2019高考化学一轮复习 元素化合物 专题4 铜及其化合物.doc

铜及其化合物【考向分析】高考对本讲内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主，尤其是以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的趋势较大。【要点讲解】要点1. 铜及其化合物铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一。铜元素在元素周期表中位于第四周期第B族，原子结构示意图为：。 铜是硬度较小的紫红色金属，具有良好的延展性、导电性和导热性。铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方面应用占铜的工业总用量的一半左右，半导体器件中的硅芯片上用铜代替铝线；建筑业上用铜制造水管及其它排水设施，具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。1铜及其化合物的颜色2铜的化学性质(1) 与非金属单质反应2CuO2 2CuO 2 CuS Cu2S CuCl2 CuCl2(2) 与酸反应与非氧化性酸（稀盐酸、稀硫酸）不反应。与氧化性酸反应Cu 2H2SO4(浓) CuSO4 SO2 2H2OCu 4HNO3 (浓) Cu(NO3)2 2NO2 2H2O3Cu 8HNO3 (稀) 3Cu(NO3)2 2 NO 4H2O(3) 与盐溶液反应Cu2FeCl3 CuCl2 2FeCl2(4) 铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。2Cu O2 H2O CO2 Cu2(OH)2CO33铜的化合物的化学性质 (1) 氧化铜：CuO为黑色不溶于水的固体。氧化铜有金属氧化物的性质。CuO2HCl CuCl2 H2O氧化铜具有氧化性，可与某些还原剂反应。H2 CuO Cu H2OC 2CuO 2Cu CO2 氧化铜在高温下可发生分解反应： 4CuO 2Cu2O O2 （2）氢氧化铜：Cu(OH)2为蓝色不溶于水的絮状沉淀。与酸反应：Cu(OH)22H= Cu22H2O受热分解：Cu(OH)2CuOH2O检验醛基：CH3CHO+2Cu(OH)2NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O(3) 硫酸铜：CuSO4 晶体与无水CuSO4 之间可以相互转化。CuSO45H2OCuSO4 5H2O CuSO4 5H2O CuSO45H2O实验内容实验现象结论CuSO45H2O CuSO4向饱和的CuSO4 溶液中慢慢滴入浓硫酸，静置液体分为两层，上层蓝色，下层无色，有白色固体析出浓硫酸具有吸水性，可使饱和的CuSO4 溶液析出白色CuSO4 固体CuSO4 CuSO45H2O向无水CuSO4 中通入水蒸气白色粉末变为蓝色晶体CuSO45H2OCuSO45H2O要点2. 合金与金属冶炼1合金及新材料（1）合金概念：两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔化而成的具有金属特性的物质叫合金(合金为混合物)。如：钢铁为铁碳合金。（2）合金特性：合金比它的成分金属具有良好的物理和化学等多方面性能。如合金的熔点一般比它的成分金属熔点低，合金适宜铸造；又如硬铝合金的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当钢材，且密度小。（3）钛合金：金属钛是一种新型的结构材料。钛的密度为4.54gcm-3，比钢轻，可是，钛的机械性能与钢相似。钛恰好兼有钢和铝的优点。液体钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。将钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛的表面容易形成致密的、钝性的氧化物保护膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀性很强。由于金属钛具有优良的性能，在国防和高能技术中，钛占有重点地位，在航海和航空制造业中得到广泛的应用。 2金属的冶炼(1)从矿石中提取金属的一般步骤有三步：矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量；冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂将金属矿石中的金属离子还原成金属单质；精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。(2)冶炼金属的实质：用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子.(3)金属冶炼的一般方法：加热法:适用于冶炼在金属活动顺序表中，位于氢之后的金属(如Hg、Ag等)。2HgO2Hg + O2 HgS + O2Hg + SO22Ag2O4Ag + O2 热还原法：适用于冶炼金属活动顺序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活泼的金属常用的还原剂有C、CO、H2、Al等。Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2(炼铁) ZnO + CZn + CO(伴生CO2)WO3 + 3H2W + 3H2O Cr2O3 + 2Al2Cr + A12O3(制高熔点的金属)熔融电解法：适用于冶炼活动性强的金属如K、Ca、Na、Mg、A1等活泼的金属，通过电解其熔融盐或氧化物的方法来制得。