17第11讲　镁、铝、铜及其化合物　金属材料（课件PPT）-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁教版）

第11讲　镁、铝、铜及其化合物　金属材料 第3章　金属及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 2Al＋2OH－ ＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 考点一　铝及其化合物 铝热反应 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 耐火坩埚 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 考点一　铝及其化合物 Al3＋＋3NH3·H2O=== [Al(OH)4]－＋CO2 考点一　铝及其化合物 √ √ √ 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 B 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 C 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 D 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 B 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 考点一　铝及其化合物 化合物 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 CaO＋H2O===Ca(OH)2 MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 考点二　镁及海水提镁 √ × √ √ 考点二　镁及海水提镁 D 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 C 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 A 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 D 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 考点二　镁及海水提镁 紫红 导电性 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 铜锈 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 考点三　铜及其化合物 黑色 砖红色 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 考点三　铜及其化合物 碱式碳酸铜 考点三　铜及其化合物 胆矾 蓝 变性 波尔多液 考点三　铜及其化合物 × × × × √ × 考点三　铜及其化合物 A 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 D 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 C 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 C 考点三　铜及其化合物 考点三　铜及其化合物 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 组织结构 Cr Ni 考点四　金属材料和金属的冶炼 小 高 Cu、Zn 考点四　金属材料和金属的冶炼 化合物 Rn＋＋ne－===R 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 × √ × × √ 考点四　金属材料和金属的冶炼 C 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 B 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 C 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 D 考点四　金属材料和金属的冶炼 考点四　金属材料和金属的冶炼 B 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 √ √ √ × 真题精研 衍生训练 C 真题精研 衍生训练 √ √ √ × √ 真题精研 衍生训练 角度 C 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 √ × × √ √ 真题精研 衍生训练 角度 AC 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 C 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 CD 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 真题精研 衍生训练 请完成：跟踪练(11) 温馨提示 谢谢观看！ 复习目标 1.了解铝、氧化铝和氢氧化铝的性质、转化关系及应用。 2.了解镁、铜及其化合物的性质及作用。 3.了解合金的组成、性能及用途的关系，了解金属的冶炼方法及原理。 1．金属铝的性质及应用 (1)结构和存在 (2)化学性质 ①与非金属单质的反应 加热时，Al与Cl2反应生成AlCl3，反应的化学方程式为________________________________。 铝在空气中被氧气氧化，表面生成致密的氧化铝薄膜，保护内部金属。 2Al＋3Cl2 eq \o(=====,\s\up16(△))2AlCl3 ③与碱的反应：Al与NaOH溶液反应的离子方程式为____________ ___________________________________。 ②与酸的反应 ④与某些金属氧化物的反应 铝与Fe2O3反应的化学方程式为_____________________________。该反应又称________，反应时放出大量的热量，常用于冶炼难熔金属。 2Al＋Fe2O3 eq \o(=====,\s\up16(高温))Al2O3＋2Fe 2．氧化铝的性质及用途 (1)化学性质(写出反应的化学方程式) (2)重要用途 ①作耐火材料：Al2O3的熔点很高，可制造________等； ②冶炼金属铝：通过电解熔融氧化铝得到金属铝的化学方程式为 ______________________________________。 