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1.单质铜
(1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
①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____________。有关化学方程式__________________________________________。
②写出下列化学方程式:
铜在空气中加热:________________________________________________________;
铜丝在硫蒸气中反应:____________________________________________________。
答案 ①铜锈 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3
②2Cu+O22CuO 2Cu+SCu2S
2.铜的重要化合物
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学方程式:Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,可溶于稀硫酸,离子方程式:Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++CO2↑+3H2O。
(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为4CuO2Cu2O+O2↑。
(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。
(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
3.铜的冶炼
(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
电解精炼铜的原理是用粗铜为阳极,铜在阳极上失电子变为Cu2+,用纯铜棒为阴极,Cu2+在阴极上得电子生成铜。
(1)+1价的铜有较强的还原性,易被氧化剂氧化为+2价。
(2)+1价铜,在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2+,利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。
(3)通常利用反应2Cu+O22CuO除去某些混合气体中的少量O2。
(4)铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。
(5)Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。
(6)无水CuSO4可作为检验水的试剂,但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
(7)铜盐溶液有毒,主要是因为Cu2+作为一种重金属离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性失去生理活性,因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液,用来杀灭植物病毒而减少病虫害。
(8)铜及其化合物的颜色、状态及溶解性
物质 颜色 状态及溶解性 物质 颜色 状态及溶解性
Cu 紫红色,有金属光泽 固态,难溶于非氧化性酸,易溶于强氧化性酸 CuSO4 白色 粉末,易溶于水,水溶液呈蓝色
CuO 黑色 粉末,可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 蓝色 晶体
Cu2O 砖红色 固体,难溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 绿色 粉末,难溶于水,可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末,难溶于水 Cu(OH)2 蓝色 难溶于水,可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末,难溶于水及非氧化性强酸 [Cu(NH3)4]2+ 深蓝色 络合离子,溶于水
提醒: 反应CuSO4+H2SCuS+H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸。
考向1 铜及其化合物的性质和应用
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器,青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器的原因是
A.熔点低 B.密度大 C.硬度大 D.不易被腐蚀
【答案】A
【解析】青铜为铜、锡、铅等的合金,通常合金的熔点小于成分金属,因此青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器,故答案选A。
【变式练1】(2024·江苏·模拟预测)中华民族为人类文明进步做出巨大贡献。下列说法正确的是
A.中国是丝绸的故乡,丝、绸、绢等蚕丝制品属于天然高分子材料
B.四千余年前用谷物酿造出酒和醋,酒和醋均属于无机物
C.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为石灰石
D.青铜器“马踏飞燕”被选作中国的旅游徽标,青铜器表面铜锈主要成分为
【答案】A
【解析】A.丝、绸、绢等蚕丝制品的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物,A正确;
B.酒和醋的成分分别是乙醇和乙酸,属于有机物,B错误;
C.瓷器的主要原料为黏土,C错误;
D.青铜器表面铜锈主要成分为 ,D错误;
故选A。
【变式练2】(2024·浙江·模拟预测)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.具有强氧化性,可用作消毒剂
B.固体具有氧化性,可作为黑火药的原料之一
C.SiC中存在共价键,硬度大,可做砂纸和砂轮等磨料
D.溶液呈蓝色,胆矾可以与石灰乳混合制备波尔多液
【答案】D
【解析】A.Na2FeO4中的Fe为+6价,则该物质具有强氧化性,因而可用于消毒杀菌,A正确;
B.KNO3具有氧化性,因而可作为氧化剂用于黑火药中,B正确;
C.SiC是由原子直接构成且只含共价键的共价晶体,其硬度很大,因而可用作砂轮、砂纸的磨料,C正确;
D.CuSO4溶液呈蓝色这一性质,与胆矾可以与石灰乳混合制备波尔多液无对应关系,D错误;
故选D。
考向2 铜的冶炼方法
【典例2】(2024·全国·高三专题练习)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是
A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同
B.灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]和焦炭混合物制铜也属于还原法
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
【答案】D
【解析】A.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同,如合金的硬度、强度更大、熔点更低等,A正确;
B.灼烧时孔雀石分解生成CuO,CuO被焦炭还原为单质Cu,属于还原法制取,B正确;
C.金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难被还原,C正确;
D.工业上利用电解熔融MgCl2的方法来制得金属镁,D错误;
故答案选D。
【变式练3】(2024·上海徐汇)下列常见金属的冶炼原理不合理的是
A.加热法炼汞:↑
B.铝热法炼铁:
C.火法炼铜:
D.还原法冶镁:
【答案】D
【解析】A.汞是不活泼的金属,加热法炼汞:↑,A正确;
B.铝的金属性强于铁,铝热法炼铁:,B正确;
C.火法炼铜可表示为:,C正确;
D.镁是活泼的金属,电解法冶炼镁:MgCl2Mg+Cl2↑,D错误;
答案选D。
【变式练4】(2024·江苏·统考期末)铜是人类祖先最早应用的金属,随着科学技术的发展不断开发出新的用途,如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜,部分工业流程如下。
下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.制印刷电路板:
B.电解精炼铜阳极电极反应式:
C.生产粗铜时发生的化学反应可能有:
D.青铜器产生铜绿的过程:
【答案】C
【解析】A.制印刷电路板时Cu与Fe3+反应生成Cu2+和Fe2+,离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,A项错误;
B.电解精炼铜时粗铜为阳极,粗铜中比Cu活泼的金属如Fe等先失电子发生氧化反应、后Cu失电子发生氧化反应,即阳极反应式为Fe-2e-=Fe2+等、Cu-2e-=Cu2+(主要),精铜为阴极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,B项错误;
C.生产粗铜时,Cu2S与O2高温反应可生成CuO和SO2,CuO可能与未反应的Cu2S高温反应生成Cu和SO2,可能反应为Cu2S+2CuO4Cu+SO2↑,C项正确;
D.在金属活动性顺序表中Cu处在H的后面,青铜器不可能发生析氢腐蚀,青铜器发生吸氧腐蚀,青铜器生产铜绿的过程:2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3,D项错误;
答案选C。
考向3 铜及其化合物的转化关系
【典例3】(2024·河北·高三专题练习)《天工开物》中述及铜的开采与冶炼:凡铜砂……淘洗去土滓,然后入炉煎炼,其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种:有与铅同体者,其煎炼炉法,傍通高低二孔,铅质先化,从上孔流出。下列有关说法错误的是
A.“淘洗去土滓”属于原料的富集
B.炼制所得自然铜为合金
C.铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同
D.可用热分解法冶炼铜
【答案】D
【解析】A.“淘洗去土滓”,使矿石和土分离属于原料的富集,A正确;
B.纯铜为红色,“自然铜……色似干银泥”为合金,B正确;
