内容正文:
专题15 金属的性质
【真题演练】
【例】(2021·江苏)铜及其化合物在生产、生活中都有广泛的应用。
探究一、铜的性质及其应用
(1)化学小组用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入铜粉和锌粉,充分反应后过滤,得到溶液甲和固体乙,下列说法正确的是_______________(填序号)。
a.溶液甲中一定含有Al(NO3)3和Zn(NO3)2
b.固体乙中一定含有Ag,可能含有Cu和Zn
c.若溶液甲是蓝色,则溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2
d.向固体乙上滴加盐酸有气泡产生,则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
(2)碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。
I.甲图中酒精灯上网罩的作用是__________________________________。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。
[设计方案]实验装置如图乙。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断
若B中无明显实验现象,D处气体能被点燃,则猜想①成立。
方案二:从定量计算角度判断
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据:
反应前的质量
反应后的质量
A(玻璃管+固体)
m1
m2
B+C(广口瓶+混合液)
m3
m4
II.若猜想②成立,则理论上(m4﹣m3)________(填“<”“=”或“>”)(m1﹣m2)。
III.若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是_____。
(3)兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金),表面呈绿色,这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。青铜器属于_______________(填序号)。铜绿Cu2(OH)2CO3分解的化学方程式为__________________________________________________。
a.无机材料 b.合成材料 c.复合材料 d.复合肥
为了弄清铜生成铜绿的条件,某化学实验小组借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验,设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验,实验如图1所示(所用铜片洁净、光亮)。
实验较长时间后,发现______(填试管编号)试管中铜片最先生锈。小组讨论后发现实验还不够完善,要得出正确的结论,还要补充一个实验。你认为要补充的一个实验是:Cu和__________(写出试管中需要的物质)。可以省略不做的实验是试管_____(填试管编号)。
探究二、铜的制备研究
铜可采用如下方法制备:
方法一:火法炼铜:Cu2S+O22Cu+SO2
方法二:湿法炼铜:CuSO4+Fe=FeSO4+Cu
(4)上述两种方法中,你认为哪种方法更好,原因是_____________________________。辉铜矿的主要成分为Cu2S,常用于火法炼铜。若生成过程中铜元素的转化率为90%,生产64tCu需要含Cu2S80%的辉铜矿_____t。(保留一位小数)
探究三、铜的化合物的制备研究
碱式碳酸铜可用于生产木材防腐剂等。工业上可用微蚀刻废液(含一定量Cu2+、H+、SO、H2O2和微量Fe3+)制备高纯度碱式碳酸铜,其制备过程如图2:
(5)加入试剂1的目的是除去废液中的酸性物质,试剂1最好选用________(填序号)。
a.Fe2O3 b.CaCO3 c.CuO
(6)加入Na2CO3沉淀前须除去Fe3+,否则Fe2(SO4)3会与Na2CO3反应,产生一种气体,同时生成NaFe3(OH)6(SO4)2沉淀,影响产品质量,请写出反应的化学方程式______________________________________________________________________。
(7)加入Na2CO3沉淀时,反应液pH对产品中的SO42﹣含量以及反应液中Cu2+沉淀效率的影响如图3所示,第二次沉淀时溶液pH最好控制在________________。
(8)所制得的碱式碳酸铜的组成可表示为:xCuCO3•yCu(OH)2•zH2O。某研究小组设计如图4实验装置测定其中CuCO3的质量分数(不考虑植物油中溶解CO2产生的影响)。
实验步骤如下:①连接装置并检验装置气密性;②准确称量样品的质量1.2g;③装药品,调节量气装置两边液面相平,读取量气管刻度为10mL;④向锥形瓶内加入50mL(足量)的稀硫酸,充分反应;⑤冷却到室温;⑥再次调节量气装置两边液面相平,读取量气管