2Al2O3(熔融) eq \o(=====,\s\up22(通电),\s\do18(冰晶石))4Al＋3O2↑ (1)像Al2O3这类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，叫作两性氧化物。 (2)Al2O3只能溶于强碱溶液(如NaOH溶液)，不能溶于弱碱溶液(如氨水)。 3.氢氧化铝的性质及制备 (1)化学性质(写出反应的离子方程式) ①________________________________________________； ②________________________________________________； ③2Al(OH)3 eq \o(=====,\s\up16(△))Al2O3＋3H2O。 (2)制备方法(写出反应的离子方程式) ①向可溶性铝盐溶液中加入足量氨水：_________________________ ___________________________________； ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2：________________________ ________________________________。 Al(OH)3↓＋3NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4)) ===Al(OH)3↓＋HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3)) (1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，其原因是Al和Al2O3都能与酸、碱反应(　　　) (2)Al(OH)3能与胃酸(主要成分是盐酸)反应，常用作胃酸中和剂(　　　) (3)除去Fe2O3中混有的Al2O3，可加入足量NaOH溶液，充分反应后过滤(　　　) 考向1　铝及其化合物的性质与应用 【例1】 实验室制备硝酸铝[Al(NO3)3·9H2O]可使用下列方法： 反映上述有关反应的离子方程式错误的是(　　) A．2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ B．HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋[Al(OH)4]－===CO2↑＋Al(OH)3↓＋H2O C．NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋[Al(OH)4]－===NH3·H2O＋Al(OH)3↓ D．3H＋＋Al(OH)3===Al3＋＋3H2O 解析：铝与过量NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，A正确；反应不符合电荷守恒原理，正确的离子方程式为 HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋[Al(OH)4]－===CO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋Al(OH)3↓＋H2O，B错误；Na[Al(OH)4]溶液显碱性，与铵根离子反应生成一水合氨和氢氧化铝，离子方程式为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))＋[Al(OH)4]－===NH3·H2O＋Al(OH)3↓，C正确；氢氧化铝与强酸反应的产物是铝离子和水，离子方程式为3H＋＋Al(OH)3===Al3＋＋3H2O，D正确。 考向2　含铝化合物的制备及转化关系 【例2】 (2024·辽宁铁岭联考)从铝土矿(主要成分为Al2O3)中提取铝的工艺流程如图所示。下列说法错误的是(　　) A．对于一些非常活泼的金属，工业上常用电解法冶炼 B．“熔融电解”时发生反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) eq \o(=====,\s\up16(电解),\s\do15(冰晶石))4Al＋3O2↑ C．地壳中的铝元素含量丰富，大部分以游离态的形式存在 D．铝合金表面覆盖着致密的氧化铝薄膜导致其具有较强的耐腐蚀性能 解析：铝土矿和氢氧化钠溶液反应得到四羟基合铝酸钠，加入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，灼烧得到氧化铝，电解得到铝。对于一些非常活泼的金属，工业上常用电解法进行冶炼，A正确；“熔融电解”氧化铝生成铝和氧气，反应的化学方程式为2Al2O3(熔融) eq \o(=====,\s\up16(电解),\s\do15(冰晶石))4Al＋3O2↑，B正确；铝化学性质活泼，地壳中的铝元素含量丰富，大部分以化合态的形式存在，C错误；铝合金表面覆盖着致密的氧化铝薄膜，可以隔绝氧气和水，导致其具有较强的耐腐蚀性能，D正确。 (1)Al3＋、Al(OH)3和[Al(OH)4]－之间的转化关系 (2)学会类比推测Be、Zn及其化合物的性质 Al、Be、Zn的单质、氧化物及氢氧化物的化学性质相似，可根据铝及其化合物的性质推测Be、Zn及其化合物的性质。 ①Be、Zn都能溶于强酸、强碱溶液 a．与NaOH溶液反应：Be＋2NaOH＋2H2O===Na2[Be(OH)4]＋ H2↑、Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑。 b．与稀盐酸反应：Be＋2HCl===BeCl2＋H2↑、Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。 ②BeO、ZnO都能与强酸、强碱溶液反应 a．与NaOH溶液反应：BeO＋2NaOH＋H2O===Na2[Be(OH)4]、ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4]。 b．与稀盐酸反应：BeO＋2HCl===BeCl2＋H2O、ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2O。 ③Be(OH)2、Zn(OH)2都能与强酸、强碱溶液反应 a．与NaOH溶液反应：Be(OH)2＋2NaOH===Na2[Be(OH)4]、Zn(OH)2＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]。 b．与稀盐酸反应：Be(OH)2＋2HCl===BeCl2＋2H2O、Zn(OH)2＋2HCl===ZnCl2＋2H2O。 1．