专题09 铜及其金属材料【八大题型】-【举一反三】2025年高考化学全程复习讲与练（新高考通用）

专题09 铜及其金属材料【八大题型】 【新高考通用】 【知识点1 铜及其重要化合物】 2 【知识点2 金属材料】 4 【知识点3 金属矿物的开发利用】 5 【题型1 考查铜的性质】 7 【题型2 考查铜的化合物的性质】 8 【题型3 考查铜的二维图】 9 【题型4 考查铜的相关计算】 10 【题型5 考查铜的相关实验】 12 【题型6 考查合金的性质及应用】 17 【题型7 考查金属的冶炼】 19 【题型8 考查工艺流程与铜的化合物】 20 【过关测试】 24 考点要求 真题统计 考情分析 1.理解并能应用常见金属的活动顺序。 2.能列举、描述、辨识铜及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 3.了解合金的组成及其重要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。了解金属材料在生产和生活中的重要应用。 4.认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。 2024·江苏卷；2024·广东卷； 2024·甘肃卷；2024山东卷； 2023湖南卷；2023辽宁卷； 2023浙江1月2题，3分； 2023湖北卷18题，14分； 2023全国乙卷第11题，6分 2022广东卷1题，2分； 2022湖南卷3题，3分； 2022江苏卷7题，3分； 2022辽宁卷1题，3分； 2022重庆卷1题，3分； 2022河北卷3题，3分； 2022山东卷12题，4分； 2022海南卷15题，10分； 从近几年高考试题来看，本考点是考查热点之一，常在选择题中重点考查常见铜元素的基本反应、离子检验及用途，非选择题中常借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查铜及其化合物的性质。预计2025年会继续在选择题中或非选择题中加强对铜元素的考查，依托陌生工艺流程的情境考查考生对金属元素的认知能力，考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上，强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力和解决问题的能力。 【思维导图】 【知识点1 铜及其重要化合物】 1.铜单质性质 (1)物理性质：紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁体吸引。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属 单质 O2 ①常温下潮湿空气中2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色) ②在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体) Cl2 Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟) 氧化 性酸 浓硫酸 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 浓硝酸 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 盐 AgNO3溶液 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag FeCl3溶液 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 4.铜盐 (1)碱式碳酸铜 碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 ③铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。 5．铜的冶炼方法 (1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋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↑ 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。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得精铜。 【知识点2 金属材料】 1．合金及其性质 （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）成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元素(如钢中含碳) 。 （3）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。合金一定是混合物，没有固定的熔、沸点。 ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大，熔点比它的各成分金属的低。常温下，多数合金是固，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。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，不是简单加和；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。 （4）新型合金及重要应用 ①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。 ②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。 2．常见金属材料及应用 （1）金属材料的分类 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 （2）黑色金属材料——钢铁 ①钢是用量最大、用途最广的合金。 ②钢 （3）有色金属材料——铜和铝 ①铝及铝合金 ②铜及铜合金 【知识点3 金属矿物的开发利用】 1.金属在自然界中的存在 （1）化合态—在金属化合物中，金属元素都显正价 （2）游离态—金、铂等极少数金属 2.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 3.金属冶炼的方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑；2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4.特殊金属的冶炼方法： 有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应向正反应方向进行。 5．金属资源的合理开发利用 (1)必要性 地球上的金属矿物资源是有限的，也是不可再生_的，且分布不均匀，人类对金属的需求量很大，并且金属的冶炼需要消耗大量的能量，还会造成环境污染，另外金属的腐蚀也会造成大量损失，因此金属资源应合理地开发利用。 (2)主要途径 ①提高金属矿物的利用率； ②开发环保高效的金属冶炼方法； ③防止金属的腐蚀； ④加强废旧金属的回收和再利用； ⑤使用其他材料代替金属材料。 【题型1 考查铜的性质】 【例1】“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(　　) A．铜的金属活动性大于银 B．通过揉搓可提供电解质溶液 C．银丝可长时间保持光亮 D．用铝丝代替银丝，铜也会变黑 【变式1-1】旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是(　　) A．硬度比铜的大 B．熔点比铜的高 C．容易被腐蚀 D．通过外观颜色即可区分它和白银 【变式1-2】据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指(　　) A．CuO B．Cu2O C．Cu D．Cu2(OH)2CO3 【题型2 考查铜的化合物的性质】 【例2】(2023•浙江省1月选考)硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是( ) A．元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质 C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性 【变式2-1】某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　　) A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿 【变式2-2】下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铜单质具有延展性，可用作传输电流 B．Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化反应 C．Cu(OH)2具有氧化性，可用作检验醛基 D．CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 【变式2-3】下列有关铜的化合物说法正确的是(　　) A．根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 B．CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓ C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O D．化学反应：CuO＋COCu＋CO2的实验现象为黑色固体变成红色固体 【题型3 考查铜的二维图】 【例3】部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A．a可与硫单质反应生成f B．c可与水反应得到d C．可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得b D．可存在a→c→e→a的循环转化关系 【变式3-1】部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是 A．a、d均易溶于水 B．b既有氧化性又有还原性 C．加热条件下f与单质硫反应生成d D．向固体c中通入气体生成e 【题型4 考查铜的相关计算】 【例4】氧化亚铜(Cu2O)主要用于船底防污。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，有关说法不正确的是(　　) A.稳定性：Cu2O＞CuO B.样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂 C.如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解 D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA 【变式4-1】文物保护讲究“修旧如旧”。古代青铜器铜锈成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成Cu2(OH)3Cl的原理示意图如图所示。已知CuCl是白色不溶于水的固体，下列说法正确的是(　　) A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于无害锈 B．过程Ⅰ中负极的电极反应式为Cu－e－===Cu＋ C．若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl理论上消耗标准状况下氧气的体积为0.224 L D．用HNO3溶液除青铜器上的铜锈，可实现“修旧如旧”，保护文物的艺术价值 【变式4-2】CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是(　　) A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2∶3 B．利用途径③制备16 g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1 mol C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③ D．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 【变式4-3】铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1价、＋2价。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。 (1)工业上可用Cu2S＋O22Cu＋SO2反应制取粗铜，该反应中____________元素被还原。 (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50 ℃，加入H2O2溶液，一段时间后，升温到60 ℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为___________________________________________。 温度控制在50～60 ℃的原因除了加快反应速率外，还有________________。 (3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L－1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为________________________________。 若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为________ g。若混合物中含0.2 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为____________ mol。 【题型5 考查铜的相关实验】 【例5】（2023·湖北卷）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。    （2）铜与过量反应的探究如下：    实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为_______。 ~3I2~3I2~6S2O32- 【变式5-1】铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。 ①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。 ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。 ③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题： (1)绿色固体中含有的元素是__________。 (2)加热后试管中剩余的黑色物质是__________。 (3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是______________________，加热分解的化学方程式为___________________________________________________________________。 (4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为__________________________________________________。 (5)实验装置最后的干燥管的作用是__________。 (6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________(填“能”或“不能”)，为什么？_______________________________________________________________________________。 【变式5-2】二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤： Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。 Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。 Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。 Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。 回答下列问题： (1)长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是__________________________。 (2)Ⅰ中的黑色沉淀是__________(写化学式)。 (3)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，写出反应的化学方程式：___________________________。 (4)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取__________的方法。 (5)Ⅲ中应采用__________进行加热。 (6)Ⅳ中“一系列操作”包括_______________________________________。 【变式5-3】碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。 试剂：0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液、0.5 mol·L－1 NaOH溶液、0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液各 100 mL。 实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比 取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。 编号 V[Cu(NO3)2] /mL V(NaOH) /mL V(Na2CO3) /mL 沉淀数量 沉淀颜色 1 2 2 2.8 ＋ ＋ ＋ 蓝色 2 2 2 2.4 ＋ ＋ ＋ 蓝色 3 2 2 2 ＋ ＋ 浅绿色 4 2 2 1.6 ＋ 浅绿色 注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。 实验2：探究反应温度 按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。 反应温度/℃ 沉淀数量 沉淀颜色 室温 ＋＋＋＋ 蓝色 40 ＋＋＋＋ 蓝色 60 ＋ 浅绿色 75 ＋＋ 绿色 80 ＋＋＋ 绿色(少量黑色) 实验3：制备碱式碳酸铜 按最佳物料比取50 mL 0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 mol·L－1Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。 请回答下列问题： (1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有__________________。 (2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为____________，本实验的加热方式为________________。 (3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： ______________________________。 (4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是_________________________________________________________________________________。 (5)简述实验3中洗涤沉淀的操作： __________________________________________________________。 (6)计算本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。 【题型6 考查合金的性质及应用】 【例6】下列说法错误的是(　　) A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢不是合金 B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品 C.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业 D.铝合金大量用于高铁建设 【变式6-1】下列关于合金的说法错误的是(　　) A.合金是由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 B.镁铝合金的硬度比镁和铝都小 C.在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能 D.青铜、硬铝、钢都是合金 【变式6-2】中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底。“奋斗者”号使用了钛合金材料。有关合金的说法中正确的是(　　) A.钛合金是一种新型金属单质 B.在合金中加入稀土金属，对改善合金的性能无太大影响 C.钛合金熔点比成分金属低，但硬度大 D.钛合金的化学性质与钛单质相同 【变式6-3】“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　) A.钢是以铁为主的含碳合金 B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【题型7 考查金属的冶炼】 【例7】下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　) A.在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B.在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 D.加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 【变式7-1】下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是(　　) 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离 B 银 化合态 银的金属性弱，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 【变式7-2】冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④ 【变式7-3】人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)。下列说法正确的是(　　) A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚 B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早 C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早 D．金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料 【题型8 考查工艺流程与铜的化合物】 【例8】（2024·山东卷）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 。 【变式8-1】氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于水，可溶于氯离子浓度较大的体系，易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，生产CuCl的工艺如下： 下列说法错误的是(　　) A.“溶解”过程发生氧化还原反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B.“反应”过程发生反应的离子方程式是2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋ C.“溶解”过程中硫酸可用浓盐酸代替 D.“烘干”需在隔绝空气的环境中进行 【变式8-2】某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示： 已知：[Cu(NH3)4]2＋(aq)Cu2＋(aq)＋4NH3(aq) 根据以上工艺流程，下列说法不正确的是(　　) A．为实现溶液C到溶液D的转化，加入过量NH3·H2O后过滤即可 B．溶液E和碳酸钠混合方式不同对产品的成分没有影响 C．在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2＋浓度太低 D．