11-12版高中化学全程学习方略配套课件：4.2.2金属与金属材料（鲁科版必修1）
文档属性
| 名称 | 11-12版高中化学全程学习方略配套课件：4.2.2金属与金属材料（鲁科版必修1） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-14 09:15:43 | ||
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文档简介
(共108张PPT)
【典例】若氢气还原氧化铜的反应进行得不
完全，便得到 Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，
某化学兴趣小组同学为测定上述固体的组成进行如下操作： 取一定质量的均匀固体混合物A，将其分成两等份，取其中一份用足量氢气还原，测得反应后的固体质量减少
3.20 g ，另一份加入500 mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24 L。
请根据以上操作计算：
(1)A中，n(Cu)+n(Cu2O)=_________________；
(2) 试计算所用硝酸的物质的量浓度。
【思路点拨】解答此题可以注意以下两点：
【自主解答】(1)固体混合物与稀硝酸的反应中，Cu和Cu2O
均被氧化成Cu2+，硝酸被还原，根据化合价升降总数相等可
得每份[n(Cu)+n(Cu2O)]×2=n(NO)×3=0.3 mol,则可得
n(Cu)+n(Cu2O)=0.15 mol①,故混合物A中n(Cu)+n(Cu2O)=
0.3 mol。
(2)用H2还原氧化物时，减少的固体质量等于混合物中氧元
素的质量，故[n(Cu2O)+n(CuO)]×16 g/mol=3.20 g,所以
n(Cu2O)+n(CuO)=0.2 mol②。①+②可得n(Cu)+2n(Cu2O)
+n(CuO)=0.35 mol，则n(HNO3)=0.35 mol×2+0.1 mol=
0.8 mol，c(HNO3)=1.6 mol/L
答案：(1)0.3 mol (2)c(HNO3)=1.6 mol/L
【互动探究】1.氢气还原氧化铜实验结束撤掉酒精灯后须继续通一段时间氢气，为什么
提示：防止还原出的铜在温度较高时被空气中的氧气氧化。
2．若氢气还原氧化铜后的产物为Cu和Cu2O，如何鉴别Cu2O的存在(已知Cu2O中+1价铜在酸性条件下可发生自身氧化还原反应得Cu2+和Cu)？
提示：Cu2O能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4====CuSO4+Cu+
H2O，所以可将混合物加入到稀硫酸中看溶液是否变蓝。
【变式训练】某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_____上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_____，灼烧后的坩埚应放在_____上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角
d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹
(2)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_____、冷却结晶、_____、自然干燥。
(3)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有两个明显的优点是：______________________、
________________________________________________。
(4)在测定胆矾(CuSO4·xH2O)中x的值时，若测定结果x值偏高，可能的原因是_____________________________。
a. 加热温度过高
b. 胆矾晶体的颗粒较大
c. 加热后放在空气中冷却
d. 胆矾晶体部分风化
【解析】粗制的氧化铜经途径Ⅰ制取硫酸铜会产生二氧化硫，污染空气，且耗酸较多，而途径Ⅱ相对经济环保。x值偏高，即测出水的含量偏高，加热温度过高会使硫酸铜分解为氧化铜；若加热后放在空气中冷却会使硫酸铜吸水，则x值偏低；而b、d对实验结果无影响。
答案：(1)c e b
(2)蒸发 过滤
(3)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体
(4)a
【典例】(2010·正定中学高一检测)下列金属的冶炼方法正确的是
A．Al：高温下用H2从其氧化物中还原出来
B．Cu：高温下使CuO分解
C．Hg：加热分解，可从其氧化物中得到汞
D．Fe：电解氧化铁
【思路点拨】
【自主解答】选C。冶炼金属Al时要采用电解氧化铝的方法；火法炼铜是在高温条件下将Cu2S还原为Cu，湿法炼铜是用Fe将CuSO4中的铜还原出来；Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法从其氧化物如HgO中还原出来；冶炼Fe时，一般是在高温条件下用焦炭、一氧化碳等还原剂从氧化铁中还原出来。
【互动探究】1.工业制镁时能否用电解熔融氧化镁的方法制取？
提示：不能。氧化镁的熔点太高。
2.通常用加热分解硝酸银的方法制银，若已知硝酸银受热分解的产物中含有银、二氧化氮和另一物质，该物质是什么？
提示：氧气。根据氧化还原反应中元素化合价有降低必然有升高知氧化产物为氧气。
【变式训练】下列说法正确的是( )
A．工业炼铁的原料是赤铁矿和一氧化碳
B．钠投入氯化铁溶液中可置换出铁单质
C．铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产
D．电解法制铝时每生成1 mol铝单质转移6 mol电子
【解析】选C。工业炼铁的原料是赤铁矿和炭；钠不能从氯化铁溶液中置换出铁单质，而是Na直接与H2O反应，电解法制铝时每生成1 mol铝单质转移3 mol电子。