(2024·山东德州联考)铍主要用于宇航工程材料。现代工业常用绿柱石(主要成分为2BeO·Al2O3·6SiO2，含有铁杂质)生产BeO，其简化的工艺流程如图所示： 已知：Be(OH)2与Al(OH)3的性质相似。下列说法错误的是(　　) A．步骤②中还可以适当增大硫酸浓度来提高反应速率 B．步骤③中加入H2O2的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，且产物无污染 C．步骤④不宜用NaOH溶液来代替氨水，原因是Be(OH)2＋2OH－===[Be(OH)4]2－ D．实验室完成步骤⑤用到的主要仪器有酒精灯、蒸发皿和玻璃棒 解析：绿柱石中加入石灰石发生CaCO3＋SiO2 eq \o(=====,\s\up16(高温))CaSiO3＋ CO2↑、CaCO3＋Al2O3 eq \o(=====,\s\up16(高温))Ca(AlO2)2＋CO2↑、CaCO3＋BeO eq \o(=====,\s\up16(高温))CaBeO2＋CO2↑，粉碎后，加硫酸酸浸，发生CaSiO3＋H2SO4===CaSO4＋H2SiO3、Ca(AlO2)2＋4H2SO4===CaSO4＋Al2(SO4)3＋4H2O、CaBeO2＋2H2SO4===CaSO4＋BeSO4＋2H2O，铁杂质生成FeSO4，过滤，向滤液中加入过氧化氢，将Fe2＋氧化成Fe3＋，加入氨水调节pH，使Fe3＋、Al3＋以Fe(OH)3、Al(OH)3形式沉淀出来，滤液2中继续加入氨水，得到 Be(OH)2沉淀，加热使之分解为BeO，据此分析。步骤②中适当增大硫酸浓度、适当提高温度、搅拌等方法都能提高反应速率，A正确；根据上述分析，滤液1中铁元素以＋2价形式存在，加入过氧化氢，利用其氧化性，将Fe2＋氧化成Fe3＋，过氧化氢被还原成水，水对环境无污染，B正确；Be(OH)2与氢氧化铝性质相似，Be(OH)2表现两性，步骤④中不宜加入NaOH溶液，如果所加NaOH溶液过量，会发生Be(OH)2＋ 2OH－===[Be(OH)4]2－，C正确；步骤⑤灼烧Be(OH)2，需要用到仪器坩埚，不需要蒸发皿，D错误。 2．取0.1 mol/L的Al2(SO4)3与Ba(OH)2溶液于试管中，进行如下实验，下列说法错误的是(　　) A．试管1中，最终生成的沉淀只有BaSO4 B．试管1中，沉淀的量一直增大直至不再改变 C．试管2中，当钡离子恰好完全沉淀时，沉淀的质量达到最大 D．试管2中，开始滴入溶液时生成的沉淀只有BaSO4 解析：试管1中起初发生反应Al2(SO4)3＋3Ba(OH)2===3BaSO4↓＋2Al(OH)3↓，后来发生反应2Al(OH)3＋Ba(OH)2===Ba[Al(OH)4]2，所以沉淀的量先增大后减少；试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，氢氧根离子全部消耗完时，继续滴加Al2(SO4)3溶液发生反应Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓，当钡离子恰好完全沉淀时，沉淀的质量达到最大。由分析可知，试管1最终生成的沉淀是BaSO4，A正确；由分析可知，试管1中沉淀的量先增大后减少， B错误；根据上述分析可知，试管2中钡离子恰好完全沉淀时，沉淀的质量达到最大，C正确；试管2中一开始钡离子沉淀时，铝离子没有沉淀：Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，开始滴入溶液时生成的沉淀只有BaSO4，D正确。 1．镁的存在及性质 (1)镁的存在 在自然界中，镁主要以______的形式存在于地壳和海水中。 (2)化学性质 主要性质 反应方程式 与O2、N2反应 2Mg＋O2 eq \o(=====,\s\up22(点燃))2MgO(发出耀眼白光) 3Mg＋N2 eq \o(=====,\s\up22(点燃))Mg3N2(淡黄色固体) 主要性质 反应方程式 与CO2反应 ______________________________(燃烧，生成白色粉末和黑色固体) 与H＋的反应 __________________________________ 与沸水反应 __________________________________ 2Mg＋CO2 eq \o(=====,\s\up16(点燃))2MgO＋C Mg＋2H2O eq \o(=====,\s\up16(△))Mg(OH)2↓＋H2↑ 2.氧化镁和氢氧化镁 氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 氢氧化镁 中强碱 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O 难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓ 溶解度小于碳酸镁 MgCO3＋H2O eq \o(=====,\s\up16(△))Mg(OH)2＋CO2↑ 3.从海水中提取镁 (1)工艺流程 (2)主要化学反应(写出反应的化学方程式) ①制石灰乳：__________________________________； ②沉镁：__________________________________________________； ③制备MgCl2：__________________________________________； ④电解MgCl2：______________________________________。 MgCl2(熔融) eq \o(=====,\s\up16(通电))Mg＋Cl2↑ (1)实验室中金属镁着火，不能用干粉灭火器(CO2)灭火(　　　) (2)加热MgCl2·6H2O晶体可获得无水MgCl2(　　　) (3)除去MgCl2溶液中的FeCl3，可加入MgO调节pH，沉淀、过滤(　　　) (4)在Mg(HCO3)2溶液中加入过量Ca(OH)2溶液，产生Mg(OH)2和CaCO3两种沉淀(　　　) 考向1　镁及其化合物的性质 【例1】 室温下，用质量和表面积相同的镁条各一片(已用砂纸打磨)，分别探究不同条件下镁条与水反应的实验(装置图如下)，实验2的镁条放在尖嘴玻璃导管内并浸于蒸馏水中，实验3产生的浑浊物主要为碱式碳酸镁[mMg(OH)2·nMgCO3]。下列说法不正确的是(　　) 实验1 镁条表面有微小气泡，且溶液较长时间无明显变化 实验2 镁条表面有较多气泡且产生气泡速率逐渐加快，溶液中无明显现象 实验3 镁条表面有大量气泡，溶液逐渐变为浑浊 A．实验1现象不明显，可能与Mg表面生成了难溶的Mg(OH)2有关 B．实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失 C．