C.铜与铅混合物的分离过程中,铅质先熔,从上孔流出,利用了物质的熔点不同,C正确;
D.不能用热分解法冶炼钢,可用热还原法冶炼铜,D错误;
答案选D。
【变式练5】(2024·安徽·统考期末)下列各组物质之间可以按“物质A→物质B→物质C→物质D”关系直接转化的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】A.Fe在高温条件下与O2反应可生成Fe3O4,Fe(OH)3与H2SO4反应可生成Fe2(SO4)3,但Fe3O4与水不能发生反应,不能直接转化为Fe(OH)3,A不符合题意;
B.Cu与Cl2反应可生成CuCl2,CuCl2与碱反应可生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受热分解可生成CuO,B符合题意;
C.NaCl不能直接转化为Na2CO3,C不符合题意;
D.C在O2中燃烧可生成CO2,CO2与C在高温条件下反应可生成CO,但CO不能直接转化为H2CO3,D不符合题意;
故选B。
【变式练6】(2024·江西·开学考试)硫及其化合物的“价-类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B.将X通入BaCl2溶液中先有白色沉淀生成后白色沉淀溶解
C.M的无水固体粉末显蓝色
D.N与Z反应可生成X
【答案】D
【解析】从图中可知,X为S的氧化物,S的化合价为+4价,X为SO2,Y为硫的氧化物,S化合价为+6价,Y为SO3,Z为酸且硫的化合价为+6价,Z为硫酸,M为盐且硫的化合价为+6价,硫酸与铜反应得到M,M为硫酸铜,N为盐,S的化合价为+2价,N为Na2S2O3。
A.S在过量的氧气中燃烧生成二氧化硫而不是三氧化硫,A错误;
B.将二氧化硫通入BaCl2溶液中,通常情况下弱酸无法制强酸,两者不反应,B错误;
C.根据分析可知,M为硫酸铜,无水硫酸铜固体粉末呈白色,C错误;
D.Na2S2O3和H2SO4反应生成硫酸钠、硫单质、二氧化硫和水,D正确;
故答案选D。
1.(2024·浙江·高考真题)下列离子方程式正确的是
A.用溶液除气体:
B.溶液中滴加溶液:
C.溶液中通入少量:
D.用溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
【答案】D
【解析】A.H2S在离子方程式中应以化学式保留,正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,A项错误;
B.酸性条件下会将H2SO3氧化成H2SO4,Ba2+与形成BaSO4沉淀,滴加少量Ba(NO3)2时的离子方程式为Ba2++2+3H2SO3=BaSO4↓+2NO↑+2+4H++H2O,滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2++2+3H2SO3=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O,B项错误;
C.电离平衡常数:Ka1(H2CO3) >Ka(HClO) >Ka2(H2CO3),Cl2与水反应生成的HClO与NaHCO3不反应,正确的离子方程式为Cl2+=Cl-+HClO+CO2,C项错误;
D.Cu与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D项正确;
答案选D。
2.(2023·全国·统考高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;
B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为:2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓,B错误;
C.溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢,Br2+H2OHBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O,方程式正确,D正确;
故选D。
3.(2024·浙江绍兴·统考一模)下列说法正确的是
A.铜片与浓硫酸共热后,冷却,再向混合液中加入一定量蒸馏水,溶液呈蓝色
B.铝片用浓硝酸浸泡后,取出洗净,投入到硫酸铜溶液中,无明显现象
C.配制一定物质的量浓度食盐水时,若容量瓶内有残留蒸馏水,则所配溶液浓度偏低
D.常温下,分别向两支盛有5mL0.1mol/L酸性高锰酸钾溶液的试管中加入2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L过氧化氢溶液,根据褪色时间比较浓度对反应速率的影响
【答案】B
【解析】A.铜片与浓硫酸共热后,冷却,再向混合液中加入一定量蒸馏水,相当于往浓硫酸中加水,液体会喷出,从而引发安全事故,A不正确;
B.铝片用浓硝酸浸泡后,发生钝化,表面生成钝化膜,取出洗净,投入到硫酸铜溶液中,氧化铝与Cu2+不发生反应,无明显现象,B正确;
C.配制一定物质的量浓度食盐水时,若容量瓶内残留蒸馏水,则不影响所配溶液的体积和溶质的物质的量,所配溶液浓度不变,C不正确;
D.常温下,分别向两支盛有5mL0.1mol/L酸性高锰酸钾溶液的试管中加入2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L过氧化氢溶液,高锰酸钾均过量,不会产生褪色现象,D不正确;
故选B。
4.(2024·浙江·模拟预测)下列反应的离子方程式正确的是
A.印刷电路板反应原理:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
B.碳酸氢铵溶液中滴加过量澄清石灰水:Ca(OH)2+2HCO=CaCO3+2H2O+CO
C.Mg(HCO3)2溶液与足量烧碱溶液反应:Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2CO
D.过量苯酚溶液与碳酸钠溶液反应:2 +CO→2 +H2O+CO2↑
【答案】C
【解析】A.印刷电路板反应原理是氯化铁溶液和Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故A错误;
B.向碳酸氢铵溶液中加入足量的澄清石灰水,离子方程式为:Ca2++++2OH-=CaCO3↓+H2O+NH3 H2O,故B错误;
C.Mg(HCO3)2溶液与足量烧碱溶液反应的离子方程式为:Mg2++2+4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2,故C正确;
D.酸性:H2CO3>苯酚>,无论碳酸钠是否过量,苯酚溶液与碳酸钠溶液反应都生成苯酚钠和碳酸氢钠,离子方程式为: +→+ ,故D错误;
故选:C。
5.(2024·湖北·模拟预测)某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为:①中产生大量的红棕色气体,红棕色气体在②中转为无色,气体通过③后依然为无色,通过④后转为红棕色。
已知:浓硝酸能将NO氧化成,而稀硝酸不能氧化NO。
下列说法正确的是
A.实验之前不用通
B.①中也可加入稀硝酸
C.②和③中加入的都是水
D.⑤中只发生反应
【答案】D
【解析】A.若实验之前不通入N2,则无法判断生成的红棕色气体NO2是NO被空气中的O2氧化的还是浓硝酸还原得到的,会干扰实验,选项A错误;
B.若①中加入稀硝酸,则会与铜生成NO为无色气体,与实验现象不符,选项B错误;
C.装置②中为水,目的在于将反应生成的NO2溶于水,生成NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO;装置③中为稀硝酸,验证NO是否能被其氧化,选项C错误;
D.装置⑤为尾气处理装置,其中的溶液是氢氧化钠溶液,经过装置④气体全部转化为NO2,因此装置⑤发生的反应为:2NO2+2OH-=++H2O,选项D正确;
答案选D。
6.(2024·广东·校考三模)中华文化瑰宝记载着历史的兴衰与成败,具有重要的历史价值与科学研究价值。下列关于文物的说法正确的是
A.新疆和田玉被称为“美玉”,和田玉是在一定条件下发生化学反应而形成的
B.中医药学是我国文化瑰宝,中药的提取分离、浓缩、干燥过程发生了化学变化
C.陶瓷文物配补时需要用到的石膏粉、环氧树脂、滑石粉等均属于无机化合物
D.《千里江山图》采用了石绿中的头绿和四绿,其均为孔雀石,主要成分为碳酸铜
【答案】A
【解析】A.和田玉是酸性岩浆与镁质大理岩侵蚀形成,过程中有新物质生成,发生了化学反应,故A正确;
B.物质的提取分离、浓缩、干燥过程均没有发生化学变化,故B错误;
C.环氧树脂是一种高分子聚合物,属于有机物,故C错误;
D.《千里江山图》采用的石绿中的头绿和四绿均为孔雀石,其主要成分为碱式碳酸铜,故D错误。
故选:A。
7.(2024·陕西·模拟预测)用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去),能达到实验目的的是
选项 a中试剂 b中试剂 c中试剂 实验目的 装置
A 浓硫酸 Cu 品红溶液 验证SO2具有漂白性
B 稀硫酸 大理石 浓硫酸 制备纯净的CO2
C 稀硝酸 Na2CO3 Na2SiO3溶液 验证元素非金属性强弱:N>C>Si
D Na2CO3溶液 饱和硼酸溶液 澄清石灰水 验证酸性强弱:H2CO3>H3BO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.浓硫酸和Cu反应制取SO2需要加热,图中缺少加热装置,A错误;
B.稀硫酸和大理石反应生成二氧化碳的同时生成硫酸钙,硫酸钙微溶于水会覆盖在大理石表面,阻止硫酸和大理石的进一步反应,通常用盐酸和大理石反应制备二氧化碳,B错误;
C.稀硝酸具有挥发性,挥发出来的硝酸会混在CO2中,硝酸也能与硅酸钠反应生成硅酸,无法证明碳酸的酸性强于硅酸,即无法证明非金属性C>Si,C错误;
D.硼酸和碳酸钠反应只能生成碳酸氢钠不能生成二氧化碳,c中澄清石灰水无变化,说明硼酸的酸性弱于碳酸,D正确;
故答案选D。
8.(2024·山东·模拟预测)中国古代诗词和书籍中蕴含着化学知识。下列说法错误的是
A.“白玉金边素瓷胎,雕龙描凤巧安排”,陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
B.“忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间”,海市蜃楼是一种自然现象,与胶体知识有关
C.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”,“翠色”来自氧化亚铜
