1、第三章 金属及其化合物第9讲 铜及其化合物 金属材料微考点 大突破微充电 提素养微真题 大揭秘考纲解读考向预测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 高考对本讲内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主，尤其是以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的趋势较大微考点 大突破见学生用书P055 微考点 1 金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1单质铜的化学性质(1)与非金属的反应(写出化学方程式)
2、与 O2 反应加热：。常温下在潮湿的空气中：2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。与 Cl2 反应：(色烟)。2CuO2=2CuOCuCl2=CuCl2棕黄(2)与氧化性酸的反应(写出相应的化学方程式)与非氧化性酸：不反应。与氧化性酸反应与浓硫酸的反应：。与浓硝酸的反应：。与稀硝酸的反应：。(3)与盐溶液的反应(用离子方程式表示)与硝酸银溶液的反应：。与氯化铁溶液的反应：。Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2OCu2Ag=Cu22Ag2Fe3Cu=2Fe2Cu22铜
3、的化合物的主要性质(1)氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2状态不溶于水的色固体(粉末)不溶于水的色固体化学性质CuO2H=Cu2H2OCuOH2=CuH2OCuOCO=CuCO2Cu(OH)22H=Cu22H2OCu(OH)2=CuOH2O黑蓝(2)硫酸铜CuSO45H2O 为蓝色晶体，俗称，受热易分解为白色粉末 CuSO4 和水。无水 CuSO4 遇水变蓝色(生成 CuSO45H2O)，可作为水的检验试剂。CuSO4 与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。蓝矾或胆矾微助学两个变价铜有两个可变价态，1 价和2 价，铜
4、及其化合物之间的转化关系常围绕可变化合价问题而展开。六种颜色铜及其化合物的转化过程中，常伴随着颜色变化而使实验现象丰富多彩。故对铜及其化合物的常见颜色应熟记且灵活掌握。例如紫红色Cu白色CuSO4红色Cu2O蓝色Cu(OH)2 或 CuSO45H2O黑色CuO 或 CuS 或 Cu2S棕黄色CuCl2四注意1铜为变价金属，与 Cl2 反应生成 CuCl2，与 S 反应生成 Cu2S。2通常利用反应：2CuO2=2CuO 除去混合气体中的少量 O2。3Cu 与稀 H2SO4 不反应，但在通入 O2 的条件下，Cu 可在稀 H2SO4中逐渐溶解：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。4无水
5、 CuSO4 只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。微诊断判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色。()提示 如果把水加入反应器中，会造成酸液飞溅，应把反应器中的溶液缓慢倒入盛有适量水的烧杯中，并不断搅拌。2常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2 的生成。()提示 Cu 与氯气反应应点燃。3将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2 固体。()提示 CuCl2 水解，加热蒸干得到 Cu(OH)2，灼烧后得到 CuO。4将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺
6、激性气味。()提示 铜丝在空气中加热生成 CuO，CuO 与乙醇反应生成有刺激性气味的乙醛。对点微练一 铜及其化合物的性质1已知 CuO 经高温灼烧生成 Cu2O，Cu2O 与 H发生：Cu2O2H=CuCu2H2O。将经高温灼烧后的 CuO 样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()A如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了 Cu2OB溶液中最终可能有紫红色固体出现C这种实验的结果无法说明 CuO 分解的程度D如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明 CuO 没有分解解析 若误认为 Cu 不与热的稀硝酸反应会造成错选 D。如果样品部分生成了 Cu2O
7、，也含有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明 CuO分解的程度，A 项错误、C 项正确；由于 Cu 能够与热的稀硝酸反应，所以不论 CuO 是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现，B、D两项错误。答案 C2下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断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对；对；无B.铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸对；对；有C.向硫酸铜溶液中通入氨气，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，铜丝表面变黑对；对；有D.蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫
8、酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无解析 稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸不与 Cu 反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，、有因果关系，A项错误；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放浓硫酸，B 项错误；硫酸铜与氨水反应生成 Cu(OH)2，Cu(OH)2 受热分解生成黑色 CuO，、均正确，但没有因果关系，C 项错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，属于化学变化，CuSO4 可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D 项正确。答案 D3铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因此有“货币金属”
9、之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案：(1)铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出。(2)铁、铜和氯气反应分别生成 FeCl3 和 CuCl2。(3)足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成 FeSO4 和 CuSO4。(4)铜片置于 FeCl3 溶液中铜片逐渐溶解。(5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。以上设计合理的有_(填序号)。(1)(5)解析(1)Fe 把 Cu 置换出来，可以证明 Fe 比 Cu 活泼。(2)Fe、Cu 还原 Cl2 生成的产物中氯均为1
10、 价，不能证明。(3)根据 FeSO4 和 CuSO4 无法证明 Fe、Cu 的活泼性。(4)Cu 还原 Fe3为 Fe2，说明还原性 Cu 比Fe2强，不能证明 Cu、Fe 的还原性或活泼性强弱。(5)形成原电池，Fe 作负极失电子，活动性 FeCu。同学们在复习铜的化合物性质时，要联系大多数金属氧化物、氢氧化物及其碳酸盐的规律进行复习。1氢氧化物溶解性常见的四大强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 溶于水，其余的氢氧化物大多数不溶于水，属于弱碱。所以大多数可溶性的盐与 NaOH 溶液反应生成氢氧化物沉淀，这一规律常用于金属阳离子的检验、除杂等。2氢氧化物的热稳定性除了 4
11、 种可溶性碱 KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 受热不易分解外，其余氢氧化物大多数不稳定，受热易分解生成水和相应氧化物，如2Al(OH)3=Al2O3 3H2O、2Fe(OH)3=Fe2O3 3H2O、Cu(OH)2=CuOH2O、Mg(OH)2=MgOH2O。3氧化物与水反应除了 4 种可溶性碱 KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 对应的碱性氧化物 K2O、Na2O、CaO、BaO 与水反应生成碱(非氧化还原反应)，过氧化物K2O2、Na2O2 与水反应生成碱和氧气外，其余金属氧化物大多数不与水反应，如 Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、CuO、MgO
12、 等均不与水反应。4金属元素的氧化物、氢氧化物与酸、碱的反应(1)规律：几乎所有的金属元素的氧化物、氢氧化物均与酸反应，生成盐和水，如 Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、Mg(OH)2、Cu(OH)2、Fe(OH)2与硫酸、盐酸反应的离子方程式分别为 Al2O36H=2Al33H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O、FeO2H=Fe2H2O、Mg(OH)22H=Mg22H2O、Cu(OH)22H=Cu22H2O、Fe(OH)22H=Fe22H2O，反应中化合价没有变化，属于复分解反应，配平时依据电荷守恒，反应后生成金属阳离子所带的电荷数消耗的
13、 H个数。(2)特例：Fe(OH)2、Fe3O4、FeO 与硝酸反应时，2 价铁被氧化，发生氧化还原反应。5氯化物水溶液加热蒸干除了 4 种可溶性碱 KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 对应的氯化物KCl、NaCl、CaCl2、BaCl2 水溶液加热蒸干可得到相应氯化物外，其余金属氯化物如 AlCl3、FeCl3、CuCl2、MgCl2 等物质的水溶液受热均会发生水解生成氢氧化物，氢氧化物受热分解生成相应氧化物。6碳酸盐(1)所有的碳酸氢盐受热均分解，生成正盐，如 2NaHCO3=Na2CO3H2OCO2、Ca(HCO3)2=CaCO3H2OCO2。(2)不溶性碳酸盐受热均分解，