2A12O3 4Al + 3O2 2NaCl 2Na + C12湿法冶金(又叫水法冶金)：利用在溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等)，对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程湿法冶金可用于提取Zn、U(铀)及稀土金属等。3金属的回收：地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能再生的。随着人们的不断开发利用，矿产资源将会日渐减少。金属制品在使用过程中会被腐蚀或损坏，同时由于生产的发展，新的产品要不断替代旧的产品，因而每年就有大量废旧金属产生。废旧金属是一种固体废弃物，会污染环境。要解决以上两个问题，最好的方法是把废旧金属作为一种资源，加以回收利用。这样做，既减少了垃圾量，防止污染环境，又缓解了资源短缺的矛盾。回收的废旧金属，大部分可以重新制成金属或它们的化合物再用。考点三 金属的活动性1金属的物理通性周期表中的分布位于从硼到砹的左下方，在已知的109种元素中有87种是金属元素原子结构的特征(最外层电子)最外层电子数一般少于4个(AA族的某些金属元素有45个，但核外电子层数较多，原子半径较大)组成粒子及通常状态金属离子和自由电子。通常情况下都是金属晶体，只有汞在常温下呈液态物理性质(通性)有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性2.金属活动性顺序的应用(1)判断金属与酸反应：氢以前的金属能置换非氧化性酸中的氢；氢以后的金属不能跟非氧化性酸反应，只能与强氧化性酸反应；氢以前金属与氧化性酸反应的产物与金属活泼性、酸的浓度、温度等多种因素有关。(2)判断金属与盐溶液反应的产物：除活泼金属(K、Ca、Na、Ba等)，前面金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来；后面的金属也可以和前面金属元素的高价阳离子发生非置换反应。如2Fe3+Cu=2Fe2+ Cu2+(3)判断金属与H20反应的产物：K、Ca、Na遇冷水迅速反应生成碱和H2；Mg在冷水中缓慢反应，在沸水中能较快反应生成碱和H2；Al在冷水中不反应，在沸水中微弱反应生成碱和H2；Zn、Fe、Sn、Pb能在红热条件下与水蒸气反应生成氧化物和H2；氢以后金属不与H20反应。（4）判断原电池的电极和电极反应：相对活泼的金属作负极，发生氧化反应。（5）判断电解时阳离子放电顺序：与金属活动顺序相反（Ag+Fe3+Hg2+ Cu2+ Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ (H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+）。（6）判断金属冶炼方法：KAl（电解法）；ZnCu（还原法）；HgAg（加热法）；Pt、Au：物理方法。（7）判断不溶性碱热稳定性大小：金属越活泼，其氢氧化物越不易分解，KOH、NaOH、Ca(OH)2：1000以上分解；Mg(OH)2Cu(OH)2：酒精灯加热分解；Hg(OH)2、AgOH：常温不稳定；Pt、Au无氢氧化物。3.金属与酸反应的规律（1）定性规律：按金属活动性顺序表可分为下列几种情况：KPb和弱氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）发生置换反应；KPb和强氧化性酸（如硝酸、浓硫酸等）发生氧化还原反应，不能生成H2；Al、Fe遇浓硝酸、浓硫酸，在常温下发生钝化；CuAg和强氧化性酸发生氧化还原反应；PtAu和强氧化性混酸（王水）发生氧化还原反应。（2）定量规律：金属与酸反应失去电子的物质的量=产生氢原子的物质的量；当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，反应后的溶液质量增加相等；相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比；相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去1mol电子时质量的倒数比；若产生相同量的氢气，所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比；若产生相同量的氢气，所需金属的质量比等于失去1mol电子时金属的质量比。（3）快慢规律：金属的活泼性越强，越容易与酸发生置换反应，生成氢气的速率越大。【考点过关】判断正误，正确的画“”，错误的画“”。（1）将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色()如果把水加入反应器中，会造成酸液飞溅，应把反应器中的溶液缓慢倒入盛有适量水的烧杯中，并不断搅拌。（2）常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成()Cu与氯气反应应点燃。（3）将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体()CuCl2水解，加热蒸干得到Cu(OH)2，灼烧后得到CuO。（4）将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺激性气味()铜丝在空气中加热生成CuO，CuO与乙醇反应生成有刺激性气味的乙醛。（5）合金材料中不可能含有非金属元素()合金中也可能含有非金属。（6）镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料()镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。（7）大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低()大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低，这是大多数合金的特点。