【典例】思考并完成下列探究性问题：
(一)取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器内还有红色固体存在。据此可推得A的成分为________。(已知Cu2O+H2SO4====Cu+CuSO4+H2O)
(二)在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，甲、乙两位同学分别设计了如下两个制取铜的实验方案。
甲：①CuO溶于适量稀硫酸中
②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。
乙：①铁与稀硫酸反应得氢气
②将氢气通入氧化铜中并加热，充分反应后即得纯净的铜。
(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系_____。
A.相同 B.甲多
C.乙多 D.以上三种情况均有可能
(2)丙同学认为上述两种制铜方案均需要加以完善。甲同学的方案不完善的原因___________________________。
乙同学的方案不完善的原因_____________________。
完善甲同学的方案的一种方法是：将所得的铜粉放入烧杯中，加入____，不断搅拌，然后____、____、____，即得到纯净的铜。
【错因剖析】
【标准答案】(一)Cu2O或Cu和Cu2O
(二)(1)B
(2)甲方案中过量的铁混在制备的铜中使之会有杂质铁并且没有洗涤 乙方案由于用氢气还原CuO时氢气利用率太低，故用相同质量的硫酸所得的氢气再去还原CuO，所得Cu将会很少 过量稀硫酸 过滤 洗涤 烘干
1.镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有( )
A.Mg2+ B.Cu2+
C.Al3+ D.[Al(OH)4]-
【解析】选D。加入过量盐酸，镁、铝溶解生成Mg2+和Al3+，再加过量NaOH，Mg2+转变为Mg(OH)2沉淀，而Al3+转变为[Al(OH)4]-，所以选D。
2.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的( )
A.食盐、硫酸 B.胆矾、石灰水
C.铁粉、生石灰 D.苏打、盐酸
【解析】选C 。欲除去有害成分，须除去Cu2+并中和溶液的酸性。A无法除去Cu2+，加入H2SO4，溶液的酸性会增强；B中加入胆矾，增大了Cu2+浓度；C加入铁粉发生反应Fe+Cu2+====Cu+Fe2+，可除去Cu2+又可回收铜，加入生石灰可中和溶液的酸性，CaO+2H+====Ca2++H2O，故C正确；D无法除去Cu2+。
3.下列有关金属的说法正确的是( )
A.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含
B.铜在自然界中的含量高，所以铜是人类最早使用的金属
C.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D.金属一般都具有导电性、导热性、延展性
【解析】选D。生铁与钢的区别在于生铁含碳量高，钢含碳量低；铜熔点低，活泼性差，冶炼方便，所以使用早；黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金。
4.普通铜器时间稍久便容易出现铜绿［主要成分为Cu2(OH)2CO3］。而圆明园两件1760年铜铸的鼠首和兔首在今天看上去仍然熠熠生辉不生锈。下列对其原因的分析，最可能的是( )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C.铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D.它们是含一定比例金、银等的铜合金
【解析】选D。利用原题给出的信息，结合所学金属的一些性质，对选项具体分析。在1760年不会有电镀技术，这两件国宝若被酸雨冲淋，不会再熠熠生辉。铜在空气中也能被氧化腐蚀，故可能就是由金、银、铜等制成的合金，从而有了抗腐蚀能力。
5.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_____。
A. 硬度适中
B. 密度适中
C. 在自然界里都可得到纯净的单质
D.不活泼性
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，则这肯定是____币，黑色物质是____，形成这种物质的化学方程式为_______，绿色物质是____，形成这种物质的化学方程式为______，这枚金属币的真面目为___色。
另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是____币，表面一直未被氧化的原因是_________。
(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中，能有效鉴别其真假的是_____。
A.观察颜色
B.查看图案
C.用手掂量轻重
D.滴一滴硝酸在币的表面，观察现象
【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用做货币。
(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。
(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。
答案：(1)D
(2)铜 氧化铜 2Cu+O2====2CuO
Cu2(OH)2CO3
2Cu+O2+CO2+H2O====Cu2(OH)2CO3
红 金 金不活泼，不易被氧化
(3)D
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1.下列叙述中正确的是( )