D.镀金时“以汞和金涂银器上,入火则汞去,而金存”,其中“入火则汞去”指汞的挥发
【答案】C
【解析】A.陶瓷材料是黏土等烧制而成的,是人类应用最早的硅酸盐材料,A正确;
B.海市蜃楼是一种自然现象,是光线在气溶胶中折射产生的,与胶体知识有关,B正确;
C.“翠色”为青色或者绿色,可能来自亚铁离子,氧化亚铜为砖红色,C错误;
D.“入火则汞去”指汞受热挥发后剩余金附着在银器上,D正确;
故选C。
9.(2024·山东·统考三模)实验是探究物质性质的重要方法,下列实验中,操作及现象与得出的结论相一致的是
选项 实验目的 操作及现象 结论
A 探究不同催化剂的催化效率 两支试管中分别盛相同温度、相同浓度、相同体积的溶液,分别滴加相同浓度、相同体积的溶液与溶液,滴加溶液的试管中产生气体更快 对分解的催化效率更高
B 验证反应是可逆反应 向溶液中加入溶液,充分反应。取反应后试样,滴加溶液,溶液变为红色;另取反应后试样,加入溶液,产生蓝色沉淀 反应是可逆反应
C 检验固体中是否含有单质Cu 取样,加入足量稀盐酸,观察现象 若有红色固体剩余,则说明样品中有单质Cu
D 证明苯酚与溴水发生反应 向苯酚饱和溶液中滴加少量溴水,充分振荡 出现白色沉淀,说明苯酚与溴发生了反应
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】A.实验中有金属离子、酸根离子不同的两个变量,不能说明Fe3+催化效果好,A错误
B.反应物中铁离子少量碘离子过量,滴加溶液,溶液变为红色,说明溶液中存在铁离子;另取反应后试样,加入溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中存在亚铁离子,可说明该反应为可逆反应,B正确;
C.Cu2O在酸性条件会歧化生成Cu和Cu2+,不能确定是否混有单质Cu,C错误;
D.苯酚和溴生成的三溴苯酚溶于苯酚,所以得不到白色沉淀,D错误。
故选B。
10.(2024·广东·校考三模)实验小组研究不同价态硫元素之间的转化,装置图如下。下列说法正确的是
A.①中未生成蓝色固体,证明浓硫酸没有被还原
B.②中溶液褪色,证明具有漂白性
C.③中淡黄色粉未变白,证明具有氧化性
D.④中产生淡黄色沉淀,证明被氧化
【答案】D
【解析】A.①中由于浓硫酸会吸收水分,而且反应是复杂的,不一定能看到有蓝色,但浓硫酸反应生成二氧化硫,说明浓硫酸被还原,故A错误;
B.②中溶液褪色,是二氧化硫 酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,证明具有还原性,故B错误;
C.③中淡黄色粉未变白,是过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠,证明具有还原性,故C错误;
D.④中产生淡黄色沉淀,沉淀是二氧化硫和硫离子反应生成硫单质,硫化钠中硫化合价升高,证明被氧化,故D正确。
综上所述,答案为D。
11.(2024·山东·统考三模)根据如图所示装置进行实验,能得到相应结论的是
试剂a、b 现象 结论
A 溶液、 有气泡生成
B 、稀 试管上部有红棕色气体 与稀反应生成
C 、乙醇 产生无色气体 乙醇中含有水
D 漂白粉、稀硝酸 产生黄绿色气体 稀硝酸表现出强氧化性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.向Na2CO3中滴加CH3COOH,有气泡生成,说明醋酸的酸性比碳酸强,即,故A正确;
B.与稀反应,稀一般被还原为NO,故B错误;
C.钠可以直接和乙醇反应生成氢气,故C错误;
D.漂白粉在酸性条件下Cl-和ClO-离子反应生成氯气,是HClO表现强氧化性,故D错误;
故选A。
12.(2024·江苏·模拟预测)一种利用废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:、、
【答案】D
【解析】废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质) “酸浸”时CuO、少量与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁,SiO2不溶于H2SO4,所以滤渣的成分是SiO2,滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3+,铜离子转化为,所得滤液通二氧化硫沉铜,过滤出产生的CuNH4SO3沉淀,加稀硫酸转化,+1价铜发生歧化反应,得到铜离子、和Cu。
A. 据分析,“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2,A错误;
B. 若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为,B错误;
C. “沉铜”时含有和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成CuNH4SO3沉淀,铜元素化合价降低,则发生氧化还原反应,不为复分解反应,C错误;
D.转化时,CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应,得到铜离子、和Cu,结合元素守恒可知, “转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:、、,D正确;
答案选D。
1.合金
(1)概念: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。
(2)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点:一般比它的各成分金属的低;
②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。
答案:(1)金属特性 (2)①低 ②大
2.常见金属材料
金属材料—
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢
(2)几种有色金属材料
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外,绝大多数金属元素以_______形式存在。
(2)金属冶炼的实质
金属元素只有正价,没有负价,所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中____________出来的过程。
(3)金属冶炼的方法
①热分解法。
如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag:___________________________________________、
________________________________________________________________________。
②热还原法。
a.CO还原Fe3O4:________________________________________________________;
b.H2还原WO3:__________________________________________________________;
c.C还原ZnO:ZnO+CZn+CO↑。
③电解法。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
答案 (1)化合物 (2)还原 (3)①2HgO2Hg+O2↑ 2Ag2O4Ag+O2↑ ②Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 WO3+3H2W+3H2O ③2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 2Al2O34Al+3O2↑
4.铝热反应。
实验原理 Al和某些金属氧化物在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
实装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 ②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,化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
原理应用 ①可制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等 ②常用于金属焊接,如野外焊接钢轨等
1.金属活泼性与冶炼方法的关系:
(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。
2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼,如
Na+KClK↑+NaCl
2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑等,
在此主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,气化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
3.冶炼Mg时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO,原因是MgO的熔点高,熔融时会耗费更多能源,增加生产成本。
4.冶炼Al时只能电解熔融Al2O3而不能电解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
5.合金是混合物,合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质不变。
6.并非所有的金属都能相互形成合金,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。
考向1 金属与合金的性质和应用
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是
A.生铁属于合金
B.一般合金的熔点比各成分金属的低
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
【答案】C
【解析】A.生铁由铁和碳等元素组成,属于合金,故A正确;
B.形成合金后,结构发生了改变,一般合金的熔点比各成分金属的低,故B正确;
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同,故C错误;
