内容正文:
第11课 铜及其化合物 金属材料与矿物
普查与练习11Ⅰ 铜及其化合物
1.铜的单质
a.铜的还原性在反应中的理解与运用
(1)(2024汇编,4分)下列有关金属铜的叙述错误的是________(填序号)。
①Cu与FeCl3溶液反应可生成CuCl2
②6.4 g铜与足量硫加热充分反应转移电子数为0.1NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
③稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜
④b中品红溶液褪色 ,说明a中Cu与浓H2SO4反应生成SO2(2022北京真题)
⑤等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸充分反应,转移的电子数相同
(1)答案:③
解析:FeCl3可以与Cu发生氧化还原反应,化学方程式为2FeCl3+Cu===2FeCl2+CuCl2,故①正确,不符合题意。6.4 g铜的物质的量为0.1 mol,与足量硫加热充分反应生成硫化亚铜,转移电子数为0.1NA,故②正确,不符合题意。根据金属活动性顺序表,Cu排在H的后边,因此金属铜不与稀硫酸反应,故③错误,符合题意。铜与浓硫酸共热反应生成的二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,则品红溶液褪色能说明铜与浓硫酸共热反应生成二氧化硫,故④正确,不符合题意。等质量的铜分别与足量的浓硝酸和稀硝酸充分反应,铜完全反应,生成铜离子的物质的量相同,所以转移电子数相同,故⑤正确,不符合题意。
b.铜的制备、精炼的方法
(2)(2022山东真题,4分)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见表。
Fe(OH)3
Cu(OH)2
Zn(OH)2
开始沉淀pH
1.9
4.2
6.2
沉淀完全pH
3.2
6.7
8.2
下列说法错误的是( )
A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
(2)答案:D
解析:CuS精矿(含Zn、Fe元素的杂质)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,CuS反应产生CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,根据金属活动性:Zn>H>Cu,Cu2+被还原为Cu,通过过滤分离出来;而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到Zn。经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,故A项正确,不符合题意。CuS难溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的压强,可以消耗S2-,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动,促进金属离子的浸出,故B项正确,不符合题意。根据流程图可知,用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合表中数据,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,故C项正确,不符合题意。在用H2还原Cu2+时,H2失去电子被氧化为H+,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子还原Cu2+,因此不利于Cu的生成,故D项错误,符合题意。
(3)(河北高考预热,2分)一种以“火法粗炼”“电解精炼”相结合的方式炼制精铜的工艺流程如下,“还原”反应中,冰铜中的Cu2S先转化为Cu2O,然后Cu2O再与Cu2S反应生成粗铜(含金、银、铂等贵重金属)。下列叙述错误的是( )
A.“富集”过程中要将矿石粉碎以加快富集速率
B.“焙烧”过程中,可除去部分的硫元素
C.Cu2S被“还原”为Cu的总反应中,Cu2O作催化剂
D.“电解”时,金、银、铂等贵重金属沉在阳极底部,形成阳极泥
(3)答案:C
解析:原始黄铜矿石含铜量较低,需要富集,将黄铜矿石粉碎可以加快富集速率,故A项正确,不符合题意。焙烧过程发生反应:4CuFeS2+2O22Cu2S+4FeS+2SO2,说明有部分硫元素转化为SO2而除去,故B项正确,不符合题意。由冰铜到粗铜的过程中发生反应:2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2、Cu2S+2Cu2O6Cu+SO2↑,Cu2O为中间产物,不是催化剂,故C项错误,符合题意。“电解”时,粗铜中金、银、铂等不活泼金属最终以单质的形式在阳极底部沉积,形成了阳极泥,故D项正确,不符合题意。
2.常见含铜化合物
a.含铜化合物的性质与反应原理的理解
(4)(2024汇编,4分)下列有关含铜化合物的叙述正确的是______(填序号)。
①氢气通过灼热的CuO粉末、锌粒投入