资源简介

第四节 用途广泛的金属材料
【高考目标导航】
考纲导引 考点梳理
1.了解合金的概念及其重要应用。2.了解常见金属的活泼型顺序。、3.了解铜及其化合物的应用。[来源:21世纪教育网] 1.合金。2.常见金属。3. 铜及其化合物
【基础知识梳理】
一、合金
1、概念：两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。
2、性质特点：合金具有许多良好的物理、化学或机械性能，合金的硬度一般比它的各成分金属的大，多数合金的熔点一般比它的各成分金属的低。
二、常见金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金，可分为黑色金属材料和有色金属材料。
(l)重要的黑色金属材料
①黑色金属材料：通常包括铁、铬、锰以及它们的合金。
②钢是用量最大、用途最广泛的合金。
(2)几种有色金属材料
①有色金属材料：除黑色金属以外的其他各种金属材料及其合金。
②几种有色金属材料
【要点名师透析】
一、金属活动性顺序表
1.常见金属的主要化学性质总结列于下表：
金属活动顺序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
原子失电子能力 由大到小，还原性有强到弱
阳离子得电子能力 由小到大，氧化性有弱到强
性质变化规律 元素的金属性逐渐减弱，单质的还原性依次减弱，离子的氧化性增强
和水的反应21世纪教育网 与冷水剧烈反应[来源:21世纪教育网] 与沸水缓慢反应21世纪教育网 高温水蒸气[21世纪教育网21世纪教育网[来源:21世纪教育网]21世纪教育网 不与水反应[来源:21世纪教育网]21世纪教育网
生成碱和氢气 生成氧化物和氢气
和酸的反应 剧烈反应 反应逐渐减缓 不能置换稀酸中的氢
与非氧化性酸→H2；与浓H2SO4、浓HNO3及稀HNO3反应，不放出H2，一般产物为：盐+水+成酸元素的低价产物 与氧化性酸反应（但不放H2） 只溶于王水
和强碱的反应 仅铝、锌、与强碱反应放出H2
和盐溶液的反应 先与水反应放出H2，看生成碱是否与盐反应 排在前面的金属可将后面的金属从其盐溶液中置换出来
和氧的反应 易被氧化 常温生成氧化膜 加热能被氧化 加热能被氧化 不能被氧化
金属氧化物的水化物及碱的热稳定性 氧化物跟水剧烈反应，生成碱，碱受热不易分解 对应氧化物（除H外）不溶于水，也不跟水反应，对应碱的热稳定性逐渐减弱
冶炼方法 电解法 热还原法 热分解法 物理方法
2.金属性强弱判断的常用方法
　　（1）利用原子结构和元素在周期表中的位置判断。
　　在周期表中，同一周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱。失电子能力逐渐减弱。同一主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强。
　　（2）从元素单质跟水或酸起反应置换出氢气的难易判断。
　　与水反应越易、越剧烈的金属单质，其原子越易失电子，该金属活泼性越强。如Na、Mg、Al，Na与冷水反应剧烈放出H2，Mg与热水反应较快，Al与热水反应较缓慢，所以金属性由强到弱的顺序为Na>Mg>Al。又如Na、Fe、Cu分别加入盐酸中，Na反应很剧烈，Fe较顺利，Cu不反应，则金属性由强到弱的顺序为Na>Fe>Cu。
　　（3）根据元素最高价氧化物对应的水化物（氧化物间接或直接跟水生成的化合物）即氢氧化物的碱性的强弱来判断金属性的强弱。
　　如NaOH为强碱、Mg(OH)2为弱碱、Al(OH)3为两性，判断出金属性由强到弱的顺序Na>Mg>Al。
　　（4）根据组成原电池的电极情况来判断：
　　通常当两种不同的金属构成原电池的两极时，做负极（失电子被氧化的极）的金属性较强。如比较锌和铜金属性强弱时，把锌片和铜片用导线连接后浸入稀H2SO4中，组成原电池，发现锌片溶解，铜片上有氢气析出，说明锌为负极，所以锌比铜金属活泼性强。
　　（5）根据物质间置换反应来判断：
　　通常强还原剂和强氧化剂反应生成弱氧化剂和弱还原剂。如比较铁和铜的金属性强弱时，可将铁片放入硫酸铜溶液中，在铁片表面能置换出单质铜：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。说明铁比铜的金属性强。
（6）根据电解时溶液中离子放电顺序来判断：通常电解相同物质的量浓度的金属离子的溶液时，金属离子在阴极先放电析出的金属单质，其金属性较弱，后放电的离子，原来的金属单质的金属性较强。如把等浓度的AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液进行电解时，能观察到在阴极表面先析出银，所以铜的金属性比银的强。
【典例1】下列金属冶炼的原理，错误的是(　　)
A．2NaCl(熔融) 2Na＋Cl2↑
B．MgO＋H2 Mg＋H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
【答案】B
【解析】该题考查了金属冶炼的基本反应原理，A为电解法，正确；B用H2还原MgO来冶炼镁违背反应原理，不正确，应使用电解MgCl2的方法来冶炼镁；C用还原法冶炼铁正确。D用热分解法冶炼汞，正确。
二、铜及其化合物的主要性质
(1)物理性质：紫红 色，不能被磁铁吸引。
(2)化学性质：
反应物质 化学方程式
非金属 O2 2Cu＋O2 2CuO（黑色固体）