实验3中HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积 D．由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论 [思路剖析] 1和2对照 1是敞开体系，2是相对封闭体系，再结合镁与水反应放出热量进行分析 1和3对照 结合HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))能电离出H＋，可与Mg(OH)2反应，对照实验1和3 eq \o(——→,\s\up16(推出))HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))的存在能加快镁与水的反应 解析：金属镁与水反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2会覆盖在镁条的表面阻止反应的继续进行，故实验1现象不明显，A正确；实验2比实验1现象更明显，可能是由于玻璃管空间狭小热量不易散失，导致温度升高，Mg(OH)2的溶解度增大，覆盖在镁条的表面的Mg(OH)2溶解，不再阻止反应的进行，B正确；由于HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))可电离产生H＋，从而破坏Mg(OH)2的生成，故实验3中HCO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))破坏了Mg(OH)2在镁条表面的沉积，增大了镁与水的接触面积，C正确；实验1和实验3所得到的产物不同，故变量不唯一，不能由实验1和实验3可得出“碱性增强有利于加快镁与水反应速率”的结论， D错误。 考向2　从海水中提取镁 【例2】 如图为海水制镁的工艺流程示意图。下列叙述不正确的是(　　) A．“石灰窑”“消化池”发生的依次是吸热反应、放热反应 B．“过滤器”的母液中主要是CaCl2溶液，可直接返回海洋 C．“中和”时反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O D．“电解槽”中发生反应的化学方程式为MgCl2(熔融) eq \o(=====,\s\up16(通电))Mg＋Cl2↑ 解析：“石灰窑”中CaCO3高温下分解生成CaO和CO2，该反应为吸热反应，“消化池”中CaO与水反应生成Ca(OH)2，该反应为放热反应，A正确；“沉淀池”中MgCl2与Ca(OH)2悬浊液反应生成Mg(OH)2和CaCl2，海水中含有CaCl2，则母液可直接返回海洋，B正确；“中和”时发生的反应为Mg(OH)2与盐酸反应生成氯化镁和水，反应的离子方程式为2H＋＋Mg(OH)2===Mg2＋＋2H2O，C错误；“电解槽”中发生的反应为电解熔融氯化镁生成镁和氯气，反应的化学方程式为MgCl2(熔融) eq \o(=====,\s\up16(通电))Mg＋Cl2↑，D正确。 镁及其化合物的三个易错点 (1)Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物。 (2)Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀，故常用NaOH溶液检验Mg2＋的存在。 (3)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，故水垢的主要成分中含有的是Mg(OH)2，而非MgCO3。 1．镁元素在自然界中分布广泛，是人体的必需元素之一。下列说法正确的是(　　) A．镁与沸水反应有气体放出，且滴加酚酞溶液显浅红色 B．醋酸通过氧化还原反应而将水垢除去 C．由于钠的金属性比Mg强，将一小块金属钠加入MgCl2溶液中可置换出金属Mg D．金属镁着火时可用泡沫灭火器灭火 解析：镁与沸水反应生成氢氧化镁和氢气，但由于氢氧化镁难溶于水，故溶液呈弱碱性，滴加酚酞溶液显浅红色，A正确；醋酸除水垢的反应CaCO3＋2CH3COOH===Ca2＋＋2CH3COO－＋H2O＋CO2↑为非氧化还原反应，B错误；由于钠的金属性很强，在溶液中先与水反应生成氢氧化钠，故不能将MgCl2溶液中的金属Mg置换出来，C错误；泡沫灭火器能产生二氧化碳，而金属镁可以在二氧化碳中燃烧，故不可用泡沫灭火器灭火，可采用沙子扑灭，D错误。 2．(2024·山东潍坊模拟)以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备MgSO4·7H2O的工艺流程如下： 已知：MnO＋H2SO4===MnSO4＋H2O。下列说法正确的是(　　) A．为提高酸浸速率，可使用浓硫酸 B．试剂X可以是MgSO4 C．滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2 D．操作a所得滤液经处理后可循环利用 解析：水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)制取MgSO4·7H2O，废料加入足量稀硫酸，MgO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3都与硫酸反应，转化为对应的硫酸盐，SiO2不与硫酸反应，向反应后溶液中加入次氯酸钠溶液氧化亚铁离子为铁离子，同时使锰离子转化为MnO2沉淀，再加入氧化镁等物质调节溶液的pH，除去铁离子、铝离子，过滤，将滤液进行一系列操作得到MgSO4·7H2O，据此分析解题。使用浓硫酸可能产生SO2，造成浪费和环境污染，A错误；试剂X为氧化镁或碳酸镁，不能为MgSO4，B错误； 滤渣为Al(OH)3、Fe(OH)3、SiO2、MnO2，C错误；操作a是从溶液中经过一系列过程得到晶体，过滤时溶液中含有硫酸镁，为了提高原料中镁的利用率，操作a后滤液的处理方法是将操作a后的母液循环利用，D正确。 1．单质铜 (1)物理性质 ____色固体，具有良好的延展性、导热性和______。 (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____，反应的化学方程式为____________________________________________________。 ②写出下列反应的化学方程式： 铜在空气中加热：________________________； 铜丝在硫蒸气中反应：______________________。 2Cu＋O2 eq \o(=====,\s\up16(△))2CuO 2Cu＋S eq \o(=====,\s\up16(△))Cu2S 2．