2025届高三化学二轮复习 讲义　 镁 、铝 、铜及其化合物 金属冶炼

镁、铝、铜及其化合物　金属冶炼 复习目标　1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 知识点一　镁、铝及其重要化合物 1.镁、铝单质 (1)原子结构和存在 名称 镁 铝 在周期表中位置 ______周期 ______族 ______周期 ______族 原子结构示意图 自然界存在形态 ________态 ________态 (2)物理性质 都是银白色、有金属光泽的固体，有良好的____________、____________和导热性等，密度较小，质地柔软。 (3)化学性质(空白处填写化学方程式) 铝 镁 与非金属 单质反应 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与热水反应： ________________________ 与非氧化 性酸反应 能与H＋反应产生H2 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，反应速度比Al快 铝 镁 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧 化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧： ___________________________________________ 　 从海水中提取镁的工艺流程如图所示： 回答下列问题： (1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是___________________________。 (2)怎样使MgCl2·6H2O失去结晶水得到MgCl2? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (3)上述工艺流程涉及到的基本反应类型有____________________________________________________________________ ___________________________________________。 (4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2.氧化镁和氧化铝 化学式 MgO Al2O3 物理性质 白色固体，难溶，熔点高，密度小 白色固体，难溶，熔点高 化学性质 类别 碱性氧化物 两性氧化物 与H2O 反应 MgO＋H2OMg(OH)2(反应缓慢) 不反应 与H＋ 反应 与OH－ 反应 不反应 重要用途 制耐火、耐高温器材 制耐火、耐高温器材；炼铝和人造宝石的原料 3.氢氧化镁和氢氧化铝 化学式 Mg(OH)2 Al(OH)3 类别 中强碱，悬浊液使酚酞变浅红： Mg(OH)2Mg2＋＋2OH－ 典型两性氢氧化物：H＋＋AlO＋H2O(酸式电离) Al(OH)3Al3＋＋3OH－(碱式电离)；不能与较弱的酸、碱反应，如H2CO3、NH3·H2O 与H＋ 反应 与OH－ 反应 不反应 与盐 反应 溶于NH4Cl浓溶液：Mg(OH)2＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3·H2O Al(OH)2不溶于NH4Cl浓溶液 热稳 定性 用途 —— ①制药 ②Al(OH)3胶体用于净水 4.常见的铝盐——明矾 (1)化学式：___________________________________________， 属于复盐。 (2)净水原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为_________________________， 其中Al3＋发生水解反应，产生____________________，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 　 铝及其化合物广泛应用于生产、生活中。从铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2、Fe2O3等杂质)提取Al2O3的两种方案： 方案1： 方案2： (1)方案1中沉淀A、B分别是__________、__________。 (2)方案1中的②③步转化的离子方程式分别为 ②___________________________________________， ③___________________________________________。 (3)方案2中的沉淀A、B分别是__________、________。 (4)方案2中的②③步转化的离子方程式分别为 ②___________________________________________， ③___________________________________________。 (一)镁、铝及其化合物的性质与用途 1.镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能证明二者存在较大差异性的是(　　) ①CO2　②盐酸　③NaOH溶液　④醋酸 A.①④ B.②③ C.①③ D.②③④ 2.(2023·苏锡常镇二调)下列物质的性质和用途具有对应关系的是(　　) A.Al2O3熔点高，可用作电解制铝 B.Al(OH)3不稳定，可用于治疗胃酸过多 C.明矾水解生成胶体，可用做絮凝剂 D.铝具有导热性，可用于制备铝热剂 3.下列关于铝的化合物的说法错误的是(　　) A.氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料 B.KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3胶体，可以净水 C.Al3＋和AlO两种离子不能大量共存于同一溶液中 D.将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式： Al3＋＋4NH3·H2O===AlO＋4NH＋2H2O (二)镁、铝及其化合物的图像与计算 4.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 5.(2023·赣州兴国联考)将12.6 g Mg、Al合金加入300 mL稀硝酸至完全溶解，共收集到4.48 L NO和NO2的混合气体，将全部混合气体与2.24 L O2分多次通入蒸馏水中，气体无剩余。