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋H2OCuO↓＋2HCl↑＋4NH3↑ 【变式8-3】铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同 B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液 C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体 D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO42-＋4H＋ 【基础题】 1．（2024·湖南·二模）将含氧化铜的矿石与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于 A．电解冶炼法 B．热还原法 C．热分解法 D．物理分离法 2．（2024·浙江绍兴·一模）硫酸铜是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．可用于泳池的消毒 B．可以用来检验酒精中是否含少量水 C．可以和石灰乳混合配制农药波尔多液 D．可以通过Cu与稀硫酸反应制备 3．（2024·海南·一模）铁、铜及其化合物之间的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．常温下使用铁质容器盛装浓硫酸 B．氯化铁溶液在聚合物的基材上蚀刻出铜电路 C．电解精炼铜时，粗铜连电源的正极 D．饱和溶液中滴加稀氨水制备氢氧化铁胶体 4．（2024·山东济南·模拟预测）中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A．“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤”，“味酸”是因绿矾水解产生 B．“白青得铁化为铜”，其中的“白青”属于盐 C．古陶瓷修复所用的熟石膏，主要化学成分为，该成分属于纯净物 D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”是因为成分中含有氧化亚铜 5．（2024·河南·模拟预测）下列离子方程式的书写错误的是 A．向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫： B．用二氧化锰和浓盐酸制备氯气： C．用三氯化铁溶液腐蚀覆铜电路板： D．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙： 6．（2024·浙江宁波·模拟预测）物质的性质决定用途，下列两者关系对应不正确的是 A．铝合金质量轻、强度大，可用作制造飞机和宇宙飞船的材料 B．FeCl3溶液呈酸性，可腐蚀覆铜板制作印刷电路板 C．CuS、HgS极难溶，可用Na2S作沉淀剂除去废水中的Cu2+和Hg2+ D．碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料 7．（2024·河北衡水·一模）中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是 A．铜在空气中主要发生析氢腐蚀 B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3 C．用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器 D．青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀 8．（2024·浙江·一模）足量的铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体。这些气体若与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中，气体恰好能被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol∙L-1H2SO4溶液250mL，则继续溶解一定量的Cu。下列说法正确的是 A．最后溶液是CuSO4、Cu(NO3)2混合液 B．最多溶解铜的质量是57.6g C．放电或高温下N2与O2反应是现代工业制硝酸的基础 D．铜与浓硝酸的反应仅体现了硝酸的强氧化性 9．（2024·甘肃兰州·期中）通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)为原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是 A．“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2 B．“还原”时离子方程式为SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+ C．“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行 D．可循环利用的物质为H2SO4 10．（2024·福建·模拟）“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有和。下列说法错误的是 A．基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态 B．青铜的熔点低于纯铜 C．青铜器中锡、铅对铜有保护作用 D．可用溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈 【提升题】 11．（2024·安徽安庆·三模） 铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2] (强酸)。 上述叙述过程涉及的离子方程式，不正确的是 A．Cu2S与浓硝酸反应： B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O C．Cu在O2存在下与氨水反应： D．CuCl溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]- 12．（2024·河北石家庄·模拟预测）以含有少量杂质Fe的粗铜为原料，制备蓝矾()的工艺流程如下图所示： 下列说法正确的是 A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2 B．气体A为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用 C．物质X可以使用氨水，且X过量对产物无影响 D．“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 13．（2024·广东汕头·二模）为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置（试管底部有孔隙）。下列说法错误的是 A．装置内发生的化学反应方程式为： B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B C．该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止 D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A 14．（2024·吉林·二模）铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为)为原料制备纳米铜粉，中铜元素的化合价为 价。 (2)无水常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成 色晶体，俗称 。 (3)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CuO，化学方程式为 。 (4)常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成，对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。的化学式为 。 (5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300℃，HCl气流中热分解可以制备CuCl，其中HCl的作用是 。 15．（2024·福建泉州·一模）硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O晶体并进行热分解的探究。请回答以下问题： 探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O晶体 小组同学设计了如下两种方案： 甲：将铜片加入足量浓硫酸中并加热 乙：将铜片加入稀硫酸，控温40～50℃，滴加双氧水 （1）方案甲发生反应的化学方程式为 ，反应结束后有大量白色固体析出。简述从中提取CuSO4·5H2O晶体的方法：倒出剩余液体， 。 （2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因是 ；与方案甲相比，方案乙的主要优点有 、 。(写出2种) 探究Ⅱ：用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O晶体热分解产物 已知：CuSO4·5H2O脱水后升高温度，会继续分解成CuO 和气体产物，气体产物可能含有SO3、SO2、O2中的1～3 种。 （3）称5.00gCuSO4·5H2O于A 中加热，当观察到A中出现 ，可初步判断晶体已完全脱水并发生分解。加热一段时间后，A中固体质量为3.00g，则此时A中固体的成分为 。 （4）装置B中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有 ，C装置的作用是 。 （5）理论上E中应收集到VmL气体，事实上体积偏少，可能的原因是 。(不考虑泄漏等仅器与操作原因)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 铜及其金属材料【八大题型】 【新高考通用】 【知识点1 铜及其重要化合物】 2 【知识点2 金属材料】 4 【知识点3 金属矿物的开发利用】 5 【题型1 考查铜的性质】 7 【题型2 考查铜的化合物的性质】 8 【题型3 考查铜的二维图】 9 【题型4 考查铜的相关计算】 10 【题型5 考查铜的相关实验】 12 【题型6 考查合金的性质及应用】 17 【题型7 考查金属的冶炼】 19 【题型8 考查工艺流程与铜的化合物】 20 【过关测试】 24 考点要求 真题统计 考情分析 1.理解并能应用常见金属的活动顺序。 2.能列举、描述、辨识铜及其化合物重要的物理和化学性质及实验现象。 3.了解合金的组成及其重要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。了解金属材料在生产和生活中的重要应用。 4.认识化学在金属矿物等自然资源综合利用和实现物质间转化等方面的实际应用。 2024·江苏卷；2024·广东卷； 2024·甘肃卷；2024山东卷； 2023湖南卷；2023辽宁卷； 2023浙江1月2题，3分； 2023湖北卷18题，14分； 2023全国乙卷第11题，6分 2022广东卷1题，2分； 2022湖南卷3题，3分； 2022江苏卷7题，3分； 2022辽宁卷1题，3分； 2022重庆卷1题，3分； 2022河北卷3题，3分； 2022山东卷12题，4分； 2022海南卷15题，10分； 从近几年高考试题来看，本考点是考查热点之一，常在选择题中重点考查常见铜元素的基本反应、离子检验及用途，非选择题中常借助工艺流程的形式，以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查铜及其化合物的性质。预计2025年会继续在选择题中或非选择题中加强对铜元素的考查，依托陌生工艺流程的情境考查考生对金属元素的认知能力，考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上，强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力和解决问题的能力。 【思维导图】 【知识点1 铜及其重要化合物】 1.铜单质性质 (1)物理性质：紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁体吸引。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属 单质 O2 ①常温下潮湿空气中2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色) ②在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体) Cl2 Cu＋Cl2CuCl2(棕黄色烟) 氧化 性酸 浓硫酸 Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O 浓硝酸 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 盐 AgNO3溶液 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag FeCl3溶液 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②的离子方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 4.