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新教材(广西专版)高考化学一轮复习第3章第3讲铝、镁、铜、金属材料及金属矿物的开发利用课件
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这是一份新教材(广西专版)高考化学一轮复习第3章第3讲铝、镁、铜、金属材料及金属矿物的开发利用课件，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础增分策略，增素能精准突破，研专项前沿命题，明考向真题演练，课程标准，2冶炼方法，答案B，思路指导，答案D等内容，欢迎下载使用。
1.了解常见金属的冶炼方法。2.能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属的冶炼等)对社会发展的价值,以及对环境的影响。3.结合实例认识金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质的性质、实现物质转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
一、铝及其化合物1.从原子结构角度认识铝的化学性质铝在元素周期表中处于第 三 周期、第 ⅢA 族,其原子结构示意图为 ,原子最外层有3个电子,在反应中易 失去 电子,表现出 还原 性。
写出图中有关反应的化学方程式:
2.氧化铝的性质及用途(1)化学性质(写出化学方程式)
(2)重要用途①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝:
3.氢氧化铝(1)化学性质(写出离子方程式)
(2)制备方法(写离子方程式)①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水:②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2:
4.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3,并冶炼金属铝的两种工艺流程:
应用提升 (1)对两性氧化物的理解①像Al2O3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫做两性氧化物。②“两性”是指既具有酸性氧化物的性质(能与碱反应生成盐和水),又具有碱性氧化物的性质(能与酸反应生成盐和水)。(2)认识两性氢氧化物①像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,叫做两性氢氧化物。②从电离角度认识Al(OH)3的两性,有两种电离方式:Al(OH)3 Al3++3OH-(碱式电离)、Al(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+(酸式电离)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和Al2O3均能与一些酸、碱反应。( √ )(2)氧化铝的硬度大,故常用于制造耐火材料。( × )(3)氢氧化铝能与盐酸反应,故可用于中和过多胃酸。( √ )
二、镁及其化合物1.镁的化学性质
2.MgO和Mg(OH)2的化学性质(1)MgO是碱性氧化物,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 MgO+2H+ === Mg2++H2O 。 (2)Mg(OH)2是一种中强碱,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 。 微点拨氢氧化镁溶解度小于碳酸镁,能发生反应MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑,镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
3.从海水中提取镁(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
微点拨(1)由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2,必须在HCl气流中加热,以防MgCl2水解。(2)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
三、铜及其化合物1.铜及其冶炼方法(1)铜的化学性质
微点拨常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈,发生的反应为2Cu+O2+CO2+H2O === Cu2(OH)2CO3。
2.氧化铜和氧化亚铜
3.氢氧化铜(1)化学性质
(2)应用利用新制的Cu(OH)2检验有机化合物中含有的—CHO,乙醛与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式:
4.两种重要的铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称是碱式碳酸铜,是铜绿的成分,是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果;受热易分解,化学方程式为Cu2(OH)2 CO3 2CuO+H2O+CO2↑。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 胆矾 ,受热分解,蓝色晶体受热转化为白色粉末。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)实验室中常用无水硫酸铜检验酒精中是否含有少量水。( √ )(2)“铜绿”是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( × )(3)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性。( × )(4)除去铜粉中混有的CuO,可加入足量稀硝酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥。( × )
四、金属材料与金属矿物的开发利用1.合金 合金是混合物,没有固定的熔、沸点(1)合金的定义及成分①定义:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)高温熔合而成的具有 金属 特性的物质。 ②成分:一种金属为主,另含一种或几种金属或非金属。
(2)合金的性质及性能
应用提升 (1)合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于其成分金属。(2)合金具有金属的大多共性,合金中成分元素的含量影响着合金的性能。
