的的是( )
A.用装置甲除去废铜屑表面的油污
B.用装置乙在加热的条件下溶解废铜屑
C.用装置丙过滤得到CuSO4溶液
D.用装置丁蒸干溶液获得CuSO4·5H2O
5.(2024·河北衡水名校联考)向铜屑、稀盐酸和铁盐的混合溶液中持续通入空气可制备氯化铜。其反应过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A.Fe3+对该反应有催化作用
B.该过程中的Fe3+可由Fe(NO3)3提供
C.可用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe2+与Fe3+
D.制备CuCl2的总反应为2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O
6.某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应:
下列说法正确的是( )
A.由实验1可以得出结论:金属铝的活泼性弱于金属铜
B.实验2中生成红色物质的离子方程式为Al+Cu2+Al3++Cu
C.溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因
D.由上述实验可推知:用砂纸打磨后的铝片分别与H+浓度均为0.2 ml·L-1的盐酸和硫酸溶液反应,后者更剧烈
层次2综合性
7.(2023·广东广州二中三模)下图为铝的生产原理示意图,下列相关说法不正确的是( )
A.冰晶石用作助熔剂
B.氧化铝属于过渡晶体
C.金属铁、铜的冶炼方法与铝类似
D.铝在工业上是一种很好的还原剂
8.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∶3
B.利用途径③制备16 g硫酸铜,消耗硫酸的物质的量为0.1 ml
C.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=③
D.与途径①③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想
9.NiS具有热胀冷缩的特性,可掺杂在精密测量仪器中,以抵消仪器的热胀冷缩。已知NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S,实验室模拟工业制备NiS,下列说法错误的是( )
A.甲装置反应生成的N2,可用于排除乙、丙、丁装置中的空气
B.乙装置利用强酸制弱酸原理制得H2S气体
C.丙装置滴加稀硫酸的目的是抑制Ni2+水解产生Ni(OH)2,以提高NiS的纯度
D.在丙装置前后各接一个丁装置,分别用于干燥和尾气吸收
10.(2024·陕西渭南模拟)一种利用废铜渣(主要成分CuO,还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3
B.“沉铁”时发生反应的离子方程式为Fe3++3OH-Fe(OH)3↓
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:N、H+、Cu2+
11.某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3,以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。
下列说法不正确的是( )
A.每生成1 ml Cu3N,转移的电子为6 ml
B.“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用
C.加入NH4HCO3溶液需控制温度以防止NH4HCO3分解
D.由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧
12.以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含少量杂质PbO2等)为原料,采用湿法冶金制备精铋的工艺流程如下,下列说法错误的是( )
A.“浸出”“置换”“再生”“电解精炼”工序中不是都发生氧化还原反应
B.“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO2
C.“浸出”产生S的主要离子反应为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S
D.“再生液”可以加入“浸出”操作中循环利用
层次3创新性
13.实验室以含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CO、BaO和SiO2)为原料,制备NixOy和CCO3的工艺流程如图所示。
已知:25 ℃时,Ksp[C(OH)2]=2.0×10-15。下列说法正确的是( )
A.“滤渣Ⅰ”中含SiO2和BaSO4
B.“氧化”“调pH”时均需加过量的试剂
C.“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体再从下口放出
D.“沉钴”开始时,若溶液中的c(C2+)=0.02 ml·L-1,为防止生成C(OH)2,应控制溶液pH>7.5
14.铜及其化合物在工农业生产领域有着重要的用途,氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。