A.青铜器是纯铜打造而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金的熔点一定比其成分金属的熔点高
D.合金是由两种或多种金属熔合而成的
【解析】选B。青铜器为铜合金；合金的熔点比其成分金属低；合金可由金属与非金属熔合而成。
2.从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是( )
A.铜和浓硝酸反应
B.铜和稀硝酸反应
C.氧化铜和硝酸反应
D.氯化铜和硝酸银反应
【解析】选C。A项和B项，均有部分硝酸转化为有毒气体，既增加成本又造成环境污染，D项CuCl2与AgNO3反应增加了成本。
3.某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-无关，进行下列实验无意义的是( )
A.观察硫酸钠溶液没有颜色
B.向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失
C.向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失
D.加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅
【解析】选D。加水稀释，铜离子和硫酸根离子的浓度均会降低，无法证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-无关。
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+
B.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+
C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含有Cu2+和Fe3+
D.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+，一定不含Cu2+
【解析】选B。向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的铁屑，对应的反应为2FeCl3+Fe====3FeCl2,CuCl2+Fe====
FeCl2+Cu,若析出的固体为铜，则反应后的溶液中含有的阳离子一定有Fe2+，一定不含有Fe3+，但不一定含有Cu2+；若析出的固体为铁和铜的混合物，则反应后的溶液中的阳离子只有Fe2+。
【方法技巧】“一”对“多”的反应顺序
溶液中同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与氧化性强的氧化剂反应；同理，若同时含几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与还原性强的还原剂反应。
5.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( )
A.30% B.52.4%
C.47.6% D.70%
【解析】选D。a g(Fe、Al)经一系列变化后生成a g Fe2O3，而该过程中铁质量不变，原合金中铁的质量分数等于Fe2O3中铁元素的质量分数。
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(9分)铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。请完成(1)(2)题。
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜［即：曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜］。试写出该反应的化学方程式：________________________________________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：________________________________________。
这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：__________________________。
【解析】(1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
(2)2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu2(OH)2CO3+4HCl====2CuCl2+CO2↑+3H2O。
答案：(1)Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
(2)2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+4HCl====2CuCl2+CO2↑+3H2O
7.(11分)(2011·福州高一检测)氧化铜有多种用途，如用
作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探
究其性质，某同学用工业硫酸铜进行如下实验：
(1)制备氧化铜
工业CuSO4 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O CuO
①步骤I是除掉其中不溶性杂质。先将工业硫酸铜溶于过量
硫酸中，然后接下来的操作是_____。
②步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是_____，过滤，加热烘干。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(2)探究氧化铜的性质
将制取的纯净氧化铜加强热，结果得到砖红色的固体，反
