第四章 第四节 铜 金属材料-【创新教程】2027年高考化学总复习大一轮讲义

高考总复习化学 第四节 铜 金属材料 知识复盘>考点突破 打通教材融会贯通 考点一 铜及其重要化合物 少备知识·复盘 2.氢氧化铜 色难溶物，是一种弱碱 一、铜的性质 ,Cu(OHD2△Cu0+H,0 1.物理性质：铜是 色金属，具有良好 H+ Cu(OH),+2H=Cu2F+2H,O Cu(OH)2 的 性 性和延展性。 (填反应的离子方程式) 2.化学性质 弱氧化性Cu2O(砖红色沉淀)（检验 -CHO 一CHO或葡萄糖) Cu2(OH川C0,潮湿空气 非氧化性酸，不反应 3.铜盐 ① 酸 0 氧化性酸 Cu2*+非 (1)Cu2 (OH),CO Cu0 非金属 CuChCl (Cu ③ 金属氧化物 单质 Cu2(OH),CO3的俗名为 ,呈 色， ④某些盐 CuaS-S Cu2 是铜锈的主要成分，受热易分解，反应的化 溶液 学方程式为Cu,(0H),C0。△2Cu0十 写出图中有关反应的化学方程式或离子方 程式 H,O+CO2↑。 (1)化学方程式： (2)CuSO 固体)。 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称 (2)化学方程式： 受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。 (3)与氧化性酸 ②无水CuSO,遇水变 色（生成CuSO a.与浓硫酸共热： ·5HO),可作为 的检验试剂。 (3)铜盐的毒性 b.与稀硝酸反应的离子方程式： 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋 白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因 c.与浓硝酸反应的离子方程式： 此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配 成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 (4)与FeCL溶液反应的离子方程式： 名师提醒 二、铜的重要化合物的性质及应用 (1)Cu与稀H2SO,不反应，但在通入O2的 1.氧化铜和氧化亚铜 条件下，Cu可在稀H,SO,中逐渐溶解： 名称 氧化铜 氧化亚铜 2Cu+O2+2H,S04==2CuS0 颜色 黑色 砖红色 +2H2O。 (2)无水CuSO,只能作为检验水的试剂，不 与酸反 能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。 应(H+) 个自主预诊 △Cu 1.易错辨析（正确的打“/”，错误的打“×”） 与H2反应 CuO+H2 +H,O (1)用稀硝酸溶解少量Cu粉：3Cu+8H++ 8NO3-3Cu (NO3 )2+2NO+ 转化关系 4Cu0高温 Cu2O+O2↑ 4H,O 106 第四章 金属及其化合物 (2)CuO是黑色固体，与水反应可生成 Cu(OH)2 题组集训·练透 ◆[题组]铜及其化合物的性质及应用 (3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水 1.氯化亚铜(CuCI)广泛应用于化工、印染、电 (4)CuSO,·5HO失去结晶水属于物理变化 镀等行业。CuCI难溶于水，可溶于氯离子 () 浓度较大的体系，易氧化。以海绵铜（主要 (5)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈( 成分是Cu和少量CuO)为原料，生产CuCl (6)铜与氯气、氧气、硫分别反应，得到的产 的工艺如下： 物中铜的化合价均为十2价 ( 硝酸铵、水、硫酸亚硫酸铵、氯化铵 (7)CuSO,溶液与过量浓氨水反应的离子方程 海绵铜一蹈解一过滤滤液反回一过滤选饼洗涤 式：Cu2++2NH·HO=Cu(OH)2￥ 粗产品←烘干 +2NH ) 下列说法错误的是 ( (8)将CuCL2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制 A.“溶解”过程发生氧化还原反应的离子方 得无水CuCl2固体 程式是3Cu+8H++2NO,—3Cu++ 2.思考回答： 2NO↑+4HO (1)有一种红色粉末状物质，可能是Cu,也 B.“反应”过程发生反应的离子方程式是 可能是Cu,O,请设计实验证明红色粉末是 2Cu2++SO2+2CI +H,O-2CuCl Cu还是Cu,O. +SO+2H C.