(3)新型合金及其重要应用①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造,利用了其熔点高、耐高温的性质。
2.常见的金属材料(1)金属材料的分类
(2)几种常见的合金①②
3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形态(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(M表示金属)。
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)金属冶炼的方法(写出相应的化学方程式)
应用提升 “铝热法”是热还原法中的一种,以铝为还原剂,来冶炼熔点较高的金属,一般情况下,该金属的活泼性比铝弱。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)合金是由两种或两种以上的金属熔合而成,不含非金属元素。( × )(2)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业。( √ )(3)工业上采用电解熔融AlCl3和MgO的方法来冶炼铝和镁。( × )(4)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于青铜器。( √ )
考向1.铝、镁及其化合物的性质与应用典例突破用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下列操作步骤中最恰当的组合是( )①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液A.①⑥⑤③B.②③④③C.②③⑤③D.①③⑤③
答案 B解析 若先加盐酸,Mg、Al均溶解,制取Al(OH)3的步骤较多;从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3,加盐酸不容易控制量的多少,故B项操作步骤为最佳顺序。
针对训练1.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A.Al既可用于食品包装,也可用作建筑材料B.Al2O3既可用来冶炼金属Al,也可用作耐火材料C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂,也可用作消毒剂D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物,也可用来制备一些铝盐
答案 C解析 A项,金属铝具有良好的延展性,因此铝可以制成铝箔用于食品包装,金属铝也可用作建筑材料,如铝合金门窗等,正确;B项,电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al,由于Al2O3具有耐高温的性质,也可用作耐火材料,正确;C项,明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后,Al3+能发生水解反应,生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用,可用作净水剂,但Al(OH)3并不具有消毒作用,错误;D项, Al(OH)3能与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,正确。
2. 下列除去杂质的方法不正确的是( )A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到MgO
答案 B解析 Al(OH)3不溶于氨水,故向Al3+和Fe3+的混合溶液中加入过量氨水时,Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。
归纳总结基于铝及其化合物的“两性”,分离提纯含铝物质利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质(括号内为杂质):(1)Mg(Al):加足量NaOH溶液。(2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液。(4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加合适的酸充分溶解。
考向2.铜及其化合物的性质
典例突破(2023广西贺州模拟)表格中,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( )
答案 D解析 稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应,但稀盐酸不能与Cu反应,Ⅰ、Ⅱ有因果关系,A错误;铜表面不能形成致密的氧化膜,B错误;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。
针对训练1.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作不正确且不能达到实验目的的是( )A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色B.将红热的铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成C.将少量葡萄糖加入新制的Cu(OH)2中,加热至沸腾,检验葡萄糖分子中是否含有醛基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 A解析 铜与浓硫酸反应后的溶液中可能剩余浓硫酸,不能加水,A错误。
2. 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1 ml CuS参与反应需消耗2 ml O2B.焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.滤渣中主要为铁的氧化物D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
答案 B解析 焙烧CuS时发生反应2CuS+3O2 2CuO+2SO2,由化学方程式可知,1 ml CuS消耗1.5 ml O2,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+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,C错误;将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+发生水解反应,水解生成的HCl挥发,最终得到Cu(OH)2,无法得到CuCl2,D错误。
