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第四章 第十五讲 铝、镁、铜及其化合物-2025年高考化学一轮总复习课件
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这是一份第四章 第十五讲 铝、镁、铜及其化合物-2025年高考化学一轮总复习课件，共60页。PPT课件主要包含了栏目索引，考点三铜及其化合物，考点一，2化学性质，考点二，镁的化学性质，考点三，氧化铜和氧化亚铜，碱式碳酸铜，课时作业15等内容，欢迎下载使用。
1．铝的性质及应用(1)结构和存在
①与非金属单质的反应加热时，Al与Cl2反应生成AlCl3，化学方程式为______________________。铝在空气中被氧气氧化，表面生成致密氧化膜，保护内层铝。②与酸的反应
③与碱的反应：Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________________。④与某些金属氧化物的反应铝与Fe2O3反应的化学方程式为____________________________。该反应又称_________，反应时放出大量的热量，常用于冶炼难熔金属。
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_________等。②冶炼金属铝：通过电解熔融氧化铝得到金属铝：_______________________________。[微点拨](1)Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应。(2)Al2O3只能溶于强碱溶液(如NaOH溶液)，不能溶于弱碱溶液(如氨水)。
3．氢氧化铝的性质及制备(1)化学性质(写出离子方程式)①____________________________；②____________________________；
(2)制备方法(写出离子方程式)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：__________________________________。
考向一 铝及其化合物的性质与应用 [例1] (2020·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A．铝的金属活动性强，可用于制作铝金属制品B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
铝的金属活动性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D正确。
[练1] (2020·浙江1月选考卷)下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A．明矾可用作净水剂和消毒剂B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属C．铝可用作包装材料和建筑材料D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且高熔点的金属，B正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D正确。
考向二 工艺流程中的铝及其化合物[例2] (2024·江西智学联盟体联考)铝土矿中主要含有Al2O3，还有少量Fe2O3、SiO2杂质，从铝土矿中冶炼金属铝方法如图所示(步骤①、②、③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列说法不正确的是( )
[练2] 工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是( )A．反应①中试剂X是氢氧化钠溶液B．试剂Y是HCl，它与[Al(OH)4]－反应生成氢氧化铝C．图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应D．将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果
2.从海水中提取镁(1)工艺流程
(2)主要步骤及反应(写出化学方程式)①制石灰乳：________________________、______________________；②生成Mg(OH)2：_____________________________________；③制备MgCl2：____________________________________；④冶炼金属镁：_____________________________________。
3．镁的重要化合物(1)氧化镁(MgO)①氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶炼镁的重要原料。②物理性质：氧化镁是白色粉末状固体，难溶于水，具有高度耐火绝缘性能，常用于制造耐高温的坩埚。③化学性质：氧化镁属于______氧化物，能与稀硫酸、盐酸等酸反应，离子方程式为_________________________。
(2)氢氧化镁[Mg(OH)2]①氢氧化镁的天然矿物水镁石，可用于制糖和氧化镁等。②物理性质：氢氧化镁是白色粉末，几乎不溶于水。③化学性质：i．氢氧化镁受热分解，加热到350 ℃失去水生成氧化镁。ii.氢氧化镁属于中强碱，能与稀硫酸、盐酸等酸反应，离子方程式为_______________________________。④制备方法：工业上常以海水与廉价的氢氧化钙悬浊液(石灰乳)反应，可得氢氧化镁沉淀。
考向一 镁及其化合物的性质与应用 [例1] (2024·湖北省名校联盟联考)某项目学习小组的同学在探究镁的性质时，设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如表所示：
[练1] (2024·重庆第八中学月考)室温下，用质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨)，分别探究不同条件下与水反应的实验(装置图如下)，实验2的镁条放在尖嘴导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是( )
考向二 海水提镁的工艺流程及分析[例2] (2021·湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
[练2] (2024·山东威海期初调研)如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是( )
1．铜单质的性质(1)物理性质：铜是______色固体，具有良好的延展性、______性和______性。
写出图中下列反应的化学方程式：①在潮湿空气中反应：_____________________________________(绿色固体)。②与S反应：_____________________。写出图中下列反应的离子方程式：③与稀硝酸反应：_____________________________________________；与浓硝酸反应：_____________________________________________。④与FeCl3溶液反应：___________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
3.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色固体，_____溶于水。(2)化学性质(写出化学方程式)
反应①：_________________________。反应②：_________________________________。
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3名称为___________，是铜绿、孔雀石的主要成分。(2)CuSO4·5H2O俗称_________、_________。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