氧化铜和氧化亚铜 物质 氧化铜 氧化亚铜 颜色 ____ ______ 与酸(H＋)反应 ________________________ Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 H2＋CuO eq \o(=====,\s\up16(△)) Cu＋H2O _________________________ 转化关系 _______________________________ H2＋Cu2O eq \o(=====,\s\up16(△))2Cu＋H2O 4CuO eq \o(=====,\s\up16(高温))2Cu2O＋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：________________________________ (写反应的化学方程式)； 反应②：______________________________________ (写反应的离子方程式)。 Cu(OH)2 eq \o(=====,\s\up16(△))CuO＋H2O 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为__________，是铜绿的成分。 其受热分解反应的化学方程式为______________________________ ___________________________________。 Cu2(OH)2CO3 eq \o(=====,\s\up16(△))2CuO＋H2O ＋CO2↑ (2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或____，其受热分解反应的化学方程式为__________________________________________，蓝色晶体受热转化为白色粉末。 无水CuSO4遇水变__色(生成CuSO4·5H2O)，可作为检验水的依据。 (3)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____失去生理活性，故可将胆矾、熟石灰、水配成________，用来杀灭植物的病毒。 CuSO4·5H2O eq \o(=====,\s\up16(△))CuSO4＋5H2O (1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(　　　) (2)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(　　　) (3)铜单质不活泼，与酸不发生反应 (　　　) (4)铁的活泼性大于铜，铜与铁盐不反应(　　　) (5)铜可以用热还原法和湿法冶炼(　　　) (6)氧化铜的热稳定性大于氧化亚铜(　　　) 考向1　铜及其化合物的性质 【例1】 下列关于铜的化合物的说法正确的是(　　) A．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，有棕黄色的烟生成 C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O D．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合物倒入蒸发皿加热煮沸一会儿，然后冷却、过滤，滤纸上的物质为“蓝色固体” 解析：蓝色CuSO4·5H2O受热失去结晶水转化为白色CuSO4粉末是化学变化，A正确；常温下铜与氯气不反应，需在点燃条件下才能反应，观察到有棕黄色的烟生成，B错误；铜锈的成分是Cu2(OH)2CO3，不是CuO，C错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，Cu(OH)2加热分解，故加热后过滤，滤纸上留下的是黑色物质CuO，D错误。 考向2　含铜化合物的制备流程及分析 【例2】 (2024·江苏淮安模拟)一种利用废铜渣(主要成分为CuO，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)制备超细铜粉的流程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为H2SiO3 B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(OH)2 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： NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、H＋、Cu2＋ 解析：废铜渣(主要成分为CuO，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)“酸浸”时CuO、少量Fe2O3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[Cu(NH3)4]2＋，所得滤液通二氧化硫“沉铜”，过滤出产生的Cu(NH4)SO3沉淀，加稀硫酸“转化”，＋1价铜发生歧化反应，得到铜离子和Cu。 据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，A错误； 若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为Cu(NH3)4SO4，B错误；“沉铜”时向含有[Cu(NH3)4]2＋和过量氨水的混 合溶液中通入二氧化硫生成Cu(NH4)SO3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；“转化”时，Cu(NH4)SO3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为NH eq \o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、H＋、Cu2＋，D正确。 (1)冶炼金属铜的两种方法 ①湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu； ②火法炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS2＋4O2 eq \o(=====,\s\up16(800 ℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)；2Cu2S＋3O2 eq \o(=====,\s\up16(1 200 ℃))2Cu2O＋2SO2；2Cu2O＋Cu2S eq \o(=====,\s\up16(1 200 ℃))6Cu＋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作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。 (2)铜及其化合物的两个易错点 ①FeCl3溶液蚀刻印制铜质线路板是利用了Fe3＋的氧化性强于 Cu2＋，与FeCl3溶液呈酸性，及Fe比Cu活泼等无关； ②Cu(OH)2不能溶于强碱(如NaOH)溶液，但能溶于氨水，形成配合物：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。 1．铜制品加工过程中常常需要抛光液浸泡，不仅可以除去表面的氧化膜，还可以溶解细微凸起的金属(有研究表明金属的凸起部分优先与溶液反应)，形成平整、光洁如新的表面。抛光液的主要成分是稀硫酸、硝酸。下列说法不正确的是(　　) A．抛光液不能长时间浸泡铜制品 B．抛光液使用时需严格控制温度，目的是防止硝酸分解 C．铜制品的凸起部分主要是与稀硫酸发生氧化还原反应 D．加入稀硫酸的目的是增强硝酸的氧化性 解析：抛光液中含有硝酸，硝酸能与铜反应，因此抛光液不能长时间浸泡铜制品，A正确；硝酸受热易分解，因此抛光液使用时需要严格控制温度，防止硝酸分解，B正确；稀硫酸不能与Cu单质反应，细微凸起的金属只能与硝酸发生氧化还原反应，硫酸只能与铜的氧化物反应且不是氧化还原反应，C错误；NO eq \o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))在酸性条件下氧化性更强，因此加入硫酸的目的是增强硝酸的氧化性，D正确。 2．CuCl难溶于水，在空气中易被氧化。工业以废铜泥[含CuS、Cu2S、Cu2(OH)2CO3、Fe等]为原料制备CuCl的流程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．“酸浸”后，溶液中的金属离子只含Fe2＋和Cu2＋ B．“除杂”步骤中，为了使沉淀完全，加氢氧化钠溶液须过量 C．“灼烧”不充分会降低CuCl的产率 D．实验室模拟工业灼烧操作可在蒸发皿中进行 解析：废铜泥灼烧后将金属元素转化为可溶于硫酸的氧化物，酸浸后先加H2O2氧化Fe2＋，再加NaOH稀溶液，过滤除去Fe(OH)3，往滤液中加入Na2SO3、NaCl还原后经系列操作得到氯化亚铜产品。酸浸后溶液中含有的金属离子为Fe2＋、Cu2＋和 Fe3＋，A错误；“除杂” 步骤中，加过量的氢氧化钠溶液会提高成本，并且可能生成氢氧化铜沉淀，降低CuCl的产率，B错误；“灼烧” 不充分，铜元素没有完全转化为氧化铜，则会降低CuCl的产率，C正确；灼烧固体在坩埚中进行，不能在蒸发皿中进行，D错误。 1．合金的概念及性能 2．常见的金属材料 (1)金属材料的分类 (2)三种常见的合金 钢铁 碳素钢 分为低碳钢、中碳钢和高碳钢 合金钢 也叫特种钢，加入合金元素，改变钢的________和性能，如不锈钢中合金元素是____和____ 铝合金 成分 向铝中加入少量合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素 硬铝 密度__、强度__、抗腐蚀性强，制造飞机和宇宙飞船的理想材料 铜合金 青铜 我国使用最早的合金，含有Cu、Sn、Pb等元素 黄铜 黄铜主要含__________等元素 (2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程是指将金属从其______中还原出来，用于生产各种金属材料的过程，即___________________(写反应通式，用R表示金属)。 3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在 (3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示) 4．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈反应； 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___________________________________ 2Al＋Fe2O3 eq \o(=====,\s\up16(高温))2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铬、锰、钨等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 (1)合金中不可能含有非金属，各成分金属元素以化合物形式存在(　　　) (2)铝合金的熔点比纯铝的低，但其硬度比纯铝的大(　　　) (3)利用MgO和铝粉在高温下发生铝热反应冶炼金属镁(　　　) (4)工业上可采用电解熔融MgO的方法来冶炼金属镁(　　　) (5)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(　　　) 考向1　合金的组成及性能 【例1】 三星堆历史文化广受大众关注和喜欢，尤其是造型别致的青铜器和金面具等。近年来，一种合金制成的首饰深受消费者喜爱，与传统的黄金、铂金相比，其含金量只有75%，是由纯金＋铜＋银组成的一种合金，由于能呈现出玫瑰的颜色，因此被称作玫瑰金。下列关于合金的说法错误的是(　　) A．青铜是使用最早的合金 B．对金属材料的使用过程中，金属活动性越弱的金属单质越早被人们冶炼和使用 C．玫瑰金的硬度比黄金大，熔、沸点比黄金高 D．将玫瑰金投入硝酸银溶液中，有银析出 解析：铜性质稳定易冶炼，青铜是使用最早的合金，A正确；对金属材料的使用过程中，金属活动性越弱的金属单质越早被人们冶炼和使用，如铜、金等，B正确；黄金是纯净物，玫瑰金是黄金与铜和银的合金，合金的熔沸点低于纯金属的熔沸点、硬度高于纯金属，所以玫瑰金的硬度比黄金大，熔、沸点比黄金低，C错误；铜活泼性强于银，将玫瑰金投入硝酸银溶液中，铜与硝酸银发生置换反应生成银单质，故有银析出，D正确。 考向2　金属的冶炼与金属活泼性的关系 【例2】 《秋浦歌》中的一首“炉火照天地，红星乱紫烟。赧郎明月夜，歌曲动寒川”描写的是我国古代劳动人民“冶炼金属”的热烈场面。下列有关金属冶炼的说法错误的是(　　) A．应用热还原法可以冶炼铁 B．应用铝热法可以冶炼镁 C．应用电解法可以冶炼铝 D．应用热分解法可以冶炼汞 解析：Mg的还原性强于铝，不能采用铝热法冶炼Mg，要采用电解熔融MgCl2的方法冶炼。 [深度思考]工业上不采用电解熔融MgO和AlCl3的方法冶炼金属镁、铝，其原因是什么？ 答案：MgO的熔点高，熔化MgO耗能大；AlCl3是共价化合物，熔融时不导电。 (1)合金的性质及两个易错点 (2)金属冶炼的步骤和方法 ①工业上冶炼金属的步骤 ②金属冶炼的方法与金属活泼性的关系 1．金属材料的使用见证了人类文明发展过程，历史上人类冶炼部分金属的大致年代如图所示，下列说法正确的是(　　) A．