【查阅资料】ⅰ.氯化铜:从水溶液中结晶时,在15 ℃以下得到四水物,在15~25.7 ℃得到三水物,在26~42 ℃得到二水物,在42 ℃以上得到一水物,在100 ℃得到无水物。
(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)制备氯化铜。
①按气流方向连接各仪器接口的顺序是a→ 、 → 、 → 、 → 。
②本套装置有两个仪器需要加热,加热的顺序为先 后 。
(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成,刻制印刷电路板时,要用FeCl3溶液作为“腐蚀液”,写出该反应的化学方程式: 。
(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的CuCl2·2H2O,进行如下操作:
①首先向溶液中加入H2O2溶液,然后加试剂X用于调节pH,过滤,除去杂质,X可选用下列试剂中的 (填字母)。
a.NaOH b.NH3·H2O
c.CuOd.CuSO4
②要获得纯净CuCl2·2H2O晶体的操作步骤:向①所得滤液中加少量盐酸,蒸发浓缩、 、 、洗涤、干燥。
(4)用CuCl2·2H2O为原料制备CuCl时,发现产物中含有少量的CuCl2或CuO杂质,若杂质是CuCl2,则产生的原因是 。
第13讲 铜、金属材料和金属的冶炼
1.C 解析 浓盐酸与二氧化锰混合加热反应制取氯气,A错误;铝能和碱性物质反应,铝制餐具不可用来蒸煮碱性食物,B错误;二价铁具有还原性,Fe(OH)2在空气中易被氧气氧化成红褐色的Fe(OH)3,C正确;青铜是我国使用最早的合金材料,而目前世界上使用量最大的合金是铁合金,D错误。
2.C 解析 Hg是不活泼的金属,制取原理反应为2HgO2Hg+O2↑,该反应的基本类型是热分解反应,A正确;Al是活泼金属,通常采用电解的方法冶炼,为降低Al2O3熔化时的温度,要加入助熔剂冰晶石,B正确;制取活泼金属Na要采用电解熔融NaCl的方法:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,C错误;在工业上通常是采用还原剂CO在高温下还原Fe2O3等含铁化合物的方法冶炼Fe,反应原理为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,D正确。
3.D 解析 Cu、Si均不和盐酸反应,加盐酸有少量固体不溶,可能是Si,不一定有Cu,A错误;Mg、Al、Fe均可与盐酸反应产生气体,B错误;加入盐酸溶解后,取上层清液,滴入过量氨水,生成的白色沉淀可能是氢氧化铝沉淀,也可能是氢氧化镁,C错误;铁单质与稀硝酸反应会生成铁离子,KSCN溶液遇铁离子呈红色,所以实验可以证明含有铁元素,D正确。
4.D 解析 碳酸钠溶液显碱性,热的Na2CO3溶液可以除去铜屑表面的油污,A正确;在稀硫酸存在的条件下,铜与H2O2发生反应得到硫酸铜,B正确;装置丙为过滤装置,过滤可以除去难溶杂质,得到硫酸铜溶液,C正确;用装置丁蒸干溶液得到的是硫酸铜固体,而不是CuSO4·5H2O,D错误。
5.B 解析 依据题图可知,Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,Fe2+与O2、H+反应生成Fe3+和H2O,则Fe3+作催化剂,A正确;Fe(NO3)3溶液中的N在酸性环境下能够氧化Cu,本身被还原为NO,NO会引起空气污染,B错误;K3[Fe(CN)6]溶液遇到Fe2+反应生成蓝色沉淀,故可以用K3[Fe(CN)6]溶液区分Fe3+与Fe2+,C正确;依据题图可知,Cu与Fe3+反应生成Fe2+和Cu2+,Fe2+与O2、H+反应生成Fe3+和H2O,将两步反应合并可得2Cu+O2+4HCl2CuCl2+2H2O,D正确。
6.C 解析 Al比Cu活泼,A错误;B项中离子方程式不符合电荷守恒规律,B错误;比较实验1、实验2可知二者的不同之处为二者中阴离子分别含有S、Cl-,故二者现象不同是由于二者所含阴离子种类不同,C正确;由C项可知S能使反应速率变慢,故Al与盐酸反应更剧烈,D错误。
7.C 解析 冰晶石在电解铝工业中常用作助熔剂,A正确;氧化铝的晶体结构具有某些过渡金属的特征,因此被称为过渡晶体,B正确;工业上电解熔融的氧化铝,得到金属铝和氧气,而工业上用热还原法来冶炼金属铁、铜,C错误;Al为活泼金属,冶金工业中常作还原剂,D正确。
8.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0.2ml,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。
9.D 解析 由于NiS在有水存在时能被氧气氧化成Ni(OH)S,可利用甲装置反应生成的N2排除体系的空气,A正确;乙装置利用强酸制弱酸原理制得H2S气体,B正确;丙装置滴加稀硫酸的目的是抑制Ni2+水解产生Ni(OH)2,以提高NiS的纯度,C正确;气体在进入丙装置前不需要干燥,D错误。