归纳总结Cu(OH)2·2CuCO3、Cu(OH)2·CuCO3属于碱式碳酸盐,其化学性质类似于Cu(OH)2、CuCO3。(1)受热易分解生成CuO、CO2和H2O,如Cu(OH)2·2CuCO3 3CuO+2CO2↑+H2O;(2)能与酸反应生成Cu2+、CO2和H2O,如Cu(OH)2·CuCO3+4H+ === 2Cu2++CO2↑+3H2O
典例突破世界冬奥会和冬残奥会中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是( )A.不锈钢是常见的一种合金钢B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素,从而使其具有特殊性能C.不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度,导致合金的硬度变大
答案 C解析 不锈钢一般认为在普通钢中添加了金属元素镍、铬等,不锈钢是常见的一种合金钢,A正确;不锈钢中除含有Fe、Ni、Cr等金属元素外,还含碳元素,使其具有特殊性能,B正确,C错误;不锈钢是一种合金,通过增加原子层之间的相对滑动难度,可提高合金的硬度,D正确。
针对训练1.(2023上海宝山二模)关于生铁和钢的区别正确的是( )A.生铁属于纯净物,钢属于混合物B.生铁比钢的含碳量更高C.生铁比钢弹性更好D.生铁属于铁碳合金,钢也是合金但不含碳
答案 B解析 生铁也是混合物,且含碳量更高。
2.青铜的主要成分是铜和锡,锡的熔点是232 ℃,含锡25%的青铜熔点约为800 ℃,《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔,合两柔则为刚,燔(烧)之则为淖(液体)”。下列说法正确的是( )A.在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀B.合金的熔点一定低于各组分金属的熔点C.铜和锡在元素周期表中均位于第四周期D.“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各成分金属的特点
答案 D解析 要保护钢铁,在和海水构成的原电池中应该让钢铁作正极,金属性比Fe强的金属作负极,但锡的金属性弱于铁的,故A项错误;由题给信息可知青铜的熔点高于锡的,故B项错误;锡位于元素周期表的第五周期,故C项错误;通常合金硬度大于各成分金属硬度,故D项正确。
归纳总结(1)并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其熔点不能相差太大,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则这两种金属不能形成合金。(2)金属与金属(或金属与非金属)形成合金时,要经高温熔合过程,但并未发生化学反应,故合金是混合物,不是化合物。
典例突破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。下列对应关系不正确的是( )A.(Ⅰ)—①B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③D.(Ⅳ)—④
答案 B解析 (Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜,对应方法①,故A正确; (Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜,对应方法③,故B错误;(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属,对应方法③,故C正确;(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法,对应方法④,故D正确。
思路指导依据金属的活动性强弱选择合适的金属冶炼方法。
针对训练1.《天工开物》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )A.金属冶炼方法由金属活动性决定B.熟铁比生铁质地更硬,延展性稍差C.炒铁是为了降低铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工
答案 B解析 活动性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,故A项正确;熟铁比生铁质地软,且延展性好,故B项错误;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,故C项正确;该冶炼方法和近代向铁水中吹空气炼钢一样,都是利用空气中氧气氧化C元素,其原理基本相同,故D项正确。
2.工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O)为原料生产铝,主要包括下列过程:①将粉碎、筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中;②通入足量二氧化碳,在①所得溶液中析出氢氧化铝固体;③高温下使氢氧化铝生成氧化铝;④电解熔融氧化铝生成铝。下列说法不正确的是( )A.步骤①主要反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O === 2[Al(OH)4]-B.步骤②反应的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2 === 2Al(OH)3↓+ +H2OC.步骤③发生的反应属于分解反应D.步骤④中生成27 g金属铝时转移3 ml电子
解析 Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O ===2[Al(OH)4]-,A正确;向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2 ===Al(OH)3↓+ ,B错误;步骤③Al(OH)3受热分解生成Al2O3和H2O,C正确;电解熔融Al2O3时,铝元素由+3价降低到0价,则生成27 g(即1 ml)金属铝时转移3 ml电子,D正确。
金属及其化合物的简单制备流程
例1.(2023湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下。
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是( )A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
思路指导污水中含有Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+,首先加入石灰乳除掉Fe3+和部分Al3+,过滤后,加入Na2S溶液除去其中的Cu2+和Zn2+,再次过滤后得到“出水”。