考向一 铜及其化合物的性质 [例1] (2020·全国 Ⅲ 卷)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
[练1] 某研究小组的同学通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且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.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
考向二 工艺流程中的铜及其化合物[例2] (2024·山西大同质检)某兴趣小组的同学利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述正确的是( )
A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分B．“调节pH”环节可用氨水替代CuOC．“过滤1 ”的滤液中c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]D．为了增大反应速率，“溶解”应在较高温度下进行
“沉降”过程中，用Na2CO3与CuSO4反应生成碱式碳酸铜，若Na2CO3用量较多，生成Cu(OH)2，影响产品的含量，A错误；用CuO调节溶液的pH，除去溶液中的Fe3＋，且不引入新的杂质，若用氨水代替，会引入新的杂质铵根离子，B错误； “过滤1”不能形成Cu(OH)2沉淀，故Q＝c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]，C正确；若温度较高，H2O2分解，影响溶解速率，D错误。
[练2] (2024·河南郑州外国语学校月考)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1.0 ml CuS，则消耗1.0 ml O2B．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
1．(2024·陕西省西安中学月考)下列关于金属铝及其化合物的叙述正确的是( )A．铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应B．铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为3∶1D．铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸、碱性溶液
铝耐腐蚀是因为常温下金属铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，不是不反应，A错误；铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料，B正确；铝与酸反应生成氯化铝和H2，铝和烧碱反应生成四羟基合铝酸钠和H2，相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为1∶1，C错误；氧化铝是两性氧化物，可以和酸性溶液和碱性溶液反应，故铝制器皿不可以长时间盛放酸、碱性溶液，D错误。
2．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．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制的Cu(OH)2并加热，产生砖红色沉淀
硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价，生成Cu2S，A错误；稀释铜与过量浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的溶液缓慢加入水中，并不断搅拌，B错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制的Cu(OH)2并加热，才会产生砖红色沉淀，D错误。
3．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是( )
A．装置a、b中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸B．若去掉装置c，对产品纯度影响很大C．实验时应先加热c，通入一段时间空气后再加热dD．装置e中碱石灰的作用是吸收尾气
镁为活泼金属，会与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应，要制备氮化镁，需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气 ，装置a、b中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气，因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后，对气体进行干燥，A正确；装置c的作用是除去氧气，若去掉装置c，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，B正确；氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热c，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热d，C正确；根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置d中，D错误。
4．镁及其合金是用途很广的金属材料。大量的镁是从海水中提取的，主要步骤如下：
下列说法不正确的是( )A．为了使Mg2＋转化为Mg(OH)2，试剂①可选用石灰乳B．上述步骤中涉及的反应类型：分解反应、复分解反应C．试剂②可以选用盐酸D．也可以通过电解MgCl2溶液的方法制备Mg
5．(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取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
固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；用NH3调节溶液pH时，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正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，不利于Cu的生成，D错误。
6．(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A．可存在c→d→e的转化B．能与H2O反应生成c的物质只有bC．新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基D．若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键
由图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠，或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，存在c→d→e的转化，A正确；钠和氧化钠(过氧化钠)都能与H2O反应生成NaOH，B错误；新制的氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C正确；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D正确。
7．(2020·山东卷)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
氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，生成氯化镁、水和氨，A正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B错误；由流程图可知氨可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D正确。