向反应后的溶液中滴加1.0 mol·L－1 NaOH溶液，滴加过程中有沉淀产生，生成沉淀的量与加入溶液的体积如图所示，下列说法不正确的是(气体体积均折算为标准状况下)(　　) A.合金完全溶解时转移的电子总数为0.4 mol B.原硝酸的浓度为6 mol·L－1 C.合金中n(Mg)∶n(Al)＝3∶2 D.V1＝0.2 生成Al(OH)3的反应归纳 (1)Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH (2)Al3＋＋3OH－(适量)===Al(OH)3↓ (3)AlO＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (4)2AlO＋CO2(不足)＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO (5)Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ 知识点二　铜及其化合物 1.铜单质 (1)物理性质：________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常温下潮湿的空气中：____________________________ (碱式碳酸铜，绿色) ②在空气中加热：2Cu＋O22CuO(黑色固体) Cl2 ____________________________________(棕黄色烟) 氧化 性酸 浓硫酸 浓硝酸 稀硝酸 盐 AgNO3溶液 FeCl3溶液 　 (1)如何除去N2中的O2? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (2)查阅资料，工业如何获得铜(粗铜)? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 与酸反 应(H＋) Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2 反应 Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 　 设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 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： ________________________________________________。 反应②的离子方程式： ___________________________________________。 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___________________________________________。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称_______________________或________。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变________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。 　 说出铜盐在工农业生产中的一种用途。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (一)铜及其化合物的性质、用途 1.(2023·常州前黄高级中学二模)在指定条件下，下列选项所示的物质间的转化能实现的是(　　) A.Cu2S(s)Cu(s) B.Cu(s)Fe(s) C.Cu(s)CuS(s) D.Cu(s)SO2(g) 2.氧化亚铜(Cu2O)主要用于制造船底防污。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，下列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 (二)铜及其化合物的探究 3.(2023·南京外国语中学一模)纳米铜粉具有比表面积大、表面活性中心数目多、颗粒极细且软等性能在众多领域有着巨大的潜在应用价值。常用热分解、还原法、电解法来制取纳米铜粉。 (1)草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，其化学方程式为____________________________________________________________________ ___________________________________________。 (2)一定温度和pH条件下，将水合肼溶液与硫酸四氨合铜溶液按照适当比例混合发生氧化还原反应，制备纳米铜粉。 已知：Cu2＋＋4NH3[Cu(NH3)4]2＋ ，Cu2＋＋2N2H4[Cu(N2H4)2]2＋ ①[Cu(NH3)4]2＋中铜离子基态核外电子排布式为__________________。 ②固定水温70 ℃，反应时间1 h，水合肼溶液浓度和pH值对铜产率的影响如图所示。 当水合肼浓度继续增加到3.25 mol·L－1 时，铜产率下降的原因是___________________________________________； 当pH值继续上升时，铜产率有下降的趋势，原因是___________________________________________。 (3)制取纳米铜粉都需要硫酸铜溶液，通过下列方法可测定硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的纯度：准确称取5.000 g硫酸铜晶体于烧杯中，加入5 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液和少量水，配成250.00 mL 溶液。取上述25.00 mL 溶液至碘量瓶中，加入10 mL 10%足量KI溶液(2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2)，加入淀粉作指示剂，用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至浅蓝色(I2＋2S2O===S4O＋2I－)，再加入10% KSCN溶液10 mL，使CuI沉淀完全转化为CuSCN沉淀，(目的是释放出吸附在CuI表面上的I2)，溶液蓝色加深，再继续用Na2S2O3溶液滴定至蓝色刚好消失，共消耗Na2S2O3溶液19.80 mL，计算CuSO4·5H2O样品的纯度(写出计算过程) ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 知识点三　金属材料与金属冶炼 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.