解析整个流程中要把Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+等除去。在“混合槽Ⅰ”中,将污水与石灰乳混合且调pH=4,根据表格中各金属离子沉淀的pH可知,Fe3+完全沉淀,Al3+部分沉淀,“沉渣Ⅰ”为Fe(OH)3和Al(OH)3,A项正确;S2-为弱酸根离子,水解产生OH-,因此Na2S溶液显碱性,B项正确;“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+ C项正确;“出水”经阴离子交换树脂处理后还含有大量的Na+、Ca2+等,温度升高时易产生大量水垢,因此不可用作工业冷却循环水,D项错误。答案 D
例2. 一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:下列说法错误的是( )A.物质X常选用生石灰B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2 MgCl2+COD.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
解析 “沉镁”是使Mg2+变成氢氧化镁,物质X通常选用生石灰(氧化钙),A项正确;工业上通常用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁,B项正确;根据流程图中步骤“氯化”可知,反应物为碳单质、氯气和氧化镁,产物为氯化镁和一氧化碳,C项正确;“煅烧”后的产物是氧化镁,氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,由于镁离子能发生水解生成Mg(OH)2和HCl,且产生的盐酸易挥发,蒸发氯化镁溶液最终得到氢氧化镁固体,不能得到无水氯化镁,D项错误。答案 D
突破方法 “三步法”突破金属及其化合物的简单制备流程题
针对训练1.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案 B解析 从流程可知,煅烧MgCO3可生成MgO,加入NH4Cl溶液,由于NH4Cl水解使溶液显酸性,因此会发生反应MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O,A项正确;在沉镁过程中加入氨水,由于NH3·H2O易分解,因此该过程不能在较高温度下进行,B项错误;从整个流程可知,沉镁后的滤液中含有NH4Cl,则可循环利用的物质是NH4Cl和NH3,故C项正确; Mg2+、Al3+、Fe3+的分离是利用了它们氢氧化物的Ksp不同,D项正确。
2.(2022山东卷)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是( )A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2~4.2D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
解析 根据流程可知,CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取过程中发生氧化还原反应,所得反应产物为Cu2+、Zn2+、Fe3+、S、H2O,然后通入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,因此过滤得到的固体X中含有S、Fe(OH)3,滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,因为还原性Zn>H2>Cu,因此Cu2+可被高压H2还原为金属Cu,金属Cu可通过过滤分离出来,而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到金属Zn。根据上述分析可知,A项正确;CuS难溶于硫酸溶液,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的压强,可以增大O2氧化S2-的速率,使之更快地转化为S,从而加快沉淀溶解平衡正向移动,促进金属离子的浸出,B项正确;要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C项正确;在溶液中用高压H2还原Cu2+变为金属Cu所发生的反应为H2+Cu2+ 2H++Cu,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,反应向左进行,不利于Cu的生成,D项错误。
1.(2022广东卷)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
答案 B解析 兽骨的主要成分为无机矿物和有机质,A项错误;青铜器中含有铜、锡、铅等金属,是合金材料,B项正确;纸张的主要成分为纤维素,C项错误;液晶显示屏的材料比较复杂,但一定不是合金,D项错误。
2.(2022湖北卷)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是( )A.鎏金工艺利用了汞的挥发性B.鎏金工艺中金发生了化学反应C.鎏金工艺原理可用于金的富集D.用电化学方法也可实现铜上覆金
答案 B解析 加热除汞,说明汞易挥发,A正确;将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加热汞挥发后留下金,整个过程中没有新物质生成,属于物理变化,B错误;金溶于汞中,然后加热除去汞,使得金的纯度增大,鎏金工艺原理可用于金的富集,C正确;用电解的方法,铜做阴极,电解液中含有可溶性的金离子,可实现铜上镀金,D正确。
3.(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.滤液①中Cr元素的主要存在形式为D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
答案 B解析 在“焙烧”的条件下,C元素转化成CO2,A说法正确;“焙烧”工序中有氧气参与,Fe应以高价态形式存在,故滤渣的主要成分为Fe3O4,B说法错误;滤液①中溶液环境为碱性,故Cr元素的主要存在形式为 ,C说法正确;淀粉水解生成具有还原性的葡萄糖,葡萄糖将 还原为Cr(OH)3,在“转化”过程中起还原作用,D说法正确。
4.(2023湖北卷,节选)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:(1)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为 ;产生的气体为 。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是 。
答案 (1)Cu+H2O2+2H+ === Cu2++2H2O O2 增强H2O2的氧化性 (2)CuO2 (3)滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来的颜色 96%解析 (1)铜片溶解,溶液变蓝,说明Cu被氧化为Cu2+:Cu+H2O2+2H+ === Cu2++2H2O。H2O2少量分解产生无色气体O2。比较实验①和②,说明H+增强了H2O2的氧化性。
