教育最新K122019届高考化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第3节 金属材料 复合材料课后达标检测 鲁科版
高中一轮复习化学第四章材料家族中的元素
第四章 材料家族中的元素第一节 硅 无机非金属材料[教材基础——自热身]1.硅元素的原子结构与存在 硅元素在地壳中含量为第二位,在周期表中位置为第3周期ⅣA 族,原子结构示意图为,在自然界中只以化合态形式存在,主要存在形式为SiO 2和硅酸盐。
2.单质硅与半导体材料(1)Si 的物理性质灰黑色固体,有金属光泽,熔点高、硬度大、有脆性。
(2)Si 的化学性质(3)用途——半导体材料制晶体管、集成电路、硅芯片、太阳能电池、硅合金等。
3.二氧化硅与光导纤维(1)二氧化硅①存在在自然界中广泛存在,是沙子、石英、水晶的主要成分。
②物理性质:熔点高,硬度大。
③化学性质④用途制造电子部件、光学仪器、光导纤维,生产水泥、玻璃等硅酸盐产品,水晶可制作饰品。
(2)光导纤维光导纤维是高性能的现代通讯材料,又可用于能量传输、信息处理、遥测遥控和医疗器械制造等方面。
[注意] SiO 2既能与HF 反应,又能与NaOH 溶液反应,但SiO 2不是两性氧化物。
[知能深化——扫盲点]提能点(一) 硅单质的特殊性(1)Si 的还原性强于C ,但C 却能在高温下还原出Si :SiO 2+2C=====高温Si +2CO ↑。
(2)非金属单质与碱液反应一般无H 2放出,但Si 与碱液反应却放出H 2:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
(3)非金属单质一般不跟非氧化性酸反应,但Si 能与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
(4)非金属单质大多为非导体,但Si 为半导体。
[对点练]1.硅及其化合物的应用范围很广。
下列说法正确的是( )A .硅是人类将太阳能转换为电能的常用材料B .Si 粉中含有铝粉可用NaOH 溶液除去铝粉C .反应Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑中,Si 为还原剂,NaOH 和H 2O 为氧化剂D .能与氢氟酸反应,则硅可以与盐酸反应解析:选A Si 和Al 都可以与NaOH 溶液反应,B 项错误;Si 与烧碱溶液反应的实质是Si 先和H 2O 反应:Si +3H 2O===H 2SiO 3+2H 2↑,生成的H 2SiO 3与NaOH 反应:H 2SiO 3+2NaOH===Na 2SiO 3+2H 2O ,H 2O 是氧化剂,C 项错误;硅不能与盐酸反应,D 项错误。
高中化学一轮复习 第4章 材料家族中的元素 第3节 金属
(3)将气体 a 通入测碳装置中(如图),采用重量法测定碳的含量。
①气体 a 通过 B 和 C 的目的是_排__除__S_O__2_对___C_O__2_测__定__的__干__扰__。 ②计算钢样中碳的质量分数,应测量的数据是_吸__收___C_O__2_前__、 _后__吸__收__瓶__的__质__量__。
二、常考题点分组练
题点(一) 金属材料的开发利用
1.下列说法错误的是
( D)
A.(2014·广东高考)制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.(2012·天津高考)镧镍合金能大量吸收 H2 形成金属氢化物, 可作储氢材料
C.(2014·全国卷Ⅱ)氢气通过灼热的 CuO 粉末,反应后固体
物质质量减轻
1.合金
考点一 金属材料 复合材料 [记牢主干知识]
2.常见金属材料 (1)黑色金属材料——钢铁。 ① 钢 是用量最大,用途最广的合金。
(2)有色金属材料——铜和铝。 ①我国使用最早的合金是 青铜 ,常见的铜合金有 黄铜和白铜。
②铝合金。
3.复合材料 (1)组成: 复合材料增基强体体::起起黏骨 结作 架用 作。 用。 (2)常见复合材料:玻璃钢、钢筋混凝土。
(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属 (×)
× )
(6)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原
反应
(√ )
(7)电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时,阴极上依次
析出 Cu、Fe、Al
(×)
(8)用黄铜矿经电解精炼得到纯度为 99.9%的铜 (×)
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的反应; ②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
2019届高考鲁科版化学一轮复习课件:第4章+材料家族中的元素+突破全国卷专题讲座(四)(共21张)
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第 4章
材料家族中的元素
(4)灼烧——除去可燃性杂质或使原料初步转化,如从海带中 提取碘时的灼烧就是为了除去可燃性杂质。 (5)煅烧——改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质在 高温下氧化、分解,如煅烧高岭土。 2.熟悉控制反应条件的常用方法 (1)调节溶液的 pH。常用于使某些金属离子形成氢氧化物沉 淀。 (2)控制温度。根据需要升温或降温,改变反应速率或使平衡 向需要的方向移动。
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第 4章
材料家族中的元素
[解题策略] 一、物质制备类化工流程题 1.熟悉原料处理的常用方法 (1)研磨——减小固体的颗粒度,增大固体与液体或气体间的 接触面积,加快反应速率。 (2)水浸——与水接触反应或溶解。 (3)酸浸——与酸接触反应或溶解,使可溶性金属离子进入溶 液,不溶物通过过滤除去。
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第 4章
材料家族中的元素
2.明确常用的提纯方法 (1)水溶法:除去可溶性杂质。 (2)酸溶法:除去碱性杂质。 (3)碱溶法:除去酸性杂质。 (4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。 (5)加热灼烧法:除去受热易分解或易挥发的杂质。 (6)调节溶液的 pH 法:如除去酸性铜盐溶液中的 Fe3+等。