“溶解”过程中硫酸可用浓盐酸代替 (2)某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了 D.“烘干”需在隔绝空气的环境中进行 如下几个实验方案： 2.(双选)某化学小组为测定一定质量的某铜 浓HSO 加水 ①Cu →CuSO, 铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验 加热 硫酸铜溶液蒸发 稀释 结晶 方案： CuSO4·5H2O 足量溶液A 稀H,SO 方案一：铜铝混合物 测定生成气体的体积 ②Cu格CuO] 硫酸铜溶液蒸发 充分反应 结晶 足量溶液B CuSO4·5H2O 方案二：铜铝混合物 测定剩余固体的质量 充分反应 ③ Cu一稀硫酸 流酸佣溶液警 CuSO4·5H2O 下列有关判断中不正确的是 ( 热空气 A.溶液A和溶液B均可以是NaOH溶液 或稀硝酸 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个 B.若溶液B选用浓硝酸，测得铜的质量分 方案？为什么？ 数偏大 C.方案一可能产生氢气，方案二可能剩 余铜 D.实验室中方案二更便于实施 107 高考总复习化学 考点二 合金与金属矿物的开发利用 必备知识·复盘 2.几种常见的合金 钢：韧性、焊接性好，强度低 一、合金 钢：强度高，韧性及加工性好 1.合金的概念及成分 (1 钢：硬而脆，热处理后弹性好 (1)定义：合金是由两种或两种以上的 (或 合金钢 具有各种不同的优良性能，用 于制不锈钢及各种特种钢 金属与非金属)高温熔合而成的具有 种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝等 特性的物质。 2 特性：密度小、强度高、塑（造）性好、易于加工 「特别提醒]合金是混合物，没有固定的熔、 用途：建筑业、容器包装业、交通运输业等 沸点。 (主要含Cu、Sn、Pb):我国最早使用 铜 3 (2)成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或 黄铜（主要含Cu、Zn等） 非金属。 白铜（主要含Cu、Ni、Zn等） [特别提醒]合金中一定含金属元素，可 三、镁的提取 能含非金属元素（如钢中含碳）。 从海水中提取镁 2.性能：合金具有许多良好的物理、化学和机 (1)工艺流程 械性能。 Mg(OH)2 ]过滤 Mg(OH)2 盐酸MgC1蒸发 溶液结晶品 MgCl2-6H2O (1)熔点：一般比其各成分金属的 水 干燥 (2)硬度和强度：一般比其各成分金属的 石灰乳 名师助学 Ca0授烧贝壳 Mg (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， (2)基本步骤及主要反应 合金中一定含金属元素；合金一定是混 合物。 CacO= 制石灰乳 温Ca0+C02↑， (2)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金 CaO+H2O-Ca(OH)2 呈液态。 (3)合金的性质不是各成分金属的性质之 Mg2+Ca(OH)2=Mg(OH)2 沉淀 和，合金具有许多良好的物理、化学和 +Ca2+ 机械性能，在许多方面不同于各成分金 Mg (OH)2+2HCI =MgCl2 属，不是简单加和；但在化学性质上， 酸化 般认为合金体现的是各成分金属的化 +2H2O 学性质。 蒸发浓缩、 析出MgCl2·6H2O 二、常见的金属材料 冷却结晶 1.金属材料分类 在氯化氢气流中使MgC12· 黑色金属材料 脱水 金 、锰、以及它们的合金 6H2O脱水制得无水氯化镁① 材 电解 电解熔融氯化镁制得镁 料 有色金属材料除黑色金属以外的其他 各种金属及其合金 [特别提醒] ①抑制Mg2+的水解。 ·108 第四章金属及其化合物 四、金属矿物的开发利用 2.(2023·山东卷)下列之物具有典型的齐鲁 1.金属冶炼的一般步骤 文化特色，据其主要化学成分不能与其他三 富集 冶炼 →精炼 种归为一类的是 A.泰山墨玉 B.龙山黑陶 除去杂质，提高矿石 利用氧化还原反应，用 提纯 还原剂把矿石中的金属 C.齐国刀币 D.淄博琉璃 中有用成分的含量 金属 离子还原成单质 2.金属冶炼的方法（写出相应化学方程式） 题组集训·练透 ◆[题组1]金属材料及合金 热 分解HgO 1.