Cl2、S Cl2＋Cu CuCl22Cu＋S Cu2S
氧化性酸 浓H2SO4 Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O
浓HNO3 Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
稀HNO3 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
盐 AgNO3 Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
FeCl3 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
2.氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑 红
与酸反应 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H2 2Cu＋H2O
3.氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质：Cu(OH)2属于弱碱，能与酸 反应生成盐和水。
4.CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)可作为水的检验依据。
【注】①溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的判定依据。如CuSO4溶液为蓝色。②Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2＋的原理之一。
【典例2】CuS和Cu2S都能溶于硝酸，它们高温灼烧的产物相同，以下鉴别CuS和Cu2S两种黑色粉末的方法合理的是(　　)
A．将两种样品分别溶于硝酸，区别所产生的气体
B．将两种样品分别溶于硝酸，区别溶液的颜色
C．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的质量
D．取两种同质量的样品分别在高温灼烧，区别残留固体的颜色
【答案】C
【解析】CuS和Cu2S都能溶于硝酸，产生相同的气体，溶液的颜色也相同，无法鉴别；高温灼烧时，残留固体的颜色也相同，所以从定性角度无法鉴别。但根据煅烧前后物质质量的变化是可以鉴别的，若质量与原样品质量相等，则为Cu2S，因为
Cu2S＋2O22CuO＋SO2 ，
固体质量不变，而CuS灼烧质量是变化的。
【感悟高考真题】
1.（2011·山东高考·12）Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是
A.三者对应的氧化物均为碱性氧化物
B.三者的单质放置在空气中只生成氧化物
C.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
D.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al.
【答案】选C。
【解析】正确地运用所学的水解原理、电解原理分析C项和D项，同时对三者的化学性质要相当熟悉，尤其是对铜的性质的拓展。
A项，铝的氧化物Al2O3属于两性氧化物，A错误；B项，Al与Fe一般都生成对应的氧化物，而Cu除了生成氧化物，还易与空气中的CO2 、H2O反应生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，B错误；C项，因AlCl3、FeCl3、CuCl2都属于强酸弱碱盐，弱碱阳离子都能发生水解，生成对应的碱和盐酸，由于盐酸属于挥发性酸，故蒸干后得到的为对应的碱，而不是原溶质，C正确；D项，因氧化性：Cu2+＞H+，故析出铜；但电解AlCl3和FeCl3时，不能析出铝和铁，因氧化性：H+＞Al3+、Fe3++e-=Fe2+，应产生氢气和Fe2+，故D错误，
2.（2011·新课标全国卷·26）0.80gCuSO4·5H2O样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如图所示。
请回答下列问题：
（1）试确定200℃时固体物质的化学式______________（要求写出推断过程）；
（2）取270℃所得样品，于570℃灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为______________。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_________，其存在的最高温度是_____________；
（3）上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为________________；
（4）在0.10mol·L-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH=8时，c（Cu2+）=________________mol·L-1
（Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20）。在0.1mol·L-1硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使Cu2+完全沉淀为CuS，此时溶液中的H+浓度是_______________mol·L-1。