常见的金属材料 (1)金属材料分类 (2)几种常见的合金 　 下列说法中正确的是________。 (1)铁是人类最早使用的金属，钢铁属于铁碳合金 (2)铝合金的熔点比纯铝的低 (3)黑色金属材料及它们的合金是应用最广泛的金属材料 (4)金属镁有“国防金属”的美誉，也被誉为“21世纪的金属” 2.金属冶炼的一般方法与应用 (1)金属在自然界中的存在 (2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从________态还原为________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 方法名称 主要反应原理（举例） 热分解法 　2HgO_________________　 　2Ag2O___________________　 热还原法 CO作还原剂 　Fe2O3＋3CO_________________ (高炉炼铁)　 H2作还原剂 　WO3＋3H2_______________________　 铝热反应 　Fe2O3＋2Al____________________________　 电解法 　2Al2O3(熔融)_________________________　 　MgCl2(熔融)______________________　 　2NaCl(熔融)__________________________　 　 (1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。 ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ (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。写出它们的冶炼对应方法： ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 1.《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是(　　) A.金属冶炼方法由金属活泼性决定 B.熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差 C.炒铁是为了降低铁水中的含碳量 D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工 2.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　) A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn B.用H2还原Fe2O3可得到Fe C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu D.Ag2O直接热分解可得到Ag 3.(2023·南通通州区月考)黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是重要的含铜矿物，常用于冶炼金属铜。 (1)黄铜矿在潮湿的空气中一段时间会发生如图所示的变化。 ①写出黄铜矿在潮湿的空气中发生反应的化学方程式：____________________________________________________________________。 ②黄铜矿在潮湿空气中变质时，晶胞中的Fe3＋会优先到达变质后固体的表面。从结构上分析原因除了Fe3＋比Cu＋更容易与O2亲和外，还有 ____________________________________________________________________。 (2)工业上可以在酸性介质中用H2O2氧化浸出黄铜矿。40 ℃、pH＜1、H2O2过量的条件下用H2O2、H2SO4混合液浸出黄铜矿。 ①CuFeS2反应后转化为Cu2＋、Fe3＋、SO。将1 mol CuFeS2完全转化，理论上所需H2O2的物质的量为____________。 ②浸出过程中发现，H2O2的反应实际用量远大于理论用量，原因是____________________________________________________________________。 ③若浸出过程中，溶液中含有少量Na2SO4，则会析出黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀。写出Fe3＋转化为黄钠铁矾沉淀的离子方程式：____________________________________________________________________。 1.(2021·河北卷)“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 2.(2022·江苏卷)我国古代就掌握了青铜(铜锡合金)的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料，下列物质性质与用途具有对应关系的是(　　) A.石墨能导电，可用作润滑剂 B.单晶硅熔点高，可用作半导体材料 C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑 D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料 3.(2023·辽宁卷)下列有关物质的工业制备反应错误的是(　　) A.合成氨：N2＋3H22NH3 B.制HCl：H2＋Cl22HCl C.制粗硅：SiO2＋2CSi＋2CO↑ D.冶炼镁：2MgO2Mg＋O2↑ 4.(2023·辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A.“焙烧”中产生CO2 B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 5.(2022·湖南卷)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下： 下列说法错误的是(　　) A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率 C.