内容正文:
第四节 铜 金属材料
第四章 金属及其化合物
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第四章 金属及其化合物
高考总复习 化学
知识复盘 考点突破
01
感悟真题 高考知势
02
课时冲关
03
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课后冲关十二
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第四章 金属及其化合物
高考总复习 化学
课程标准
核心素养
1.掌握铜及其化合物的性质与应用
2.能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属冶炼等)对社会发展的价值、对环境的影响
3.了解常见金属的活动性顺序和常见金属的冶炼方法
4.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途
1.宏观辨识与微观探析:认识金属材料的性能和应用,根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理
2.科学态度与社会责任:根据金属的冶炼原理及方法,认识开发利用金属矿物应具有可持续性,培养绿色环保意识
3.科学探究与创新意识:科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究,得出其主要性质
考点一 铜及其重要化合物
一、铜的性质
1.物理性质:铜是 紫红 色金属,具有良好的 导电 性、 导热 性和延展性。
2.化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式
(1)化学方程式: 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 ( 绿色 固体)。
(2)化学方程式: 2Cu+Seq \o(=====,\s\up18(△))Cu2S 。
(3)与氧化性酸
a.与浓硫酸共热: Cu+2H2SO4(浓)eq \o(=====,\s\up18(△))CuSO4+SO2↑+2H2O ,
b.与稀硝酸反应的离子方程式: 3Cu+8H++2NOeq \o\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O ,
c.与浓硝酸反应的离子方程式: Cu+4H++2NOeq \o\al(-,3)===Cu2++2NO2↑+2H2O 。
(4)与FeCl3溶液反应的离子方程式: 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 。
二、铜的重要化合物的性质及应用
1.氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
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+H2eq \o(=====,\s\up18(△))Cu+H2O
Cu2O+H2eq \o(=====,\s\up18(△))2Cu+H2O
转化关系
4CuOeq \o(=====,\s\up18(高温))2Cu2O+O2↑
2.氢氧化铜—— 蓝 色难溶物,是一种弱碱
3.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3的俗名为 铜绿 ,呈 绿 色,是铜锈的主要成分,受热易分解,反应的化学方程式为
Cu2(OH)2CO3eq \o(=====,\s\up18(△))2CuO+H2O+CO2↑。
(2)CuSO4
①CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 胆矾 。受热或遇浓硫酸,蓝色晶体变为白色粉末。
②无水CuSO4遇水变 蓝 色(生成CuSO4·5H2O),可作为 H2O 的检验试剂。
(3)铜盐的毒性
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。
(1)Cu与稀H2SO4不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O。
(2)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而用于除杂。
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)用稀硝酸溶解少量Cu粉:3Cu+8H++8NOeq \o\al(-,3)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O( × )
(2)CuO是黑色固体,与水反应可生成Cu(OH)2( × )
(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( √ )
(4)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化( × )
(5)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈( × )
(6)铜与氯气、氧气、硫分别反应,得到的产物中铜的化合价均为+2价( × )
(7)CuSO4溶液与过量浓氨水反应的离子方程式:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NHeq \o\al(+,4)( × )
(8)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,制得无水CuCl2固体( × )
2.思考回答:
(1)有一种红色粉末状物质,可能是Cu,也可能是Cu2O,请设计实验证明红色粉末是Cu还是Cu2O。
答案: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Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。
(2)某研究小组用废铜粉制取胆矾,设计了如下几个实验方案:
①Cueq \o(——→,\s\up18(浓H2SO4),\s\do17(加热))CuSO4eq \o(——→,\s\up18(加水),\s\do17(稀释))硫酸铜溶液eq \o(——→,\s\up18(蒸发),\s\do17(结晶))CuSO4·5H2O
②Cueq \o(——→,\s\up18(O2),\s\do17(灼烧))CuO eq \o(——→,\s\up18(稀H2SO4),\s\do17( ))硫酸铜溶液eq \o(——→,\s\up18(蒸发),\s\do17(结晶))CuSO4·5H2O
对三个方案进行评价,你认为最好的是哪个方案?为什么?