1.了解常见金属的冶炼方法。2.能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属的冶炼等)对社会发展的价值,以及对环境的影响。3.结合实例认识金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质的性质、实现物质转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。
一、铝及其化合物1.从原子结构角度认识铝的化学性质铝在元素周期表中处于第 三 周期、第 ⅢA 族,其原子结构示意图为 ,原子最外层有3个电子,在反应中易 失去 电子,表现出 还原 性。
写出图中有关反应的化学方程式:
2.氧化铝的性质及用途(1)化学性质(写出化学方程式)
(2)重要用途①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。②冶炼金属铝:通过电解熔融氧化铝得到金属铝:
3.氢氧化铝(1)化学性质(写出离子方程式)
(2)制备方法(写离子方程式)①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水:②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2:
4.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3,并冶炼金属铝的两种工艺流程:
应用提升 (1)对两性氧化物的理解①像Al2O3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物,叫做两性氧化物。②“两性”是指既具有酸性氧化物的性质(能与碱反应生成盐和水),又具有碱性氧化物的性质(能与酸反应生成盐和水)。(2)认识两性氢氧化物①像Al(OH)3这样既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物,叫做两性氢氧化物。②从电离角度认识Al(OH)3的两性,有两种电离方式:Al(OH)3 Al3++3OH-(碱式电离)、Al(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+(酸式电离)。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和Al2O3均能与一些酸、碱反应。( √ )(2)氧化铝的硬度大,故常用于制造耐火材料。( × )(3)氢氧化铝能与盐酸反应,故可用于中和过多胃酸。( √ )
二、镁及其化合物1.镁的化学性质
2.MgO和Mg(OH)2的化学性质(1)MgO是碱性氧化物,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 MgO+2H+ === Mg2++H2O 。 (2)Mg(OH)2是一种中强碱,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 。 微点拨氢氧化镁溶解度小于碳酸镁,能发生反应MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑,镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
3.从海水中提取镁(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
微点拨(1)由MgCl2·6H2O得到无水MgCl2,必须在HCl气流中加热,以防MgCl2水解。(2)因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应,故工业电解MgCl2得到的镁,应在H2氛围中冷却。
三、铜及其化合物1.铜及其冶炼方法(1)铜的化学性质
微点拨常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈,发生的反应为2Cu+O2+CO2+H2O === Cu2(OH)2CO3。
2.氧化铜和氧化亚铜
3.氢氧化铜(1)化学性质
(2)应用利用新制的Cu(OH)2检验有机化合物中含有的—CHO,乙醛与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式:
4.两种重要的铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称是碱式碳酸铜,是铜绿的成分,是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果;受热易分解,化学方程式为Cu2(OH)2 CO3 2CuO+H2O+CO2↑。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 胆矾 ,受热分解,蓝色晶体受热转化为白色粉末。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)实验室中常用无水硫酸铜检验酒精中是否含有少量水。( √ )(2)“铜绿”是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( × )(3)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性。( × )(4)除去铜粉中混有的CuO,可加入足量稀硝酸,充分反应后,过滤、洗涤、干燥。( × )
四、金属材料与金属矿物的开发利用1.合金 合金是混合物,没有固定的熔、沸点(1)合金的定义及成分①定义:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)高温熔合而成的具有 金属 特性的物质。 ②成分:一种金属为主,另含一种或几种金属或非金属。
(2)合金的性质及性能
应用提升 (1)合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不同于其成分金属。(2)合金具有金属的大多共性,合金中成分元素的含量影响着合金的性能。
(3)新型合金及其重要应用①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造,利用了其熔点高、耐高温的性质。
2.常见的金属材料(1)金属材料的分类
(2)几种常见的合金①②
3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形态(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(M表示金属)。