应的方程式是___________________________________。
【解析】本题以学生熟悉的氧化铜为依托，考查固体物质的制备及氧化铜性质。(1)步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是过滤除去不溶性杂质；步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作时先加热蒸发溶剂，当有固体物质析出时，冷却结晶，过滤，加热烘干。
(2)氧化铜在高温下分解生成砖红色的氧化亚铜。
答案：(1)①过滤 ②将CuSO4·5H2O溶液加热蒸发至有晶体出现时，停止加热，冷却结晶
(2)4CuO 2Cu2O+O2↑
高温
====
8.(10分)(挑战能力)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号②处需加入的相应物质是________，A的成分是_____________________________________________；
(2)写出①处发生反应的离子方程式________________；
写出③处发生反应的化学方程式___________________。
【解析】由工艺流程图知，E为含铁元素的溶液，而A为铁、铜、金的混合物，通过过滤将E、A分离开，加入铁屑时发生的反应为Fe+2H+====Fe2++H2↑，2Fe3++Fe====3Fe2+， Cu2++Fe====Cu+Fe2+，2Au3++3Fe====2Au+3Fe2+；①处加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含Fe2+的E溶液相混合；利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开；③处将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀，从而再受热分解为氧化铜；②处加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红(氧化铁)。
答案：(1)氢氧化钠 Fe、Cu、Au
(2)Fe+2H+====Fe2++H2↑
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
某学生想测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶未标明浓度的稀盐酸和必要的仪器。
【思考探究】
(1)你认为在现有条件下能测出铜的质量分数的是哪种合金？
提示：要用盐酸来测定铜合金中铜的质量分数，应选用Cu﹣Zn合金。因为在Cu、Zn、Ag三种金属中，只有锌跟盐酸反应放出氢气：
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑。
(2)若该同学取该合金的粉末32.5 g，与足量该盐酸充分反应，经测定产生了0.4 g氢气，你能计算出该合金中铜的质量分数吗？
提示：设32.5 g Cu-Zn合金中含锌的质量为x
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g 2 g
X 0.4 g
该合金中铜的质量分数为：
【典例】若氢气还原氧化铜的反应进行得不
完全，便得到 Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，
某化学兴趣小组同学为测定上述固体的组成进行如下操作： 取一定质量的均匀固体混合物A，将其分成两等份，取其中一份用足量氢气还原，测得反应后的固体质量减少
3.20 g ，另一份加入500 mL的稀硝酸，固体恰好完全溶解，且同时收集到标准状况下NO气体2.24 L。
请根据以上操作计算：
(1)A中，n(Cu)+n(Cu2O)=_________________；
(2) 试计算所用硝酸的物质的量浓度。
【思路点拨】解答此题可以注意以下两点：
【自主解答】(1)固体混合物与稀硝酸的反应中，Cu和Cu2O
均被氧化成Cu2+，硝酸被还原，根据化合价升降总数相等可
得每份[n(Cu)+n(Cu2O)]×2=n(NO)×3=0.3 mol,则可得
n(Cu)+n(Cu2O)=0.15 mol①,故混合物A中n(Cu)+n(Cu2O)=
0.3 mol。
(2)用H2还原氧化物时，减少的固体质量等于混合物中氧元
素的质量，故[n(Cu2O)+n(CuO)]×16 g/mol=3.20 g,所以
n(Cu2O)+n(CuO)=0.2 mol②。①+②可得n(Cu)+2n(Cu2O)
+n(CuO)=0.35 mol，则n(HNO3)=0.35 mol×2+0.1 mol=
0.8 mol，c(HNO3)=1.6 mol/L
答案：(1)0.3 mol (2)c(HNO3)=1.6 mol/L
【互动探究】1.氢气还原氧化铜实验结束撤掉酒精灯后须继续通一段时间氢气，为什么
提示：防止还原出的铜在温度较高时被空气中的氧气氧化。
2．若氢气还原氧化铜后的产物为Cu和Cu2O，如何鉴别Cu2O的存在(已知Cu2O中+1价铜在酸性条件下可发生自身氧化还原反应得Cu2+和Cu)？
提示：Cu2O能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4====CuSO4+Cu+
H2O，所以可将混合物加入到稀硫酸中看溶液是否变蓝。
【变式训练】某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
(1)铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_____上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_____，灼烧后的坩埚应放在_____上，不能直接放在桌面上。
实验所用仪器：
a.蒸发皿 b.石棉网 c.泥三角
d.表面皿 e.坩埚钳 f.试管夹