合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D.滤液可回收进入吸收塔循环利用 镁、铝、铜及其化合物　金属冶炼 知识点一 自主梳理 1.(1)第三　第ⅡA　第三　第ⅢA　　　化合 化合　(2)延展性　导电性　(3)Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑　2Mg＋CO22MgO＋C 2.MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH-===2AlO＋H2O 3.Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　Al(OH)3＋OH-===AlO＋2H2O　Mg(OH)2MgO＋H2O　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 4.(1)KAl(SO4)2·12H2O　(2)KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO Al(OH)3胶体 微思考 1.(1)NaCl (2)将晶体置于HCl气体氛围中脱水。 (3)化合反应、分解反应、复分解反应 (4)阳极：2Cl--2e-===Cl2↑　阴极：Mg2＋＋2e-===Mg 2.(1)SiO2　Fe(OH)3 (2)②Fe3＋＋3OH-===Fe(OH)3↓、Al3＋＋4OH-===AlO＋2H2O ③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO (3)Fe2O3　H2SiO3 (4)②SiO＋2H＋===H2SiO3↓、AlO＋4H＋===Al3＋＋2H2O ③Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH 对点练通 1.C　[镁能与CO2反应而铝不能；铝能与NaOH溶液反应而镁不能。] 2.C　[A.Al2O3熔融可以电解生成铝单质，可用作电解制铝，但与其熔点高，不具有对应关系，A错误；B.Al(OH)3能和胃酸盐酸反应，可用于治疗胃酸过多，但与Al(OH)3不稳定，不具有对应关系，B错误； C.明矾水解生成胶体从而吸附水中悬浮物加速沉降用于净水，可用做混凝剂，两者具有对应关系，C正确；D.铝具有还原性能还原一些金属氧化物，可用于制备铝热剂，但与铝具有导热性不具有对应关系，D错误。] 3.D　[将AlCl3溶液滴入浓氨水中，生成氢氧化铝沉淀，D错误。] 4.C　[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④：2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3，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。] 5.A　[镁铝合金与硝酸反应，合金失去电子，硝酸被还原为氮的氧化物，同时生成硝酸镁和硝酸铝，随后氮的氧化物和氧气一起通入水中，完全反应生成硝酸，则氧气得到的电子物质的量和硝酸还原为铵根离子得到电子的物质的量等于合金失去的电子的总物质的量，向反应后的溶液中滴加氢氧化钠，先和硝酸反应，随后生成氢氧化镁和氢氧化铝沉淀，继续加入氢氧化钠溶液，则和溶液中的铵根离子反应，由图可知铵根离子的物质的量为0.1 mol，铵根离子反应完后，加入的氢氧化钠和氢氧化铝反应生成偏铝酸钠，设合金中，Mg的物质的量为x mol，Al的物质的量为y mol，则根据质量关系可知，24x＋27y＝12.6；根据得失电子守恒可知，2x＋3y＝×4＋0.1 mol×8＝0.1 mol×4＋0.8 mol；解这个方程组可知x＝0.3，y＝0.2，以此解题。A.由分析可知，合金完全溶解时转移的电子总数为1.2 mol，A错误；B.由图可知，当氢氧化钠的体积为1.5 L时，溶液中的溶质为硝酸钠，其物质的量为1.5 mol，结合氮守恒可知，原硝酸的浓度 ＝6 mol/L，B正确；C.由分析可知，Mg的物质的量为0.3 mol，Al的物质的量为0.2 mol，则合金中n(Mg)∶n(Al)＝3∶2，C正确；D.当氢氧化钠的体积为1.4 L时，消耗氢氧化钠的物质的量为1.4 mol，其中镁离子消耗0.6 mol，铝离子消耗0.6 mol，则剩余硝酸消耗的NaOH物质的量为0.2 mol，体积为0.2 L，D正确。] 知识点二 自主梳理 1.(1)紫红　(2)2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　Cu＋Cl2CuCl2　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag　Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 2.黑色　砖红色　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　CuO＋H2Cu＋H2O 3.(2)Cu(OH)2CuO＋H2O　Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 4.(1)Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O　(2)①蓝矾　胆矾 ②蓝 微思考 1.(1)常用灼热的铜粉除去N2中的O2 (2)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↑ 2.向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。 3.铜盐溶液有毒，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。 对点练通 1.A　[A.由反应Cu2S＋O22Cu＋SO2，可知物质之间的转化能实现，A符合题意；B.由反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4，可知物质之间的转化不能实现，B不符合题意；C.由反应2Cu＋SCu2S，可知物质之间的转化不能实现，C不符合题意；D.常温下，Cu和浓硫酸不反应，可知物质之间的转化不能实现，D不符合题意。] 2.C　[A.CuO经高温灼烧生成Cu2O，则Cu2O比CuO稳定，A正确；B.