第8講 用途廣泛的金屬材料鋁、銅及其重要化合物
考點(diǎn)一 金屬材料與金屬礦物的開(kāi)發(fā)和利用
①合金是混合物,合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變,但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。②并非所有的金屬都能相互形成合金,若一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn),則二者不能形成合金。
2.常見(jiàn)金屬材料(1)分類(lèi)
③鋁合金:密度______,強(qiáng)度高,塑性好、易于加工。具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,應(yīng)用于建筑業(yè)、容器、包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等。
3.金屬礦物開(kāi)發(fā)利用的方法(1)金屬在自然界中的存在
(2)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬的冶煉過(guò)程就是把金屬?gòu)腳_______態(tài)還原為_(kāi)_______態(tài)的過(guò)程。即___________________(寫(xiě)反應(yīng)通式,用M表示金屬)。
(4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同,金屬離子得電子還原成金屬原子的能力不同。必須采用不同的冶煉方法。常用方法如下:
①金屬冶煉與金屬活動(dòng)性的關(guān)系:②冶煉Mg時(shí)電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO,原因是MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)會(huì)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。③冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。
鋁熱反應(yīng)的三個(gè)注意事項(xiàng)①鋁熱反應(yīng)是在高溫干態(tài)下進(jìn)行的置換反應(yīng),鋁只能與金屬活動(dòng)性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應(yīng)。②鋁熱反應(yīng)會(huì)放出大量的熱(這一特性常出現(xiàn)在推斷題中)。Mg條、KClO3的作用是產(chǎn)生高溫,引發(fā)鋁熱反應(yīng)。③鋁熱反應(yīng)不能用來(lái)冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)任何金屬之間都能形成合金。(  )(2)鋼與純鐵比較,鋼不易生銹。(  )(3)不銹鋼、硬鋁都是合金,青銅是銅單質(zhì),不屬于合金。(  )(4)高溫鋁易被氧化,鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉。(  )(5)鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物,可作儲(chǔ)氫材料。(  )[提示] 鑭鎳合金可作儲(chǔ)氫材料。
(6)合金的硬度一般大于成分金屬,而熔點(diǎn)一般低于成分金屬。(  )(7)冶煉鋁和鈉都可以用電解法。(  )(8)所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(  )(9)工業(yè)上用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物。(  )(10)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí),陰極上依次析出Cu、Fe、Al。(  )
(11)火燒孔雀石煉銅是采用的焦炭法來(lái)冶煉金屬。(  )(12)可以用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦來(lái)制取單質(zhì)鈦。(  )(13)金屬在自然界中都以化合態(tài)存在,故金屬的冶煉就是將金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來(lái)。(  )(14)濕法煉銅和火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素都發(fā)生了還原反應(yīng)。(  )
(15)工業(yè)上金屬Al是用電解熔融的氯化物制得的。(  )(16)金屬不論是否活潑都比較難冶煉,鋁熱反應(yīng)可以冶煉難熔金屬。(  )(17)人類(lèi)歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚,原因是鋁的冶煉成本高。(  )[提示] 人類(lèi)歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚,是由于鋁的活潑性大于鐵。
2.冶煉金屬常用以下幾種方法:①熱分解法?、谝曰顫娊饘貼a、Mg等作為還原劑?、垡訡、CO或H2作為還原劑 ④電解法?、堇娩X熱反應(yīng)原理還原下列金屬各采用哪種方法冶煉最佳(用上述方法的序號(hào)填空)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬______。(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬______。(3)Hg、Ag等不活潑金屬______。(4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬______。
3.深度思考:(1)下表中是四種金屬的熔、沸點(diǎn)數(shù)據(jù):
①根據(jù)表中數(shù)據(jù),歸納兩種金屬不能形成合金的有哪些組合?②概括出能形成合金的兩種金屬應(yīng)具備的條件。
[提示]?、貼a—Cu,Na—Fe②要形成合金,各成分都要有共同的液態(tài)溫度范圍,即合金中一種金屬的熔點(diǎn)要高于另一種金屬的熔點(diǎn)而低于它的沸點(diǎn)。
(2)明代《天工開(kāi)物》記載“火法”冶煉鋅:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅……冷淀,毀罐取出……即倭鉛也”(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,泥罐中摻有煤炭)①倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物嗎?②冶煉Zn的化學(xué)方程式是什么?③該冶煉鋅的方法屬于哪種方法?