14、生成金属氧化物，如 CaCO3=高温 CaOCO2、MgCO3=MgOCO2、CuCO3=CuOCO2；可溶性碳酸盐Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3，除铵盐外，其余两种受热均不易分解。对点微练二 铜的冶炼方法4孔雀石的主要成分为 Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O铁粉FeCu2=Fe2Cu解析 孔雀石中
15、加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为 Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将 Cu2从溶液中置换出来即可，故金属可能是 Fe 或Zn 等。5Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一，下面是由 Cu2S 冶炼铜及制取CuSO45H2O 的流程图。Cu2SO2Cu焙烧 Cu2O、CuO足量稀硫酸A操作 B蒸发、结晶、过滤胆矾(1)Cu2S 中铜元素的化合价为_价，火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向 Cu2O、CuO 中加入足量稀硫酸得
16、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：_。1Cu2SO2=2CuSO2Cu2O2H=Cu2CuH2O(3)若将 A 中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填选项字母)。A适量的 NaNO3B适量的 HNO3C适量的 H2O2C解析(1)Cu2S 中铜元素的化合价为1；火法炼铜时 Cu2S 与 O2 反应生成 Cu 和 SO2，反应方程式为 Cu2SO2=2CuSO2。(2)Cu2O 与稀硫酸反应生成 CuSO4 和 Cu，反应的离子方程式为 Cu2O2H=Cu2CuH2O。(3)A 中的红色物质为 Cu，可在酸性条件下用 H2O2 将 Cu 氧化成
17、 Cu2。铜的冶炼“三方法”1湿法炼铜：FeCuSO4=FeSO4Cu。2高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS24O2=800 Cu2S3SO22FeO(炉渣)2Cu2S3O2=1 200 2Cu2O2SO22Cu2OCu2S=1 200 6CuSO2粗铜中铜的含量为 99.5%99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达 99.95%99.98%的铜。3生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a.成本低；b.污染小；c.反应条件
18、简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。微考点 2 金属材料与金属矿物的开发利用一、熟知合金和常见的金属材料1合金(1)合金形成：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。性质特点：具有。(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。熔点：一般比它的各成分金属的。如生铁的熔点比纯铁的熔点。硬度和强度：一般比它的各成分金属的(填“大”或“小”)。金属特性低低大2常见的金属材料(1)钢(2)铝合金(3)铜合金：我国使用最早的铜合金是，常见的铜合金还有黄铜和白铜。青铜二、掌握金属矿物开发利用的方法1金属在自然界中的存在2金属冶炼的一般步骤3金属冶炼的实质金属的冶炼过程
19、就是把金属从态还原为态的过程，即(写反应通式，用 M 表示金属)。化合游离Mnne=M4金属冶炼的方法(用化学方程式表示)5铝热反应实验装置实验现象镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈反应纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为原理应用制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等金属焊接，如野外焊接钢轨等2AlFe2O3=高温 2FeAl2O3微助学合金学习中的四注意1构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。2合金的性质不是各成分金属的
20、性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。3并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。4合金一定是混合物。高考警示1电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，而不是盐溶液。2铜除了用热还原法冶炼外，还可以用湿法炼铜或电解法进行冶炼。3冶炼 Mg 时只能电解 MgCl2 不能电解 MgO(熔点太高)。4冶炼 Al 时只能电解 Al2O3 不能电解 AlCl3(共价化合物，熔融时