反应Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O中Cu元素的化合价部分从＋1价升高到＋2价，部分从＋1价降低到0价，则Cu2O既是氧化剂又是还原剂，B正确；C.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，C错误；D.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的物质的量为0.1 mol，0.1 mol氧化亚铜完全反应转移0.1 mol电子，转移电子数为0.1NA，D正确。] 3.(1)CuC2O4Cu＋2CO2↑ (2)①[Ar]3d9 (或 1s22s22p63s23p63d9) ②铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降；　pH升高，一方面溶液中OH-浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH-浓度增大会与铜离子结合生成Cu(OH)2沉淀，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降 (3)99.00%(过程见解析) 解析　根据题中信息，写出草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉的化学方程式；根据核外电子排布规律，写出[Cu(NH3)4]2＋中铜离子基态核外电子排布式；根据题中图示信息，结合Cu2＋＋2N2H4[Cu(N2H4)2]2＋和Cu2＋＋2OH-===Cu(OH)2↓，解释水合肼浓度增大和pH增大铜产率下降的原因；根据题中信息，由关系式2S2O～I2～2Cu2＋，计算CuSO4·5H2O样品的纯度。(1)由题中信息可知，草酸铜(CuC2O4)在氩气中热分解可制备纳米铜粉，根据元素守恒，其化学方程式为CuC2O4Cu＋2CO2↑。(2)①Cu的原子序数为29，核外有29个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋离子表示失去2个电子，即4s上1个电子和3d上1个电子失去，则Cu2＋离子基态核外电子排布式为[Ar]3d9 (或1s22s22p63s23p63d9)。②由题中图示信息可知，当水合肼浓度继续增加到3.25 mol·L-1 时，铜产率下降，是因为铜离子和过量的水合肼生成新的稳定配合物[Cu(N2H4)2]2＋，即Cu2＋＋2N2H4[Cu(N2H4)2]2＋，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降；当pH值继续上升时，铜产率有下降的趋势，是因为pH升高，一方面溶液中OH-浓度增大，会造成氨气逸出，另一方面OH-浓度增大会与铜离子结合生成Cu(OH)2沉淀，[Cu(NH3)4]2＋浓度减小，产率下降。(3)由题中信息可知，关系式为2S2O～I2～2Cu2＋， 则n(Cu2＋)＝n(S2O)＝0.100 0 mol·L-1×19.80×10-3 L＝1.980×10-3 mol，CuSO4·5H2O 样品的纯度为 ×100%＝99.00%。 知识点三 自主梳理 1.(1)铁　铬　(2)①低碳钢　中碳钢　高碳钢　③青铜 2.(1)正　(2)化合　游离　(3)2Hg＋O2↑　4Ag＋O2↑　2Fe＋3CO2　W＋3H2O　2Fe＋Al2O3　4Al＋3O2↑　Mg＋Cl2↑　2Na＋Cl2↑ 微思考 1.(2)(3) 2.(1)K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。 (2)(Ⅰ)—①　(Ⅱ)—③　(Ⅲ)—③　(Ⅳ)—④ 对点练通 1.B　[活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活泼性决定，故A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性好，故B错误；炒铁过程中降低了铁水中的含碳量，从而将生铁转化成熟铁，故C正确；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中的氧气氧化碳元素，其原理基本相同，故D正确。] 2.C　[根据金属活泼性顺序可知，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活泼性顺序可知，也可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。] 3.(1)①4CuFeS2＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CuS2　②铁离子半径小于亚铜离子且铁离子所带正电荷更多 (2)①8.5 mol 　②H2O2不稳定容易分解 ③Na＋＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋ 解析　(1)①由图可知，黄铜矿在潮湿的空气中和氧气、水发生反应生成氢氧化铁和CuS2，化学方程式：4CuFeS2＋3O2＋6H2O===4Fe(OH)3＋4CuS2；②黄铜矿在潮湿空气中变质时，晶胞中的Fe3＋会优先到达变质后固体的表面。从结构上分析原因除了Fe3＋比Cu＋更容易与O2亲和外，还有铁离子半径小于亚铜离子且铁离子所带正电荷更多，故容易迁移到外层和生成的氢氧根离子结合氢氧化铁；(2)①CuFeS2和H2O2、H2SO4混合液反应后转化为Cu2＋、Fe3＋、SO，反应中铜元素化合价由＋1升为＋2、硫元素由-2升为＋6，、过氧化氢中氧元素化合价由-1降为-2，根据得失电子守恒、质量守恒和电荷守恒可知，2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋===2Cu2＋＋2Fe3＋＋4SO＋18H2O，故将1 mol CuFeS2完全转化，理论上所需H2O2的物质的量为8.5 mol。②浸出过程中发现，H2O2的反应实际用量远大于理论用量，原因是过氧化氢不稳定容易分解，导致其用量增加；③浸出过程中，溶液中含有少量Na2SO4，Na2SO4、铁离子、水会生成并析出黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀，Fe3＋转化为黄钠铁矾沉淀的离子方程式：Na＋＋3Fe3＋＋2SO＋6H2O===NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋6H＋。 学科网（北京）股份有限公司 $$