D.改变原料的配比、生成合金的条件,组成合金的成分、结构不同,对合金的性质产生不同的影响,可以得到具有不同性能的合金,故D正确;
故答案选C。
【变式练1】(2024·福建·阶段练习)下列说法不正确的是
A.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
B.金属Na着火时,用细沙覆盖灭火
C.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
D.等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数相等
【答案】A
【解析】A.氯气具有较强的氧化性,Fe与Cl2反应生成FeCl3,碘的氧化性较弱,Fe与I2反应生成FeI2,A错误;
B.钠比较活泼,与水、氧气、二氧化碳等均会发生反应,所以金属钠着火时,可用细沙覆盖灭火,B正确;
C.不锈钢是铁与镍、铬等形成的合金,C正确;
D.由于Cl2的氧化性很强,与变价金属Fe反应时生成的是FeCl3,与Al发生反应生成AlCl3,所以等物质的量的铁和铝分别与足量的氯气完全反应转移电子数目相等,D正确;
故选A。
【变式练2】(2024·河北·模拟预测)关于铁铝及其合金的说法不正确的是
A.生铁的含碳量为2%~4.3%
B.稀土金属可以用于生产合金
C.铝是一种活泼金属,铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
【答案】D
【解析】A.生铁和钢均属于铁碳合金,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%,A正确;
B.稀土金属添加到合金中,可以改善合金的物理或化学性能,因此稀土金属在冶金工业上应用广泛,可以用于生产合金,B正确;
C.Al和Al2O3均为两性物质,都能与盐酸反应,C正确;
D.当铝表面的氧化膜被NaOH溶液溶解后,里面的铝与NaOH溶液反应能产生氢气,D错误;
故答案选D。
考向2 金属冶炼方法的选择
【典例2】(2024·黑龙江·高三校考阶段练习)合理、高效地开发、利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来,用于生成各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属的冶炼的说法不正确的是
A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠元素被还原,氯元素被氧化
B.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中,利用的是置换反应的原理
C.用铝热法原理炼铁的反应中,1mol被Al还原成Fe,转移9mol
D.高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁
【答案】C
【解析】A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,Na+得电子生成Na,Cl-失电子生成Cl2,钠元素得电子被还原,氯元素失电子被氧化,A正确;
B.曾青得铁则化为铜原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,属于置换反应,B正确;
C.在铝热反应炼铁过程中,1molFe3O4被Al还原生成Fe,Fe元素化合价从+2、+3价降低为0价,转移电子数为1mol×2+2mol×3=8mol,C错误;
D.高炉炼铁主要是利用CO的还原性将Fe2O3还原为Fe,D正确;
故答案选C。
【变式练3】(2024·河北·高三校考期末)人类大规模冶炼和使用铝的时间晚于冶炼使用铜和铁的时间,其根本原因是
A.铝元素在地壳中的含量较低 B.铝及其合金密度较小
C.铝元素金属性较强 D.铝单质的熔点较低
【答案】C
【解析】A.铝元素在地壳中的含量居第三位,含量较高,A不符合题意;
B.铝及其合金密度较小,与铝冶炼和使用时间的早晚无关,B不符合题意;
C.铝元素金属性较强,则让铝离子还原为铝单质需要使用强还原剂,或采用电解法,实验条件要求高,所以冶炼和使用的时间晚,C符合题意;
D.铝单质的熔点较低,易于熔化,从此角度看应该易于冶炼,显然不是冶炼时间较晚的原因,D不符合题意;
故选C。
【变式练4】(2024·上海·高三专题练习)下列金属冶炼的反应原理,不恰当的是。
A.2NaCl(熔融) B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.Na是活泼金属,利用电解熔融的氯化钠获得金属Na,A正确,不符合题意;
B.Mg是活泼金属,利用电解熔融的氯化镁获得金属Mg,B错误,符合题意;
C.Al是活泼金属,利用电解熔融的氧化铝获得金属Al,C正确,不符合题意;
D.Fe是较活泼金属,利用热还原法来获得Fe,其中可以使用的还原剂有C、CO、和Al,D正确,不符合题意;
故合理选项为B。
考向3 铝热反应及应用
【典例3】(2024·全国·高三专题练习)铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是
A.X物质为KClO3
B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C.若转移0.3 mol电子,被还原的Fe2O3为16 g
D.可利用铝热反应冶炼铁
【答案】C
【解析】A.KClO3受热分解产生氧气,助燃,图示装置中X物质为助燃剂KClO3,A正确;
B.镁条燃烧放出大量热,可为铝热反应提供引发反应所需的热量,B正确;
C.反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe中,Fe元素化合价从+3变为0价,还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子,则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为:=0.05 mol,其质量为:160 g·mol-1×0.05 mol=8 g,C错误;
D.Fe的活泼性小于Al,可利用铝热反应冶炼铁,D正确;
故选:C。
【变式练5】(2024·湖北·校联考二模)化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应制得液态金属(或合金),凝固后,除去焊接点表面的焊渣,实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A.Al与Fe2O3也能发生类似反应
B.焊渣的主要成分是Al(OH)3
C.焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D.若在反应体系中加入低熔点金属,则可形成低熔点液态合金便于焊接
【答案】B
【解析】A.Fe的活泼性弱于Al,在高温条件下可发生铝热反应,故A正确;
B.焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应得到液体金属,结合元素守恒可知,焊渣的主要成分为Al2O3,故B错误;
C.利用还原性气体(如H2,CO等)除去焊件金属表面的氧化膜可使焊接更加牢固,故C正确;
D.一般合金的熔点低于任一组分金属,加入低熔点金属,可在更低温度下得到液态合金,便于焊接,同时还可以保护焊件金属,故D正确;
故答案选B。
【变式练6】(2024·江苏·高三统考期中)下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铝的导热性强,可用作铝热剂
B.氧化铝的熔点高,可用于电解铝
C.氢氧化铝具有弱酸性,可用于治疗胃酸过多
D.明矾易水解生成胶体,可用作絮凝剂
【答案】D
【解析】A.铝的导热性强,可做铝锅等,做铝热剂是因为其强的还原性,故A错误;
B.氧化铝熔点高可用于耐高温材料,故B错误;
C.氢氧化铝具有弱酸性,可用于中和碱,治疗胃酸过多是因为能与酸反应,呈碱性,故C错误;
D.明矾易水解生成胶体,可用作絮凝剂,用于自来水的净化等,故D正确;
故选D。
1.(2024·山东·高考真题)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是
实验操作及现象
试管甲 滴加过量溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属
B.试管甲中沉淀的变化均体现了的氧化性
C.试管乙实验可证明与形成无色配合物
D.上述两个实验表明为两性氧化物
【答案】AC
【解析】A.Cu2O中滴加过量0.3mol/LHNO3溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色,说明Cu2O转化成Cu2+,Cu元素的化合价由+1价升至+2价,根据氧化还原反应的特点知,Cu元素的化合价还有由+1价降至0价,新生成的沉淀为金属Cu,A项正确;
B.Cu2O与0.3mol/LHNO3发生的反应为Cu2O+2HNO3=Cu(NO3)2+Cu+H2O,该过程中HNO3表现酸性,后滴加浓硝酸发生的反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,该过程中HNO3变现氧化性和酸性,B项错误;
C.Cu2O中滴加过量6mol/L氨水充分振荡,沉淀逐渐溶解得到无色溶液,静置一段时间无色溶液变为深蓝色,说明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2+,C项正确;
D.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为两性氧化物,Cu2O溶于6mol/L氨水形成的是配合物,Cu2O不属于两性氧化物、是碱性氧化物,D项错误;
答案选AC。
2.(2024·山东·高考真题)以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时,消耗物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时挥发外,另一目的是防止产生 (填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属,“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为 。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是 。
(4)“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A. B. C. D.