由图可知最早冶炼的金属为Au B．人类最早使用的合金为铁合金 C．冶炼金属历史：电解氯化物比电解氧化物早 D．铁、铁合金、铁的氧化物都为金属材料 解析：由图可知，Cu是最早冶炼的金属，A错误；由图可知，人类最早使用的合金为青铜器，B错误；电解熔融MgCl2可制得Mg，电解Al2O3可制得Al，结合图中时间信息可知，电解氯化物比电解氧化物早，C正确；铁的氧化物不属于金属材料，D错误。 2．明代宋应星的《天工开物》中有关于“火法”冶炼锌的工艺记载：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出。每十耗去其二，即倭铅也。”下列说法不正确的是(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌)(　　) A．该冶炼锌的反应属于置换反应 B．“煤炭”中起作用的主要成分是C(碳) C．冶炼Zn的总反应的化学方程式为ZnCO3＋2C eq \o(=====,\s\up16(高温))Zn＋3CO↑ D．“倭铅”是指金属锌和铅的混合物 解析：炉甘石的主要成分为ZnCO3，煤的主要组成元素为C，该工艺中描述的反应为ZnCO3＋2C eq \o(=====,\s\up16(高温))Zn＋3CO↑。该冶炼锌的反应为置换反应，A正确；根据反应，“煤炭”中起作用的主要成分是C，在反应中C作还原剂，B正确；冶炼Zn反应的化学方程式为ZnCO3＋2C eq \o(=====,\s\up16(高温))Zn＋3CO↑，C正确；根据题意和反应的化学方程式推知，“倭铅”指金属锌，D错误。 1.(2024·广东卷)部分含Mg或Al或Fe物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是(　　) 角度 铝及其化合物的性质与应用 A．若a在沸水中可生成e，则a→f的反应一定是化合反应 B．在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C．加热c的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D．若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于周期表p区 解析：若a在沸水中可生成e，此时a为Mg，e为Mg(OH)2，即f为镁盐，a→f的反应有多种，可能为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，该反应属于置换反应，可能为Mg＋Cl2 eq \o(=====,\s\up16(点燃))MgCl2，该反应属于化合反应，综上a→f的反应不一定是化合反应，A错误；e能转化为d，此时e为白色沉淀Fe(OH)2，d为红褐色沉淀Fe(OH)3，说明在g→f→e→d转化过程中，一定存在物质颜色的变化，B正确；由题意得，此时能产生丁达尔效应的红棕色分散系为Fe(OH)3胶体，c应为铁盐，加热铁盐的饱 和溶液，也有可能直接得到Fe(OH)3沉淀，C错误；假设b为Al2O3，即d为Al(OH)3，c为铝盐，Al2O3、Al(OH)3与稀盐酸反应均生成铝盐，此时组成a的元素为Al，位于周期表p区，假设b为Fe2O3，即d为Fe(OH)3，c为铁盐，Fe2O3、Fe(OH)3与稀盐酸反应均生成铁盐，此时组成a的元素为Fe，位于周期表d区，D错误。 (判断下列说法的正误) (1)(2022·浙江6月选考卷)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(　　　) (2)(2022·广东卷)铝能形成致密氧化膜，技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板(　　　) (3)(经典高考题)常温下，铝遇到浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化(　　　) (4)(2023·浙江6月选考卷)铝有强还原性，所以可用于制作门窗框架(　　　) 2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是(　　) A．洛阳纸贵 B．聚沙成塔 C．金戈铁马 D．甘之若饴 解析：纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是硅酸盐，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。 角度 金属材料和合金 (判断下列说法的正误) (1)(2022·辽宁卷)冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料(　　　) (2)(2022·江苏卷)青铜比纯铜熔点低、硬度大，故古代用青铜铸剑(　　　) (3)(2022·浙江1月选考卷)镁合金密度较小、强度较大，可用于制造飞机部件(　　　) (4)(2022·全国乙卷)青铜和黄铜是不同结构的单质铜(　　　) (5)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金(　　　) 金属的冶炼方法和原理 3.(经典高考题)“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“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“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 解析：钢是含碳量低的铁合金，A正确；钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，B正确；由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，C错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，可用于冶炼铁，D正确。 (判断下列说法的正误) (1)(2022·广东卷)利用海水制取溴和镁单质，Br－被氧化，Mg2＋被还原(　　　) (2)(2022·浙江1月选考卷)电解ZnSO4溶液可以得到Zn(　　　) (3)(2022·浙江6月选考卷)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(　　　) (4)(2022·浙江6月选考卷)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜(　　　) (5)(经典高考题)生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐(　　　) 铜及其化合物的制备流程 4.