微考點(diǎn)1 合金及金屬材料(1)(2022·山東濱州高三檢測(cè))下列對(duì)合金的說(shuō)法正確的是(  )A.合金中至少含有兩種金屬元素,不含非金屬元素B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在C.合金中各種元素的含量一定,所以合金是純凈物D.合金的硬度一般大于成分金屬,而熔點(diǎn)一般低于成分金屬
[解析] 合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì),A錯(cuò)誤;合金中的金屬以單質(zhì)的形式存在,屬于混合物,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。
(2)(2022·河南鄭州高三檢測(cè))金屬鉀和金屬鈉的金屬性相近,但K比Na略強(qiáng),當(dāng)利用金屬鈉與KCl共熔制金屬鉀時(shí),發(fā)現(xiàn)鉀與鈉的共熔體難以分離,如調(diào)整溫度到一定程度,則可利用鈉與KCl反應(yīng)制取K,下面是四種物質(zhì)的熔沸點(diǎn):
根據(jù)平衡移動(dòng)原理,可推知用Na和KCl反應(yīng)制取金屬鉀的適宜溫度是(  )A.低于770 ℃B.850 ℃C.高于882.9 ℃D.1 413~1 500 ℃[解析] 在金屬活動(dòng)性順序中,Na雖然排在K的后面,但從表中提供的數(shù)據(jù)可知,鉀的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都比鈉低,當(dāng)鈉與KCl混合加熱熔化后,溫度升高到774 ℃以上,鉀變成蒸氣逸出,平衡右移,但溫度不得高于882.9 ℃,所以B項(xiàng)正確。
(3)(雙選)美國(guó)普度大學(xué)研究開(kāi)發(fā)出一種利用鋁鎵合金制備氫氣的新工藝(工業(yè)流程如圖所示)。下列有關(guān)該工藝的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(  )A.該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化的形式只有兩種B.鋁鎵合金可以循環(huán)使用C.鋁鎵合金與水的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)D.總反應(yīng)式為2H2O══2H2↑+O2↑
[解析] 該過(guò)程能量轉(zhuǎn)化的形式有三種,A錯(cuò)誤;由所給工業(yè)流程圖可知B正確;鋁鎵合金與水反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是鋁把水中的H置換出來(lái),屬于置換反應(yīng),C錯(cuò)誤;由圖可知該流程的總反應(yīng)為2H2O══2H2↑+O2↑,D正確。
〔對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)1〕 (1)(2022·福建莆田第七中學(xué)期中)明末科學(xué)家宋應(yīng)星出版的《天工開(kāi)物》中記載了有關(guān)“五金”的內(nèi)容:“……黃金美者,其值去黑鐵(生鐵)一萬(wàn)六千倍,然使釜、鬵(xín,一種炊具)、斤(這里指菜刀、鐮刀、鋤頭等)、斧不呈效于日用之間……貿(mào)遷有無(wú),……”下列解釋正確的是(  )A.明代使用的釜、鬵一類(lèi)的炊具都屬于青銅合金B(yǎng).添加了鉻、鎳的不銹鋼菜刀和農(nóng)具使用后即使不保養(yǎng),也不會(huì)生銹C.金屬的另一個(gè)用途就是鑄成錢(qián)幣作為貿(mào)易交往中的流通手段D.黑鐵在空氣中發(fā)生的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕
[解析] 明代使用的釜、鬵都屬于鐵合金,故A錯(cuò)誤;不銹鋼制作就是在普通鋼中添加鉻、鎳等元素改變了鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu),不銹鋼不容易生銹;家里用的農(nóng)具是鐵合金,如果沒(méi)及時(shí)洗干凈后晾干,鐵能與氧氣、水分同時(shí)接觸,容易發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹,故B錯(cuò)誤;金屬可以用來(lái)鑄成錢(qián)幣作為貿(mào)易交往中的流通手段,故C正確;生鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,故D錯(cuò)誤。
(2)(2021·廣東,1,2分)今年五一假期,人文考古游持續(xù)成為熱點(diǎn)。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就,具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價(jià)值。下列國(guó)寶級(jí)文物主要由合金材料制成的是(  )
[解析] A項(xiàng),銅鼎是由銅合金制成的,正確;B項(xiàng),陶灶的主要成分是硅酸鹽和二氧化硅,不正確;C項(xiàng),瑪瑙的主要成分是二氧化硅,不正確;D項(xiàng),玉的主要成分有的是二氧化硅、有的是三氧化二鋁等,不正確。
(3)(2022·山東濱州高三檢測(cè))某課外活動(dòng)小組,收集了一種合金進(jìn)行研究(已知Cu的焰色反應(yīng)為綠色)。①外觀暗灰色,表面光滑;②在酒精燈上灼燒,火焰呈綠色;合金片熔化,但不滴落;③取刮去表皮的金屬10.0 g,放入足量稀硫酸溶液中,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2 9.96 L;④另取刮去表皮的金屬10.0 g,放入足量NaOH溶液中,也收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H2 9.96 L。
試據(jù)此判斷,合金中一定含有的元素是__________(寫(xiě)元素符號(hào));下列元素可能含有的是_____(填選項(xiàng)編號(hào))。a.Agb.Mgc.Pbd.Fe如果該合金中,只含兩種元素,它們的質(zhì)量比是________________ ______。
m(Al)∶m(Cu)=4∶1
合金的性能、組成小結(jié)
①構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬,也可以是金屬與非金屬,合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。②常溫下,多數(shù)合金是固態(tài),但鉀、鈉合金呈液態(tài)。③合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,在許多方面不同于各成分金屬,不是簡(jiǎn)單加和;但在化學(xué)性質(zhì)上,一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。
定量測(cè)定合金組成的方法
微考點(diǎn)2 金屬礦物的開(kāi)發(fā)與利用(1)(2022·河北邢臺(tái)月考)古代煉丹的五金通常是指金、銀、銅、鐵、錫。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )A.用焦炭熱還原SnO2可得到SnB.用H2還原Fe2O3可得到FeC.Cu2S與過(guò)量O2共熱產(chǎn)物中只含CuD.Ag2O直接熱分解可得到Ag