“置换”反应的离子方程式为 。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)。
【答案】(1) 1:1 H2S
(2)热浸
(3)将过量的Fe3+还原为Fe2+
(4) C
(5)阳极
【分析】本题以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和, “热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫,被还原为Fe2+,过滤I除掉单质硫滤渣,滤液中在稀释降温的过程中转化为PbCl2沉淀,然后用饱和食盐水热溶,增大氯离子浓度,使PbCl2又转化为,电解得到Pb;过滤II后的滤液成分主要为、FeCl2、FeCl3,故加入铅精矿主要将FeCl3还原为FeCl2,试剂X将置换为Ag,得到富银铅泥,试剂X为铅,尾液为FeCl2。
【解析】(1)“热浸”时,将和中-2价的硫氧化为单质硫,被还原为Fe2+,在这个过程中Pb和Ag的化合价保持不变,所以等物质的量的和时,S2-物质的量相等,所以消耗的物质的量相等,比值为1:1;溶液中盐酸浓度过大,这里主要考虑氢离子浓度会过大,会生成H2S 气体。
(2)“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,会溶解为,电解溶液制备金属,在阴极产生,阳极Cl-放电产生Cl2, 尾液成分为FeCl2,FeCl2吸收Cl2后转化为FeCl3,可以在热浸中循环使用。
(3)过滤Ⅱ所得的滤液中有过量的未反应的Fe3+,根据还原之后可以得到含硫滤渣,“还原”中加入铅精矿的目的是将过量的Fe3+还原为Fe2+。
(4)“置换”中加入试剂X可以可以得到富银铅泥,为了防止引入其他杂质,则试剂X应为Pb,发生的反应为:。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,电解Ⅱ得到金属银和金属铅,将银和铅分离出来,所以不可能作为阴极,应作为阳极板,阳极放电时,银变成阳极泥而沉降下来,铅失电子为Pb2+,阴极得电子得到Pb,所以电极板应作阳极。
3.(2022·福建·统考高考真题)用铬铁合金(含少量单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“浸出”产生的气体含有 B.“除杂”的目的是除去元素
C.流程中未产生六价铬化合物 D.“滤渣2”的主要成分是
【答案】D
【解析】由流程可知,加入稀硫酸溶解,生成气体为氢气,溶液中含加入Na2S分离出滤渣1含CoS和NiS,不会沉淀,再加入草酸除铁生成FeC2O4,过滤分离出硫酸铬。
A.四种金属均与稀硫酸反应生成H2,A正确;
B.共有四种金属,由流程可知,沉铁后分离出硫酸铬,则“除杂"的目的是除去Ni、Co元素,B正确;
C.由上述分析可知,流程中未产生六价铬化合物,C正确;
D.“滤渣2”的主要成分是FeC2O4,D错误;
故本题选D。
4.(2024·湖南·模拟预测)某工厂采用如下工艺制备,已知焙烧后Cr元素以价形式存在,下列说法错误的是
已知:
A.“焙烧”中产生
B.滤渣的主要成分为
C.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】A.氧化亚铁、三氧化二铬在焙烧过程中与氧气、碳酸钠反应生成高价态的对应的钠盐和二氧化碳,因此“焙烧”中产生,故A正确;
B.FeO与氧气反应后,铁元素应以+3价存在,故B错误;
C.滤液①中Cr元素的价态为+6价,溶液呈碱性,因此铬元素的主要存在形式为,故C正确;
D.滤液①主要是,与淀粉水解液反应,铬元素化合价降低,说明淀粉水解液作了还原剂,因此淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用,故D正确;
综上所述,答案为B。
5.(2024·北京·校考三模)发展改变生活。下列说法不正确的是
A.T-碳()是一种碳的三维结构晶体,其与互为同位素
B.“天问一号”中形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属
C.“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温的特性
D.清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料是硅单质
【答案】A
【解析】A.T-碳与为同种元素组成的不同单质,所以两者互为同素异形体,A错误;
B.Ti位于第四周期IVB族,Ni位于第四周期VIII族,两者均属于过渡金属元素,B正确;
C.钛合金密度小、强度高、耐高温,C正确;
D.硅单质是计算机芯片的主要成分,D正确;
答案选A。
6.(2024·全国·高三专题练习)JerryWoodall教授经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,由于整个反应中,只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此,下列说法不正确的是
A.铝作为燃料,有资源丰富的优势
B.组成合金的几种金属元素都位于周期表第ⅢA族
C.合金与水反应的总反应式为:2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑
D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用
【答案】B
【解析】A.铝是地壳中含有最多的金属,所以铝作为燃料,有资源丰富的优势,故A正确;
B.铝、镓、铟是周期表第ⅢA族元素,锡是周期表第ⅣA族元素,故B错误;
C.整个反应中,只消耗铝,而反应生成的Al2O3,则反应的方程式为2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑,故C正确;
D.由镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,且只有铝发生反应,则合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用,故D正确。
故选B。
7.(2024·全国·高三专题练习)根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)
A.生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应,①②生成H2的分子数之比为3∶1
【答案】C
【解析】A.根据反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,生成等质量H2时,①和②反应消耗n (HCl)=3n (NaOH),选项A错误;
B.反应③为2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3,其中氧化剂CuSO4与还原剂Al的物质的量之比为3︰2,选项B错误;
C.反应③:2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3,反应④:,消耗等量的Al时,生成的n (Cu)︰n (Fe)=3︰2,选项C正确;
D.根据方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,可知等量的HCl与NaOH反应生成H2的分子数比为1∶3,选项D错误;
故选:C。
8.(2024·全国·高三专题练习)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价相同
C.③中需要通入过量的CO2
D.④进行的操作是过滤、加热,而且d一定是氢氧化铝
【答案】D
【解析】根据铝土矿的成分,Al2O3为两性氧化物,Fe2O3为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,加入盐酸后,Al2O3→AlCl3,Fe2O3→FeCl3,SiO2不与盐酸反应,也不溶于盐酸,然后进行过滤,除去SiO2,即a为AlCl3和FeCl3,加入过量的NaOH,AlCl3→Na[Al(OH)4],FeCl3→Fe(OH)3,然后进行过滤,除去Fe(OH)3,b溶液为Na[Al(OH)4],碳酸的酸性强于氢氧化铝,且氢氧化铝不溶于碳酸,因此③通入过量CO2,然后过滤,得到Al(OH)3沉淀,加热氢氧化铝,使之分解成氧化铝和H2O,最后电解熔融状态的氧化铝冶炼铝。
A.①过程有不溶的SiO2,需要过滤除去,②过程生成Fe(OH)3沉淀,需要过滤除去,A正确;
B.a含有AlCl3,b含有Na[Al(OH)4],Al元素的化合价都是+3价,B正确;
C.③中为使Na[Al(OH)4]完全转化成Al(OH)3沉淀,需要通入过量CO2,C正确;
D.根据分析知,c是含有Al(OH)3沉淀的混合物,需要过滤分离出Al(OH)3固体,净化后加热使Al(OH)3分解成氧化铝和水,因此④的操作是过滤、加热,d是Al2O3,D错误;
故选D。
9.(2024·全国·高三专题练习)为测定含镁3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数,设计了2种实验方案,说法不正确的是。
方案一:镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤,测定剩余固体质量;