线条来去，纹彩风流，文物上的纹样记录了 分Hg、Ag *2HgO=2Hg+O2↑ 解 分解Ag2O 2Ag0△4Ag+0,↑ 五千年的华夏之美。下列纹样载体主要由 法 合金材料制成的是 纹 治炼钠 电 2VaC1(熔融)电解 2Na+Cl2↑ 载 解 冶炼K、Ca 治炼镁 Na,Mg、Al等 体 治炼铝 电解 2A1,03(熔融)冰品石 4A1+3O2↑ A.清夔龙 B西周吴 C.战国燕饕 D.汉卷云 项 纹磁笔洗 虎鼎 餮纹瓦当 纹玉壁 热 高炉炼铁 还 金属活动性 原居于中间位置 2.铝热反应的化学方程式为2A1+Fe,O,商遍 铝热反应 AlO3+2Fe。某同学对“铝热反应”的现象 法 炼铁 有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出 其 耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融 他 湿法炼翎Fe十CuSO,一FeSO,+Gu 物落入沙中”。查阅《化学手册》知，A1、 方 火法炼铜 法 AlO3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下： [微点拨] “铝热法”是热还原法中的一种， 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 以铝为还原剂，来冶炼熔点较高的金属， 熔点/℃ 660 2054 1535 1462 般情况下，该金属的活动性比铝弱。 沸点/℃ 2467 2980 2750 个自主预诊 (1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物 1.易错辨析（正确的打“√”，错误的打“×”） 应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理 由是 (1)合金是混合物，合金中的成分金属保持 各自的化学性质 ( ) (2)设计一个简单的实验方案，证明上述所 (2)合金材料中不可能含有非金属元素 得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所 ( 用试剂是 ,当观察到 的现 (3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是 象时，说明熔融物中含有金属铝。 合金 ( (3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试 (4)工业上电解熔融状态的A12O3制备A1 剂中的 (填字母序号)。 涉及氧化还原反应 ( A.浓硫酸 B.稀硫酸 (5)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点 C.稀硝酸 D.氢氧化钠溶液 ◆[题组2]合金组成与含量的测定 一般低于成分金属 3.为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动 (6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠 小组提出下面两种方案并进行了实验（以下 和氯气 ( ) 数据为多次重复实验测定结果的平均值)： (7)钠、镁、铝等活泼金属的治炼采用电解法 方案一：将ag铁片完全溶解于过量稀硫酸中， 测得生成氢气的体积为580mL(标准状况)： 109 高考总复习化学 方案二：将品g铁片完全溶解于过量稀硫酸 (3)根据方案一和方案二测定的结果计算， 铁片中铁的质量分数依次为 和 中，将反应后得到的溶液用0.02000mol·L1 的KMnO溶液滴定，达到终点时消耗了 25.00 nL KMnO溶液。 (4)若排除实验仪器和操作的影响，试对上 请回答下列问题： 述两种方案测定结果的准确性做出判断和 (1)配平下面的化学方程式： 分析。 KMnO,+☐FeSO,+☐H,SO ①方案 (填“准确”“不准确”或 Fe(SO,)3+☐MnSO,+☐KSO,+ “不一定准确”)，理由是 H,O (2)在滴定实验中不能选择 式滴定 ②方案 (填“准确”“不准确”或 管，理由是 “不一定准确”)，理由是 感悟真题>高考知势 研析真题素养培育 真题细研·探究 续表 通过含铜化合物性质实验，考查考生对沉 [例](2025·江苏卷)探究含铜化合物性质 突破淀生成与溶解、溶液中离子成分判断、金 的实验如下： 方法属腐蚀与防护以及反应现象与本质关系 步骤I取一定量5%CuSO,溶液，加入适 的理解。 