(2)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_____、冷却结晶、_____、自然干燥。
(3)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有两个明显的优点是：______________________、
________________________________________________。
(4)在测定胆矾(CuSO4·xH2O)中x的值时，若测定结果x值偏高，可能的原因是_____________________________。
a. 加热温度过高
b. 胆矾晶体的颗粒较大
c. 加热后放在空气中冷却
d. 胆矾晶体部分风化
【解析】粗制的氧化铜经途径Ⅰ制取硫酸铜会产生二氧化硫，污染空气，且耗酸较多，而途径Ⅱ相对经济环保。x值偏高，即测出水的含量偏高，加热温度过高会使硫酸铜分解为氧化铜；若加热后放在空气中冷却会使硫酸铜吸水，则x值偏低；而b、d对实验结果无影响。
答案：(1)c e b
(2)蒸发 过滤
(3)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体
(4)a
【典例】(2010·正定中学高一检测)下列金属的冶炼方法正确的是
A．Al：高温下用H2从其氧化物中还原出来
B．Cu：高温下使CuO分解
C．Hg：加热分解，可从其氧化物中得到汞
D．Fe：电解氧化铁
【思路点拨】
【自主解答】选C。冶炼金属Al时要采用电解氧化铝的方法；火法炼铜是在高温条件下将Cu2S还原为Cu，湿法炼铜是用Fe将CuSO4中的铜还原出来；Hg为不活泼金属，可以直接用加热分解的方法从其氧化物如HgO中还原出来；冶炼Fe时，一般是在高温条件下用焦炭、一氧化碳等还原剂从氧化铁中还原出来。
【互动探究】1.工业制镁时能否用电解熔融氧化镁的方法制取？
提示：不能。氧化镁的熔点太高。
2.通常用加热分解硝酸银的方法制银，若已知硝酸银受热分解的产物中含有银、二氧化氮和另一物质，该物质是什么？
提示：氧气。根据氧化还原反应中元素化合价有降低必然有升高知氧化产物为氧气。
【变式训练】下列说法正确的是( )
A．工业炼铁的原料是赤铁矿和一氧化碳
B．钠投入氯化铁溶液中可置换出铁单质
C．铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产
D．电解法制铝时每生成1 mol铝单质转移6 mol电子
【解析】选C。工业炼铁的原料是赤铁矿和炭；钠不能从氯化铁溶液中置换出铁单质，而是Na直接与H2O反应，电解法制铝时每生成1 mol铝单质转移3 mol电子。
【典例】思考并完成下列探究性问题：
(一)取98 g Cu(OH)2固体，加热至80～100 ℃时，得到黑色固体粉末，继续加热到1 000 ℃以上，黑色粉末全部变成红色粉末A。向A中加入适量的稀硫酸，得到蓝色溶液，同时观察到容器内还有红色固体存在。据此可推得A的成分为________。(已知Cu2O+H2SO4====Cu+CuSO4+H2O)
(二)在某次探究性学习中，老师要求同学们在实验室中用氧化铜、稀硫酸和铁来制取纯净的铜，甲、乙两位同学分别设计了如下两个制取铜的实验方案。
甲：①CuO溶于适量稀硫酸中
②在①的溶液中加入稍过量的铁，充分反应后，过滤、烘干，即得纯净的铜。
乙：①铁与稀硫酸反应得氢气
②将氢气通入氧化铜中并加热，充分反应后即得纯净的铜。
(1)若两位同学消耗的稀硫酸和铁的量分别相同，请判断他们所制得铜的质量大小关系_____。
A.相同 B.甲多
C.乙多 D.以上三种情况均有可能
(2)丙同学认为上述两种制铜方案均需要加以完善。甲同学的方案不完善的原因___________________________。
乙同学的方案不完善的原因_____________________。
完善甲同学的方案的一种方法是：将所得的铜粉放入烧杯中，加入____，不断搅拌，然后____、____、____，即得到纯净的铜。
【错因剖析】
【标准答案】(一)Cu2O或Cu和Cu2O
(二)(1)B
(2)甲方案中过量的铁混在制备的铜中使之会有杂质铁并且没有洗涤 乙方案由于用氢气还原CuO时氢气利用率太低，故用相同质量的硫酸所得的氢气再去还原CuO，所得Cu将会很少 过量稀硫酸 过滤 洗涤 烘干
1.镁、铝、铜三种金属粉末混合物，加入过量盐酸充分反应，过滤后向滤液中加入过量烧碱溶液，再过滤，滤液中存在的离子有( )
A.Mg2+ B.Cu2+
C.Al3+ D.[Al(OH)4]-
【解析】选D。加入过量盐酸，镁、铝溶解生成Mg2+和Al3+，再加过量NaOH，Mg2+转变为Mg(OH)2沉淀，而Al3+转变为[Al(OH)4]-，所以选D。
2.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2+，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的( )
A.食盐、硫酸 B.胆矾、石灰水
C.铁粉、生石灰 D.苏打、盐酸
【解析】选C 。欲除去有害成分，须除去Cu2+并中和溶液的酸性。A无法除去Cu2+，加入H2SO4，溶液的酸性会增强；B中加入胆矾，增大了Cu2+浓度；C加入铁粉发生反应Fe+Cu2+====Cu+Fe2+，可除去Cu2+又可回收铜，加入生石灰可中和溶液的酸性，CaO+2H+====Ca2++H2O，故C正确；D无法除去Cu2+。
3.下列有关金属的说法正确的是( )
A.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含
B.铜在自然界中的含量高，所以铜是人类最早使用的金属
C.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D.金属一般都具有导电性、导热性、延展性
【解析】选D。生铁与钢的区别在于生铁含碳量高，钢含碳量低；铜熔点低，活泼性差，冶炼方便，所以使用早；黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金。