铜盐 (1)碱式碳酸铜 碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 ③铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。 5．铜的冶炼方法 (1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋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↑ 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。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得精铜。 【知识点2 金属材料】 1．合金及其性质 （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）成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。即合金中一定含金属元素，可能含非金属元素(如钢中含碳) 。 （3）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。合金一定是混合物，没有固定的熔、沸点。 ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大，熔点比它的各成分金属的低。常温下，多数合金是固，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。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，不是简单加和；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。 （4）新型合金及重要应用 ①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质。 ②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。 2．常见金属材料及应用 （1）金属材料的分类 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 （2）黑色金属材料——钢铁 ①钢是用量最大、用途最广的合金。 ②钢 （3）有色金属材料——铜和铝 ①铝及铝合金 ②铜及铜合金 【知识点3 金属矿物的开发利用】 1.金属在自然界中的存在 （1）化合态—在金属化合物中，金属元素都显正价 （2）游离态—金、铂等极少数金属 2.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 3.金属冶炼的方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑；2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还 原法 CO做还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2做还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 4.特殊金属的冶炼方法： 有些很活泼的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na＋KClK↑＋NaCl 2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应向正反应方向进行。 5．金属资源的合理开发利用 (1)必要性 地球上的金属矿物资源是有限的，也是不可再生_的，且分布不均匀，人类对金属的需求量很大，并且金属的冶炼需要消耗大量的能量，还会造成环境污染，另外金属的腐蚀也会造成大量损失，因此金属资源应合理地开发利用。 (2)主要途径 ①提高金属矿物的利用率； ②开发环保高效的金属冶炼方法； ③防止金属的腐蚀； ④加强废旧金属的回收和再利用； ⑤使用其他材料代替金属材料。 【题型1 考查铜的性质】 【例1】“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是(　　) A．铜的金属活动性大于银 B．通过揉搓可提供电解质溶液 C．银丝可长时间保持光亮 D．用铝丝代替银丝，铜也会变黑 【答案】D 【解析】根据金属活动性顺序表，铜的金属活动性大于银，A正确；通过揉搓，手上的汗水可提供电解质溶液(氯化钠等水溶液)，B正确；银丝发生还原反应，氧化银转化为单质银，单质银活动性比铜弱，可长时间保持光亮，C正确；铜的活动性比铝弱，氧化铝不能被铜还原为单质铝，因此铜不会变黑，D错误。 【变式1-1】旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是(　　) A．硬度比铜的大 B．熔点比铜的高 C．容易被腐蚀 D．通过外观颜色即可区分它和白银 【答案】A 【解析】合金的硬度大于其成分金属，A正确；合金的熔点低于其成分金属，B错误；合金的性能优于其成分金属，故合金的耐腐性更好，C错误；白铜、白银均为银白色，不能通过颜色区分，D错误。 【变式1-2】据《本草纲目》记载：“生熟铜皆有青，即是铜之精华，大者即空绿，以次空青也，铜青则是铜器上绿色者，淘洗用之。”这里的“铜青”是指(　　) A．CuO B．Cu2O C．Cu D．Cu2(OH)2CO3 【答案】D 【解析】铜在空气中长时间放置，会与空气中的氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，则这里的“铜青”是指Cu2(OH)2CO3。 【题型2 考查铜的化合物的性质】 【例2】(2023•浙江省1月选考)硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是( ) A．元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质 C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性 【答案】A 【解析】A项，Cu为29号元素，位于IB族，属于ds区元素，故A错误；B项，硫酸铜属于盐类，在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故B正确；C项，硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解使溶液呈酸性，故C正确；D项，铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，故D正确；故选A。 【变式2-1】某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　　) A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿 【答案】D 【解析】A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。 【变式2-2】下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是(　　) A．铜单质具有延展性，可用作传输电流 B．Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化反应 C．Cu(OH)2具有氧化性，可用作检验醛基 D．CuSO4能使蛋白质变性，可用于饮用水消毒 【答案】C 【解析】铜单质具有导电性，可用作传输电流，A不符合题意；Cu2O的熔、沸点较高与其作催化剂无因果关系，B不符合题意；已知反应RCHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCu2O↓＋RCOONa＋3H2O，反应中Cu(OH)2作氧化剂，具有氧化性，可用作检验醛基，C符合题意；CuSO4能使蛋白质变性，但CuSO4不可用于饮用水消毒，只能用于环境消毒，D不符合题意。 【变式2-3】下列有关铜的化合物说法正确的是(　　) A．根据铁比铜金属性强，在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板 B．CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋S2－===CuS↓ C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O D．化学反应：CuO＋COCu＋CO2的实验现象为黑色固体变成红色固体 【答案】D 【解析】在实际应用中可用FeCl3腐蚀Cu刻制印刷电路板，利用的是铁离子的氧化性，与铁比铜金属性强无关，A项错误；H2S难电离，CuSO4溶液与H2S溶液反应的离子方程式为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋，B项错误；铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O，C项错误。 【题型3 考查铜的二维图】 【例3】部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是(　　) A．a可与硫单质反应生成f B．c可与水反应得到d C．可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得b D．可存在a→c→e→a的循环转化关系 【答案】B 【解析】铜能与硫单质在加热的条件下反应得到硫化亚铜，A正确；CuO不能与H2O反应，B错误；新制的Cu(OH)2与葡萄糖溶液混合后加热可得Cu2O，C正确；Cu可以在O2中加热得到CuO，CuO溶于酸可得到Cu2＋，Cu2＋可被铁单质置换生成Cu，D正确。 【变式3-1】部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是 A．a、d均易溶于水 B．b既有氧化性又有还原性 C．加热条件下f与单质硫反应生成d D．向固体c中通入气体生成e 【答案】B 【解析】a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。A项，a为CuO，d为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，A错误；B项，b为Cu2O，Cu的化合价为+1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，B正确；C项，Cu在常温下不与S反应，需要加热才能反应，C错误；D项，向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS，D错误；故选B。 【题型4 考查铜的相关计算】 【例4】氧化亚铜(Cu2O)主要用于船底防污。已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。现将经高温灼烧后的CuO样品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，有关说法不正确的是(　　) A.稳定性：Cu2O＞CuO B.样品与酸反应中Cu2O既是氧化剂又是还原剂 C.如果溶液中出现蓝色，说明CuO已分解 D.若有14.4 g Cu2O参加反应，则转移电子数为0.1NA 【答案】C 【解析】A项，在高温的时候，CuO转化为Cu2O，说明Cu2O比CuO稳定，故A正确；B项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，部分Cu元素的化合价从＋1价升高＋2价，部分降低到0价，则Cu2O既是氧化剂又是还原剂，故B正确；C项，如果溶液中出现蓝色，不能说明CuO已分解，因为CuO与稀硫酸反应溶液也呈蓝色，故C错误；D项，反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中，1 mol 氧化亚铜完全反应转移1 mol电子，14.4 g Cu2O物质的量为：＝0.1 mol，0.1 mol 氧化亚铜完全反应转移了0.1 mol 电子，转移电子数为0.1NA，故D正确。 【变式4-1】文物保护讲究“修旧如旧”。古代青铜器铜锈成分非常复杂，主要成分有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl。青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀生成Cu2(OH)3Cl的原理示意图如图所示。已知CuCl是白色不溶于水的固体，下列说法正确的是(　　) A．疏松的Cu2(OH)3Cl属于无害锈 B．过程Ⅰ中负极的电极反应式为Cu－e－===Cu＋ C．若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl理论上消耗标准状况下氧气的体积为0.224 L D．用HNO3溶液除青铜器上的铜锈，可实现“修旧如旧”，保护文物的艺术价值 【答案】C 【解析】Cu2(OH)3Cl疏松、易吸收水，会使器物损坏程度逐步加剧，并不断扩散，属于有害锈，A错误；负极的电极反应式为Cu－e－＋Cl－===CuCl，B错误；根据电子守恒可知，若生成2.145 g Cu2(OH)3Cl理论上消耗氧气的物质的量为＝0.01 mol，故在标准状况下的体积为0.01 mol×22.4 L·mol－1＝0.224 L，C正确；HNO3溶液会与Cu反应，会破坏文物，D错误。 【变式4-2】CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径如图所示。下列说法正确的是(　　) A．途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为2∶3 B．利用途径③制备16 g硫酸铜，消耗硫酸的物质的量为0.1 mol C．生成等量的硫酸铜，三个途径中参加反应的硫酸的物质的量：①＝②＝③ D．与途径①③相比，途径②更好地体现了绿色化学思想 【答案】D 【解析】Cu与混酸反应，硝酸根离子由硝酸提供，氢离子由硝酸和硫酸提供，H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2，故A错误；途径③制备硫酸铜，这一过程中消耗硫酸的物质的量为0.2 mol，故B错误；三个途径中①②参加反应的硫酸的物质的量相等，而③生成SO2，消耗更多的硫酸，则①＝②<③，故C错误；途径②无污染性气体产生，更好地体现了绿色化学思想，故D正确。 【变式4-3】铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1价、＋2价。已知Cu2O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。 (1)工业上可用Cu2S＋O22Cu＋SO2反应制取粗铜，该反应中____________元素被还原。 (2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50 ℃，加入H2O2溶液，一段时间后，升温到60 ℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，该反应的离子方程式为___________________________________________。 温度控制在50～60 ℃的原因除了加快反应速率外，还有________________。 (3)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入2 L 0.6 mol·L－1 HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到4 480 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式为________________________________。 若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为________ g。若混合物中含0.2 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为____________ mol。 【答案】(1)铜、氧 (2)Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　防止H2O2分解 (3)3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O　32　0.2 【解析】(1)在该反应中铜、氧元素的化合价降低，得到电子，被还原。(3)Cu2O 跟稀硝酸反应的离子方程式为3Cu2O＋2NO＋14H＋===6Cu2＋＋2NO↑＋7H2O。硝酸发生反应后氮元素的存在形式是Cu(NO3)2和NO，由元素守恒可知2 L×0.6 mol·L－1＝2n[Cu(NO3)2]＋4.480 L÷22.4 L·mol－1，得n[Cu(NO3)2]＝0.5 mol，则n(Cu2＋)＝0.5 mol，所以若将上述混合物用足量的H2加热还原，所得到固体的质量为0.5 mol×64 g·mol－1＝32 g。若混合物中含0.2 mol Cu，则根据铜原子守恒可得：2n(Cu2O)＋n(CuO)＝0.3 mol；根据得失电子守恒可得：2n(Cu)＋2n(Cu2O)＝3×(4.480 L÷22.4 L·mol－1)，解得n(CuO)＝0.1 mol，n(Cu2O)＝0.1 mol，将该混合物与稀硫酸充分反应，消耗H2SO4的物质的量为 0.1 mol＋0.1 mol＝0.2 mol。 【题型5 考查铜的相关实验】 【例5】（2023·湖北卷）学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题： （1）铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为_______，装置B的作用为_______。    （2）铜与过量反应的探究如下：    实验②中Cu溶解的离子方程式为_______；产生的气体为_______。比较实验①和②，从氧化还原角度说明的作用是_______。 （3）用足量NaOH处理实验②新制的溶液得到沉淀X，元素分析表明X为铜的氧化物，提纯干燥后的X在惰性氛围下加热，mgX完全分解为ng黑色氧化物Y，。X的化学式为_______。 （4）取含X粗品0.0500g(杂质不参加反应)与过量的酸性KI完全反应后，调节溶液至弱酸性。以淀粉为指示剂，用标准溶液滴定，滴定终点时消耗标准溶液15.00mL。(已知：，)标志滴定终点的现象是_______，粗品中X的相对含量为_______。 【答案】（1）具支试管 防倒吸 （2）Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O O2 增强了H2O2的氧化性，既不是氧化剂，又不是还原剂 （3）CuO2 （4）溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色 96% 【解析】（1）由图可知，仪器A的名称为具支试管；铜和浓硝酸反应生成硝酸铜和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒吸，则装置B的作用为防倒吸； （2）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+= Cu2++2H2O；硫酸铜可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，故从氧化还原角度说明的作用是：既不是氧化剂，又不是还原剂； （3）在该反应中铜的质量m(Cu)=n×，因为，则m(O)=，则X的化学式中铜原子和氧原子的物质的量之比为：，则X为CuO2； （4）滴定结束的时候，单质碘消耗完，则标志滴定终点的现象是：溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色；在CuO2中铜为+2价，氧为-1价，根据2CuO2~3I2，，可以得到关系式：2CuO2~3I2~6S2O32-，则n(CuO2)=(1/3)×0.1mol/L×0.015L=0.0005mol，粗品中X的相对含量为0.0005×96/0.048=96%。 【变式5-1】铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为探究铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。 ①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。 ②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。 ③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。 请回答下列问题： (1)绿色固体中含有的元素是__________。 (2)加热后试管中剩余的黑色物质是__________。 (3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是______________________，加热分解的化学方程式为___________________________________________________________________。 (4)上述实验步骤③中反应的离子方程式为__________________________________________________。 (5)实验装置最后的干燥管的作用是__________。 (6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的？________(填“能”或“不能”)，为什么？_______________________________________________________________________________。 【答案】(1)Cu、H、O、C　(2)CuO (3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑ (4)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (5)防止空气中的CO2进入C装置 (6)不能　因为B、C两装置对调后无法证明反应有水生成 【解析】根据无水硫酸铜变蓝，可知反应有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4且溶液为蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，可知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是Cu2(OH)2CO3。(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入C装置，干扰实验。(6)若将B、C两装置对调，气体先通过澄清石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。 【变式5-2】二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤： Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。 Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。 Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85 ℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。 Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。 回答下列问题： (1)长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是__________________________。 (2)Ⅰ中的黑色沉淀是__________(写化学式)。 (3)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)＝1.5∶1，写出反应的化学方程式：___________________________。 (4)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取__________的方法。 (5)Ⅲ中应采用__________进行加热。 (6)Ⅳ中“一系列操作”包括_______________________________________。 【答案】(1)CuSO4·5H2O部分风化失去结晶水生成无水硫酸铜　(2)CuO (3)3H2C2O4＋2K2CO3===2KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑　(4)分批加入并搅拌 (5)水浴　(6)冷却结晶、过滤、洗涤 【解析】(1)CuSO4·5H2O含结晶水，长期放置会风化失去结晶水，生成无水硫酸铜，无水硫酸铜为白色固体。