10.D 解析 废铜渣(主要成分CuO,还有少量Fe2O3、SiO2等杂质)在“酸浸”时CuO、少量Fe2O3与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁,SiO2不溶于H2SO4,所以滤渣的成分是SiO2,滤液中加过量氨水“沉铁”除去Fe3+,铜离子转化为[Cu(NH3)4]2+,向所得滤液通二氧化硫“沉铜”,过滤出产生的CuNH4SO3沉淀,加稀硫酸转化,+1价铜发生歧化反应得到铜离子和Cu。“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2,故A错误;NH3·H2O是弱碱,在离子方程式中不能拆,故B错误;“沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2+和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀,铜元素化合价降低,则发生氧化还原反应,不为复分解反应,故C错误;转化时,CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应,得到铜离子和Cu,结合元素守恒可知,“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子有N、H+、Cu2+,故D正确。
11.A 解析 矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3,以及少量的Fe2O3、FeO和SiO2,“酸浸”时SiO2不反应,故“滤渣A”是SiO2,“滤液B”中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+,加“物质C”过滤,“滤渣D”最终转化为Cu3N,滤液最终转化为氧化铁,所以“滤液E”中含有Fe2+,“滤渣D”为Cu和多余的Fe,“物质C”应该为铁粉,“滤渣D”加酸溶解,过滤,得到的“滤液G”中含Fe2+,“滤渣F”为Cu;“滤液E”中含有Fe2+与碳酸氢铵反应生成FeCO3,在空气中煅烧FeCO3得到Fe2O3。Cu转化为Cu3N,Cu的化合价升高为+1价,则每生成1mlCu3N转移的电子为3ml,A错误;“滤液G”中含Fe2+,“滤液E”中也含有Fe2+,所以“滤液G”可以并入“滤液E”加以利用,B正确;温度太高时会促进NH4HCO3分解,故需控制温度以防止NH4HCO3分解,C正确;通过过滤操作把FeCO3从溶液中分离出来,再进行洗涤、干燥,然后在空气中煅烧FeCO3可得到Fe2O3,D正确。
12.A 解析 “浸出”“置换”“再生”“电解精炼”工序中都发生氧化还原反应,A错误;盐酸能与PbO2反应生成PbCl2和氯气,故“浸出”时盐酸可以还原杂质PbO2,B正确;“浸出”时Bi2S3和FeCl3反应生成FeCl2、BiCl3和S沉淀,反应的离子方程式为6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S,C正确;“再生液”是氯气和氯化亚铁反应生成的氯化铁溶液,“浸出”操作中需要加入氯化铁溶液,D正确。
13.A 解析 向含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CO、BaO和SiO2)中加入稀硫酸“酸浸”,过滤分离出“滤渣Ⅰ”的主要成分为SiO2和BaSO4,滤液中含有NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3、CSO4,加入氧化剂H2O2氧化FeSO4,加入Na2CO3调节pH使Fe2(SO4)3等转化为含铁元素的沉淀过滤除去,再加入有机萃取剂,振荡、静置、分液得到含NiSO4的“有机层”和含有CSO4的水层溶液,向含有CSO4的溶液中加入碳酸氢钠,使C2+转化为CCO3沉淀,过滤、洗涤、干燥得到CCO3;对含NiSO4的“有机层”进行一定操作得到NiSO4溶液,该溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O晶体,再进行一定操作可得到NixOy。“滤渣Ⅰ”的主要成分是SiO2和BaSO4,A正确;“调pH”过程中,Na2CO3不能过量,否则C2+和Ni2+会与碳酸根离子反应生成沉淀而损失,B错误;“萃取”时,待下层液体从分液漏斗下口流出后,上层液体应从上口倒出,C错误;当恰好刚生成C(OH)2时c(OH-)=ml·L-1=1×10-6.5ml·L-1,常温下c(H+)=ml·L-1=1×10-7.5ml·L-1,即pH=7.5,则为了防止沉钴时生成C(OH)2,常温下应控制溶液pH<7.5,D错误。
14.答案 (1)①d e h i f g b ②A D
(2)2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2
(3)①c ②冷却到26~42 ℃结晶 过滤
(4)加热温度低(或加热时间不够)
选项
冶炼原理
方法
A
2HgO2Hg+O2↑
热分解法
B
2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑
电解法
C
2NaCl(溶液)2Na+Cl2↑
电解法
D
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
热还原法
选项
实验方案
现象
结论
A
加入过量盐酸充分反应
有少量固体不溶
含有金属铜
B
加入过量盐酸充分反应
有气体产生
含有金属镁
C
加入盐酸溶解后,取上层清液,滴入过量氨水
产生白色沉淀
含有金属铝
D
用盐酸溶解后滴加少量氯水,再加入KSCN溶液
溶液呈红色
含有铁元素
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