【解析】解答本题时应首先根据图像推断各温度时存在的物质。根据Ksp[Cu（OH）2]= c（Cu2+）×c2（OH-），可以计算c（Cu2+）。
（1）CuSO4·5H2O CuSO4·（5－n）H2O＋n H2O
250 18n
0.80g 0.80g－0.57g=0.23g
解得n=4，所以200时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O。
（2）高于258℃时，固体由0.80g变为0.51g，根据（1）中的计算方法，可知剩余固体为CuSO4，CuSO4加热分解得到的黑色物质为CuO，氧化性气体只能是SO3，CuO溶于稀硫酸后浓缩、冷却，得到的晶体为CuSO4·5H2O，根据图示，CuSO4·5H2O高于102℃就开始分解，所以其存在的最高温度是102℃。
（3）SO3与水反应生成H2SO4，其浓溶液加热时与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O
（4）Ksp[Cu（OH）2]= c（Cu2+）×c2（OH-），常温下PH=8的溶液中c（OH-）=10-14÷10-8=10-6mol/L，所以c（Cu2+）=2.2×10-20÷(10-6)2=2.2×10-8。
H2S + Cu2+ = CuS↓ + 2H+
0.1mol·L-1 x 可知X=0.2mol·L-1
【答案】（1）CuSO4·5H2O CuSO4·（5－n）H2O＋n H2O
250 18n
0.80g 0.80g－0.57g=0.23g
解得n=4，所以200时该固体物质的化学式为CuSO4·H2O。
（2）CuSO4 CuO＋SO3↑ CuSO4·5H2O 102℃
（3）2H2SO4(浓)+CuCuSO4+SO2↑+2H2O （4）2.2×10-8 0.2
3.（2010·安徽卷）右图是一种稀硫对Fe-Gr合金随Cr含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是
A.稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱
B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是:Fe+6HNO3(稀)—Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
C.Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe-Cr合金的腐蚀性最强
D.随着Cr含量增加，稀硫酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
【答案】D
【解析】A选项应该说铬的含量大于13%，稀硝酸对合金的腐蚀速率比盐酸硫酸弱。B应生成NO；C不能解释盐酸硝酸氢离子浓度相等，但硝酸腐蚀速度慢。
4.（09·广东·10T）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是 （ ）
A. 锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】BC
【解析】锡青铜属于合金根据合金的特性，熔点比任何一种纯金属的低判断A错；由于锡比铜活泼，故在发生电化学腐蚀时，锡失电子保护铜，B正确；潮湿的环境将会加快金属的腐蚀速率，C正确；电化学腐蚀过程实质是有电子的转移，属于化学反应过程，D错。
5.（09·广东理基·25T）钢铁生锈过程发生如下反应：
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2；
②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3；
③2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O。
下列说法正确的是 （ ）
A．反应①、②中电子转移数目相等
B．反应①中氧化剂是氧气和水
C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀
D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀
【答案】A
【解析】①②反应中消耗O2的量相等，两个反应也仅有O2作为氧化剂，故转移电子数是相等的，A项正确。①中H2O的H、O两元素的化合价没有变，故不作氧化剂，B项错；铜和钢构成原电池，腐蚀速度加快，C项错；钢铁是铁和碳的混合物，在潮湿的空气的中易发生吸氧腐蚀，属于电化学腐蚀，故D项错。
6.（2010·福建·25T） 工业上常用铁质容器盛装冷浓酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应，某学习小组进行了以下探究活动：
[探究一]
（1）将已去除表面氧化物的铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，10分钟后移人硫酸铜溶液中，片刻后取出观察，铁钉表面无明显变化，其原因是 。