(2)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。(3)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5∶1发生非氧化还原反应生成KHC2O4、K2C2O4、CO2和水，依据原子守恒可知，反应的化学方程式为3H2C2O4＋2K2CO3===2KHC2O4＋K2C2O4＋2H2O＋2CO2↑。(4)为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈，造成液体喷溅，可减缓反应速率，将碳酸钾分批加入并搅拌。(5)Ⅲ中将混合溶液加热至80～85 ℃，应采取水浴加热，使液体受热均匀。(6)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。 【变式5-3】碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。 试剂：0.25 mol·L－1 Na2CO3溶液、0.5 mol·L－1 NaOH溶液、0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液各 100 mL。 实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比 取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。 编号 V[Cu(NO3)2] /mL V(NaOH) /mL V(Na2CO3) /mL 沉淀数量 沉淀颜色 1 2 2 2.8 ＋ ＋ ＋ 蓝色 2 2 2 2.4 ＋ ＋ ＋ 蓝色 3 2 2 2 ＋ ＋ 浅绿色 4 2 2 1.6 ＋ 浅绿色 注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。 实验2：探究反应温度 按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。 反应温度/℃ 沉淀数量 沉淀颜色 室温 ＋＋＋＋ 蓝色 40 ＋＋＋＋ 蓝色 60 ＋ 浅绿色 75 ＋＋ 绿色 80 ＋＋＋ 绿色(少量黑色) 实验3：制备碱式碳酸铜 按最佳物料比取50 mL 0.5 mol·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 mol·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 mol·L－1Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。 请回答下列问题： (1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有__________________。 (2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为____________，本实验的加热方式为________________。 (3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： ______________________________。 (4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是_________________________________________________________________________________。 (5)简述实验3中洗涤沉淀的操作： __________________________________________________________。 (6)计算本实验的产率为________%(保留三位有效数字)。 【答案】(1)100 mL 容量瓶、胶头滴管　(2)2∶2∶1　75 ℃　水浴加热　(3)2NaOH＋Na2CO3＋2Cu(NO3)2===Cu2(OH)2CO3＋4NaNO3　(4)碱式碳酸铜受热分解生成黑色的氧化铜　(5)向过滤器中加入蒸馏水没过沉淀，待蒸馏水自然流下后，重复操作2～3次　(6)90.1 【解析】(2)由实验1表格数据可知，当Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的体积均为2 mL时，生成的碱式碳酸铜最多，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的浓度分别为0.5 mol·L－1、0.5 mol·L－1、0.25 mol·L－1，则制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为2∶2∶1；由实验2表格数据可知，当温度为75 ℃时，生成的碱式碳酸铜最多，则最佳反应温度为75 ℃，故本实验的加热方式为水浴加热。(6)由反应方程式可知，理论上生成碱式碳酸铜的物质的量为mol，质量为 g，则本实验的产率为×100%≈90.1%。 【题型6 考查合金的性质及应用】 【例6】下列说法错误的是(　　) A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢不是合金 B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品 C.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业 D.铝合金大量用于高铁建设 【答案】A 【解析】不锈钢是铁与铬、镍等形成的合金，A错误；商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎属于青铜器，青铜是铜锡合金，B正确；铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业，C正确；铝合金具有密度小、硬度大等优点，可大量用于高铁建设，D正确。 【变式6-1】下列关于合金的说法错误的是(　　) A.合金是由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 B.镁铝合金的硬度比镁和铝都小 C.在合金中加入适量的稀土金属能大大改善合金的性能 D.青铜、硬铝、钢都是合金 【答案】B 【解析】A.合金是由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，A正确；B.镁铝合金的硬度比镁和铝都大，B错误；C.在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，C正确；D.青铜是铜合金、硬铝是铝合金、钢是铁碳合金，D正确。 【变式6-2】中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底。“奋斗者”号使用了钛合金材料。有关合金的说法中正确的是(　　) A.钛合金是一种新型金属单质 B.在合金中加入稀土金属，对改善合金的性能无太大影响 C.钛合金熔点比成分金属低，但硬度大 D.钛合金的化学性质与钛单质相同 【答案】C 【解析】A项，合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，钛合金含有多种物质，属于混合物，不是新型金属单质，不符合题意；B项，在合金中加入稀土金属，能大大改善合金的性能，使合金具有更优良的性能，不符合题意；C项，根据合金的性质可知，合金的熔点比成分金属低，硬度大，故钛合金熔点比成分金属低，但硬度大，符合题意；D项，合金的化学性质与其各成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质性质外，还具备其他组成成分的性质，不符合题意。 【变式6-3】“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生钅柔作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是(　　) A.钢是以铁为主的含碳合金 B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大 C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高 D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3 【答案】C 【解析】钢是以铁为主的含碳合金，A说法正确；钢的含碳量越高，硬度和脆性越大，B说法正确；合金的熔点比其组分的熔点低，生铁含碳量(2%～4.3%)大于熟铁的含碳量(约0.1%)，故生铁熔点比熟铁低，C说法错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，D说法正确。 【题型7 考查金属的冶炼】 【例7】下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　) A.在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B.在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的 D.加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 【答案】B 【解析】Mg的金属活动性强，不能用热还原法制备，而应用电解熔融MgCl2的方法制备；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。 【变式7-1】下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是(　　) 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离 B 银 化合态 银的金属性弱，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 【答案】D 【解析】钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得，但在实际生活中，在铁轨焊接等方面时，是用铝热反应来制取的。 【变式7-2】冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是(　　) A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—② C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④ 【答案】B 【解析】(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；(Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。 【变式7-3】人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)。下列说法正确的是(　　) A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚 B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早 C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早 D．金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料 【答案】B 【解析】图中铜冶炼的年代比银和金早，而铜比银和金活泼，故A错误；金属氯化物的沸点一般比金属氧化物的低，在冶炼初期会选择电解金属氯化物，故B正确；自然界中铜以化合态存在，故C错误。 【题型8 考查工艺流程与铜的化合物】 【例8】（2024·山东卷）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 。 【答案】（1）1：1 H2S （2）热浸 （3）将过量的Fe3+还原为Fe2+ （4）C 【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是将将过量的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：。 【变式8-1】氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl难溶于水，可溶于氯离子浓度较大的体系，易水解氧化。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料，生产CuCl的工艺如下： 下列说法错误的是(　　) A.“溶解”过程发生氧化还原反应的离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O B.