方案二:称量mg铝镁合金粉末,放在图中惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
A.方案一中若称取5.4g合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中反应,则V≥100
B.方案一中测定剩余固体质量时,过滤后未洗涤固体就干燥、称量,则镁的质量分数偏高
C.方案二中欲计算镁的质量分数,实验中还需测定灼烧后固体的质量
D.方案二中若用空气代替O2进行实验,对测定结果有影响
【答案】A
【解析】A.含镁为5%时,金属铝的含量最低,5.4g合金中铝的质量为5.4×(1-5%)g,则根据反应:2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑可知,2Al~2NaOH,故有∶V×10-3L×2.0mol·L-1=2∶2,解得V=95,因此若称取5.4g合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中反应,则V≥95,A错误;
B.方案一中金属铝与氢氧化钠溶液反应,过滤后剩余固体镁,测定剩余固体质量时,过滤后未洗涤固体就干燥、称量,相当于镁的质量偏大,则镁的质量分数偏高,B正确;
C.Mg、Al均与氧气反应,生成金属氧化物,故还需测定生成物的质量,根据镁、铝的质量守恒,列方程可以求出金属镁的质量,进而求出镁的质量分数,C正确;
D.若用空气代替O2进行实验,还会发生反应:3Mg+N2=Mg3N2,2Mg+CO2 =2MgO+C,对测定结果会有影响,D正确;
故选:A。
10.(2024·全国·高三专题练习)科技助力2022年北京冬奥会。下列说法错误的是
A.制比赛的雪橇所用碳纤维材料,属于有机高分子材料
B.制火炬接力火种灯所用可再生铝合金硬度大于纯铝
C.主体为钢结构的首钢滑雪大跳台,钢属于合金材料
D.首次使用氢能作火炬燃料,践行“绿色、低碳”理念
【答案】A
【解析】A.碳纤维属于无机非金属材料,A错误;
B.合金的硬度一般大于成分金属,B正确;
C.钢为铁碳合金,属于合金材料,C正确;
D.氢气燃料产物为水,环保无污染,D正确。
故选A。
2/ 让教学更有效 精品试卷 | 化学
1.单质铜
(1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质
①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____________。有关化学方程式__________________________________________。
②写出下列化学方程式:
铜在空气中加热:________________________________________________________;
铜丝在硫蒸气中反应:____________________________________________________。
2.铜的重要化合物
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学方程式:Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,可溶于稀硫酸,离子方程式:Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++CO2↑+3H2O。
(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为4CuO2Cu2O+O2↑。
(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。
(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
3.铜的冶炼
(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。
(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
电解精炼铜的原理是用粗铜为阳极,铜在阳极上失电子变为Cu2+,用纯铜棒为阴极,Cu2+在阴极上得电子生成铜。
(1)+1价的铜有较强的还原性,易被氧化剂氧化为+2价。
(2)+1价铜,在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2+,利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。
(3)通常利用反应2Cu+O22CuO除去某些混合气体中的少量O2。
(4)铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。
(5)Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。
(6)无水CuSO4可作为检验水的试剂,但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
(7)铜盐溶液有毒,主要是因为Cu2+作为一种重金属离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性失去生理活性,因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液,用来杀灭植物病毒而减少病虫害。
(8)铜及其化合物的颜色、状态及溶解性
物质 颜色 状态及溶解性 物质 颜色 状态及溶解性
Cu 紫红色,有金属光泽 固态,难溶于非氧化性酸,易溶于强氧化性酸 CuSO4 白色 粉末,易溶于水,水溶液呈蓝色
CuO 黑色 粉末,可溶于酸溶液 CuSO4·5H2O 蓝色 晶体
Cu2O 砖红色 固体,难溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+) Cu2(OH)2CO3 绿色 粉末,难溶于水,可溶于酸溶液
CuCl CuI 白色 粉末,难溶于水 Cu(OH)2 蓝色 难溶于水,可溶于酸溶液
CuS 黑色 粉末,难溶于水及非氧化性强酸 [Cu(NH3)4]2+ 深蓝色 络合离子,溶于水
提醒: 反应CuSO4+H2SCuS+H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸。
考向1 铜及其化合物的性质和应用
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)战国时期人们用青铜浇铸塑形成各样的青铜器,青铜比纯铜更便于制成形态各异的容器的原因是
A.熔点低 B.密度大 C.硬度大 D.不易被腐蚀
【变式练1】(2024·江苏·模拟预测)中华民族为人类文明进步做出巨大贡献。下列说法正确的是
A.中国是丝绸的故乡,丝、绸、绢等蚕丝制品属于天然高分子材料
B.四千余年前用谷物酿造出酒和醋,酒和醋均属于无机物
C.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为石灰石
D.青铜器“马踏飞燕”被选作中国的旅游徽标,青铜器表面铜锈主要成分为
【变式练2】(2024·浙江·模拟预测)物质的性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A.具有强氧化性,可用作消毒剂
B.固体具有氧化性,可作为黑火药的原料之一
C.SiC中存在共价键,硬度大,可做砂纸和砂轮等磨料
D.溶液呈蓝色,胆矾可以与石灰乳混合制备波尔多液
考向2 铜的冶炼方法
【典例2】(2024·全国·高三专题练习)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是
A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同
B.灼烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]和焦炭混合物制铜也属于还原法
C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
【变式练3】(2024·上海徐汇)下列常见金属的冶炼原理不合理的是
A.加热法炼汞:↑
B.铝热法炼铁:
C.火法炼铜:
D.还原法冶镁:
【变式练4】(2024·江苏·统考期末)铜是人类祖先最早应用的金属,随着科学技术的发展不断开发出新的用途,如制印刷电路板等。目前工业上生产铜的主要方法为火法冶炼铜,部分工业流程如下。
下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.制印刷电路板:
B.电解精炼铜阳极电极反应式:
C.生产粗铜时发生的化学反应可能有:
D.青铜器产生铜绿的过程:
考向3 铜及其化合物的转化关系
【典例3】(2024·河北·高三专题练习)《天工开物》中述及铜的开采与冶炼:凡铜砂……淘洗去土滓,然后入炉煎炼,其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种:有与铅同体者,其煎炼炉法,傍通高低二孔,铅质先化,从上孔流出。下列有关说法错误的是
A.“淘洗去土滓”属于原料的富集
B.炼制所得自然铜为合金
C.铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同
D.可用热分解法冶炼铜
【变式练5】(2024·安徽·统考期末)下列各组物质之间可以按“物质A→物质B→物质C→物质D”关系直接转化的是
A.
B.
C.
D.