（2）另称取铁钉6．0g放入15．0ml．浓硫酸中，加热，充分应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除外还可能含有。若要确认其中的，应先用 选填序号）。
a．KSCN溶液和氯水 b．铁粉和KSCN溶液 c．浓氨水 d．酸性溶液
②乙同学取336ml（标准状况）气体Y通入足量溴水中，发生反应：
然后加入足量溶液，经适当操作后得干燥固体2．33g。由于此推知气体Y中的体积分数为 。
[探究二]
分析上述实验中体积分数的结果，丙同学认为气体Y中还可能含量有和Q气体。为此设计了下列探究实验状置（图中夹持仪器省略）。
（3）装置B中试剂的作用是 。
（4）认为气体Y中还含有Q的理由是 （用化学方程式表示）。
（5）为确认Q的存在，需在装置中添加M于 （选填序号）。
a． A之前 b．A-B间 c．B-C间 d．C-D间
（6）如果气体Y中含有，预计实验现象应是 。
（7）若要测定限定体积气体Y中的含量（标准状况下约有28ml ），除可用测量体积的方法外，可否选用质量称量的方法？做出判断并说明理由 。
【解析】（1）铁钉（碳素钢）放入冷浓硫酸中，浓硫酸有较强的氧化性能使铁钉钝化阻止反应进一步进行
（2）+2价亚铁离子能使算话的高锰酸钾褪色，溶液中已经有+3价铁离子，选择a会造成干扰，选c会造成两种沉淀，受氢氧化铁颜色的影响无法辨别
（3）A除去，B可以检验A中是否完全除去
（4）
（5）Q为，他与二氧化硫一样都能使澄清石灰水便浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断Q的存在；选择d，Q被碱石灰吸收
（6）氢气还原氧化铜会生成水蒸气能使白色的硫酸铜粉末变蓝
（7）中学阶段的质量称量选择托盘天平，分度值0.1g，无法精确称量出差量。
【答案】
（1）铁钉表面被钝化（或其他合理答案）
（2）①d ②66.7%（或其他合理答案）
（3）检验是否除尽
（4）
（5）c
（6）D中固体由黑变红和E中固体由白变蓝
（7）否，用托盘天平无法称量D或E的差量
可，用分析天平称量D或E的差量
【考点模拟演练】
一、选择题
1.(2011·深圳模拟)镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是( )
A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B.此合金能全部溶解于稀盐酸中
C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
【答案】选B。
【解析】合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，硬度和强度比纯金属的大，即A、D不正确；合金中的镁铝都能与稀盐酸反应，但只有铝能与氢氧化钠溶液反应，所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分溶解于氢氧化钠溶液中，即B正确而C不正确。
2.a g铁粉与含有H2SO4的CuSO4溶液完全反应后，得到a g铜，则参与反应的CuSO4与H2SO4的物质的量之比为(　　)
A．1∶7　　　　　　　B．7∶1
C．7∶8 D．8∶7
【解析】　可设参加反应的H2SO4的物质的量为x，则根据电子得失守恒有×2＝×2＋2x，求得x＝，则参加反应的CuSO4和H2SO4的物质的量之比为∶＝7∶1，故选B。
【答案】　B
3.某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2＋，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的(　　)
A．食盐、硫酸 B．胆矾、石灰水
C．铁粉、生石灰 D．苏打、盐酸
【答案】　　C
4.（2011·石景山一模）金属铜的提炼多从黄铜矿开始，已知黄铜矿中铁为+2价。黄铜矿的焙烧过程中主要反应之一的化学方程式为： 2CuFeS2+O2=Cu2S+2FeS+SO2，下列说法不正确的是
A．O2只做氧化剂
B．CuFeS2既是氧化剂又是还原剂
C．SO2既是氧化产物又是还原产物
D．若有1mol O2参加反应，则反应中有4mol电子转移
【答案】　D
5（2011·福建质检）某化学兴趣小组对某奖牌中金属的成分提出猜想：甲认为该金属是由纯金制成；乙认为该金属是由金银合金制成；丙认为该金属是由黄铜（铜锌合金）制成。为证明甲、乙、丙猜想的正误，可取少量制造该奖牌的材质粉末，加入一种试剂，该试剂应是（ ）
A．硫酸铜溶液 B．硝酸银溶液
C．盐酸 D．稀硝酸
【答案】　D
6.（2011·日照一调）下列说法或做法正确的是
A．黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金
B．镁在空气中燃烧的产物只有MgO
C．海水提镁和海水提溴所涉及的化学反应全都是氧化还原反应
D．用量筒量取10.0mL1.0mol·L－1 的盐酸于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，可制得0.1mol·L－1 的盐酸
【答案】A
7.(2011·常州模拟)分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理中，正确的是( )
A．金属的冶炼方法与金属的活泼性有很大关系，所以银和汞可以用热分解的方法冶炼