“反应”过程发生反应的离子方程式是2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋ C.“溶解”过程中硫酸可用浓盐酸代替 D.“烘干”需在隔绝空气的环境中进行 【答案】C 【解析】A.“溶解”过程中，硝酸铵中的硝酸根离子与硫酸电离出的氢离子构成硝酸，将铜氧化，离子方程式是3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，A正确；B.从后续操作看，“反应”过程生成CuCl，则溶液中的Cu2＋被SO还原，反应的离子方程式是2Cu2＋＋SO＋2Cl－＋H2O===2CuCl↓＋SO＋2H＋，B正确；C.“溶解”过程中，若硫酸用浓盐酸代替，则“反应”过程中生成的CuCl会被Cl－溶解，难以得到CuCl沉淀，C不正确；D.“烘干”时，CuCl易被空气中的氧气氧化，所以需在隔绝空气的环境中进行，D正确。 【变式8-2】某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示： 已知：[Cu(NH3)4]2＋(aq)Cu2＋(aq)＋4NH3(aq) 根据以上工艺流程，下列说法不正确的是(　　) A．为实现溶液C到溶液D的转化，加入过量NH3·H2O后过滤即可 B．溶液E和碳酸钠混合方式不同对产品的成分没有影响 C．在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2＋浓度太低 D．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋H2OCuO↓＋2HCl↑＋4NH3↑ 【答案】B　 【解析】为实现溶液C到溶液D的转化，加入过量的NH3·H2O，Cu2＋和过量的氨水形成[Cu(NH3)4]2＋，Fe3＋和氨水生成Fe(OH)3沉淀，过滤即可，故A正确；溶液E中含Cu2＋，Cu2＋和碳酸钠溶液混合制取碱式碳酸铜，若将含Cu2＋的溶液加入碳酸钠溶液中，由于碳酸钠溶液是碱性的，可生成大量的氢氧化铜而不能得到纯净的碱式碳酸铜，所以混合方式不同对产品的成分有影响，制取碱式碳酸铜通常用碳酸钠溶液和硝酸铜溶液，控制两者的比例和反应温度以及溶液的pH，最后可得到比较纯的碱式碳酸铜，故B错误；在制备产品时，溶液D中主要含有的离子是[Cu(NH3)4]2＋，游离的Cu2＋浓度太低，直接加入Na2CO3溶液，不能得到较多的产品，故C正确；溶液D中主要含有[Cu(NH3)4]2＋和Cl－，蒸氨后得到氧化铜，所以蒸氨过程发生总反应的化学方程式为[Cu(NH3)4]Cl2＋H2OCuO↓＋2HCl↑＋4NH3↑，故D正确。 【变式8-3】铜的氯化物是重要的化工原料，常用作有机合成催化剂。实验室用粗铜(含杂质Fe)制备氯化亚铜、氯化铜晶体的流程如下： 下列说法错误的是(　　) A．固体1和固体2中Fe元素的价态相同 B．检验溶液2中的杂质离子是否除尽可以选用KSCN溶液或铁氰化钾溶液 C．试剂X可能是CuO，操作②中结晶时需要通入HCl气体 D．反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO42-＋4H＋ 【答案】B　 【解析】粗铜与足量的氯气反应生成氯化铜、氯化铁，即固体1；在稀盐酸中固体溶解，得到氯化铜和氯化铁的混合液，即溶液1；加入氧化铜或氢氧化铜调节溶液的pH，使铁离子变为氢氧化铁沉淀，则固体2为氢氧化铁、试剂X为氧化铜或氢氧化铜；氯化铜与二氧化硫反应制取氯化亚铜；通过蒸发浓缩、冷却结晶的方法得到氯化铜晶体。分析可知，固体1为氯化铜、氯化铁，固体2为氢氧化铁，其中Fe元素的价态均为＋3价，A正确；检验溶液2中的杂质Fe3＋是否除尽可以选用KSCN溶液，不能用铁氰化钾溶液，B错误；试剂X可能是CuO或氢氧化铜，操作②中结晶时防止Cu2＋水解程度增大，需要通入HCl气体，C正确；反应②的离子方程式为2Cu2＋＋SO2＋2H2O＋2Cl－===2CuCl↓＋SO42-＋4H＋，D正确。 【基础题】 1．（2024·湖南·二模）将含氧化铜的矿石与焦炭混合，在高温条件下可以冶炼金属铜，该冶炼方法属于 A．电解冶炼法 B．热还原法 C．热分解法 D．物理分离法 【答案】B 【解析】冶炼金属铜的反应为氧化铜与焦炭在高温条件反应生成铜和一氧化碳，该冶炼方法属于热还原法，故选B。 2．（2024·浙江绍兴·一模）硫酸铜是一种重要的盐，下列说法不正确的是 A．可用于泳池的消毒 B．可以用来检验酒精中是否含少量水 C．可以和石灰乳混合配制农药波尔多液 D．可以通过Cu与稀硫酸反应制备 【答案】D 【解析】A．硫酸铜是重金属盐，能使蛋白质发生变性而起到杀菌消毒的作用，常用于泳池的消毒，故A正确； B．白色无水硫酸铜能与水反应生成淡蓝色的五水硫酸铜，所以硫酸铜可以用来检验酒精中是否含少量水，故B正确； C．硫酸铜溶液和石灰乳都能能使蛋白质发生变性而起到杀菌的作用，所以硫酸铜石灰乳混合配制农药波尔多液，故C正确； D．铜是不活泼金属，不能与稀硫酸反应，所以不能用铜与稀硫酸反应制备硫酸铜，故D错误； 故选D。 3．（2024·海南·一模）铁、铜及其化合物之间的转化具有重要应用。下列说法错误的是 A．常温下使用铁质容器盛装浓硫酸 B．氯化铁溶液在聚合物的基材上蚀刻出铜电路 C．电解精炼铜时，粗铜连电源的正极 D．饱和溶液中滴加稀氨水制备氢氧化铁胶体 【答案】D 【解析】A．常温下浓硫酸可以使铁钝化，所以常温下可以使用铁质容器盛装浓硫酸，A项正确； B．氯化铁溶液在聚合物的基材上蚀刻出铜电路的反应：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，B项正确； C．电解精炼铜时，粗铜作阳极，应连电源的正极，C项正确； D．饱和溶液中滴入沸水中才能制备氢氧化铁胶体，D项错误； 故选：D。 4．（2024·山东济南·模拟预测）中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A．“盖此矾色绿，味酸，烧之则赤”，“味酸”是因绿矾水解产生 B．“白青得铁化为铜”，其中的“白青”属于盐 C．古陶瓷修复所用的熟石膏，主要化学成分为，该成分属于纯净物 D．“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”，“翠色”是因为成分中含有氧化亚铜 【答案】D 【解析】A．绿矾是硫酸亚铁晶体[FeSO4⋅7H2O]，溶解时水解产生，所以有“味酸”，A项正确； B．白青[Cu2(OH)2CO3]属于盐，是一种碱式盐，B项正确； C．古陶瓷修复所用的熟石膏，其化学成分为2CaSO4⋅H2O，属于纯净物，C项正确； D．“翠色”为青色或者绿色，而氧化亚铜为砖红色，可能来自亚铁离子，诗句中的“翠色”不可能来自氧化亚铜，故D错误； 答案选D。 5．（2024·河南·模拟预测）下列离子方程式的书写错误的是 A．向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫： B．用二氧化锰和浓盐酸制备氯气： C．用三氯化铁溶液腐蚀覆铜电路板： D．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙： 【答案】A 【解析】A．向硫化钠溶液中通入足量二氧化硫，会发生氧化还原反应生成S单质，正确的离子方程式为：，A项错误； B．二氧化锰和浓盐酸在加热的条件下生成氯化锰、氯气和水，离子方程式正确，B项正确； C．用三氯化铁溶液腐蚀覆铜电路板，铁离子氧化铜单质生成铜离子，自身被还原为亚铁离子，离子方程式正确，C项正确； D．用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙，硫酸钙转化为碳酸钙，离子方程式正确，D项正确； 故选A。 6．（2024·浙江宁波·模拟预测）物质的性质决定用途，下列两者关系对应不正确的是 A．铝合金质量轻、强度大，可用作制造飞机和宇宙飞船的材料 B．FeCl3溶液呈酸性，可腐蚀覆铜板制作印刷电路板 C．CuS、HgS极难溶，可用Na2S作沉淀剂除去废水中的Cu2+和Hg2+ D．碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料 【答案】B 【解析】A．合金的密度比成分金属一般较小，硬度一般比成分金属要大，故铝合金质量轻、强度大，决定其可用作制造飞机和宇宙飞船的材料，A不合题意； B．用FeCl3溶液腐蚀覆铜板制作印刷电路板的原理为：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，反应中FeCl3作氧化剂，与其溶液呈酸性无关，B符合题意； C．由于CuS、HgS极难溶，故可用Na2S作沉淀剂除去废水中的Cu2+和Hg2+，C不合题意； D．碳化硅硬度大，可用作砂纸、砂轮的磨料，D不合题意； 故答案为：B。 7．（2024·河北衡水·一模）中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是 A．铜在空气中主要发生析氢腐蚀 B．三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3 C．用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器 D．青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀 【答案】B 【解析】A．铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误； B．铜锈的主要成分为，故B正确； C．铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，故C错误； D．铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜做正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误； 故答案选B。 8．（2024·浙江·一模）足量的铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体。这些气体若与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中，气体恰好能被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol∙L-1H2SO4溶液250mL，则继续溶解一定量的Cu。下列说法正确的是 A．最后溶液是CuSO4、Cu(NO3)2混合液 B．最多溶解铜的质量是57.6g C．放电或高温下N2与O2反应是现代工业制硝酸的基础 D．铜与浓硝酸的反应仅体现了硝酸的强氧化性 【答案】B 【分析】足量的铜溶于一定量浓硝酸，产生NO2、N2O4、NO的混合气体。这些气体若与3.36LO2(标准状况)混合后通入水中，气体恰好能被水完全吸收，则发生的总反应为2Cu+O2+4HNO3=2Cu(NO3)2+2H2O，n(O2)=0.15mol，则n(Cu)=0.3mol，n()=0.6mol。 【解析】A．向原所得溶液中加入5 mol∙L-1H2SO4溶液250mL，发生反应3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O，n()=0.6mol，n(H+)=2.5mol，则完全反应，最后溶液是CuSO4溶液，A不正确； B．n()=0.6mol，最多溶解铜的物质的量为0.9mol，质量是0.9mol×64g/mol=57.6g，B正确； C．现代工业制硝酸的第一步反应，是氨的催化氧化反应4NH3+5O24NO+6H2O，C不正确； D．铜与浓硝酸的反应为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，硝酸体现强氧化性和酸性，D不正确； 故选B。 9．（2024·甘肃兰州·期中）通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)为原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是 A．“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2 B．“还原”时离子方程式为SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+ C．“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行 D．可循环利用的物质为H2SO4 【答案】B 【分析】碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH将铜转化为氢氧化铜沉淀，过滤后将氢氧化铜溶于稀硫酸，得到硫酸铜溶液，再加入亚硫酸钠、NaCl再还原成CuCl,过滤、洗涤得到CuCl。 【解析】A．由上述分析可知“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2，故A正确； B．该反应不满足电荷守恒，正确的离子方程式为：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B错误； C．