量浓氨水，产生蓝色沉淀。 考生需要掌握沉淀生成与溶解的条件，能 步骤Ⅱ将沉淀分成两等份，分别加入相同 够分析溶液中离子成分，理解金属腐蚀与 核心 体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶 防护的原理，并根据实验现象推断反应本 素养 液分别呈现深蓝色、蓝色。 质，考查实验能力、分析能力和综合运用 知识的能力。 步骤Ⅲ向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插 入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加 秦养演练·品悟 入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉 1.(2025·广东卷)按如图组装装置并进行实 表面出现红色物质。 验：将铜丝插入溶液中，当c中红色褪去时， 下列说法正确的是 ( 将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是 A.步骤I产生的蓝色沉淀为[Cu(NH)4]SO B.步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色(Cu2+) <c蓝色(Cu2+) C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝 色溶液迅速钝化 D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反 稀硝酸 含酚酞的 应为[Cu(NH3)4]++Fe—Cu+Fe+ NaHCO3溶液 +4NH3↑ A.a中有化合反应发生，并有颜色变化 思维导引 B.b中气体变红棕色时，所含氮氧化物至少 有两种 以实验探究为载体，考查考生对含铜化合 C.c中溶液红色刚好褪去时，HCO3恰好完 试题物性质的认识，符合《课程标准》学业质量 全反应 立意水平2中“能通过实验探究物质的性质和 D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，则c 变化规律”的要求。 中溶液颜色会褪去 110 第四章金属及其化合物 2.(2024·河北卷)燕赵大地历史悠久，文化灿 间，测得：“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过 烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错 程铜浸出率变化如图；400℃和500℃时， 误的是 固体B中所含铜、铁的主要物质如表。 80 7100 80 战国宫门青铜铺首 西汉透雌白玉璧 五代彩绘石质浮雕 元青花釉里红瓷盖楼 70 A.青铜铺首主要成分是铜锡合金 B.透雕白玉璧主要成分是硅酸盐 30 /60 50 C.石质浮雕主要成分是碳酸钙 250300350400450500550600 D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙 焙烧温度℃ 情境试题·专练 温度/℃ B中所含铜、铁的主要物质 3.(化学与生产工艺)(2024·北京卷)利用黄 400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2 铜矿（主要成分为CuFeS2,含有SiO2等杂 500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO 质)生产纯铜，流程示意图如下。 i.粉碎 黄铜矿 通空气 ①温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸 i.(NH)2SO,焙烧 出率显著增大的原因是 高温混合气 H,SO ②温度高于425℃，根据培烧时可能发生的 (主要含NH,) 溶液A 吸收 反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低 滤液C过量F 滤液E 的原因是 固体B 置换 粗铜电解 (4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe 浸铜滤渣D 的目的 (1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是 (5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解 时用酸化的CuSO,溶液做电解液，并维持 (2)(NH),SO,的作用是利用其分解产生 一定的c(H+)和c(Cu+)。