[解析] 根據(jù)金屬活潑性順序可知,可以用熱還原法冶煉Sn,因此可以用焦炭熱還原SnO2得到Sn,故A正確;根據(jù)金屬活潑性順序可知,也可以用熱還原法冶煉Fe,因此可以用H2還原Fe2O3得到Fe,故B正確;銅能夠與氧氣反應(yīng),Cu2S與過(guò)量O2共熱產(chǎn)物中含有CuO等,故C錯(cuò)誤;銀的活潑性較差,工業(yè)上將Ag2O直接加熱分解可得到Ag,故D正確。
(2)(2022·經(jīng)典習(xí)題匯編)下列關(guān)于金屬冶煉方法的敘述不正確的(  )
[解析] 鐵的金屬性比銅強(qiáng),可將鐵與CuSO4溶液反應(yīng)冶煉銅,故A項(xiàng)正確,不符合題意;銀可以通過(guò)加熱分解氧化銀的方法制得,故B項(xiàng)正確,不符合題意;鋁的金屬性比鐵強(qiáng),可用鋁熱法煉鐵,故C項(xiàng)正確,不符合題意;一般用電解熔融NaCl的方法來(lái)制取鈉,而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2,故D項(xiàng)錯(cuò)誤,符合題意。[微點(diǎn)撥] 1.電解法冶煉活潑金屬使用的是熔融的金屬鹽或金屬氧化物,而不是鹽溶液。2.銅除了用熱還原法冶煉外,還可以用濕法煉銅或電解法進(jìn)行冶煉。
〔對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)2〕 (1)(2022·河北衡水高三檢測(cè))《五金·鐵》中記載:“若造熟鐵,則生鐵流出時(shí),相連數(shù)尺內(nèi),低下數(shù)寸,筑一方塘,短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi),數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪,即時(shí)炒成熟鐵?!币韵抡f(shuō)法不正確的是(  )A.金屬冶煉方法由金屬活潑性決定B.熟鐵比生鐵質(zhì)地更硬,延展性稍差C.炒鐵是為了降低鐵水中的含碳量D.該法與近代往生鐵水中吹空氣煉鋼異曲同工
[解析] 活潑性不同的金屬,其冶煉方法不同,即金屬冶煉方法由金屬活潑性決定,故A正確;熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟,且延展性好,故B錯(cuò)誤;炒鐵過(guò)程中降低了鐵水中的含碳量,從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵,故C正確;該冶煉方法和近代往生鐵水中吹空氣煉鋼,都是利用空氣中的氧氣氧化碳元素,其原理基本相同,故D正確。
(2)(2022·山東濰坊高三檢測(cè))工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:①由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)__________________________。
②以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉。下列說(shuō)法正確的是______。a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2+向陽(yáng)極移動(dòng)d.利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬③利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4══2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________。
4H++O2+4e-══2H2O
[解析] 圖示中可利用鋁熱反應(yīng)由泡銅冶煉粗銅。②電解精煉銅的過(guò)程中電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的同時(shí),部分電能轉(zhuǎn)化為熱能,a錯(cuò);電解精煉銅時(shí),粗銅作陽(yáng)極,與電源正極相連,發(fā)生氧化反應(yīng),b對(duì);電解過(guò)程中Cu2+向陰極移動(dòng),c錯(cuò);粗銅中Ag、Pt、Au放電能力比銅弱,形成陽(yáng)極泥,可以回收,d對(duì)。③根據(jù)總反應(yīng),O2發(fā)生還原反應(yīng),因此正極反應(yīng)為O2+4H++4e-══2H2O。
微考點(diǎn)3 鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)、注意事項(xiàng)及延伸拓展(1)(2022·北京模擬)鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)金屬,某小組探究Al粉與Fe3O4反應(yīng)后所得黑色固體的成分,實(shí)驗(yàn)過(guò)程及現(xiàn)象如下:
①該同學(xué)推測(cè),鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。這種推測(cè)有一定的道理,理由是__________________________________________ __________________________。②設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁。該實(shí)驗(yàn)所用試劑是____________,當(dāng)觀察到______________的現(xiàn)象時(shí),說(shuō)明熔融物中含有金屬鋁。③實(shí)驗(yàn)室溶解該熔融物,最好選用下列試劑中的_____(填序號(hào))。A濃硫酸B.稀硫酸C稀硝酸D.氫氧化鈉溶液
該反應(yīng)溫度下鋁已熔化,未反應(yīng)的鋁可與生成的鐵熔合在一起,形成合金
[解析]?、黉X熱反應(yīng)放出大量的熱,根據(jù)表中數(shù)據(jù)可看出,金屬鋁熔點(diǎn)比金屬鐵低,當(dāng)生成的鐵熔化,金屬鋁也已經(jīng)熔化并與液態(tài)鐵形成合金。②鋁與NaOH溶液反應(yīng),產(chǎn)生H2。③濃硫酸使鐵、鋁鈍化,稀硝酸會(huì)產(chǎn)生NO,污染環(huán)境,NaOH溶液不能溶解鐵。
(2)(2022·山東濟(jì)寧調(diào)研)將鋁粉與Fe3O4粉末配制成鋁熱劑,分成三等份。①一份直接放入足量的燒堿溶液中,充分反應(yīng)后放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V1;②一份在高溫下恰好反應(yīng)完全,反應(yīng)后的混合物與足量的鹽酸反應(yīng)后,放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V2;③一份直接放入足量的鹽酸中,充分反應(yīng)后放出的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為V3。下列說(shuō)法正確的是(  )A.V1=V3>V2B.V2>V1=V3C.V1=V2>V3D.V1>V3>V2