4.普通铜器时间稍久便容易出现铜绿［主要成分为Cu2(OH)2CO3］。而圆明园两件1760年铜铸的鼠首和兔首在今天看上去仍然熠熠生辉不生锈。下列对其原因的分析，最可能的是( )
A.它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金
B.环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去
C.铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化
D.它们是含一定比例金、银等的铜合金
【解析】选D。利用原题给出的信息，结合所学金属的一些性质，对选项具体分析。在1760年不会有电镀技术，这两件国宝若被酸雨冲淋，不会再熠熠生辉。铜在空气中也能被氧化腐蚀，故可能就是由金、银、铜等制成的合金，从而有了抗腐蚀能力。
5.历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。
(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_____。
A. 硬度适中
B. 密度适中
C. 在自然界里都可得到纯净的单质
D.不活泼性
(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，则这肯定是____币，黑色物质是____，形成这种物质的化学方程式为_______，绿色物质是____，形成这种物质的化学方程式为______，这枚金属币的真面目为___色。
另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是____币，表面一直未被氧化的原因是_________。
(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中，能有效鉴别其真假的是_____。
A.观察颜色
B.查看图案
C.用手掂量轻重
D.滴一滴硝酸在币的表面，观察现象
【解析】(1)金、银、铜都属于不活泼金属，易加工，因此，在历史上都曾经用做货币。
(2)铜稳定性略微差一些，容易与氧气等物质反应而“生锈”。金的化学性质最不活泼，在空气中更稳定。
(3)有些假金币外形逼真，看上去也是“金光闪闪”，密度和真金币差不太多，手不太容易掂出来。假金币中的Zn、Cu均可与硝酸反应产生大量气泡，而Au不与硝酸反应。
答案：(1)D
(2)铜 氧化铜 2Cu+O2====2CuO
Cu2(OH)2CO3
2Cu+O2+CO2+H2O====Cu2(OH)2CO3
红 金 金不活泼，不易被氧化
(3)D
一、选择题(本题包括5小题，每小题4分，共20分)
1.下列叙述中正确的是( )
A.青铜器是纯铜打造而成的
B.日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C.合金的熔点一定比其成分金属的熔点高
D.合金是由两种或多种金属熔合而成的
【解析】选B。青铜器为铜合金；合金的熔点比其成分金属低；合金可由金属与非金属熔合而成。
2.从降低成本和减少环境污染的角度考虑，制取硝酸铜最好的方法是( )
A.铜和浓硝酸反应
B.铜和稀硝酸反应
C.氧化铜和硝酸反应
D.氯化铜和硝酸银反应
【解析】选C。A项和B项，均有部分硝酸转化为有毒气体，既增加成本又造成环境污染，D项CuCl2与AgNO3反应增加了成本。
3.某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-无关，进行下列实验无意义的是( )
A.观察硫酸钠溶液没有颜色
B.向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失
C.向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失
D.加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅
【解析】选D。加水稀释，铜离子和硫酸根离子的浓度均会降低，无法证明硫酸铜溶液显蓝色与SO42-无关。
4.在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是( )
A.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+
B.若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，一定不含Cu2+和Fe3+
C.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2+，可能含有Cu2+和Fe3+
D.若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3+和Fe2+，一定不含Cu2+
【解析】选B。向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的铁屑，对应的反应为2FeCl3+Fe====3FeCl2,CuCl2+Fe====
FeCl2+Cu,若析出的固体为铜，则反应后的溶液中含有的阳离子一定有Fe2+，一定不含有Fe3+，但不一定含有Cu2+；若析出的固体为铁和铜的混合物，则反应后的溶液中的阳离子只有Fe2+。
【方法技巧】“一”对“多”的反应顺序
溶液中同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与氧化性强的氧化剂反应；同理，若同时含几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与还原性强的还原剂反应。
5.把a g铁铝合金粉末溶于足量盐酸中，加入过量NaOH溶液。过滤出沉淀，经洗涤、干燥、灼烧，得到红色粉末的质量仍为a g，则原合金中铁的质量分数为( )