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)金属冶炼的方法(写出相应的化学方程式)
应用提升 “铝热法”是热还原法中的一种,以铝为还原剂,来冶炼熔点较高的金属,一般情况下,该金属的活泼性比铝弱。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。(1)合金是由两种或两种以上的金属熔合而成,不含非金属元素。( × )(2)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业。( √ )(3)工业上采用电解熔融AlCl3和MgO的方法来冶炼铝和镁。( × )(4)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于青铜器。( √ )
考向1.铝、镁及其化合物的性质与应用典例突破用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下列操作步骤中最恰当的组合是( )①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤 ④通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀 ⑤加入盐酸生成Al(OH)3沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液A.①⑥⑤③B.②③④③C.②③⑤③D.①③⑤③
答案 B解析 若先加盐酸,Mg、Al均溶解,制取Al(OH)3的步骤较多;从Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3,加盐酸不容易控制量的多少,故B项操作步骤为最佳顺序。
针对训练1.下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A.Al既可用于食品包装,也可用作建筑材料B.Al2O3既可用来冶炼金属Al,也可用作耐火材料C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用作净水剂,也可用作消毒剂D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物,也可用来制备一些铝盐
答案 C解析 A项,金属铝具有良好的延展性,因此铝可以制成铝箔用于食品包装,金属铝也可用作建筑材料,如铝合金门窗等,正确;B项,电解熔融的Al2O3可冶炼金属Al,由于Al2O3具有耐高温的性质,也可用作耐火材料,正确;C项,明矾[KAl(SO4)2·12H2O]溶于水后,Al3+能发生水解反应,生成的Al(OH)3胶体具有吸附作用,可用作净水剂,但Al(OH)3并不具有消毒作用,错误;D项, Al(OH)3能与胃酸中的盐酸反应生成氯化铝和水,正确。
2. 下列除去杂质的方法不正确的是( )A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后过滤D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得到MgO
答案 B解析 Al(OH)3不溶于氨水,故向Al3+和Fe3+的混合溶液中加入过量氨水时,Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的。
归纳总结基于铝及其化合物的“两性”,分离提纯含铝物质利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性,可除去许多物质中的含铝杂质(括号内为杂质):(1)Mg(Al):加足量NaOH溶液。(2)Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液。(4)Mg2+(Al3+):加过量NaOH溶液,过滤,再加合适的酸充分溶解。
考向2.铜及其化合物的性质
典例突破(2023广西贺州模拟)表格中,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( )
答案 D解析 稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应,但稀盐酸不能与Cu反应,Ⅰ、Ⅱ有因果关系,A错误;铜表面不能形成致密的氧化膜,B错误;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。
针对训练1.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作不正确且不能达到实验目的的是( )A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色B.将红热的铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中,观察CuCl2的生成C.将少量葡萄糖加入新制的Cu(OH)2中,加热至沸腾,检验葡萄糖分子中是否含有醛基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 A解析 铜与浓硫酸反应后的溶液中可能剩余浓硫酸,不能加水,A错误。
2. 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1 ml CuS参与反应需消耗2 ml O2B.焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色C.滤渣中主要为铁的氧化物D.将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
答案 B解析 焙烧CuS时发生反应2CuS+3O2 2CuO+2SO2,由化学方程式可知,1 ml CuS消耗1.5 ml O2,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+转化为Fe(OH)3沉淀而除去,C错误;将CuCl2·2H2O直接加热脱水,Cu2+发生水解反应,水解生成的HCl挥发,最终得到Cu(OH)2,无法得到CuCl2,D错误。
归纳总结Cu(OH)2·2CuCO3、Cu(OH)2·CuCO3属于碱式碳酸盐,其化学性质类似于Cu(OH)2、CuCO3。(1)受热易分解生成CuO、CO2和H2O,如Cu(OH)2·2CuCO3 3CuO+2CO2↑+H2O;(2)能与酸反应生成Cu2+、CO2和H2O,如Cu(OH)2·CuCO3+4H+ === 2Cu2++CO2↑+3H2O
典例突破世界冬奥会和冬残奥会中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是( )A.不锈钢是常见的一种合金钢B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素,从而使其具有特殊性能C.不锈钢中只含有金属元素,不含有非金属元素D.不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度,导致合金的硬度变大