21、不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低 Al2O3 的熔化温度。微诊断判断正误，正确的画“”，错误的画“”。1合金材料中不可能含有非金属元素。()提示 合金中也可能含有非金属。2镧镍合金能大量吸收 H2 形成金属氢化物，可作储氢材料。()提示 镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。3大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低。()提示 大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低，这是大多数合金的特点。4高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强。()提示 常常利用铝合金的特性来制飞机、车厢等的外壳。5钢铁厂用热还原法冶炼铁。()提示 铁为较活泼金属，工业上用 CO 还原 Fe2
22、O3 的方法冶炼铁。6铝合金的熔点比纯铝高。()提示 合金的熔点比各成分金属的熔点低。7Al、Fe、Cu 三者的单质放置在空气中均只生成氧化物。()提示 铜在空气中生锈，生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。8电解熔融氯化镁制取金属镁。()提示 Mg 为活泼金属，用电解的方法冶炼。对点微练三 合金的性质和应用6下列说法中正确的是()A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B金、银、铜是应用最广泛的金属材料C钛被誉为“21 世纪的金属”，应用前景很广阔D铜是导电性、导热性最好的有色金属解析 铜是人类使用最早的金属材料，A 项错误；铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料，B 项错误；银的导电性比铜好，D 项
23、错误。答案 C72017 年 2 月首飞的 C919 大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是()A铝锂合金是铝与锂形成的混合物B铝锂合金的硬度比锂大C铝锂合金的熔点比铝低D铝锂合金耐酸碱腐蚀解析 铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。答案 D8中国载人潜水器“蛟龙”号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史纪录，首次突破 7 000 米，最深达到 7 020 米海底。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关合金的说法中正确的是()A钛合金是一种新型的金属单质B钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小C钛合金的化
24、学性质与钛单质相同D青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金解析 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，不属于新型金属单质，A 项错误；合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大，B 项错误；合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还具有其他成分的性质，C 项错误。答案 D对点微练四 有关合金成分的分析9取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为()样品足量稀盐酸气体溶液难溶物浓NaOH溶液气体溶液难溶物AAl、Mg、Si、Zn BAl、Fe、Zn、Na CAl、Na、Cu、Fe DAl、Cu、Mg、Si
25、、Mn解析 硬铝中一定含有 Al，样品加入足量稀盐酸后有难溶物存在，说明有金属活动性在 H 之后的金属或非金属存在，再加入浓 NaOH 溶液后有气体生成和难溶物存在，根据题目信息可知硬铝样品中含有 Si，最终的难溶物为 Cu，D 项中含有上述三种物质。答案 D10部分氧化的 FeCu 合金样品(氧化产物为 Fe2O3、CuO)共 5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()A滤液 A 中的阳离子为 Fe2、Fe3、HB样品中 Fe 元素的质量为 2.24 gC样品中 CuO 的质量为 4.0 gDV896解析 因为氧化性：Fe3Cu2H，还原性：FeCu，有气体产生，则该气体是 H2，所以滤
26、液 A 中阳离子不可能有 Fe3，而是 Fe2、H，A项错误；最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3，其中 Fe 元素的质量为 2.24 g，B 项正确；样品中 Cu 元素和 O 元素共 5.76 g2.24 g3.52 g，C 项错误；2.24 g Fe 元素不可能全是单质，故生成的 H2 标准状况的体积小于 896 mL，D 项错误。答案 B11某同学设计了如下实验测量 m g 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铜银能与稀硝酸反应，收集到的 V L 气体可能全为 NOC操作是过滤，操作是洗涤，操作应是烘干D根