B．钠比铜活泼，所以钠可以从硫酸铜溶液中置换出铜
C．工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以工业上电解熔融氯化铝可制得铝
D．将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液中，镁条上产生气泡，说明镁比铝活泼
【答案】选A。
【解析】B项，钠比铜活泼，但将钠放入硫酸铜溶液中钠首先与水反应，不能从硫酸铜溶液中置换出铜；C项，工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，但熔融氯化铝不导电，所以不能用电解熔融氯化铝的方法来制取铝；D项，由于铝片能够与NaOH溶液反应，而镁条与NaOH溶液不反应，所以将镁条和铝片用导线连接再插进稀NaOH溶液，镁条为原电池正极，镁条上产生气泡，但不能说明镁比铝活泼。
8.所谓合金必须是(　　)
①通过熔合而成　②由两种或两种以上金属或金属与非金属组成　③耐腐蚀　④耐高温　⑤具有金属的特征　⑥铸造性能良好
A．①②④ B．①②③
C．①②⑤ D．①⑤⑥
【答案】C
【解析】合金是指金属跟金属或金属与非金属所熔合而成的具有金属特性的物质，合金一般由各组分熔合成液体，再经冷凝而制得，合金的基本元素是金属，故具有金属的特征，不同的合金性能不同，用途也不一样。解题关键是了解合金的组成、性质。
9.在含有硝酸铜、硝酸铁、硝酸银各0.1 mol的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，析出3.2 g铜，则向溶液中加入的铁粉质量为(　　)
A．5.6 g　　　　　　　　　B．2.8 g
C．14 g D．8.4 g
【答案】D
10.（2011·汉中联考）将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO，向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1 g，则下列有关叙述中正确的是(　　)
A．加入合金的质量不可能为6.4 g
B．参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol
C．沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为150 mL
D．溶解合金时收集到NO气体的体积为2.24 L
【答案】D　
【解析】 分析题意，镁、铜合金都与硝酸反应，根据反应中电子得失守恒，金属失电子的物质的量等于OH－的物质的量，所以n(e－)＝n(OH－)＝5.1 g÷17 g/mol＝0.3 mol。反应中HNO3中＋5价的N得电子变成＋2价的N，由此得到NO气体的体积为2.24 L，D正确。
11.（2011·江都月考） 出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是(　　)
A．锡青铜的熔点比纯铜高
B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用
C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程
【答案】BC　
【解析】 合金的各种性质与构成合金的元素之间有很大的差异，譬如：合金熔沸点低于构成合金的各组分的熔沸点，机械强度强于构成合金的各组分的机械强度等等。综合分析：锡青铜的熔点比纯铜低，A错误；锡比铜活泼，锡青铜中的锡对铜起保护作用，B正确；锡青铜文物在潮湿环境中容易发生吸氧腐蚀，腐蚀程度加快，C正确；生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是化学腐蚀过程，不是电化学腐蚀过程，D错误。
12.（2011·青岛测试）所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点，判断其中不能形成合金的是(　　)
Na Cu Al Fe
熔点(℃) 97.5 1083 660 1535
沸点(℃) 883 2595 2200 3000
A.Cu和Al　　　　　B．Fe和Cu
C．Fe和Na D．Al和Na
【答案】C　
【解析】 分析数据得出，C错误，因为铁的熔点(1535 ℃)高于Na的沸点(883 ℃)，无法制得合金。
二、非选择题
13. (2011·合肥一检） (10 分）
硫酸铜是一种用途广泛的化工原料。将适量稀硝酸分多次加人到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全，通过蒸发、结晶，得到硫酸铜晶体(装置如图所示）。
(1)图中烧瓶内发生的离子反应方程式为:_____
(2)反应时B瓶内的现象是
(3)为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组进行如下设计：
第一组：以空气为氧化剂法
把作催化剂加人到铜粉与稀硫酸的混合物中，并通人空气或氧气，即发生反应。反应完全后向其中加人物质甲调节，产生沉淀，过滤、蒸发、结晶,得到硫酸铜晶体，滤渣作催化剂循环使用。
经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使分别生成沉淀的pH如下：
请回答下列问题：
①物质甲 是 (填字母序号）。
a. b. c. d.