1.鋁的原子結(jié)構(gòu)和在自然界中的存在鋁位于元素周期表______________,原子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以__________的形式存在。
2.鋁的性質(zhì)與制法(1)物理性質(zhì)鋁是________色有金屬光澤的固體,硬度________有良好的_______性、_______性和_______性等,密度較_____,質(zhì)地_______。
(3)工業(yè)制法:工業(yè)上電解熔融Al2O3制備Al________________________________
(1)鎂、鋁的特殊化學(xué)性質(zhì)①鋁是活潑金屬,但抗腐蝕性能強(qiáng),原因是常溫下Al與O2反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜而防止內(nèi)部金屬進(jìn)一步被氧化。鋁能與酸(H+)反應(yīng),是屬于活潑金屬的通性;鋁能與堿溶液反應(yīng),是鋁表現(xiàn)出來(lái)的特殊性。②鋁與某些金屬氧化物可發(fā)生鋁熱反應(yīng),鋁熱反應(yīng)可用于焊接金屬、冶煉高熔點(diǎn)的貴重金屬,但Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng),原因是Mg的活潑性強(qiáng)于Al。
③鎂在空氣中燃燒除了與O2反應(yīng)產(chǎn)生MgO外,還與N2反應(yīng)產(chǎn)生Mg3N2,與CO2反應(yīng)生成C和MgO。④由于Mg能夠在CO2中燃燒,所以鎂著火時(shí)不能用干冰滅火器和泡沫滅火器滅火。(2)鋁與酸、堿反應(yīng)生成氫氣的定量的關(guān)系①等物質(zhì)的量的Al分別與足量的非氧化性酸(H+)和堿(OH-)反應(yīng),生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶1,消耗H+和OH-的物質(zhì)的量之比為3∶1。
3.鋁的重要化合物(1)氧化鋁①物理性質(zhì):白色固體,難溶于水,有很高的熔點(diǎn)。常用作耐火材料及冶煉金屬鋁的原料。②化學(xué)性質(zhì)
注意:Al2O3與強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)生成的鹽不一樣,與酸反應(yīng)生成鋁鹽,與堿反應(yīng)則生成偏鋁酸鹽。(2)氫氧化鋁①物理性質(zhì)______色膠狀不溶于水的固體,有較強(qiáng)的________性。②化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為
寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:a.________________________________;b._________________________________;c._________________________。
Al(OH)3+3H+══Al3++3H2O
(3)常見(jiàn)的鋁鹽①硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。②明礬的化學(xué)式為_(kāi)___________________,它是______色晶體,_____溶于水,水溶液pH______7(填“”或“=”)。明礬可以凈水,其凈水的原理是___________________________________,Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。
KAl(SO4)2·12H2O
Al3++3OH-══Al(OH)3↓
②________________________________;③_______________________________;④______________________________。⑤a.___________________________________________;b._________________________________。⑥_________________________________。
(1)Al(OH)3具有兩性,能溶于強(qiáng)酸(如鹽酸)、強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液),但不溶于弱酸溶液(如H2CO3溶液)、弱堿溶液(如氨水)。(2)既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)有Al、Al2O3、Al(OH)3、多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱堿弱酸鹽(如CH3COONH4等)。(3)用鋁鹽與堿液反應(yīng)制取Al(OH)3時(shí),采用弱堿溶液氨水而不用強(qiáng)堿溶液。(4)用偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)制取Al(OH)3時(shí),一般是向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,而不使用強(qiáng)酸。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強(qiáng)度的鋁合金,可用于航空工業(yè)。(  )(2)鋁粉與氧化鎂共熱可制取金屬鎂。(  )(3)鋁制餐具不能長(zhǎng)時(shí)間存放酸性、堿性或咸的食物。(  )(4)能用鋁槽車(chē)儲(chǔ)運(yùn)濃硫酸與濃硝酸,是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)。(  )
(9)用可溶性鋁鹽制取Al(OH)3最好選用NaOH溶液而不選用氨水。(  )(10)AlO與HCO可能大量共存。(  )(11)氫氧化鋁、NaHCO3、Na2CO3均可作胃酸的中和劑。(  )(12)氧化鋁是金屬氧化物,也是堿性氧化物。(  )(13)鋁抗腐蝕能力較強(qiáng)的主要原因是鋁與氧氣反應(yīng)使表面生成一層致密的氧化膜。(  )(14)用氫氧化鈉溶液可以除去鋁片表面的氧化膜。(  )(15)Al(OH)3既溶于酸溶液又溶于堿溶液。(  )
2.(2022·江西新余第四中學(xué)檢測(cè))某化學(xué)興趣小組要在“校園科藝節(jié)活動(dòng)”中使用氫氣球表演節(jié)目。經(jīng)過(guò)測(cè)量,每個(gè)氫氣球的體積約為1.12 L(已折成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。已知興趣小組采用Al和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制取氫氣。(1)若實(shí)驗(yàn)需要1 L 2.5 ml·L-1的NaOH溶液,則要用拖盤(pán)天平稱取NaOH固體_______g。配制溶液過(guò)程中所需儀器除托盤(pán)天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外,還需要____________________、____________(填儀器名稱)。
1 000 mL容量瓶