27、据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数解析 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)W g 固体应该是干燥纯净的 AgCl，由此确定三步操作。答案 D1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其成分。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
28、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)。对点微练五 金属的开发和利用12下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是()A镁铝合金B铜合金C碳素钢D铅锡合金解析 由
29、于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合于制造飞机外壳，故选 A 项。答案 A13从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于()A金属的化合价高低B金属的活动性强弱C金属的导电性强弱D金属在地壳中的含量多少解析 因技术的不成熟，越活泼的金属越难冶炼，相反越不活泼的金属越易冶炼得到，金属利用的先后取决于金属的活动性大小。答案 B对点微练六 金属冶炼原理的考查14下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是()选项金属存在形式冶炼方法A.铜化合态铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4 溶液反应冶炼铜B.银化合态银的金
30、属性弱，用加热 Ag2O 的方法冶炼C.铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D.钠化合态钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和 NaCl 溶液的方法冶炼解析 一般用电解熔融 NaCl 的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是 NaOH、H2 和 Cl2。答案 D15用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如2Al4BaO 高温 3BaBaOAl2O3常温下 Al 的金属性比 Ba 的金属性_(填“强”或“弱”)。利用上述方法可制取 Ba 的主要原因是_(填选项字母)。A高温时 Al 的活泼性大于 BaB高温有利于 BaO 分解C高温时 BaOAl2O3 比
31、 Al2O3 稳定DBa 的沸点比 Al 的低D弱解析 因 Ba 的金属性强于 Mg，而 Mg 的金属性强于 Al，故 Al 的金属性比 Ba 弱，题中由 Al 制备 Ba 不符合常规金属性强的制备金属性弱的反应规律，原因是此反应为可逆反应，Ba 在此温度下为气体，移出钡蒸气后，上述平衡右移，故能由铝制得钡。16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/6602 0541 5351 462沸点/2 4672
32、 9802 750(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：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_。(3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是_(填选项字母)。A浓硫酸B稀硫酸C稀硝酸D氢氧化钠溶液合理NaOH 溶液B2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2解析(3)铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金，铁、铝在冷而浓的硫酸中钝化，在稀硝酸中溶解但能放出污染性气体，铁不溶于 Na
33、OH 溶液，因此熔融物溶解最好选择硫酸。铝热反应的三个注意事项1铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与排在金属活动性顺序中铝后的金属的氧化物反应。2铝热反应常出现在推断题中。3铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。微充电 提素养见学生用书P060 充分发挥学科素养 学会分析无机化工流程无机化工流程题为高考理综化学卷主观题中的必考题，并且所占分值较大。试卷题号流程图中的内容考查内容涉及的主要元素 2017全国卷 T27用钛铁矿制备Li4Ti5O12和LiFePO4离子方程式书写、实验条件选择、与Ksp相关的计算等Li、Fe、Ti2017全国卷 T26测定水泥样品中的钙
34、含量沉淀成分分析、化学方程式书写、试剂选用和操作目的、质量分数计算等Ca、Si、Fe、Al2017全国卷 T27用铬铁矿制备重铬酸钾方程式配平、成分判断、条件控制、产率计算等Fe、Cr、Al从表中可知，无机化工流程题中涉及的元素主要是常见元素，因此考生复习时要熟练掌握常见元素及其化合物的性质；试题中考查的内容和试题考查形式是多样的，所以考生学会分析和处理无机化工流程是十分重要的。无机化工流程题的解题策略很多，最基本的方法：(1)把题干中所涉及的元素以相应化学符号的形式在流程图中一一标出，弄清楚是单质还是化合物、是产品还是副产品、是废渣还是循环物质。这样就为解题提供了具体的化学反应和物质存在的形