（8）高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强()常常利用铝合金的特性来制飞机、车厢等的外壳。（9）钢铁厂用热还原法冶炼铁()铁为较活泼金属，工业上用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁。（10）铝合金的熔点比纯铝高()合金的熔点比各成分金属的熔点低。（11）Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物()铜在空气中生锈，生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。（12）电解熔融氯化镁制取金属镁()Mg为活泼金属，用电解的方法冶炼。【高考回顾】(1)(2017全国卷)除去溶液中的Cl，可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl。除Cl的反应为CuCu22Cl=2CuCl()(2)(2016全国卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥()(3)(2015全国卷)将铜粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现()(4)(2015广东)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子()(5)(2015四川)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()(6)(2015四川)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气()(7)(2014全国卷)H2通过灼热的CuO粉末，反应后固体物质增重()【基础过关】1(2018济宁联考)明代天工开物记载“火法”冶炼锌：“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，冷淀，毁罐取出，即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是()A倭铅是指金属锌和铅的混合物B煤炭中起作用的主要成分是CC冶炼Zn的化学方程式：ZnCO32CZn3COD该冶炼锌的方法属于热还原法解析：由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，故A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，故B、C、D均正确。答案：A2(2018豫北豫南联考)天工开物中记载：凡铜供世用，出山与出炉只有赤铜。以炉甘石或倭铅参合，转色为黄铜，以砒霜等药制炼为白铜，矾、硝等药制炼为青铜。其中涉及的物质中熔点最高的是()A青铜 B黄铜 C赤铜 D白铜解析：合金的熔点低于其组成成分金属的熔点。青铜是铜锡合金，熔点比铜低，故A项错误；黄铜是铜锌合金，熔点比铜低，故B项错误；赤铜是纯度较高的铜，熔点比合金高，故C项正确；白铜是铜镍合金，熔点比铜低，故D项错误。答案：C3(2018赣州模拟)下列是部分矿物资源的利用及产品流程，有关说法不正确的是()A粗铜电解精炼时，粗铜作阳极B生产铝、铜、高纯硅及玻璃过程中都涉及氧化还原反应C黄铜矿冶炼铜时，副产物SO2可用于生产硫酸，FeO可用作冶炼铁的原料D粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法解析：电解精炼铜时，粗铜作阳极，故A正确；制备单质时涉及化合价变化，是氧化还原反应，制玻璃的反应是SiO2Na2CO3Na2SiO3CO2和SiO2CaCO3CaSiO3CO2，元素化合价未发生变化，均不属于氧化还原反应，故B错误；SO2可以转化成SO3，进而生成H2SO4，FeO与CO在高温下可生成Fe，故C正确；制备硅的过程中，利用沸点不同进行分馏，将SiCl4从杂质中提取出来，再与H2发生置换反应得到高纯硅，故D正确。答案：B4(2018南阳一中月考)铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。则下列分析正确的是()A图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuOB图甲整个过程中共生成0.26 g水C图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是AD图甲中，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移解析：0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol，若全部生成CuO，则质量为0.01 mol80 gmol10.80 g，所以a点对应的物质是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005 mol144 gmol10.72 g，所以b点对应的物质是Cu2O，A项错误；根据化学方程式Cu(OH)2CuOH2O、4CuO2Cu2OO2可知，生成水的物质的量为0.01 mol，质量为0.01 mol18 gmol10.18 g，B项错误；CuO和其中所含Cu元素的质量关系(以CuO的质量为10 g计算)为：CuOCu80 6410 g 8 g观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，表示的是CuO，C项错误；根据反应方程式4CuO2Cu2OO2可知，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移，D项正确。