(2)該化學(xué)興趣小組為了營(yíng)造氣氛,做了驚艷全場(chǎng)的鋁熱反應(yīng)(如下圖),寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________。興趣小組同學(xué)取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變紅色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是_________________________ ___________________________________。
固體中有沒(méi)反應(yīng)完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化
(3)若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁,可選擇________________(填試劑名稱),所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________。
Al2O3+2NaOH══2NaAlO2+H2O
3.深度思考:(1)鋁的化學(xué)性質(zhì)活潑,為什么日常生活中廣泛使用的鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能?常溫下為什么能用鋁制槽車(chē)來(lái)儲(chǔ)運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3?(2)①在做鋁的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),用坩堝鉗夾住一小塊鋁箔,在酒精燈上加熱至其熔化,會(huì)看到的現(xiàn)象是鋁箔熔化,失去光澤,但熔化的鋁并不滴落。原因是什么?②鋁與NaOH溶液反應(yīng)的機(jī)理是什么?(3)制備Al(OH)3時(shí)為什么不用NaOH溶液,而使用氨水?
(4)明礬的凈水作用與液氯對(duì)自來(lái)水的消毒作用是否相同?(5)中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段接觸到許多既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì),除了Al及其重要化合物外,你還知道哪些?[提示] (1)鋁在常溫下迅速被氧氣氧化,形成一層致密的氧化膜,保護(hù)鋁不再被氧化,因而鋁制品通常具有較強(qiáng)的抗腐蝕性能。常溫時(shí),濃H2SO4和濃HNO3能使鋁鈍化,因此可用鋁制槽車(chē)儲(chǔ)運(yùn)濃H2SO4或濃HNO3。
微考點(diǎn)1 鋁的性質(zhì)及用途(1)(2022·廣東廣州高三檢測(cè))如表中,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關(guān)系的判斷,完全正確的是(  )
[解析] 因?yàn)锳l和Al2O3既可以與強(qiáng)酸反應(yīng),又可以與強(qiáng)堿反應(yīng),故最好不要盛放酸性或堿性較強(qiáng)的液體食物,兩者有因果關(guān)系,A正確;鋁與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁,其熔點(diǎn)高,鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落,Ⅱ錯(cuò),B錯(cuò)誤;明礬中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,膠體吸附水中的懸浮物而凈化水,不能殺菌消毒,C錯(cuò)誤;鐵和鋁與濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng),D錯(cuò)誤。[答案] A
(2)鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問(wèn)題:①等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),所得H2的體積之比是________。②足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產(chǎn)生H2的體積之比是________。③足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中,二者產(chǎn)生的H2相等,則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。
④甲、乙兩燒杯中各盛有100 mL 3 ml·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質(zhì)量為_(kāi)____(填字母)。A.5.4 gB.3.6 gC.2.7 gD.1.8 g[解析] ①根據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑可知,Al與H2的關(guān)系式均為2Al~3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等,所得H2的量必相等。②因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí),二者產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比是1∶3,即產(chǎn)生H2的體積之比為1∶3。③因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的量相等,根據(jù)關(guān)系式可得n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因?yàn)閮扇芤后w積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。④其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl══2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑??梢?jiàn)當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量相同時(shí),產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設(shè)條件體積比為1∶2,說(shuō)明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的,而對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)是不足的。
[易錯(cuò)警示]?、倌芘c鋁反應(yīng)生成H2的溶液,可能是酸性溶液,也可能是堿性溶液。②等質(zhì)量的鋁與足量的酸或堿溶液反應(yīng),生成H2的量相同。③等物質(zhì)的量的酸和堿與足量的鋁反應(yīng),生成H2的量由酸和堿的物質(zhì)的量決定。