答案: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] 铜及其化合物的性质及应用
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++2NOeq \o\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O
B.“反应”过程发生反应的离子方程式是2Cu2++SOeq \o\al(2-,3)+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SOeq \o\al(2-,4)+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
解析:C [“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++2NOeq \o\al(-,3)===3Cu2++2NO↑+4H2O,A正确;从后续操作看,“反应”过程生成CuCl,则溶液中的Cu2+被SOeq \o\al(2-,3)还原,发生反应的离子方程式是2Cu2++SOeq \o\al(2-,3)+2Cl-+H2O===2CuCl↓+SOeq \o\al(2-,4)+2H+,B正确;“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;“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。]
2.(双选)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数,设计了如下实验方案:
方案一:铜铝混合物eq \o(————→,\s\up18(足量溶液A),\s\do17(充分反应))测定生成气体的体积
方案二:铜铝混合物eq \o(————→,\s\up18(足量溶液B),\s\do17(充分反应))测定剩余固体的质量
下列有关判断中不正确的是( )
A.溶液A和溶液B均可以是NaOH溶液或稀硝酸
B.若溶液B选用浓硝酸,测得铜的质量分数偏大
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
解析: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 合金与金属矿物的开发利用
一、合金
1.合金的概念及成分
(1)定义:合金是由两种或两种以上的 金属 (或金属与非金属)高温熔合而成的具有 金属 特性的物质。
[特别提醒] 合金是混合物,没有固定的熔、沸点。
(2)成分:一种金属为主,另一种或几种是金属或非金属。
[特别提醒] 合金中一定含金属元素,可能含非金属元素(如钢中含碳)。
2.性能:合金具有许多良好的物理、化学和机械性能。
(1)熔点:一般比其各成分金属的 低 ;
(2)硬度和强度:一般比其各成分金属的 大 。
(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。
(2)常温下,多数合金是固态,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。
二、常见的金属材料
1.金属材料分类
2.几种常见的合金
三、镁的提取
从海水中提取镁
(1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制石灰乳
CaCO3eq \o(=====,\s\up18(高温))CaO+CO2↑,CaO+H2O===Ca(OH)2
沉淀
Mg2++Ca(OH)2===Mg(OH)2↓+Ca2+
酸化
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
蒸发浓缩、冷却结晶
析出MgCl2·6H2O
脱水
在氯化氢气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁①
电解
电解熔融氯化镁制得镁
[特别提醒] ①抑制Mg2+的水解。
四、金属矿物的开发利用
1.金属冶炼的一般步骤
2.金属冶炼的方法(写出相应化学方程式)
[微点拨] “铝热法”是热还原法中的一种,以铝为还原剂,来冶炼熔点较高的金属,一般情况下,该金属的活动性比铝弱。
1.易错辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(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)合金材料中不可能含有非金属元素( × )
(3)地震灾区重建要使用大量钢材,钢材是合金( √ )
(4)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( √ )
(5)合金的硬度一般大于成分金属,而熔点一般低于成分金属( √ )
(6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气( × )
(7)钠、镁、铝等活泼金属的冶炼采用电解法( √ )
2.(2023·山东卷)下列之物具有典型的齐鲁文化特色,据其主要化学成分不能与其他三种归为一类的是( )
A.泰山墨玉
B.龙山黑陶
C.齐国刀币
D.淄博琉璃
解析: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1] 金属材料及合金
1.线条来去,纹彩风流,文物上的纹样记录了五千年的华夏之美。下列纹样载体主要由合金材料制成的是( )
纹样载体
选
项
A.清夔龙纹磁笔洗
B.西周吴虎鼎
C.战国燕饕餮纹瓦当
D.汉卷云纹玉壁
解析: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.铝热反应的化学方程式为2Al+Fe2O3eq \o(=====,\s\up18(高温))Al2O3+2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知,Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下:
物质
Al
Al2O3
Fe
Fe2O3
熔点/℃
660
2 054
1 535
1 462
沸点/℃
2 467
2 980
2 750
(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理,理由是_____________________________________________。
(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所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________的现象时,说明熔融物中含有金属铝。
(3)实验室溶解该熔融物,最好选用下列试剂中的______(填字母序号)。
A.浓硫酸
B.稀硫酸
C.稀硝酸
D.氢氧化钠溶液
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)该反应温度下铝已熔化,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
◆[题组2] 合金组成与含量的测定
3.为测试一铁片中铁元素的含量,某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次重复实验测定结果的平均值):
方案一:将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况);
方案二:将eq \f(a,10) g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,将反应后得到的溶液用0.020 00 mol·L-1的KMnO4溶液滴定,达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。
请回答下列问题:
(1)配平下面的化学方程式:
eq \x( )KMnO4+eq \x( )FeSO4+eq \x( )H2SO4===
eq \x( )Fe2(SO4)3+eq \x( )MnSO4+eq \x( )K2SO4+eq \x( )H2O
(2)在滴定实验中不能选择________式滴定管,理由是_______________
___________________________________________________________。
(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________。
(4)若排除实验仪器和操作的影响,试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。
①方案一________(填“准确”“不准确”或“不一定准确”),理由是
___________________________________________________________。
②方案二________(填“准确”“不准确”或“不一定准确”),理由是
___________________________________________________________。
解析:(1)在反应物MnOeq \o\al(-,4)中Mn的化合价由+7价降至+2价,Fe2+被氧化为Fe3+,依据化合价升降相等可知KMnO4与FeSO4的化学计量数之比应为1∶5,考虑到Fe2(SO4)3的化学计量数为整数,将KMnO4与FeSO4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KMnO4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KMnO4溶液。
(3)方案一:依据铁与硫酸反应的化学方程式可知产生580 mL H2(标准状况)所需m(Fe)=eq \f(580×10-3L,22.4 L·mol-1)×56 g·mol-1=1.45 g,故铁的质量分数为eq \f(1.45,a);方案二:利用(1)中配平反应的化学方程式可知,eq \f(a,10) g铁片中含有m(Fe)=0.020 00 mol·L-1×0.025 0 L×5×56 g·mol-1=0.140 g,故铁的质量分数为eq \f(0.140 g,\f(a,10) g)=eq \f(1.40,a)。