1．铝的性质及应用(1)结构和存在
①与非金属单质的反应加热时，Al与Cl2反应生成AlCl3，化学方程式为______________________。铝在空气中被氧气氧化，表面生成致密氧化膜，保护内层铝。②与酸的反应
③与碱的反应：Al与NaOH溶液反应的离子方程式为______________________________________。④与某些金属氧化物的反应铝与Fe2O3反应的化学方程式为____________________________。该反应又称_________，反应时放出大量的热量，常用于冶炼难熔金属。
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_________等。②冶炼金属铝：通过电解熔融氧化铝得到金属铝：_______________________________。[微点拨](1)Al2O3是两性氧化物，既能与酸反应，又能与碱反应。(2)Al2O3只能溶于强碱溶液(如NaOH溶液)，不能溶于弱碱溶液(如氨水)。
3．氢氧化铝的性质及制备(1)化学性质(写出离子方程式)①____________________________；②____________________________；
(2)制备方法(写出离子方程式)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：__________________________________。
考向一 铝及其化合物的性质与应用 [例1] (2020·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A．铝的金属活动性强，可用于制作铝金属制品B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
铝的金属活动性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D正确。
[练1] (2020·浙江1月选考卷)下列关于铝及其化合物的说法不正确的是( )A．明矾可用作净水剂和消毒剂B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属C．铝可用作包装材料和建筑材料D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且高熔点的金属，B正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D正确。
考向二 工艺流程中的铝及其化合物[例2] (2024·江西智学联盟体联考)铝土矿中主要含有Al2O3，还有少量Fe2O3、SiO2杂质，从铝土矿中冶炼金属铝方法如图所示(步骤①、②、③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列说法不正确的是( )
[练2] 工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是( )A．反应①中试剂X是氢氧化钠溶液B．试剂Y是HCl，它与[Al(OH)4]－反应生成氢氧化铝C．图中所示转化反应中包含2个氧化还原反应D．将X与Y试剂进行对换，最终可以达到相同结果
2.从海水中提取镁(1)工艺流程
(2)主要步骤及反应(写出化学方程式)①制石灰乳：________________________、______________________；②生成Mg(OH)2：_____________________________________；③制备MgCl2：____________________________________；④冶炼金属镁：_____________________________________。
3．镁的重要化合物(1)氧化镁(MgO)①氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶炼镁的重要原料。②物理性质：氧化镁是白色粉末状固体，难溶于水，具有高度耐火绝缘性能，常用于制造耐高温的坩埚。③化学性质：氧化镁属于______氧化物，能与稀硫酸、盐酸等酸反应，离子方程式为_________________________。
(2)氢氧化镁[Mg(OH)2]①氢氧化镁的天然矿物水镁石，可用于制糖和氧化镁等。②物理性质：氢氧化镁是白色粉末，几乎不溶于水。③化学性质：i．氢氧化镁受热分解，加热到350 ℃失去水生成氧化镁。ii.氢氧化镁属于中强碱，能与稀硫酸、盐酸等酸反应，离子方程式为_______________________________。④制备方法：工业上常以海水与廉价的氢氧化钙悬浊液(石灰乳)反应，可得氢氧化镁沉淀。
考向一 镁及其化合物的性质与应用 [例1] (2024·湖北省名校联盟联考)某项目学习小组的同学在探究镁的性质时，设计实验并用手持探测器测得溶液中某气体的含量变化曲线如表所示：
[练1] (2024·重庆第八中学月考)室温下，用质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨)，分别探究不同条件下与水反应的实验(装置图如下)，实验2的镁条放在尖嘴导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是( )
考向二 海水提镁的工艺流程及分析[例2] (2021·湖南卷)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
[练2] (2024·山东威海期初调研)如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是( )
1．铜单质的性质(1)物理性质：铜是______色固体，具有良好的延展性、______性和______性。
写出图中下列反应的化学方程式：①在潮湿空气中反应：_____________________________________(绿色固体)。②与S反应：_____________________。写出图中下列反应的离子方程式：③与稀硝酸反应：_____________________________________________；与浓硝酸反应：_____________________________________________。④与FeCl3溶液反应：___________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
3.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色固体，_____溶于水。(2)化学性质(写出化学方程式)
反应①：_________________________。反应②：_________________________________。
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3名称为___________，是铜绿、孔雀石的主要成分。(2)CuSO4·5H2O俗称_________、_________。无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
考向一 铜及其化合物的性质 [例1] (2020·全国 Ⅲ 卷)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
[练1] 某研究小组的同学通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且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.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
考向二 工艺流程中的铜及其化合物[例2] (2024·山西大同质检)某兴趣小组的同学利用工业废弃的铁铜合金制备碱式碳酸铜的简易流程如图。下列叙述正确的是( )