(2)(2022·山東濱州高三檢測(cè))將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100 mL 2 ml·L-1的鹽酸反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成氣體的體積V(已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示,則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )A.x=2.24B.鈉的物質(zhì)的量為0.2 mlC.反應(yīng)時(shí),Na、Mg、Al均過(guò)量D.曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像
[解析] 由圖像可以看出,生成氣體的體積相等,則鹽酸完全反應(yīng),x=2.24,A正確;根據(jù)生成的H2為2.24 L,可知Na失去0.2 ml電子,則鈉的物質(zhì)的量為0.2 ml,B正確;反應(yīng)時(shí)如果鈉過(guò)量,則鈉會(huì)與水反應(yīng),生成的氣體必多于2.24 L,C錯(cuò)誤;根據(jù)反應(yīng)速率可知曲線a、b、c依次是Na、Mg、Al與鹽酸反應(yīng)的圖像,D正確。
微考點(diǎn)2 鋁的重要化合物的性質(zhì)及用途(1)(2022·甘肅武威第十八中學(xué)診斷考試)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:下列敘述正確的是(  )A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸B.反應(yīng)①過(guò)濾后所得沉淀為氫氧化鐵C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2O══Al(OH)3↓+NaHCO3
[解析] 由溶液乙通入過(guò)量的Y生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉可知,溶液乙中含有偏鋁酸根、氣體Y為二氧化碳,故試劑X可以是氫氧化鈉溶液,不可能為鹽酸,故A錯(cuò)誤;氧化鐵與氫氧化鈉不反應(yīng),反應(yīng)①后過(guò)濾所得沉淀為氧化鐵,故B錯(cuò)誤;電解熔融氧化鋁生成鋁,屬于氧化還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;反應(yīng)②為過(guò)量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2O══Al(OH)3↓+NaHCO3,故D正確。
(2)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3,還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料。其中一種提取方法的操作過(guò)程如下:
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(ⅰ)請(qǐng)寫(xiě)出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式__________________________________________。(ⅱ)沉淀乙是Fe2O3,向其中加入足量鹽酸,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式_______________________________,充分反應(yīng)后過(guò)濾,將濾液加熱蒸干灼燒,最后可得到紅棕色固體,用簡(jiǎn)要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明這一變化過(guò)程________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。
Fe2O3+6H+══2Fe3++3H2O
〔對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)2〕 (1)(2020·四川遂寧二中質(zhì)檢改編)(雙選)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用,下列說(shuō)法不正確的是(  )A.MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料,氧化鋁也可作耐火材料B.明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中的懸浮物,可用于水的凈化,F(xiàn)e3+有同樣的功效C.電解MgCl2飽和溶液,因Mg2+的濃度足夠大,可制得金屬鎂D.把鎂條與適量的稀鹽酸完全反應(yīng),將所得溶液蒸干、灼燒,得到MgCl2固體
[解析] 氧化鎂和氧化鋁的熔點(diǎn)都較高,均能制作耐高溫材料,故A正確;明礬中含有鋁離子,鋁離子能水解生成氫氧化鋁膠體,膠體具有吸附性,可吸附水中的懸浮物,用于水的凈化,鐵離子有同樣的效果,故B正確;鎂是活潑金屬,電解MgCl2飽和溶液時(shí),陰極上氫離子得電子而不是鎂離子得電子,所以得不到金屬鎂,應(yīng)采用電解熔融MgCl2的方法冶煉,故C錯(cuò)誤;氯化鎂是強(qiáng)酸弱堿鹽,易水解生成氫氧化鎂和氯化氫,將所得溶液蒸于、灼燒,因鹽酸具有揮發(fā)性,可促進(jìn)氯化鎂水解,所以最后得到的固體不是氯化鎂,而是氫氧化鎂受熱分解生成的氧化鎂,故D錯(cuò)誤。
②易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________ _________________________。③沉淀B的化學(xué)式為_(kāi)__________;將少量明礬溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是________________________________。
2H2O══2NaAlO2+3H2↑
Al3+水解,使溶液中H+濃度增大
含鋁元素雜質(zhì)的除雜方法歸類(lèi)利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿溶液的特性,可除去多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì),如下列除雜過(guò)程(括號(hào)中物質(zhì)為雜質(zhì)): Mg(Al):加足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥; Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥; ③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥; ④Mg2+(Al3+):加過(guò)量NaOH溶液,過(guò)濾、洗滌,再加酸充分溶解得到的沉淀。
1.銅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):銅是一種有金屬光澤的________色固體,具有良好的________性、________性和延展性。
考點(diǎn)三 銅及其重要化合物
(2)化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:①______________________________________②___________________
2Cu+O2+CO2+H2O══Cu2(OH)2CO3
2.銅的重要化合物(1)氧化物①CuO:______色難溶于水的固體,與酸反應(yīng),可以用H2、CO、Al還原出Cu。