答案：D5(2018荆州检测)粗制的CuSO45H2O晶体中含有Fe2。提纯时，为了除去Fe2，常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH4，即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()A溶解CuSO45H2O晶体时要加入少量稀H2SO4B加入H2O2除去Fe2的离子方程式为2Fe2H2O24OH=2Fe(OH)3C由于CuSO4的催化作用，会使部分H2O2分解而损失D调溶液pH4的依据是当pH4时Fe3沉淀完全，而Cu2还未开始沉淀解析： CuSO45H2O晶体溶解后Cu2会发生水解生成Cu(OH)2和H2SO4，所以溶解时加入少量的稀硫酸可抑制Cu2的水解，A正确；因为氧化Fe2时，溶液为强酸性，在强酸性条件下，不可能大量存在OH，B错误；Cu2对过氧化氢的分解具有催化作用，所以使部分过氧化氢损失，C正确；因为该操作的目的是除去Fe3且硫酸铜不损失，所以调节溶液的pH4，应是Fe3完全沉淀而Cu2还未开始沉淀，D正确。答案：B6(2018佛山质检)2017年国产大飞机C919试飞成功，化学工作者研发的新材料发挥了重要作用。下列关于C919说法错误的是()A机身涂料中的氢氧化铝有阻燃作用B发动机使用的高温陶瓷材料氮化硅属于硅酸盐产品C使用的碳纤维复合材料能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验D使用的第三代铝锂合金具有低密度、高强度、优良的耐低温等性能解析：氢氧化铝受热分解吸热，分解得到的氧化铝的熔点很高，所以氢氧化铝有阻燃作用，A项正确；氮化硅不属于硅酸盐，所以B项错误；碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，具有出色的耐热性和低膨胀系数，所以能经受许多由温差带来的“冷冻热蒸”的考验，C项正确；锂是世界上最轻的金属。把锂作为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。加入锂之后，可以降低合金的密度，增加刚度，同时仍然保持较高的强度、较好的抗腐蚀性和耐低温性以及适宜的延展性，D项正确。答案：B7(2018河北三市联考)化学美无处不在，下图是物质间发生化学反应的颜色变化，其中物质a、b、c、d对应的物质正确的是()选项物质a物质b物质c物质dACu2(OH)2CO3Ba(OH)2Fe(OH)3酚酞试液BCuONaAlO2Fe2O3紫色石蕊试液CCu2OBaCl2Fe2O3和Cu酚酞试液DCu(OH)2Ba(NO3)2Fe(OH)2紫色石蕊试液解析：稀硫酸与Fe(OH)3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，稀硫酸遇酚酞试液显无色，A项错误，C项错误；稀硫酸与Fe2O3反应得到的Fe2(SO4)3溶液呈黄色，B项错误；稀硫酸与Cu(OH)2反应得到的CuSO4溶液呈蓝色，稀硫酸与Ba(NO3)2反应得到的BaSO4是白色沉淀，稀硫酸与Fe(OH)2反应得到的FeSO4溶液呈浅绿色，稀硫酸遇紫色石蕊试液变红，D项正确。答案：D答案：C8(2017邯郸调研)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()A焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2B焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C滤渣中主要含铁的氧化物D将获得的CuCl22H2O晶体加热可制得CuCl2固体解析：A项，2CuS3O22CuO2SO2，由方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，错误；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，调节pH时，Fe3水解转化为Fe(OH)3而除去，错误；D项，将CuCl22H2O直接加热脱水，Cu2水解，HCl挥发会产生Cu(OH)2，无法得到CuCl2，错误。答案：B9下图是以橄榄岩(主要成分为硅酸镁，还有少量的Fe3、Fe2、Al3及少量不溶于酸的杂质)为原料，制备硫酸镁晶体的流程图：下列说法正确的是()A过滤1操作的主要目的是以硅酸盐的形式除去SiB加氨水调节pH78，目的是使Fe3、Al3转化为氢氧化物沉淀而除去C加H2O2溶液时发生的主要反应为H2O2Fe22H=Fe32H2OD粗硫酸镁晶体通过一系列操作后得到硫酸镁晶体，目的是使硫酸镁晶体结晶得更漂亮解析：硅酸不溶于水，过滤1所得固体是硅酸，A项错误；C项电荷不守恒，故错误；从粗硫酸镁晶体到硫酸镁晶体的一系列操作是为了提纯，D项错误。答案：B10(2018濮阳检测) 被称为“国防金属”的镁，60%来自于海洋，从海水中提取镁的正确方法是()物质氧化镁氯化镁熔点/2 852714A.海水Mg(OH)2MgB.海水MgCl2溶液MgCl2(熔融)MgC.海水Mg(OH)2MgOMgD.海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg解析：因为海水中镁的含量很少，所以第一步需要富集，B错误；由信息可知MgO的熔点比MgCl2的熔点高，所以应电解熔融的MgCl2制取Mg，D正确。答案：D 11(2018济南测试) 下列说法中正确的是()A.CuCuOCu(OH)2每步转化均能通过一步反应实现B.铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点高C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀，生成绿色的铜锈碱式碳酸铜D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能，其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物薄膜，阻止反应的进一步进行解析：A选项，CuOCu(OH)2不能通过一步反应实现，错误；B选项，铝合金比纯铝的熔点低，错误；D选项，铁、铜表面不能形成致密的氧化膜，错误。答案：C12(2018包头高三检测) 不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是()A.钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制B.炼钢和炼铁都是采用还原剂将铁从其化合物中还原出来，区别在于炼钢时选用的还原剂的还原性更强C.由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D.炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳解析：A项，铁用CO还原法炼制，用铝热反应成本太高，故A错误；B项，不同点是前者使用氧化剂，后者使用还原剂，故B错误；C项，氯化铝是共价化合物，所以熔融时，它是不导电的，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，故C错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用是与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，故D正确。答案：D13(2016四川)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。资料查阅实验探究该小组用如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的字母)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥HCld点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。(4)装置D中发生氧化还原反应的离子方程式是_。(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质，根据资料信息分析：若杂质是CuCl2，则产生的原因是_。若杂质是CuO，则产生的原因是_。解析：(1)仪器X的名称为干燥管。(2)实验操作中应先通氯化氢气体，再点燃酒精灯，反应结束后，先熄灭酒精灯，再停止通入氯化氢气体，故实验操作的先后顺序为acdbe。(3)实验过程中，由于通入氯化氢气体，多余的氯化氢气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红；又由于反应过程中产生氯气，氯气与水反应生成的HClO能漂白试纸而使试纸褪色。(4)装置D中发生的氧化还原反应为氯气与氢氧化钠溶液的反应，离子方程式为Cl22OH=ClClOH2O。(5)由于加热时间不足或温度偏低，CuCl22H2O失去结晶水后生成CuCl2，CuCl2没有完全分解；通入的氯化氢气体不足，反应过程中CuCl2水解生成Cu2(OH)2Cl2，Cu2(OH)2Cl2分解而生成CuO。答案：(1)干燥管(2)cdb(3)先变红，后褪色(4)Cl22OH=ClOClH2O(5)加热时间不足或温度偏低通入HCl的量不足14(2018河北正定中学第五次月考)某红色固体粉末样品可能含有Fe2O3和Cu2O中的一种或两种，某校化学自主探究实验小组拟对其组成进行探究。查阅资料：Cu2O在酸性溶液中会发生反应：Cu2O2H=CuCu2H2O实验探究一学生甲利用如图所示装置进行实验，称量反应前后装置C中样品的质量，以确定样品的组成。回答下列问题：(1)仪器组装完成后，夹好止水夹，_，则说明装置A的气密性良好。(2)从下列实验步骤中，选择正确的操作顺序：_(填序号)。打开止水夹熄灭C处的酒精喷灯C处冷却至室温后，关闭止水夹点燃C处的酒精喷灯收集氢气并验纯实验探究二(3)学生乙取少量样品于烧杯中，加入过量稀硫酸，并作出如下假设和判断，结论正确的是_ (填选项字母)。A若固体全部溶解，说明样品中一定含有Fe2O3，一定不含有Cu2OB若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，一定不含有Fe2O3C若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色气体证明样品中一定含有_，写出产生上述气体的化学方程式：_。实验探究三(4)学生丙取一定量样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸，反应后经过滤得到固体3.2 g，测得滤液中Fe2有1.0 mol，则样品中n(Cu2O)_ mol。解析：(2)氢气中混有空气加热易发生爆炸，所以开始先通氢气，打开止水夹，使生成的氢气通过后续装置，目的是排出装置中的空气，检验玻璃管出来的氢气纯度，气体纯净后再点燃C处的酒精喷灯，反应完成后熄灭C处的酒精喷灯，待C处冷却至室温后，关闭止水夹，防止生成的金属被空气中的氧气氧化，正确的操作顺序为。(3)若固体全部溶解，说明样品中一定含有Fe2O3，由于Fe3能氧化金属铜，所以可能含有Cu2O，A项错误；若固体部分溶解，说明样品中一定含有Cu2O，由于Fe3能氧化金属铜，可能含有少量Fe2O3，B项错误；若固体全部溶解，再滴加KSCN溶液，溶液不变红色，即不存在Fe3，由于Fe3能氧化金属铜，说明样品一定含有Fe2O3和Cu2O，C项正确。