粗铜若未经酸 的SO,使矿石中的铜元素转化为CuSO4。 浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜 (NH),SO4发生热分解的化学方程式是 的量，原因是 C温馨提 (3)矿石和过量(NH)2SO按一定比例混 学习至此，请完成配套训练 课时冲关十二 合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时 归纳提升·巧记 体系构建 核心巧记 〔电解法 1.铜锈碱式碳酸铜（铜绿） 合金 金 黑色金属材料 料 金属的治炼 冶炼方法 热还原法 热分解法 2.铜及其化合物间的相互转化。 海水提镁 有色金属材料 3.氢氧化铜浊液的制备，糖尿病的检验。 Fe 0,+C0,+H,0 浓硫酸，△ 4.金属冶炼的三种方法 CuCL Cu)HNO CuS (I)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金 Cu,(OH)CO, O Cu(NO) HO H/AI eCuS0,·5H0 HNO, 属)； 稀硫酸 CuO (2)热还原法(Zn~Cu之间较活泼金属)； C,0、葡萄糖 稀硫酸 Cu(OH), (3)热分解法(Hg、Ag等不活泼金属)。 111第四节铜金属材料 知识复盘·考点突破 考点一必备知识·复盘 一、1.紫红导电导热2.(1)2Cu+O2十CO2+H2O =Cu,(OH),CO 绿色(2)2Cu+S△C,S(3)Cu +2H,S0,(浓)△CuS0,+S0,4+2H,03Cu+8H +2NO -3Cu2++2NO+4H,O Cu+4H++2NO -Cu++2NO24+2H20(4)2Fe3++Cu—2Fe2 +Cu2+ 二、l.CuO+2HCu2++H0Cu,O+2H-Cu2+ +Cu+H,O Cu,O++H, △2Cu十H,02.蓝3.(1)铜 绿绿(2)胆矾蓝HO 自主预诊 1.(1)×(2)×(3)/(4)×(5)×(6)X(7)× (8)× 2.(1)向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色， 则该红色物质为Cu2O,反应的化学方程式为Cu,O十 H,SO,—CuSO,+Cu+H,O。 (2)方案①：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。 方案②：消耗能量较多，且步骤复杂。 方案③：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。 因此方案③更经济合理。 题组集训·练透 1.C 2.AB[A.如果选用稀硝酸，稀硝酸与铜和铝都能反应，A 错误；B.如果选用浓硝酸，铝在浓硝酸中会钝化，表面生 成氧化铝，使铜的质量分数偏小，B错误；C.溶液A、B可 以是盐酸、氢氧化钠溶液，方案一可能产生氢气，方案二 可能剩余铜，故C正确；D.测固体质量比测气体体积便 于实施且误差更小，D正确。] 考点二必备知识·复盘 一、1.(1)金属金属2.(1)低(2)大 二、1.铁铬2.(1)低碳中碳高碳(3)青铜 四，2.MeCl,(熔融)电解Mg+CL,+Fe,O,+3C0高温2Fe 十3C0,2A1+Fe,O,高温2Pe十AL0,Cu,S+O.高温 2Cu十SO2 自主预诊 1.(1)/(2)×(3)/(4)/(5)/(6)×(7)/ 2.C[墨玉、黑陶、琉璃均为陶瓷制品，均属于硅酸盐制 品，主要成分均为硅酸盐材料，而刀币的主要成分为 青铜。] 题组集训·练透 1.B[A.清夔龙纹磁笔洗属于硅酸盐材料，不属于合金材 料，故A不选；B.西周吴虎鼎属于铜合金，属于合金材 料，故B选；C.战国燕饕餮纹瓦当属于硅酸盐材料，不属 于合金材料，故C不选；D.玉的主要成分有二氧化硅、三 氧化二铝，不是合金材料，故D不选。] 2.解析：(1)铝热反应放出大量的热，使生成的铁熔化，与 未反应完的铝可以形成合金 (2)铝与NaOH溶液反应，产生H2。 (3)浓硫酸使铁、铝钝化，稀硝酸会产生NO,污染环境， NaOH溶液不能溶解铁。 答案：(1)该反应温度下铝己熔化，未反应的铝可与生成 的铁熔合在一起，形成合金 (2)NaOH溶液熔融物部分溶解且有气泡生成(3)B 3.