【变式练6】(2024·江西·开学考试)硫及其化合物的“价-类二维图”体现了化学变化之美。下列有关说法正确的是
A.硫在过量的氧气中燃烧直接生成Y
B.将X通入BaCl2溶液中先有白色沉淀生成后白色沉淀溶解
C.M的无水固体粉末显蓝色
D.N与Z反应可生成X
1.(2024·浙江·高考真题)下列离子方程式正确的是
A.用溶液除气体:
B.溶液中滴加溶液:
C.溶液中通入少量:
D.用溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
2.(2023·全国·统考高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C 溴水颜色逐渐褪去
D 胆矾表面出现白色粉末
A.A B.B C.C D.D
3.(2024·浙江绍兴·统考一模)下列说法正确的是
A.铜片与浓硫酸共热后,冷却,再向混合液中加入一定量蒸馏水,溶液呈蓝色
B.铝片用浓硝酸浸泡后,取出洗净,投入到硫酸铜溶液中,无明显现象
C.配制一定物质的量浓度食盐水时,若容量瓶内有残留蒸馏水,则所配溶液浓度偏低
D.常温下,分别向两支盛有5mL0.1mol/L酸性高锰酸钾溶液的试管中加入2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L过氧化氢溶液,根据褪色时间比较浓度对反应速率的影响
4.(2024·浙江·模拟预测)下列反应的离子方程式正确的是
A.印刷电路板反应原理:Fe3++Cu=Fe2++Cu2+
B.碳酸氢铵溶液中滴加过量澄清石灰水:Ca(OH)2+2HCO=CaCO3+2H2O+CO
C.Mg(HCO3)2溶液与足量烧碱溶液反应:Mg2++2HCO+4OH-=Mg(OH)2↓+2H2O+2CO
D.过量苯酚溶液与碳酸钠溶液反应:2 +CO→2 +H2O+CO2↑
5.(2024·湖北·模拟预测)某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。实验现象为:①中产生大量的红棕色气体,红棕色气体在②中转为无色,气体通过③后依然为无色,通过④后转为红棕色。
已知:浓硝酸能将NO氧化成,而稀硝酸不能氧化NO。
下列说法正确的是
A.实验之前不用通
B.①中也可加入稀硝酸
C.②和③中加入的都是水
D.⑤中只发生反应
6.(2024·广东·校考三模)中华文化瑰宝记载着历史的兴衰与成败,具有重要的历史价值与科学研究价值。下列关于文物的说法正确的是
A.新疆和田玉被称为“美玉”,和田玉是在一定条件下发生化学反应而形成的
B.中医药学是我国文化瑰宝,中药的提取分离、浓缩、干燥过程发生了化学变化
C.陶瓷文物配补时需要用到的石膏粉、环氧树脂、滑石粉等均属于无机化合物
D.《千里江山图》采用了石绿中的头绿和四绿,其均为孔雀石,主要成分为碳酸铜
7.(2024·陕西·模拟预测)用如图所示的装置进行实验(夹持及尾气处理仪器略去),能达到实验目的的是
选项 a中试剂 b中试剂 c中试剂 实验目的 装置
A 浓硫酸 Cu 品红溶液 验证SO2具有漂白性
B 稀硫酸 大理石 浓硫酸 制备纯净的CO2
C 稀硝酸 Na2CO3 Na2SiO3溶液 验证元素非金属性强弱:N>C>Si
D Na2CO3溶液 饱和硼酸溶液 澄清石灰水 验证酸性强弱:H2CO3>H3BO3
A.A B.B C.C D.D
8.(2024·山东·模拟预测)中国古代诗词和书籍中蕴含着化学知识。下列说法错误的是
A.“白玉金边素瓷胎,雕龙描凤巧安排”,陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料
B.“忽闻海上有仙山,山在虚无缥缈间”,海市蜃楼是一种自然现象,与胶体知识有关
C.“九秋风露越窑开,夺得千峰翠色来”,“翠色”来自氧化亚铜
D.镀金时“以汞和金涂银器上,入火则汞去,而金存”,其中“入火则汞去”指汞的挥发
9.(2024·山东·统考三模)实验是探究物质性质的重要方法,下列实验中,操作及现象与得出的结论相一致的是
选项 实验目的 操作及现象 结论
A 探究不同催化剂的催化效率 两支试管中分别盛相同温度、相同浓度、相同体积的溶液,分别滴加相同浓度、相同体积的溶液与溶液,滴加溶液的试管中产生气体更快 对分解的催化效率更高
B 验证反应是可逆反应 向溶液中加入溶液,充分反应。取反应后试样,滴加溶液,溶液变为红色;另取反应后试样,加入溶液,产生蓝色沉淀 反应是可逆反应
C 检验固体中是否含有单质Cu 取样,加入足量稀盐酸,观察现象 若有红色固体剩余,则说明样品中有单质Cu
D 证明苯酚与溴水发生反应 向苯酚饱和溶液中滴加少量溴水,充分振荡 出现白色沉淀,说明苯酚与溴发生了反应
A.A B.B C.C D.D
10.(2024·广东·校考三模)实验小组研究不同价态硫元素之间的转化,装置图如下。下列说法正确的是
A.①中未生成蓝色固体,证明浓硫酸没有被还原
B.②中溶液褪色,证明具有漂白性
C.③中淡黄色粉未变白,证明具有氧化性
D.④中产生淡黄色沉淀,证明被氧化
11.(2024·山东·统考三模)根据如图所示装置进行实验,能得到相应结论的是
试剂a、b 现象 结论
A 溶液、 有气泡生成
B 、稀 试管上部有红棕色气体 与稀反应生成
C 、乙醇 产生无色气体 乙醇中含有水
D 漂白粉、稀硝酸 产生黄绿色气体 稀硝酸表现出强氧化性
A.A B.B C.C D.D
12.(2024·江苏·模拟预测)一种利用废铜渣(主要成分CuO,及少量、等杂质)制备超细铜粉的流程如下:
下列说法正确的是
A.“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B.若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇,析出的深蓝色晶体为
C.“沉铜”发生的反应为复分解反应
D.“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子:、、
1.合金
(1)概念: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。
(2)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点:一般比它的各成分金属的低;
②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。
2.常见金属材料
金属材料—
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
钢
(2)几种有色金属材料
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外,绝大多数金属元素以_______形式存在。
(2)金属冶炼的实质
金属元素只有正价,没有负价,所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中____________出来的过程。
(3)金属冶炼的方法
①热分解法。
如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag:___________________________________________、
________________________________________________________________________。
②热还原法。
a.CO还原Fe3O4:________________________________________________________;
b.H2还原WO3:__________________________________________________________;
c.C还原ZnO:ZnO+CZn+CO↑。
③电解法。
工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
4.铝热反应。
实验原理 Al和某些金属氧化物在高温下进行,反应迅速并放出大量的热,新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
实装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 ②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,化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3
原理应用 ①可制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等 ②常用于金属焊接,如野外焊接钢轨等
1.金属活泼性与冶炼方法的关系:
(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。
2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼,如
Na+KClK↑+NaCl
2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑等,
在此主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,气化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
3.冶炼Mg时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO,原因是MgO的熔点高,熔融时会耗费更多能源,增加生产成本。
4.冶炼Al时只能电解熔融Al2O3而不能电解熔融AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
5.合金是混合物,合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质不变。
6.并非所有的金属都能相互形成合金,若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。
考向1 金属与合金的性质和应用
【典例1】(2024·全国·高三专题练习)“嫦娥五号”中使用了大量合金。下列有关金属或合金的说法中不正确的是
A.生铁属于合金
B.一般合金的熔点比各成分金属的低
C.合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同
D.改变原料的配比、生成合金的条件,可以得到具有不同性能的合金
【变式练1】(2024·福建·阶段练习)下列说法不正确的是
A.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3
B.金属Na着火时,用细沙覆盖灭火
C.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
D.等物质的量的铁和铝分别与足量氯气完全反应时转移的电子数相等
【变式练2】(2024·河北·模拟预测)关于铁铝及其合金的说法不正确的是
A.生铁的含碳量为2%~4.3%
B.稀土金属可以用于生产合金
C.铝是一种活泼金属,铝表面的保护膜和铝均能与盐酸发生反应
D.向装有氢氧化钠溶液的试管中放入未打磨的铝片,一直观察不到气泡
考向2 金属冶炼方法的选择
【典例2】(2024·黑龙江·高三校考阶段练习)合理、高效地开发、利用金属矿物,将其中的金属从其化合物中还原出来,用于生成各种金属材料,这一过程在工业上称为金属的冶炼。下列有关金属的冶炼的说法不正确的是
A.电解熔融NaCl制取金属钠的反应中,钠元素被还原,氯元素被氧化
B.古法炼铜“曾青得铁则化为铜”的反应中,利用的是置换反应的原理
C.用铝热法原理炼铁的反应中,1mol被Al还原成Fe,转移9mol
D.高炉炼铁的主要反应是用CO还原Fe2O3进行炼铁
【变式练3】(2024·河北·高三校考期末)人类大规模冶炼和使用铝的时间晚于冶炼使用铜和铁的时间,其根本原因是
A.铝元素在地壳中的含量较低 B.铝及其合金密度较小
C.铝元素金属性较强 D.铝单质的熔点较低
【变式练4】(2024·上海·高三专题练习)下列金属冶炼的反应原理,不恰当的是。
A.2NaCl(熔融) B.