(双选)(2024·山东卷)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0.3 mol/L硝酸并充分振荡，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6 mol/L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Cu B．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性 C．试管乙实验可证明Cu( Ⅰ )与NH3形成无色配合物 D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物 解析：Cu2O中滴加过量0.3 mol/L 硝酸并充分振荡，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＋，铜元素的化合价由＋1升至＋2，根据氧化还原反应的特点知，铜元素的化合价还由＋1降至0，新生成的沉淀为金属Cu，A正确；Cu2O与0.3 mol/L 硝酸发生的反应为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表现氧化性和酸性，B错误；Cu2O中滴加过量6 mol/L氨水并充分振荡，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正确；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6 mol/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错误。 (1)(2024·黑吉辽卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl－并制备Zn，流程如下。“脱氯”步骤仅Cu化合价发生改变。下列说法正确的是(　　) 锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰) 离子 Zn2＋ Cu2＋ Cl－ 浓度(g/L) 145 0.03 1 A．“浸铜”时应加入足量H2O2，确保铜屑溶解完全 B．“浸铜”反应：2Cu＋4H＋＋H2O2===2Cu2＋＋H2↑＋2H2O C．“脱氯”反应：Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl D．脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn 解析：铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，再加入锌浸出液进行“脱氯”，“脱氯”步骤中仅铜元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，可知“脱氯”步骤发生反应的离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl，过滤得到脱氯液，脱氯液净化后电解，Zn2＋可在阴极得到电子生成Zn。由分析得，“浸铜”时，铜屑不能溶解完全，Cu在“脱氯”步骤还需要充当还原剂，A错误；“浸铜”时，铜屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2＋，反应的离子方程式为Cu＋2H＋＋H2O2===Cu2＋＋2H2O，B错误；“脱氯”步骤中 仅铜元素的化合价发生改变，得到CuCl固体，即Cu的化合价升高，Cu2＋的化合价降低，发生归中反应，离子方程式为Cu2＋＋Cu＋2Cl－===2CuCl，C正确；脱氯液净化后电解，Zn2＋应在阴极得到电子变为Zn，D错误。 (2)(双选)(2023·山东卷)一种制备Cu2O的工艺路线如图所示，反应 Ⅱ 所得溶液pH在3～4之间，反应 Ⅲ 需及时补加NaOH以保持反应在pH＝5条件下进行。常温下，H2SO3的电离平衡常数Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8。下列说法正确的是(　　) A．反应 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 均为氧化还原反应 B．低温真空蒸发主要目的是防止NaHSO3被氧化 C．溶液Y可循环用于反应 Ⅱ 所在操作单元吸收气体 Ⅰ D．若Cu2O产量不变，参与反应 Ⅲ 的X与CuSO4物质的量之比 eq \f(n（X）,n（CuSO4）)增大时，需补加NaOH的量减少 解析：铜和浓硫酸反应(反应 Ⅰ )生成二氧化硫气体(气体 Ⅰ )和硫酸铜，生成的二氧化硫气体与碳酸钠反应(反应 Ⅱ )，所得溶液pH在3～4之间，溶液显酸性，根据H2SO3的电离平衡常数Ka1＝1.3×10－2，Ka2＝6.3×10－8，可知NaHSO3溶液显酸性(电离大于水解)，则反应 Ⅱ 所得溶液成分是NaHSO3，调节溶液pH至11，使NaHSO3转化为Na2SO3，低温真空蒸发(防止Na2SO3被氧化)，故固液分离得到Na2SO3晶体和Na2SO3溶液，Na2SO3和CuSO4反应的离子方程式是SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋2Cu2＋＋2H2O===SO eq \o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋Cu2O＋4H＋，反应过程中酸性越来越强，使Na2SO3转 化成SO2气体，总反应方程式是2CuSO4＋3Na2SO3===Cu2O＋2SO2↑＋3Na2SO4，需及时补加NaOH以保持反应在pH＝5条件下进行，据此分析解答。反应 Ⅰ 是铜和浓硫酸反应，生成二氧化硫，是氧化还原反应，反应 Ⅱ 是SO2和碳酸钠溶液反应，生成NaHSO3、水和二氧化碳，是非氧化还原反应，反应 Ⅲ 是Na2SO3和CuSO4反应生成Cu2O，是氧化还原反应，A错误；低温真空蒸发主要目的是防止Na2SO3被氧化，而不是NaHSO3，B错误；经分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循环用于反应 Ⅱ 的操作单元吸收SO2气体(气体 Ⅰ )，C正确；制取Cu2O总反 应方程式是2CuSO4＋3Na2SO3===Cu2O＋2SO2↑＋3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若Cu2O产量不变，增大 eq \f(n（X）,n（CuSO4）)，多的Na2SO3会消耗氢离子，用于控制pH，可减少NaOH的量，D正确。 $$