A.30% B.52.4%
C.47.6% D.70%
【解析】选D。a g(Fe、Al)经一系列变化后生成a g Fe2O3，而该过程中铁质量不变，原合金中铁的质量分数等于Fe2O3中铁元素的质量分数。
二、非选择题(本题包括3小题，共30分)
6.(9分)铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。请完成(1)(2)题。
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜［即：曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜］。试写出该反应的化学方程式：________________________________________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：________________________________________。
这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：__________________________。
【解析】(1)Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
(2)2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：Cu2(OH)2CO3+4HCl====2CuCl2+CO2↑+3H2O。
答案：(1)Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
(2)2Cu+O2+H2O+CO2====Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+4HCl====2CuCl2+CO2↑+3H2O
7.(11分)(2011·福州高一检测)氧化铜有多种用途，如用
作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探
究其性质，某同学用工业硫酸铜进行如下实验：
(1)制备氧化铜
工业CuSO4 CuSO4溶液 CuSO4·5H2O CuO
①步骤I是除掉其中不溶性杂质。先将工业硫酸铜溶于过量
硫酸中，然后接下来的操作是_____。
②步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作是_____，过滤，加热烘干。
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
(2)探究氧化铜的性质
将制取的纯净氧化铜加强热，结果得到砖红色的固体，反
应的方程式是___________________________________。
【解析】本题以学生熟悉的氧化铜为依托，考查固体物质的制备及氧化铜性质。(1)步骤Ⅰ的目的是除不溶性杂质。操作是过滤除去不溶性杂质；步骤Ⅱ的目的是得到CuSO4·5H2O晶体。操作时先加热蒸发溶剂，当有固体物质析出时，冷却结晶，过滤，加热烘干。
(2)氧化铜在高温下分解生成砖红色的氧化亚铜。
答案：(1)①过滤 ②将CuSO4·5H2O溶液加热蒸发至有晶体出现时，停止加热，冷却结晶
(2)4CuO 2Cu2O+O2↑
高温
====
8.(10分)(挑战能力)某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3+、Cu2+、Au3+等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白。
(1)图中标号②处需加入的相应物质是________，A的成分是_____________________________________________；
(2)写出①处发生反应的离子方程式________________；
写出③处发生反应的化学方程式___________________。
【解析】由工艺流程图知，E为含铁元素的溶液，而A为铁、铜、金的混合物，通过过滤将E、A分离开，加入铁屑时发生的反应为Fe+2H+====Fe2++H2↑，2Fe3++Fe====3Fe2+， Cu2++Fe====Cu+Fe2+，2Au3++3Fe====2Au+3Fe2+；①处加入稀硫酸以除去铜、金中过量的铁屑，并将过滤后的硫酸亚铁溶液与含Fe2+的E溶液相混合；利用金不溶于硝酸的性质将铜与金分离开；③处将得到的铜离子用氢氧化钠转化为氢氧化铜沉淀，从而再受热分解为氧化铜；②处加入氢氧化钠将亚铁离子转化为氢氧化亚铁沉淀，再利用空气将其转化为氢氧化铁沉淀，最终受热分解为铁红(氧化铁)。
答案：(1)氢氧化钠 Fe、Cu、Au
(2)Fe+2H+====Fe2++H2↑
3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
某学生想测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶未标明浓度的稀盐酸和必要的仪器。
【思考探究】
(1)你认为在现有条件下能测出铜的质量分数的是哪种合金？
提示：要用盐酸来测定铜合金中铜的质量分数，应选用Cu﹣Zn合金。因为在Cu、Zn、Ag三种金属中，只有锌跟盐酸反应放出氢气：
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑。
(2)若该同学取该合金的粉末32.5 g，与足量该盐酸充分反应，经测定产生了0.4 g氢气，你能计算出该合金中铜的质量分数吗？
提示：设32.5 g Cu-Zn合金中含锌的质量为x
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
65 g 2 g
X 0.4 g
该合金中铜的质量分数为：