另取少量样品于试管中，加入适量的浓硝酸，产生红棕色气体，说明硝酸被还原，因此证明样品中一定含有Cu2O。(4)Cu2O2H=CuCu2H2O,2Fe3Cu=Cu22Fe2，固体为Cu，Fe3全部反应生成Fe2，生成1.0 mol Fe2消耗0.5 mol Cu，剩余Cu的物质的量为0.05 mol，原样品中Cu2O的物质的量为n(Cu2O)n(Cu)0.05 mol0.5 mol0.55 mol。答案：(1)向装置A中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液柱，过一段时间若液柱高度保持不变(2)(3)CCu2OCu2O6HNO3(浓)=2Cu(NO3)22NO23H2O(4)0.5515. (2018滨州模拟)某铜矿石的主要成分是Cu2O，还含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某工厂利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知：Cu2O2H=CuCu2H2O)。(1)滤液A中铁元素的存在形式为_(填离子符号)，生成该离子的离子方程式为_，检验滤液A中存在该离子的试剂为_(填试剂名称)。(2)金属单质E与固体混合物F发生的某一反应可用于焊接钢轨，该反应的化学方程式为_，在实验室中完成此实验还需要的试剂是_(填序号)。aKClO3bKCl cMg dMnO2(3)为使固体混合物D在空气中灼烧完全分解，应_，直至连续两次测定的实验结果相同(或质量相差小于0.1 g)时为止；灼烧时必须用到的实验仪器是_。(4)溶液G与固体混合物B反应的离子方程式为_。(5)将Na2CO3溶液滴入到一定量的CuCl2溶液中，得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不溶于水的盐(不含结晶水)，该盐受热分解产生三种氧化物，则该盐的化学式是_。解析：(1)根据Fe2O36H=2Fe33H2O、Cu2O2H=CuCu2H2O、2Fe3Cu=2Fe2Cu2，且铜矿石的主要成分为Cu2O，而Fe2O3是少量的，可知滤液A中铁元素的存在形式为Fe2。检验Fe2可以用铁氰化钾溶液(生成蓝色沉淀)，或用氯水和KSCN溶液、双氧水和KSCN溶液(最终溶液为血红色)。(2)E为Al，F中含有Fe2O3，Al与Fe2O3可以发生铝热反应：2AlFe2O3Al2O32Fe，该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应，还需要Mg和KClO3。(3)灼烧固体混合物D需要的仪器为坩埚，为使其完全分解，应灼烧、冷却至室温后称重，重复多次。(4)固体混合物B的主要成分为SiO2和Cu，溶解SiO2可用NaOH溶液。(5)结合题中信息知绿色不溶于水的盐为Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2CuCO3。答案：(1)Fe22Fe3Cu=2Fe2Cu2铁氰化钾溶液(或氯水和KSCN溶液或双氧水和KSCN溶液等，合理即可)(2)2AlFe2O3Al2O32Feac(3)灼烧，冷却至室温后称重，重复多次坩埚(4)SiO22OH=SiOH2O(5)Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2CuCO316(2018莱芜模拟)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO45H2O晶体。设计的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)根据反应原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为。操作中需要把NO与 (气体)混合通入水中，混入该气体的目的是_(用化学方程式表示)。(2)溶液中存在一定浓度的Fe3、Cu2，在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下表。操作中某学生设计物质X为H2O，若加水调节溶液pH，则Fe(OH)3开始沉淀的pH1.9(填“”“”或“”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是_。开始沉淀沉淀完全Fe31.93.2Cu24.76.7(3)操作中物质Y为。查阅资料知CuSO45H2O的溶解度曲线如图所示，则操作应采取的措施是蒸发浓缩、过滤、洗涤、干燥等。解析：(1)操作是利用硝酸氧化而溶解铜，生成的Cu2与SO结合为CuSO4。根据3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O知，生成3 mol CuSO4消耗3 mol硫酸、2 mol硝酸。操作中把NO与氧气混合通入水中生成硝酸以循环利用，并减少污染，反应方程式是4NO3O22H2O=4HNO3。(2)因加水使c(Fe3)降低，则Fe(OH)3开始沉淀的pH1.9，而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。(3)由溶液得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解。根据CuSO45H2O的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且30 时CuSO45H2O失水变为CuSO43H2O，因此应冷却到30 以下结晶。答案：(1)23O24NO3O22H2O=4HNO3(2)不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量)(3)H2SO4冷却到30 以下结晶