35、式。(2)回答各种问题时需要从题干和流程图中寻找有用的信息，注意对号入座。(3)注意答题的准确性和规范性，如化学符号的规范和正确书写，使用化学专业术语描述现象和给出结论等。基础不牢，地动山摇，考生要根据复习的实际情况和自身的特点，通过科学的方法将琐碎的知识系统化、深入化。有了基础，如何高屋建瓴？这就需要考生将无机化学知识与化学实验、无机流程、化学用语等充分融合，注重相互之间的联系，发挥自身的学科素养，灵活应用，不断提高逻辑思维能力和解题能力。【母题导航】(2017全国卷略有改动)重铬酸钾是一种重要的化工原料，一般由铬铁矿制备，铬铁矿的主要成分为 FeOCr2O3，还含有硅、铝等杂质。制备流程如
36、图所示：请回答下列问题：(1)滤渣 1 中含量最多的金属元素是_，滤渣 2 的主要成分是_及含硅杂质。(2)步骤调滤液 2 的 pH 使之变_(填“大”或“小”)，原因是_(用离子方程式表示)。Fe小Al(OH)32CrO24 2HCr2O27 H2O(3)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤得到 K2Cr2O7 固体。冷却到_(填选项字母)得到的 K2Cr2O7 固体产品最多。a80 b60 c40 d10 步骤的反应类型是_。(4)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉(含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7，最终得到产品 m2 kg，产率为_
37、。d复分解反应190m2147m1100%解析(1)步骤中生成的氧化铁因不溶于水而进入滤渣 1，所以滤渣1 中含量最多的金属元素是 Fe。结合流程图可知，滤渣 2 的主要成分是氢氧化铝及含硅杂质。(2)滤液 2 中存在平衡：2CrO24 2HCr2O27 H2O，氢离子浓度越大(pH 越小)，越有利于平衡正向移动，所以步骤应调节滤液 2 的 pH 使之变小。(3)根据题图，可知温度越低，K2Cr2O7 的溶解度越小，析出的重铬酸钾固体越多，故 d 项正确。步骤中发生的反应为 Na2Cr2O72KCl=K2Cr2O72NaCl，其属于复分解反应。(4)该铬铁矿粉中 Cr2O3的物质的量为m110
38、3 g40%152 gmol1，根据 Cr 元素守恒可求得 K2Cr2O7 的理论质量 m0m1103 g40%152 gmol1294 gmol1103 kgg1147m1190 kg，所以产品的产率为m2m0100%190m2147m1100%。【子题微练】一种带有多孔结构的镍铝合金对 H2 有着较强的吸附性，其高催化活性和热稳定性使该镍铝合金被广泛用于工业生产和有机合成反应中。以镍黄铁矿(主要成分为 NiS、FeS 等)为原料制备该镍铝合金的工艺流程如图所示。回答下列有关问题：(1)Ni(CO)4 中 C、O 化合价与 CO 中的 C、O 化合价相同，则 Ni 的化合价为_价。(2)在空
39、气中“煅烧”镍黄铁矿生成 Ni2O3 和 Fe2O3，写出生成 Fe2O3 的化学方程式：_。(3)操作“镍CO Ni(CO)4加热 镍”的目的是_。提纯镍4FeS7O2=煅烧 2Fe2O34SO20(4)Ni、Al 高温熔融时，通入 Ar 的作用是_。高温熔融物冷却后，需要进行粉碎处理，粉碎的目的是_。(5)“碱浸”可以使镍产生多孔结构，从而增强对 H2 的吸附性，“浸出液”中的离子主要有_；“浸出液”中的铝元素可循环利用，写出回收“浸出液”中铝元素，并制备“高温熔融”时的原料 Al 的流程：_。(示例：CuOHCu2FeCu)浸出液足量CO2 Al(OH)3Al2O3冰晶石、电解熔融 Al
40、提高“碱浸”的反应速率和原料的转化率Na、AlO2、OH保护 Ni、Al，防止其被氧化解析(1)CO 中的 C、O 化合价分别为2、2，故 Ni(CO)4 中 Ni 的化合价为 0。(2)根据题目提示信息可知，反应物为 FeS 和 O2，而生成物之一为 Fe2O3，故另外一种生成物为 SO2。(3)操作“镍CO Ni(CO)4加热镍”中前面的镍为粗镍，故该过程为镍的提纯过程。(4)熔融过程中 Ni、Al易被空气中的氧气氧化，故通入 Ar 的目的是防止 Ni、Al 被氧化。化工生产中，将固体物质粉碎可增大固体与液体或气体的接触面积，从而提高后续反应的反应速率，同时可提高原料转化率。(5)“碱浸”
41、过程中发生反应的离子方程式为 2Al2OH2H2O=2AlO2 3H2，故“浸出液”中的离子主要有 Na、AlO2、OH。AlO2 与足量的 CO2 反应可生成 Al(OH)3沉淀，该沉淀受热可分解生成 Al2O3，加入冰晶石条件下，电解熔融的 Al2O3可制备 Al。微真题 大揭秘见学生用书P062 1判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)(2017全国卷)除去溶液中的 Cl，可向溶液中同时加入 Cu 和CuSO4，生成 CuCl 沉淀从而除去 Cl。除 Cl的反应为 CuCu22Cl=2CuCl。()(2)(2016全国卷)除去 Cu 粉中混有 CuO 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、