CuCl易被氧化，因此“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行，以防止其氧化，故C正确； D．由B中反应可知还原过程中生成硫酸，可在酸溶时循环利用，故D正确； 故选：B。 10．（2024·福建·模拟）“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有和。下列说法错误的是 A．基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态 B．青铜的熔点低于纯铜 C．青铜器中锡、铅对铜有保护作用 D．可用溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈 【答案】D 【解析】A．Cu的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s轨道，核外电子有1+1+3+1+3+5+1=15种空间运动状态，故A正确； B．合金的熔点低于组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，故B正确； C．Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb形成原电池且Sn、Pb为负极，达成“牺牲阳极的阴极保护”，故C正确； D．会和Cu反应而腐蚀铜器，不能用溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈，故D错误； 故答案为：D。 【提升题】 11．（2024·安徽安庆·三模） 铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分Cu2S)可以用于制铜，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu在O2条件下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液变蓝色并有紫红色固体产生。2022年诺贝尔化学奖授予了点击化学领域的三位科学家。一价铜催化的叠氮化物-炔烃环加成反应可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成H[CuCl2] (强酸)。 上述叙述过程涉及的离子方程式，不正确的是 A．Cu2S与浓硝酸反应： B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O C．Cu在O2存在下与氨水反应： D．CuCl溶于较浓盐酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]- 【答案】A 【分析】在书写离子方程式时要遵循电荷守恒、原子守恒，若为氧化还原反应，同时还要符合电子守恒，结合物质的存在形式及拆分原则分析判断。 【解析】A．浓硝酸具有强氧化性，Cu2S与浓硝酸反应时，硫元素的氧化产物为H2SO4，Cu为氧化为Cu(NO3)2，浓硝酸被还原为NO2气体，同时反应产生H2O，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式应该为：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A项错误。 B．Cu2O在酸性条件下会发生歧化反应，产生Cu、Cu2+、H2O，则Cu2O加入到稀硫酸中，反应产生Cu单质、CuSO4、H2O，离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正确； C．Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+，在碱性环境中，O2得到电子转化生成OH-，离子方程式应该为：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正确； D．CuCl是白色难溶于水的化合物，溶于较浓盐酸时生成强酸H[CuCl2]，则该反应的离子方程式应该为：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正确； 故合理选项是A。 12．（2024·河北石家庄·模拟预测）以含有少量杂质Fe的粗铜为原料，制备蓝矾()的工艺流程如下图所示： 下列说法正确的是 A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2 B．气体A为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用 C．物质X可以使用氨水，且X过量对产物无影响 D．“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 【答案】A 【分析】粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和铜离子的溶液，往溶液中加物质X沉淀Fe3+，过滤，所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。 【解析】A．“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，据可知，要使H+与的物质的量比为4:1(8:2)，则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2，故A正确； B．气体A为NO，不属于酸性氧化物，故B错误； C．若物质X为氨水，则过量氨水会沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使蓝矾产量降低，故C错误； D．“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误； 故答案为：A。 13．（2024·广东汕头·二模）为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰，以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题。某实验小组对装置进行微型化改造，设计如图所示的装置（试管底部有孔隙）。下列说法错误的是 A．装置内发生的化学反应方程式为： B．实验开始前需除去试管内的氧气，可拉动注射器B C．该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止 D．实验终止时，需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A 【答案】B 【解析】A．装置内铜与稀硝酸反应，即，故A正确； B．实验开始时先拉注射器A活塞，其目的是除去反应前试管内的空气，故B错误； C．该实验装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止，故C正确； D．反应停止后，提拉粗铜丝，使粗铜丝下端靠近软胶塞A，再打开止水夹，缓慢拉注射器A活塞，可观察到试管内的无色气体被吸入注射器A内，试管内稀硝酸液面逐渐上升，注射器B活塞缓慢向内移动，如不提拉铜丝会继续反应，故D正确； 故答案选B。 14．（2024·吉林·二模）铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为)为原料制备纳米铜粉，中铜元素的化合价为 价。 (2)无水常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成 色晶体，俗称 。 (3)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CuO，化学方程式为 。 (4)常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成，对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。的化学式为 。 (5)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。在高于300℃，HCl气流中热分解可以制备CuCl，其中HCl的作用是 。 【答案】(1)+1 (2)蓝 胆矾或蓝矾 (3) (4) (5)用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制水解的发生，防止CuCl被氧化 【解析】（1）中硫元素为-2价，则铜元素的化合价为+1； （2）无水常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成蓝色硫酸铜晶体，俗称胆矾或蓝矾； （3）碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，； （4）Cu与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成，对该反应有催化作用，铜生成铜离子化合价升高，根据电子守恒可知，M生成中铁元素化合价降低，故为亚铁离子； （5）氯化铜加热水解生成氢氧化铜和挥发性酸，HCl可抑制其水解，CuCl中铜具有还原性易被空气中氧气氧化，在HCl气流中热分解可以制备CuCl，其中HCl的作用是用HCl气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制水解的发生，防止CuCl被氧化。 15．（2024·福建泉州·一模）硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O晶体并进行热分解的探究。请回答以下问题： 探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O晶体 小组同学设计了如下两种方案： 甲：将铜片加入足量浓硫酸中并加热 乙：将铜片加入稀硫酸，控温40～50℃，滴加双氧水 （1）方案甲发生反应的化学方程式为 ，反应结束后有大量白色固体析出。简述从中提取CuSO4·5H2O晶体的方法：倒出剩余液体， 。 （2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因是 ；与方案甲相比，方案乙的主要优点有 、 。(写出2种) 探究Ⅱ：用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O晶体热分解产物 已知：CuSO4·5H2O脱水后升高温度，会继续分解成CuO 和气体产物，气体产物可能含有SO3、SO2、O2中的1～3 种。 （3）称5.00gCuSO4·5H2O于A 中加热，当观察到A中出现 ，可初步判断晶体已完全脱水并发生分解。加热一段时间后，A中固体质量为3.00g，则此时A中固体的成分为 。 （4）装置B中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有 ，C装置的作用是 。 （5）理论上E中应收集到VmL气体，事实上体积偏少，可能的原因是 。(不考虑泄漏等仅器与操作原因)。 【答案】（1）Cu+2H2SO4(浓) SO2↑+CuSO4+2H2O 加入适量水，蒸发浓缩，冷却结晶 （2） 温度较低，反应速率慢；温度太高，H2O2分解，损耗大 原料利用率高 不产生污染等合理答案 （3）固体变为黑色 CuSO4 和 CuO （4）SO3 检验有SO2生成 （5）在C装置中部分O2参与了氧化还原反应 【解析】本题主要考查对于“制取CuSO4·5H2O晶体并进行热分解”的探究实验的评价。 （1）方案甲发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓) SO2↑+CuSO4+2H2O，反应结束后有大量白色固体析出。从中提取CuSO4·5H2O晶体的方法：倒出剩余液体，加入适量水，蒸发浓缩，冷却结晶。 （2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因是温度较低，反应速率慢；温度太高，H2O2分解，损耗大 ；与方案甲相比，方案乙的主要优点有原料利用率高、不产生污染等合理答案。 探究Ⅱ： （3）若5.00gCuSO4·5H2O完全成为CuO，则质量为1.6g。加热一段时间后，A中固体质量为3.00g>1.6g，则此时A中固体的成分为CuSO4 和 CuO。 （4）装置B中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有SO3，C装置的作用是检验有SO2生成。 （5）理论上E中应收集到VmL气体，事实上体积偏少，可能的原因是在C装置中部分O2参与了氧化还原反应。 点睛：解答本题CuSO4·5H2O晶体热分解产物时，需要明确装置B是用来检验SO3的，装置C是用来检验SO2的，装置D用来除去酸性气体SO2，装置E和F用排水法量取氧气体积。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$