②该方案中调节PH的范围是 。
第二组：过氧化氢氧化法
物质 开始沉淀时的PH 完全沉淀时的PH
Fe(OH)3 1.9 3. 2
Cu(OH)2 4. 7 6. 7
Fe(OH)2 6. 3 9. 7
将铜丝放到稀硫酸中，加入10%的，微热。充分反应后，经过滤、蒸发结晶、抽滤等操作,用少量95%的酒精淋洗后晾干，得到硫酸铜晶体。
请回答下列问题：
③加热时温度不宜过高的原因是 _____，晶体采用酒精淋洗的优点是_____ 。
【答案】
14（2011·南京一模）(12分)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之 ，还可以制备硫以及铁的化合物。
1．近年来，湿法炼钢有了新进展。某工厂以一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌为基体生产 铜和绿矾的工艺流程如下：
(1)试剂a为_____▲____，试剂b为_____▲____。(写名称)
(2)反应l的化学方程式为_____▲____
Ⅱ。以CuFeS2精矿为原料在沸腾炉中和02(空气)反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶。得到 CuS04·5H2O。沸腾炉的温度与生成物主要成分的水溶性和酸溶性实验结果如下图。
(1)沸腾炉生成物中的含铁物质主要成分为_____▲____ 。
(2)为获得最高的水溶性Cu(％)，沸腾炉的温度应控制在_____▲____℃左右，高于该温度生成物中的水溶性 Cu(％)F降，可能原因是_____▲____。
【答案】
15.(2011·珠海模拟)黄铜矿(CuFeS2)是制取铜及其化合物的主要原料之一，还可以制备硫及铁的化合物。
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，若CuFeS2中Fe的化合价为+2价，反应中被还原的元素是_____(填元素符号)。
(2)上述冶炼过程中产生大量SO2。下列处理方案合理的
是_____ (填代号)。
a.高空排放 b.用于制备硫酸
c.用纯碱溶液吸收制Na2SO3 d.用浓硫酸吸收
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性，可将I-氧化为
I2：S2O82－＋2I－ ==== 2SO42 －＋I2，通过改变反应途径，Fe3＋、Fe2＋均可催化上述反应。试用离子方程式表示Fe3＋对上述反应的催化过程。_________、_______。
(4)利用黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为：
a.用稀盐酸浸取炉渣，过滤。
b.滤液先氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧即得。
据以上信息回答下列问题：
①除去Al3＋的离子方程式是_________。
②选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。
提供的试剂：稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液
酸性KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水
所选试剂为______。证明炉渣中含有FeO的实验现象为____________________。
【解析】(1)若CuFeS2中Fe的化合价为+2价,则Cu的化合价为+2价，S的化合价为-2价，分析化学方程式两边元素化合价的变化可知，化合价降低的元素被还原，有Cu元素和O元素。
(2)关于SO2的吸收问题，一是不能高空排放，因为这样做，没有从根本上解决污染问题；二是不能用浓硫酸吸收，因SO2难溶于浓硫酸。只有变废为宝，才符合“绿色化学”的理念，答案选b、c。
(3)此题要从催化剂的本质出发，作为催化剂的物质要参与有关反应，但反应必须又生成了催化剂。本题要求写出表示Fe3+作催化剂的反应，因此，首先Fe3+要参与反应，即2Fe3++2I- ==== 2Fe2++I2，生成的Fe2+又被S2O82-氧化生成Fe3+。此题若要求写出Fe2+作上述反应催化剂的反应的话，就应有如下方程式：S2O82-+2Fe2+ ==== 2SO42-+2Fe3+，2Fe3++2I- ==== 2Fe2++I2，虽是两个相同的反应方程式，由于二者前后顺序的颠倒，却产生了本质的区别。
(4)此题考查的是混合物的分离与提纯及常见离子的鉴别。因Al2O3溶于酸后生成了Al3+，Al3+又能与过量NaOH溶液反应生成可溶性的钠盐(NaAlO2)，然后将溶液中的难溶物Fe(OH)3沉淀过滤出来，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。故除去Al3+的离子方程式是Al3++4OH- ==== AlO2-+2H2O。要证明炉渣中含有FeO的方法，最好利用Fe2+的还原性，先将混合物溶于过量的稀硫酸中(FeO→Fe2+)，然后滴入酸性KMnO4溶液，观察其溶液是否褪色。注意所用的酸不能是硝酸或盐酸，因硝酸会将Fe2+氧化成Fe3+；盐酸会还原酸性KMnO4溶液而使之褪色，干扰了Fe2+的检验。
【答案】(1)Cu、O (2)b、c
(3)2Fe3＋＋2I－ ==== 2Fe2＋＋I2
S2O82－＋2Fe2＋ ==== 2SO42－＋2Fe3＋
(4)①Al3++4OH- ==== AlO2-+2H2O
②稀硫酸、酸性KMnO4溶液
稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使酸性KMnO4溶液褪色

展开更多......

收起↑