(2)氫氧化銅——______色難溶物,是一種弱堿。
(3)銅鹽①Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3的名稱為_(kāi)_____________,是銅綠、孔雀石的主要成分,受熱分解可生成黑色的氧化銅,化學(xué)方程式:______________________________________,可溶于稀硫酸,離子方程式:____________________________________________。
Cu2(OH)2CO3+4H+══2Cu2++CO2↑+3H2O
②CuSO4·5H2O______色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末,化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。③銅鹽的毒性銅鹽溶液有毒,主要是因?yàn)殂~離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們利用這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液,用來(lái)殺滅植物的病毒。
[提示] S元素從-2→+4,被氧化的元素是S。(2)CuSO4變成CuSO4·5H2O是物理變化。(  )[提示] CuSO4+5H2O══CuSO4·5H2O是化學(xué)變化。
(3)利用無(wú)水硫酸銅遇水變成藍(lán)色這一性質(zhì),來(lái)檢驗(yàn)水的存在。(  )[提示] 無(wú)水硫酸銅遇水生成藍(lán)色的五水硫酸銅。(4)把表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應(yīng),F(xiàn)e片有剩余,所得溶液中的金屬離子有Fe2+、Cu2+。(  )[提示] 先發(fā)生:Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2O和CuO+2HCl══ CuCl2+H2O,這時(shí)溶液中有Fe3+和Cu2+。但鐵片表面的氧化物除凈后,鐵單質(zhì)與溶液接觸,發(fā)生Fe+2FeCl3══3FeCl2、Fe+CuCl2══Cu+FeCl2和Fe+2HCl══FeCl2+H2↑,因此充分反應(yīng)后溶液中只有Fe2+。
(5)銅比鋁先獲得成功冶煉的原因是銅礦較易被還原,鋁礦很難被還原。(  )[提示] 鋁活潑,難冶煉。(6)將氣體通過(guò)無(wú)水硫酸銅粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣。(  )(7)CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化。(  )(8)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分,在干燥的空氣中銅不易生銹。(  )(9)1 ml Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子。(  )
(10)中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。(  )(11)將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,得到無(wú)水CuCl2固體。(  )[提示] CuCl2水解,加熱蒸干得到Cu(OH)2,灼燒后得到CuO。(12)將銅絲在空氣中加熱至紅熱后迅速伸入裝有乙醇的試管中,可聞到刺激性氣味。(  )[提示] 銅絲在空氣中加熱生成CuO,CuO與乙醇生成有刺激性氣味的乙醛。
2.孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)設(shè)計(jì)從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸):(1)反應(yīng)①能觀察到的現(xiàn)象是__________________________________ ______________,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________ _______________________。
固體逐漸消失,溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,有氣泡產(chǎn)生
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4══
2CuSO4+CO2↑+3H2O
(2)反應(yīng)②加入的金屬可能是______,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________。(3)操作a可能的方法是________,欲除掉的雜質(zhì)為_(kāi)______________ ___________;要從操作a所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體,需要進(jìn)行的操作是______________________。3.深度思考:(1)Cu和Cu2O都是紅色固體,如何采用化學(xué)方法鑒別?[提示] 將紅色固體投入稀硫酸中,生成藍(lán)色溶液的為Cu2O,無(wú)明顯現(xiàn)象的是Cu。原因:Cu2O+2H+══Cu+Cu2++H2O。
Fe+Cu2+══Fe2++Cu(答案合理即可)
難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)
對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià),你認(rèn)為最好的是哪個(gè)方案?[提示] 方案③。方案①:產(chǎn)生污染性氣體,且消耗硫酸較多。方案②:消耗能量較多,且步驟復(fù)雜。方案③:不產(chǎn)生污染性氣體,原料利用率高,節(jié)約能源。因而方案③更經(jīng)濟(jì)合理。
微考點(diǎn)1 銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用(1)(2022·黑龍江牡丹江第一高級(jí)中學(xué)期末)(雙選)為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )
(2)銅是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)最早并廣泛使用的一種金屬。回答下列問(wèn)題:①實(shí)驗(yàn)室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________________。②電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔,寫(xiě)出該過(guò)程的離子方程式:______________________________。配制的FeCl3溶液應(yīng)保持________(填“酸性”“堿性”或“中性”),原因是__________________________。
Cu+H2O2+H2SO4══CuSO4+2H2O
2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+
酸性條件下抑制Fe3+水解