答案 C解析 不锈钢一般认为在普通钢中添加了金属元素镍、铬等,不锈钢是常见的一种合金钢,A正确;不锈钢中除含有Fe、Ni、Cr等金属元素外,还含碳元素,使其具有特殊性能,B正确,C错误;不锈钢是一种合金,通过增加原子层之间的相对滑动难度,可提高合金的硬度,D正确。
针对训练1.(2023上海宝山二模)关于生铁和钢的区别正确的是( )A.生铁属于纯净物,钢属于混合物B.生铁比钢的含碳量更高C.生铁比钢弹性更好D.生铁属于铁碳合金,钢也是合金但不含碳
答案 B解析 生铁也是混合物,且含碳量更高。
2.青铜的主要成分是铜和锡,锡的熔点是232 ℃,含锡25%的青铜熔点约为800 ℃,《吕氏春秋·别类编》中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔,合两柔则为刚,燔(烧)之则为淖(液体)”。下列说法正确的是( )A.在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀B.合金的熔点一定低于各组分金属的熔点C.铜和锡在元素周期表中均位于第四周期D.“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各成分金属的特点
答案 D解析 要保护钢铁,在和海水构成的原电池中应该让钢铁作正极,金属性比Fe强的金属作负极,但锡的金属性弱于铁的,故A项错误;由题给信息可知青铜的熔点高于锡的,故B项错误;锡位于元素周期表的第五周期,故C项错误;通常合金硬度大于各成分金属硬度,故D项正确。
归纳总结(1)并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其熔点不能相差太大,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则这两种金属不能形成合金。(2)金属与金属(或金属与非金属)形成合金时,要经高温熔合过程,但并未发生化学反应,故合金是混合物,不是化合物。
典例突破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。下列对应关系不正确的是( )A.(Ⅰ)—①B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③D.(Ⅳ)—④
答案 B解析 (Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜,对应方法①,故A正确; (Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜,对应方法③,故B错误;(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属,对应方法③,故C正确;(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法,对应方法④,故D正确。
思路指导依据金属的活动性强弱选择合适的金属冶炼方法。
针对训练1.《天工开物》中记载:“若造熟铁,则生铁流出时,相连数尺内,低下数寸,筑一方塘,短墙抵之。其铁流入塘内,数人执持柳木棍排立墙上……众人柳棍疾搅,即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )A.金属冶炼方法由金属活动性决定B.熟铁比生铁质地更硬,延展性稍差C.炒铁是为了降低铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工
答案 B解析 活动性不同的金属,其冶炼方法不同,即金属冶炼方法由金属活动性决定,故A项正确;熟铁比生铁质地软,且延展性好,故B项错误;炒铁过程中降低了铁水中的碳含量,从而将生铁转化成熟铁,故C项正确;该冶炼方法和近代向铁水中吹空气炼钢一样,都是利用空气中氧气氧化C元素,其原理基本相同,故D项正确。
2.工业上以铝土矿(主要成分Al2O3·3H2O)为原料生产铝,主要包括下列过程:①将粉碎、筛选后的铝土矿溶解在氢氧化钠溶液中;②通入足量二氧化碳,在①所得溶液中析出氢氧化铝固体;③高温下使氢氧化铝生成氧化铝;④电解熔融氧化铝生成铝。下列说法不正确的是( )A.步骤①主要反应的离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O === 2[Al(OH)4]-B.步骤②反应的离子方程式为2[Al(OH)4]-+CO2 === 2Al(OH)3↓+ +H2OC.步骤③发生的反应属于分解反应D.步骤④中生成27 g金属铝时转移3 ml电子
解析 Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],离子方程式为Al2O3+2OH-+3H2O ===2[Al(OH)4]-,A正确;向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2,反应的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2 ===Al(OH)3↓+ ,B错误;步骤③Al(OH)3受热分解生成Al2O3和H2O,C正确;电解熔融Al2O3时,铝元素由+3价降低到0价,则生成27 g(即1 ml)金属铝时转移3 ml电子,D正确。
金属及其化合物的简单制备流程
例1.(2023湖南卷)处理某铜冶金污水(含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+)的部分流程如下。
已知:①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
②Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24。
下列说法错误的是( )A.“沉渣Ⅰ”中含有Fe(OH)3和Al(OH)3
D.“出水”经阴离子交换树脂软化处理后,可用作工业冷却循环用水
思路指导污水中含有Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+,首先加入石灰乳除掉Fe3+和部分Al3+,过滤后,加入Na2S溶液除去其中的Cu2+和Zn2+,再次过滤后得到“出水”。
解析整个流程中要把Cu2+、Fe3+、Zn2+、Al3+等除去。在“混合槽Ⅰ”中,将污水与石灰乳混合且调pH=4,根据表格中各金属离子沉淀的pH可知,Fe3+完全沉淀,Al3+部分沉淀,“沉渣Ⅰ”为Fe(OH)3和Al(OH)3,A项正确;S2-为弱酸根离子,水解产生OH-,因此Na2S溶液显碱性,B项正确;“沉淀池Ⅱ”中,当Cu2+ C项正确;“出水”经阴离子交换树脂处理后还含有大量的Na+、Ca2+等,温度升高时易产生大量水垢,因此不可用作工业冷却循环水,D项错误。答案 D