答案:(1)2 10 8 5 2 1 8
(2)碱 KMnO4是强氧化剂,会腐蚀乳胶管
(3)eq \f(1.45,a) eq \f(1.40,a)
(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Fe3+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)
[例] (2025·江苏卷)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ 取一定量5% CuSO4溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
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;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4
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、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe===Cu+Fe2++4NH3↑
试题
立意
以实验探究为载体,考查考生对含铜化合物性质的认识,符合《课程标准》学业质量水平2中“能通过实验探究物质的性质和变化规律”的要求。
突破
方法
通过含铜化合物性质实验,考查考生对沉淀生成与溶解、溶液中离子成分判断、金属腐蚀与防护以及反应现象与本质关系的理解。
核心
素养
考生需要掌握沉淀生成与溶解的条件,能够分析溶液中离子成分,理解金属腐蚀与防护的原理,并根据实验现象推断反应本质,考查实验能力、分析能力和综合运用知识的能力。
解析:B [A.步骤Ⅰ中产生的蓝色沉淀是Cu(OH)2,而非[Cu(NH3)4]SO4。因为适量浓氨水与CuSO4溶液反应首先生成Cu(OH)2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Cu2+因形成[Cu(NH3)4]2+而浓度降低,而蓝色溶液(加入稀盐酸)中Cu2+可以自由移动,浓度较高。因此c深蓝色(Cu2+) <c蓝色(Cu2+),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Cu2+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NH3结合生成NHeq \o\al(+,4),导致配合物释放Cu2+,随后Fe与H+反应生成H2(气泡),并与Cu2+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。]
1.(2025·广东卷)按如图组装装置并进行实验:将铜丝插入溶液中,当c中红色褪去时,将铜丝拔离液面。下列叙述错误的是( )
A.a中有化合反应发生,并有颜色变化
B.b中气体变红棕色时,所含氮氧化物至少有两种
C.c中溶液红色刚好褪去时,HCOeq \o\al(-,3)恰好完全反应
D.若将a中稀硝酸换为浓硫酸并加热,则c中溶液颜色会褪去
解析:C [A.铜和稀硝酸反应,会生成一氧化氮,一氧化氮为无色气体,液面上方有氧气存在,一氧化氮与氧气反应,生成红棕色的二氧化氮,属于化合反应,生成Cu(NO3)2为蓝色,有颜色变化,A正确;B.b中气体变红棕色时,说明有二氧化氮存在,存在2NO2N2O4的反应,所以所含氮氧化物至少有两种,B正确;C.酚酞的变色范围是8.2~10.0,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HCOeq \o\al(-,3)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.(2024·河北卷)燕赵大地历史悠久,文化灿烂。对下列河北博物院馆藏文物的说法错误的是( )
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
C.石质浮雕主要成分是碳酸钙
D.青花釉里红瓷盖罐主要成分是硫酸钙
解析: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。]
3.(化学与生产工艺)(2024·北京卷)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有SiO2等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是_____________________________。
(2)(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是_____________________。
(3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;400 ℃和500 ℃时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/℃
B中所含铜、铁的主要物质
400
Fe2O3、CuSO4、CuFeS2
500
Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO
①温度低于425 ℃,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是
___________________________________________________________。
②温度高于425 ℃,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 ____________________________。
(4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe的目的_________________。
(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液,并维持一定的c(H+)和c(Cu2+)。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是 ____________________________。
解析:黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有SiO2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SO3作用下,转化成CuSO4,得到的混合气体中主要含NH3,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SiO2、CuSO4及含铁的化合物,加水分离,主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2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FeSO4,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,(NH4)2SO4分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和SO3,故反应的化学方程式为(NH4)2SO4eq \o(=====,\s\up18(△),\s\do17( ))2NH3↑+SO3↑+H2O;
(3)①由图,温度低于425 ℃,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大,是因为温度低于425 ℃,随焙烧温度升高,(NH4)2SO4分解产生的SO3增多,可溶物CuSO4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,CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO,发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO4eq \o(=====,\s\up18(△),\s\do17( ))6CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,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+Cu2+===Cu+Fe2+;
(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Fe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)(NH4)2SO4eq \o(=====,\s\up18(△),\s\do17( ))2NH3↑+SO3↑+H2O
(3)①温度低于425 ℃,随焙烧温度升高,(NH4)2SO4分解产生的SO3增多,可溶物CuSO4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:4CuFeS2+17O2+2CuSO4eq \o(=====,\s\up18(△),\s\do17( ))6CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO,铜浸出率降低
(4)Fe+Cu2+===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
体系构建
核心巧记
1.铜锈碱式碳酸铜(铜绿)
2.铜及其化合物间的相互转化。
3.氢氧化铜浊液的制备,糖尿病的检验。
4.金属冶炼的三种方法
(1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属);
(2)热还原法(Zn~Cu之间较活泼金属);
(3)热分解法(Hg、Ag等不活泼金属)。
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