[解析]?、賹?shí)驗(yàn)室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+H2O2+H2SO4══CuSO4+2H2O。②FeCl3與Cu反應(yīng)生成FeCl2與CuCl2,離子方程式為2Fe3++Cu══2Fe2++Cu2+。配制FeCl3溶液時(shí),為了抑制Fe3+的水解,將FeCl3固體先溶于濃鹽酸,再加水稀釋至所需濃度。
〔對(duì)點(diǎn)集訓(xùn)1〕 (1)(2020·全國(guó)3,7)宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色,歷經(jīng)千年色彩依然,其中綠色來(lái)自孔雀石顏料(主要成分為Cu(OH)2·CuCO3),青色來(lái)自藍(lán)銅礦顏料(主要成分為Cu(OH)2·2CuCO3)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(  )A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度B.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化C.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿D.Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3
[解析] 字畫(huà)保存需要控制適宜的溫度和濕度,溫度、濕度過(guò)高或過(guò)低,均對(duì)字畫(huà)的保存造成危害,A項(xiàng)正確;Cu(OH)2、CuCO3中Cu、H、C元素都處于最高價(jià),無(wú)還原性,不易被O2氧化,B項(xiàng)正確;Cu(OH)2、CuCO3都可與酸性物質(zhì)反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Cu(OH)2中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),故Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),D項(xiàng)正確。
(2)下表中,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系判斷都正確的是(  )
[解析] 稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應(yīng),而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng),所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠[Cu2(OH)2CO3],Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系,A正確;銅表面不能形成致密的氧化膜,銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸,B錯(cuò)誤;硫酸銅與氨水反應(yīng)生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,在加熱條件下,銅與氧氣反應(yīng)生成黑色CuO,Ⅰ、Ⅱ均正確,但沒(méi)有因果關(guān)系,C錯(cuò)誤;藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末,有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒(méi)有因果關(guān)系,D錯(cuò)誤。
銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性
提醒:反應(yīng)CuSO4+H2S══CuS↓+H2SO4可說(shuō)明CuS難溶于非氧化性強(qiáng)酸。
微考點(diǎn)2 銅及其化合物的制備(1)(2022·山東濱州高三檢測(cè))CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(  )A.途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質(zhì)的量之比最好為3∶2B.相對(duì)于途徑①、③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想C.CuSO4在1 100 ℃所得Cu2O,投入足量熱稀硝酸中,若溶液變?yōu)樗{(lán)色,同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn),說(shuō)明樣品全部生成Cu2OD.Y可以是葡萄糖
(2)(雙選)某科學(xué)興趣小組查閱資料得知,反應(yīng)溫度不同,氫氣還原氧化銅的產(chǎn)物就不同,可能是Cu或Cu2O,Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體,但Cu2O能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng):Cu2O+H2SO4══CuSO4+Cu+H2O。為探究反應(yīng)后的紅色固體的成分,他們提出了以下假設(shè):假設(shè)一:紅色固體只有Cu假設(shè)二:紅色固體只有Cu2O假設(shè)三:紅色固體中有Cu和Cu2O
下列判斷正確的是(  )A.取少量紅色固體,加入足量的稀硫酸,若溶液無(wú)明顯現(xiàn)象,則假設(shè)一成立B.少量紅色固體與足量稀硫酸反應(yīng),若溶液呈藍(lán)色且仍有紅色固體,則只有假設(shè)三成立C.若將7.2 g紅色固體通入足量的H2還原,最后得到固體6.4 g,則假設(shè)二成立D.實(shí)驗(yàn)室可用向稍過(guò)量的CuSO4溶液中加入NaOH溶液后再加入葡萄糖后加熱,來(lái)制取Cu2O
[解析] 濃硫酸不能吸收SO2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)中銅、氧元素化合價(jià)降低,被還原,B項(xiàng)錯(cuò)誤;在+3價(jià)鐵存在下檢驗(yàn)+2價(jià)鐵,應(yīng)用酸性高錳酸鉀溶液,C項(xiàng)錯(cuò)誤;爐渣中含有氧化鐵和氧化亞鐵,可以冶煉鐵;二氧化硫可以用作制硫酸的原料,D項(xiàng)正確。
1.合金的兩個(gè)特點(diǎn):熔點(diǎn)較低,硬度較大。2.金屬的制法(1)電解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬)。(2)熱還原法(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等較活潑金屬)。(3)熱分解法(Hg、Ag等不活潑金屬)。
5.必記的與鋁有關(guān)的兩個(gè)化學(xué)方程式(1)2Al+2NaOH+2H2O══2NaAlO2+3H2↑(2)Al2O3+2NaOH══2NaAlO2+H2O6.特殊的顏色Cu、Cu2O—紅色,CuO—黑色,Cu(OH)2—藍(lán)色,CuSO4—白色,CuSO4·5H2O—藍(lán)色,Cu2(OH)2CO3—綠色。

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