A．“沉降”反应中溶液与Na2CO3以不同方式或不同用量比混合不影响产品成分B．“调节pH”环节可用氨水替代CuOC．“过滤1 ”的滤液中c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]D．为了增大反应速率，“溶解”应在较高温度下进行
“沉降”过程中，用Na2CO3与CuSO4反应生成碱式碳酸铜，若Na2CO3用量较多，生成Cu(OH)2，影响产品的含量，A错误；用CuO调节溶液的pH，除去溶液中的Fe3＋，且不引入新的杂质，若用氨水代替，会引入新的杂质铵根离子，B错误； “过滤1”不能形成Cu(OH)2沉淀，故Q＝c(Cu2＋)·c2(OH－)≤Ksp[Cu(OH)2]，C正确；若温度较高，H2O2分解，影响溶解速率，D错误。
[练2] (2024·河南郑州外国语学校月考)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1.0 ml CuS，则消耗1.0 ml O2B．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
1．(2024·陕西省西安中学月考)下列关于金属铝及其化合物的叙述正确的是( )A．铝耐腐蚀是因为常温下金属铝不能与氧气反应B．铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料C．相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为3∶1D．铝表面有氧化膜保护，铝制器皿可以长时间盛放酸、碱性溶液
铝耐腐蚀是因为常温下金属铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，不是不反应，A错误；铝合金密度小，硬度大，耐腐蚀，是制造飞机的理想材料，B正确；铝与酸反应生成氯化铝和H2，铝和烧碱反应生成四羟基合铝酸钠和H2，相同质量的铝分别与足量盐酸和烧碱溶液反应产生氢气的质量比为1∶1，C错误；氧化铝是两性氧化物，可以和酸性溶液和碱性溶液反应，故铝制器皿不可以长时间盛放酸、碱性溶液，D错误。
2．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．将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB．向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色C．向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD．在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制的Cu(OH)2并加热，产生砖红色沉淀
硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价，生成Cu2S，A错误；稀释铜与过量浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的溶液缓慢加入水中，并不断搅拌，B错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制的Cu(OH)2并加热，才会产生砖红色沉淀，D错误。
3．实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是( )
A．装置a、b中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸B．若去掉装置c，对产品纯度影响很大C．实验时应先加热c，通入一段时间空气后再加热dD．装置e中碱石灰的作用是吸收尾气
镁为活泼金属，会与空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气反应，要制备氮化镁，需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气 ，装置a、b中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气，因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后，对气体进行干燥，A正确；装置c的作用是除去氧气，若去掉装置c，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，B正确；氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热c，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热d，C正确；根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3，装置e中碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置d中，D错误。
4．镁及其合金是用途很广的金属材料。大量的镁是从海水中提取的，主要步骤如下：
下列说法不正确的是( )A．为了使Mg2＋转化为Mg(OH)2，试剂①可选用石灰乳B．上述步骤中涉及的反应类型：分解反应、复分解反应C．试剂②可以选用盐酸D．也可以通过电解MgCl2溶液的方法制备Mg
5．(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取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
固体X主要成分是S、Fe(OH)3，金属M为Zn，A正确；CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)⇌Cu2＋(aq)＋S2－(aq)，增大O2的浓度，可以反应消耗S2－，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；用NH3调节溶液pH时，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正确；在用H2还原Cu2＋变为Cu单质时，H2失去电子被氧化为H＋，与溶液中OH－结合形成H2O，若还原时增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去电子还原Cu单质，不利于Cu的生成，D错误。
6．(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )A．可存在c→d→e的转化B．能与H2O反应生成c的物质只有bC．新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基D．若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键
由图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠，或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，存在c→d→e的转化，A正确；钠和氧化钠(过氧化钠)都能与H2O反应生成NaOH，B错误；新制的氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C正确；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D正确。
7．(2020·山东卷)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
氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，生成氯化镁、水和氨，A正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B错误；由流程图可知氨可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D正确。
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