例2. 一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:下列说法错误的是( )A.物质X常选用生石灰B.工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁C.“氯化”过程中发生的反应为MgO+C+Cl2 MgCl2+COD.“煅烧”后的产物中加稀盐酸,将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
解析 “沉镁”是使Mg2+变成氢氧化镁,物质X通常选用生石灰(氧化钙),A项正确;工业上通常用电解熔融氯化镁的方法制备金属镁,B项正确;根据流程图中步骤“氯化”可知,反应物为碳单质、氯气和氧化镁,产物为氯化镁和一氧化碳,C项正确;“煅烧”后的产物是氧化镁,氧化镁与盐酸反应生成氯化镁,由于镁离子能发生水解生成Mg(OH)2和HCl,且产生的盐酸易挥发,蒸发氯化镁溶液最终得到氢氧化镁固体,不能得到无水氯化镁,D项错误。答案 D
突破方法 “三步法”突破金属及其化合物的简单制备流程题
针对训练1.以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是( )A.浸出镁的反应为MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案 B解析 从流程可知,煅烧MgCO3可生成MgO,加入NH4Cl溶液,由于NH4Cl水解使溶液显酸性,因此会发生反应MgO+2NH4Cl === MgCl2+2NH3↑+H2O,A项正确;在沉镁过程中加入氨水,由于NH3·H2O易分解,因此该过程不能在较高温度下进行,B项错误;从整个流程可知,沉镁后的滤液中含有NH4Cl,则可循环利用的物质是NH4Cl和NH3,故C项正确; Mg2+、Al3+、Fe3+的分离是利用了它们氢氧化物的Ksp不同,D项正确。
2.(2022山东卷)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
下列说法错误的是( )A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2~4.2D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
解析 根据流程可知,CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取过程中发生氧化还原反应,所得反应产物为Cu2+、Zn2+、Fe3+、S、H2O,然后通入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,因此过滤得到的固体X中含有S、Fe(OH)3,滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,因为还原性Zn>H2>Cu,因此Cu2+可被高压H2还原为金属Cu,金属Cu可通过过滤分离出来,而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到金属Zn。根据上述分析可知,A项正确;CuS难溶于硫酸溶液,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的压强,可以增大O2氧化S2-的速率,使之更快地转化为S,从而加快沉淀溶解平衡正向移动,促进金属离子的浸出,B项正确;要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C项正确;在溶液中用高压H2还原Cu2+变为金属Cu所发生的反应为H2+Cu2+ 2H++Cu,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,反应向左进行,不利于Cu的生成,D项错误。
1.(2022广东卷)中华文明源远流长,在世界文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是( )
答案 B解析 兽骨的主要成分为无机矿物和有机质,A项错误;青铜器中含有铜、锡、铅等金属,是合金材料,B项正确;纸张的主要成分为纤维素,C项错误;液晶显示屏的材料比较复杂,但一定不是合金,D项错误。
2.(2022湖北卷)武当山金殿是铜铸鎏金大殿。传统鎏金工艺是将金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附着在器物表面。下列说法错误的是( )A.鎏金工艺利用了汞的挥发性B.鎏金工艺中金发生了化学反应C.鎏金工艺原理可用于金的富集D.用电化学方法也可实现铜上覆金
答案 B解析 加热除汞,说明汞易挥发,A正确;将金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加热汞挥发后留下金,整个过程中没有新物质生成,属于物理变化,B错误;金溶于汞中,然后加热除去汞,使得金的纯度增大,鎏金工艺原理可用于金的富集,C正确;用电解的方法,铜做阴极,电解液中含有可溶性的金离子,可实现铜上镀金,D正确。
3.(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.滤液①中Cr元素的主要存在形式为D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
答案 B解析 在“焙烧”的条件下,C元素转化成CO2,A说法正确;“焙烧”工序中有氧气参与,Fe应以高价态形式存在,故滤渣的主要成分为Fe3O4,B说法错误;滤液①中溶液环境为碱性,故Cr元素的主要存在形式为 ,C说法正确;淀粉水解生成具有还原性的葡萄糖,葡萄糖将 还原为Cr(OH)3,在“转化”过程中起还原作用,D说法正确。
4.(2023湖北卷,节选)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题:(1)铜与过量H2O2反应的探究如下:
实验②中Cu溶解的离子方程式为 ;产生的气体为 。比较实验①和②,从氧化还原角度说明H+的作用是 。
答案 (1)Cu+H2O2+2H+ === Cu2++2H2O O2 增强H2O2的氧化性 (2)CuO2 (3)滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液,锥形瓶中溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原来的颜色 96%解析 (1)铜片溶解,溶液变蓝,说明Cu被氧化为Cu2+:Cu+H2O2+2H+ === Cu2++2H2O。H2O2少量分解产生无色气体O2。比较实验①和②,说明H+增强了H2O2的氧化性。
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