解析：(1)在反应物MnO,中Mn的化合价由十7价降至 十2价，Fe+被氧化为Fe3+,依据化合价升降相等可知 KMnO,与FeSO,的化学计量数之比应为1：5，考虑到 Fe(SO,),的化学计量数为整数，将KMnO,与FeSO, 的化学计量数分别配成2、10，依据原子守恒再配出其他 物质的化学计量数即可。(2)因KMO1是强氧化剂，它 会腐蚀碱式滴定管的乳胶管，因此不能用碱式滴定管盛 装KMnO,溶液。(3)方案一：依据铁与硫酸反应的化学 方程式可知产生580mLH2(标准状况)所需m(Fe)= 2.4L:m0X56g·m0l1=1.45g,故铁的质量分数为 580×103L ·47 参考答案 45:方案二：利用(1)中配平反应的化学方程式可知， 10g铁片中含有mm(Fe)=0.02000mol·L1X0.0250L× 5×56g·mo1=0.140g,故铁的质量分教为0.140g 108 s140 答案：(1)21085218 (2)碱KMnO,是强氧化剂，会腐蚀乳胶管 (3)1.451.40 (4)①不一定准确如果铁片中存在与稀硫酸反应并能 生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果铁片中存 在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物， 会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 ②不一定准确如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解 的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被酸性高 锰酸钾溶液氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与 稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe+在酸性溶 液中不能被酸性高锰酸钾溶液氧化，会导致结果偏低； 如果上述情况均不存在，则结果准确（答案合理即可） 感悟真题·高考知势真题细研·探究 [例]B[A.步骤I中产生的蓝色沉淀是Cu(OH),,而非 [Cu(NH)1]SO,。因为适量浓氨水与CuSO,溶液反应首先 生成Cu(OH),沉淀，过量氨水才会溶解沉淀形成络合物，A 错误；B.步骤Ⅱ中，深蓝色溶液（加入浓氨水）中的Cu+因 形成[Cu(NH),门卫+而浓度降低，而蓝色溶液（加入稀盐 酸)中C+可以自由移动，浓度较高。因此c深色(Cu+)< c色(Cu),B正确；C.步骤Ⅲ中无明显现象并非因铁钉钝 化。铁在碱性溶液中不易纯钝化，且后续加入盐酸后有反应 发生，说明铁未钝化。真正原因是络合物中C+浓度过低， 无法被Fe置换，C错误；D.步骤Ⅲ中加入盐酸后，H与 NH结合生成NH,导致配合物释放Cu+,随后Fe与H 反应生成H2(气泡)，并与Cu+发生置换反应生成Cu, D的反应式未体现H的作用，与实际反应原理不符， D错误。」 素养演练·品悟 1.C「A.铜和稀硝酸反应，会生成一氧化氨，一氧化氨为无 色气体，液面上方有氧气存在，一氧化氨与氧气反应，生成 红棕色的二氧化氨，属于化合反应，生成C(NO)2为蓝 色，有颜色变化，A正确；B.b中气体变红棕色时，说明有 二氧化氯存在，存在2NO2—一N2O,的反应，所以所含 氨氧化物至少有两种，B正确：C.酚酞的变色范围是8.2 一10.0，c中溶液红色刚好褪去时，此时溶液可能呈弱碱 性，所以不能判断HCO是否恰好完全反应，C错误； D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热，会生成二氧化 硫，二氧化硫通入碳酸氢钠溶液中，可生成亚硫酸氢钠， 溶液显酸性，c中溶液颜色会褪去，D正确。 2.D[青铜铺首是青铜器，青铜的主要成分是铜锡合金，A正 确：透雕白玉璧是玉石，玉石的主要成分是硅酸盐，B正确； 石质浮雕是汉白玉，汉白玉的主要成分是碳酸钙，C正确；青 花釉里红瓷盖罐是陶瓷，陶瓷的主要成分是硅酸盐， D错误。 情境试题·专练 3.解析：黄铜矿（主要成分为CuFeS,,含有SiO,等杂质）粉 碎后加入硫酸铵通入空气焙烧，黄铜矿在硫酸铵生成 SO,作用下，转化成CuSO1,得到的混合气体中主要含 NH,用硫酸吸收，得到硫酸铵，是溶液A的主要溶质， 可以循环利用，固体B为SiO,、CuSO,及含铁的化合物， 加水分离，主要形成含硫酸铜的滤液和含SO,的滤渣， 分别为滤液C和滤渣D,向硫酸铜溶液中加入过量的 铁，置换得到粗铜和FSO,,粗铜再精炼可以得到纯铜。 (1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎，是为了增大反应物 的接触面积，加快反应速率，使反应更充分； (2)铵盐不稳定，易分解，(NH1),SO,分解为非氧化还原 反应，产物中有NH,和SO,,故反应的化学方程式为 (NH),SO,-2NH,+sO+HO: 高考总复习化学 (3)①由图，温度低于425℃，随培烧温度升高，铜浸出率 显著增大，是因为温度低于425℃，随焙烧温度升高， (NH,),SO,分解产生的SO3增多，可溶物CuSO1含量 增加，故铜浸出率显著增加； ②温度高于425℃，随焙烧温度升高，CuFeS,和CuSO 转化成难溶于水的CuO,发生反应4 CuFeS,十17O, 2CuS0,△ 6CuO十2Fe,(SO,),十4SO,,铜浸出率降低； (4)加入Fe置换硫酸铜溶液中的铜，反应的离子方程式 为Fe十Cu =Cu十Fef (5)粗铜中含有Fe杂质，加酸可以除Fe,粗铜若未经酸 浸处理，其中杂质F会参与放电，则消耗相同电量时， 会降低得到纯铜的量。 答案：(1)增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 (2)(NH,),S0,三2NH2◆+SO,◆+H0 (3)①温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH1),SO,分解 产生的S),增多，可溶物CSO,含量增加，故铜浸出率显著 增加 ②温度高于425℃，随焙烧温度升高发生反应：4 CuFeS,十 17O.+2CuSO,--6CuO+2Fe(SO,),+4SO,.CuFeS: 和CuSO,转化成难溶于水的CuO,铜浸出率降低 (4)Fe+Cu+-Cu+Fe2+ (5)粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则 消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量 热点强化课6化工工艺微流程 典题应用 例1 A[钢渣通过盐酸酸浸，得到滤液I中含有 Fe+、Fe+、Ca2+等，滤渣I为SiO2,滤渣I加入NaOH 溶液碱浸，得到含有Na,SiO,的浸取液，加入试剂Y盐 酸生成硅酸沉淀，最后得到SO2,滤液I加入试剂X和 HCO,分离，由于Fe(C,O,)3能溶于水，试剂X将 Fe+氧化为Fe+,再加入HC,O,,使CaC,O,先沉淀， 滤渣Ⅱ为CaC,O,滤液Ⅱ中有Fe+,依次解题。 A.根据分析，加入试剂X的目的是将Fe+氧化为Fe+, 试剂X应该是氧化剂，不可选用Fe粉，A错误；B.加入 试剂Y,将Na,SiO,转化为H,SiO,沉淀，最后转化为 SiO,,试剂Y可以是盐酸，B正确；C.根据分析，“分离” 后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中，C正确；D.“酸浸”后滤 液I中H过小，酸性强，造成C,O浓度小，使 Ca+(aq)十C,O(ag)-CaC2O,(s)平衡逆向移动，得 到CC,O,沉淀少，滤渣Ⅱ质量减少，D正确。 [例2]D[酸浸液（主要含Li计、Fe2+,Cu2+、AI+)加入 铁粉“沉铜”，置换出Cu单质，溶液加入NaOH碱浸，过 滤得到Al(OH)3沉淀，滤液加入HO2,把Fe+氧化为 Fe(OH)3沉淀，再经过多步操作，最后加入Na,CO,,得 到LiCO2沉淀」 A.“沉铜”过程中铁置换出铜单质，发生反应的离子方程式： Fe十Cu=Cu十Fe+,A错误；B.A1(OH)3是两性氢氧 化物，NOH过量，则Al(OH),会溶解，B错误：C.“氧 化”过程中将Fe+氧化为Fe+,铁元素化合价升高，C错 误；D.加入Na2CO3得到Li,CO,沉淀，利用了Li,CO 的溶解度比Na2CO小的性质，D正确。 对点集训 1.C[矿石（含MnO2、Co,O1、FeO3)经过硫酸和稻草浸 出过滤得到滤液，滤液含有Fe+、Mn+、Co+,加入 Na,CO,沉铁得到FeOOH,过滤，滤液再加入Na,S沉钴 得到CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液。A.根据分析可 知，加入硫酸和稻草浸出，硫酸作催化剂和浸取剂，A正 确：B.生物质（稻草）是可再生的，且来源广泛，B正确： C.根据图示可知，“浸出”时，Fe的化合价没有变化，Fe 元素没有被还原，C错误；D.