C. D.
考向3 铝热反应及应用
【典例3】(2024·全国·高三专题练习)铝热反应的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是
A.X物质为KClO3
B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量
C.若转移0.3 mol电子,被还原的Fe2O3为16 g
D.可利用铝热反应冶炼铁
【变式练5】(2024·湖北·校联考二模)化学焊接技术的原理之一是利用焊剂(主要成分为Al与CaO)在高温下反应制得液态金属(或合金),凝固后,除去焊接点表面的焊渣,实现焊件金属的焊接。下列说法错误的是
A.Al与Fe2O3也能发生类似反应
B.焊渣的主要成分是Al(OH)3
C.焊接前可用还原性气体在加热条件下除去焊件金属表面的氧化膜
D.若在反应体系中加入低熔点金属,则可形成低熔点液态合金便于焊接
【变式练6】(2024·江苏·高三统考期中)下列有关铝及其化合物的性质与用途具有对应关系的是
A.铝的导热性强,可用作铝热剂
B.氧化铝的熔点高,可用于电解铝
C.氢氧化铝具有弱酸性,可用于治疗胃酸过多
D.明矾易水解生成胶体,可用作絮凝剂
1.(2024·山东·高考真题)钧瓷是宋代五大名瓷之一,其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质,取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管,进行如下实验。下列说法正确的是
实验操作及现象
试管甲 滴加过量溶液并充分振荡,砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀,溶液显浅蓝色;倾掉溶液,滴加浓硝酸,沉淀逐渐消失
试管乙 滴加过量氨水并充分振荡,沉淀逐渐溶解,溶液颜色为无色;静置一段时间后,溶液颜色变为深蓝色
A.试管甲中新生成的沉淀为金属
B.试管甲中沉淀的变化均体现了的氧化性
C.试管乙实验可证明与形成无色配合物
D.上述两个实验表明为两性氧化物
2.(2024·山东·高考真题)以铅精矿(含,等)为主要原料提取金属和的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“热浸”时,难溶的和转化为和及单质硫。溶解等物质的量的和时,消耗物质的量之比为 ;溶液中盐酸浓度不宜过大,除防止“热浸”时挥发外,另一目的是防止产生 (填化学式)。
(2)将“过滤Ⅱ”得到的沉淀反复用饱和食盐水热溶,电解所得溶液可制备金属,“电解I”阳极产物用尾液吸收后在工艺中循环使用,利用该吸收液的操作单元为 。
(3)“还原”中加入铅精矿的目的是 。
(4)“置换”中可选用的试剂X为 (填标号)。
A. B. C. D.
“置换”反应的离子方程式为 。
(5)“电解II”中将富银铅泥制成电极板,用作 (填“阴极”或“阳极”)。
3.(2022·福建·统考高考真题)用铬铁合金(含少量单质)生产硫酸铬的工艺流程如下:
下列说法错误的是
A.“浸出”产生的气体含有 B.“除杂”的目的是除去元素
C.流程中未产生六价铬化合物 D.“滤渣2”的主要成分是
4.(2024·湖南·模拟预测)某工厂采用如下工艺制备,已知焙烧后Cr元素以价形式存在,下列说法错误的是
已知:
A.“焙烧”中产生
B.滤渣的主要成分为
C.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
5.(2024·北京·校考三模)发展改变生活。下列说法不正确的是
A.T-碳()是一种碳的三维结构晶体,其与互为同位素
B.“天问一号”中形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属
C.“祝融号”火星探测器上使用的钛合金具有密度小、强度高、耐高温的特性
D.清华大学打造的世界首款异构融合类脑芯片——天机芯的主要材料是硅单质
6.(2024·全国·高三专题练习)JerryWoodall教授经研究发现,含有95%的铝和5%的镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气,由于整个反应中,只消耗铝,而反应生成的Al2O3可回收再利用,这样不仅降低了制氢气的成本,而且方便快捷,这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。据此,下列说法不正确的是
A.铝作为燃料,有资源丰富的优势
B.组成合金的几种金属元素都位于周期表第ⅢA族
C.合金与水反应的总反应式为:2Al+3H2O=Al2O3+3H2↑
D.合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应起到催化作用
7.(2024·全国·高三专题练习)根据如图的转化关系判断,下列说法正确的是(反应条件已略去)
A.生成等质量H2时,①和②反应消耗n(HCl)=n(NaOH)
B.反应③中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.反应③和④消耗等量的Al时,生成的n(Cu)∶n(Fe)=3∶2
D.等浓度等体积的稀HCl和NaOH溶液与足量Al反应,①②生成H2的分子数之比为3∶1
8.(2024·全国·高三专题练习)铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅,工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法中不正确的是
A.①②中除加试剂外,还需要进行过滤操作
B.a、b中铝元素的化合价相同
C.③中需要通入过量的CO2
D.④进行的操作是过滤、加热,而且d一定是氢氧化铝
9.(2024·全国·高三专题练习)为测定含镁3%~5%的铝镁合金中镁的质量分数,设计了2种实验方案,说法不正确的是。
方案一:镁铝合金加入足量的氢氧化钠溶液中充分反应后过滤,测定剩余固体质量;
方案二:称量mg铝镁合金粉末,放在图中惰性电热板上,通电使其充分灼烧。
A.方案一中若称取5.4g合金粉末样品,投入VmL2.0mol·L-1NaOH溶液中反应,则V≥100
B.方案一中测定剩余固体质量时,过滤后未洗涤固体就干燥、称量,则镁的质量分数偏高
C.方案二中欲计算镁的质量分数,实验中还需测定灼烧后固体的质量
D.方案二中若用空气代替O2进行实验,对测定结果有影响
10.(2024·全国·高三专题练习)科技助力2022年北京冬奥会。下列说法错误的是
A.制比赛的雪橇所用碳纤维材料,属于有机高分子材料
B.制火炬接力火种灯所用可再生铝合金硬度大于纯铝
C.主体为钢结构的首钢滑雪大跳台,钢属于合金材料
D.首次使用氢能作火炬燃料,践行“绿色、低碳”理念
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