42、洗涤、干燥。()(3)(2015全国卷)将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3 溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。()(4)(2015广东)1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成 NA 个 SO3 分子。()(5)(2015四川)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈。()(6)(2015四川)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气。()(7)(2014全国卷)H2 通过灼热的 CuO 粉末，反应后固体物质增重。()2下列说法或转化正确的是()A(2016江苏)MgCO3 HClaqMgCl2(aq)电解 MgB(2013安徽)工业上通过电解氯化钠溶液
43、制备金属钠和氯气C钢铁厂用热还原法冶炼铁D工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 不涉及氧化还原反应解析 Na、Mg 属于活泼金属，用电解熔融 NaCl、MgCl2 的方法制备而不能电解 NaCl 溶液、MgCl2 溶液，A、B 两项错误；电解熔融 Al2O3制取 Al 的反应为 2Al2O3(熔融)=电解 4Al3O2，该反应属于氧化还原反应，D 项错误。答案 C3(2013山东)(双选)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是()AFe2O3 BNaCl CCu2S DAl2O3解析 冶炼活泼金属(金属活动顺序中 Al 之前)时，一般采用电解法，所以答
44、案为 BD。答案 BD4(2016四川)CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解 CuCl22H2O 制备 CuCl，并进行相关探究。资料查阅实验探究 该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(1)仪器 X 的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是 a_e(填操作的字母)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥 HCld点燃酒精灯，加热e停止通入 HCl，然后通入 N2干燥管cdb(3)在实验过程中，观察到 B 中物质由白色变为蓝色，C 中试纸的颜色变化是_。(4)装置 D 中发生氧化还原反应的离子方程式是_。(5)反应
45、结束后，取出 CuCl 产品进行实验，发现其中含有少量的 CuCl2或 CuO 杂质，根据资料信息分析：若杂质是 CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是 CuO，则产生的原因是_。先变红，后褪色Cl22OH=ClOClH2O加热时间不足或温度偏低通入 HCl 的量不足解析(1)仪器 X 的名称为干燥管。(2)实验操作中应先通氯化氢气体，再点燃酒精灯，反应结束后，先熄灭酒精灯，再停止通入氯化氢气体，故实验操作的先后顺序为 acdbe。(3)实验过程中，由于通入氯化氢气体，多余的氯化氢气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；又由于反应过程中产生氯气，氯气与水反应生成的 HClO 能漂白试纸而使试纸褪色。(
46、4)装置D 中发生的氧化还原反应为氯气与氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为 Cl22OH=ClClOH2O。(5)由于加热时间不足或温度偏低，CuCl22H2O 失去结晶水后生成 CuCl2，CuCl2 没有完全分解；通入的氯化氢气体不足，反应过程中 CuCl2 水解生成 Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2 分解而生成 CuO。5(2013重庆)合金是建造航空母舰的主体材料。(1)航母升降机可由铝合金制造。工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。Al-Mg 合金焊接前用 NaOH 溶液处理 Al2O3 膜，其化学方程式为_。焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。(
47、2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu-Al 合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀 39.0 g，则合金中 Cu 的质量分数为_。CO2Ar83.1%Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O解析(1)提取铝土矿中的氧化铝，通入 CO2 气体使 AlO2 转化为Al(OH)3沉淀。Al2O3与 NaOH 溶液发生反应：Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；焊接过程中的保护气与金属不能反应，故一般用稀有气体，如 Ar。(2)白色沉淀 Al(OH)3 的质量为 39.0 g，为 0.5 mol，合金中 Al 的质量为 0.5 mol27 gmol113.5 g，铜的质量分数为80.0 g13.5 g80.0 g100%83.1%。