“沉钻”后的上层清液存在 CoS的沉淀溶解平衡，满足Q=Kp=c(Co+)·c(S2-) =10-8.1,D正确。] 2.C[主要成分为C(PO,),和KAlSi,O。的高钾磷矿与 焦炭经电炉煅烧生成CaSiO3、KAIO2、P,气体、CO气 体，炉气水洗，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，尾气为 不溶于水的C),燃烧生成CO2,用于中和沉淀；炉渣经 ·47 水浸，浸渣主要成分为不溶于水的CSiO3,浸液中通入 CO,,生成K,CO、A1(OH),过滤AI(OH),经燃烧得 ALO;滤液主要成分为KCO,据此分析；A.“电炉煅 烧”时生成P,,P,可与氧气反应，故必须隔绝空气，A正 确；B.根据分祈可知，浸渣的主要成分是CaSiO3,B正 确；C.“炉气水洗”因P1、CO均不溶于水，磷蒸气通过冷 水冷凝成固态白磷，使P,与CO分离，C错误：D.“中和 沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸，不会溶解生成的 A1(OH),(只溶于强酸强碱中)，但需要控制溶液的DH, 防止生成KHCO3,D正确；故选C。] 大题专攻1无机化工流程综合题 典例剖析 L例]解析：含锶(Sr)废渣主要含有SrSO,、SiO,、CCO3、 SrCO,和MgCO,等，加入稀盐酸酸浸，碳酸盐溶解进入 滤液，浸出渣1中含有SrSO,、SiO,加入BaCl2溶液，发 生沉淀转化，SrSO,(s)十Ba2+(aq)一BaSO,(s)+ Sr2+(aq),得到SrCl2溶液，经过系列操作得到SrCl,· 6H,O晶体； (1)勰位于元素周期表第五周期第ⅡA族，基态原子价 电子排布式为5s; (2)由分析可知，碳酸盐均能溶于盐酸，“浸出液”中主要 的金属离子有Sr+、Ca+、Mg2+； (3)由分析可知，“盐浸”中发生沉淀的转化，反应的离子 方程式：SrSO,(s)十Ba+(aq)-一BaSO,(s)十Sr2+(aq); 该反应的平衡常数K=(S)-c(Sr+)·c(S0) c(Ba+)c(Ba+)·c(SO) Ksp(SrSO)10-5.16 Kp(BaSO,=10T=101,平衡常教很大，近似认为 SrSO,完全转化，溶液中剩余n(Ba+)=1X10-3mol,则 K (BaSO) C(SO)= =1077mol/L,列三段式： c(Ba) SrSO (s)+Ba2 (ag)==BaSO (s)+Sr2+(ag) 初始mol0.01 0.011 0 变化mol0.01 0.01 0.01 平衡mol 0.001 0.01 理论上溶液中c(Sx2+)·c(S0)=101mol/L×10imol/L =1087(mol·L1)2; (4)随温度升高锶浸出率增大，原因是离子半径：B+> Sr2+,晶格能：SrSO,>BaSO1,则SrSO1(s)十Ba2+(aq) 一BaSO,(s)十Sr2+(ag)为吸热反应，升高温度平衡正 向移动，所以锶浸出率增大； (5)“盐浸”时发生沉淀的转化，生成了BaSO,,SiO2不参 与反应，故浸出渣2中主要含有SrSO1、BaSO、SiO2; (6)窝穴体a的空腔与Sr+的粒径相匹配，可通过分子 间相互作用形成超分子识别Sr+,达到提取其中的Sr2+ 的目的； (7)Ca(OH)2为强碱，则Sr(OH)2也是强碱，Sr+不水 解，排除b,由平衡移动原理可知SrCl2·6H2O制备无水 SrCl2的方法加压不利于脱水，排除c、d,故选a。 答案：(1)5s (2)Ca2+、Mg2+ (3)SrSO(s)Ba (ag)BaSO(s)Sr(ag) 10-8.7 (4)SrSO,(s)十Ba2+(aq)-一BaSO,(s)十Sr2+(aq)为吸 热反应，升高温度平衡正向移动，所以锶浸出率增大 (5)BaSO1、SiO, (6)窝穴体a的空腔与Sr+的粒径相匹配，可通过分子 间相互作用形成超分子 (7)a 跟踪训练 1.解析：贵金属合金粉[主要成分为Fe、Rh(铑)、Pt,含有少 量SO,]中尽可能回收铑的工艺流程中，加入浓盐酸溶解 其中Fe,过滤后实现分离，再向滤渣中加入王水（浓盐酸与 浓硝酸混合酸)氧化溶解Rh,Rh转化为HRhCl],Pt转化 为相关可溶物，SO,不溶，过滤后进行分离；煮沸滤液除去 盐酸、硝酸，再加入浓盐酸、DETA将部分铑元素沉淀，过滤 后，滤渣进行灼烧分解为Rh、Rh2O3和RhCL,再用H2进 行高温还原得到铑单质，向滤液中加入NH,CI将铂元素