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第 4章
材料家族中的元素
(5)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离 乙醇和甘油。 (6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采 用冷却法分离平衡混合气体中的氨气。
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第 4章
材料家族中的元素
(1)溶解度的表示方法 ①列表法 硝酸钾在不同温度时的溶解度
温 度 /℃ 溶 解 度 /g 13.3 20.9 31.6 45.8 63.9 85.5 110 138 169 202 246 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
[精品]2019届高考化学一轮复习第4章材料家族中的元素突破全国卷专题讲座(四)突破训练鲁科版
第4章材料家族中的元素[突破训练]1.(2018·湖南六校联考)重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO ·Cr 2O 3,杂质为SiO 2、Al 2O 3)为原料生产,实验室模拟工业制法用铬铁矿制K 2Cr 2O 7的主要工艺如图所示。
涉及的主要反应是6FeO ·Cr 2O 3+24NaOH +7KClO 3=====△12Na 2CrO 4+3Fe 2O 3+7KCl +12H 2O 。
(1)碱浸前将铬铁矿粉碎的作用是_________________________________________。
(2)反应器①中除发生题中所给反应外,还会发生其他反应,请任写出一个反应的化学方程式:___________________。
③中调节pH 为7~8所得滤渣为____________________。
(3)从平衡角度分析④中酸化的原因是________________________________________________________________________________________________________________。
(4)称取重铬酸钾试样2.500 0 g 配成250 mL 溶液,取出25.00 mL 于碘量瓶中,向其中加入10 mL 2 mol ·L-1H 2SO 4溶液和足量碘化钾(铬元素转化为Cr 3+),置于暗处5 min 。
然后加入100 mL 水和适量淀粉溶液作指示剂,用0.120 0 mol ·L-1Na 2S 2O 3标准溶液滴定(I 2+2S 2O 2-3===2I -+S 4O 2-6)。
若实验中共用去Na 2S 2O 3标准溶液40.00 mL ,则所得产品中重铬酸钾的纯度为(设整个过程中其他杂质不参加反应)________。
(保留两位有效数字)解析:(1)碱浸前将铬铁矿粉碎,可以增大接触面积,从而加快反应速率,使反应更充分。
2019届高考鲁科版化学一轮复习:第4章 材料家族中的元素 第3节(共63张)
第4章 材料家族中的元素
答案:(1)铝的金属活动性比铁、铜强,难于冶炼,古代人们 的技术条件达不到,不能冶炼铝,故铝的发现和大量使用比 铁、铜晚得多。 (2)最好的还原剂是 H2;原因是焦炭会使产品的纯度降低, CO 会污染环境。
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第4章 材料家族中的元素
根据金属活动性顺序表选择冶炼方法 (1)电解法:K~Al。 (2)热还原法:Zn~Cu。 (3)热分解法:Hg、Ag。 (4)富集法:Pt、Au(此为物理方法)。 (5)有些活泼性很强的金属也可以用热还原法来冶炼,如 Na +KCl 850 ℃ K↑+NaCl、2RbCl+Mg700~800 ℃MgCl2+2Rb↑ 等,在此主要运用了化学平衡移动原理,利用 K、Rb 沸点低, 汽化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。
应
H2O
转化关 系
4CuO==高=温==2Cu2O+O2↑
4.航母螺旋桨主要用铜合金制造。80.0 g Cu-Al 合金用酸 完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀 39.0 g,则 合金中 Cu 的质量分数为____________。 解 析 : 因 加 入 过 量 的 氨 水 会 发 生 反 应 Cu2 + + 4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++4H2O,故得到的白色沉淀为 Al(OH)3,物质的量为 0.5 mol,据 Al 原子守恒可知 Al 的质 量为 13.5 g,则 Cu 的质量为 66.5 g,Cu 的质量分数约为 83.1%。 答案:83.1%
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第4章 材料家族中的元素
4.复合材料 (1)概念:将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制 成的一种材料。 (2)组成 ①基体:在复合材料中起_黏 ___结__作用。 ②增强体:在复合材料中起__骨__架__作用。
教育最新K122019年高考化学一轮复习学案(鲁科版): 第4章 材料家族中的元素 第1节 硅 无机非金属材料学案
第1节 硅 无机非金属材料2(对应学生用书第76页)[考纲知识整合]1.硅元素的原子结构与存在硅元素在地壳中含量为第二位,在周期表中位置为第3周期ⅣA 族,原子结构示意图为,在自然界中只以化合态形式存在,主要存在形式为SiO 2和硅酸盐。
2.单质硅与半导体材料(1)Si 的物理性质单质硅有晶体硅和无定形硅两大类,晶体硅为灰黑色固体,有金属光泽,熔点高、硬度大,有脆性。
(2)硅的化学性质①与氢氟酸反应:Si +4HF===SiF 4↑+2H 2↑。
②与NaOH 溶液反应:Si +2NaOH +H 2O===Na 2SiO 3+2H 2↑。
③与O 2反应:Si +O 2=====△SiO 2。
(3)工业制备纯硅(写出有关化学方程式)提醒:(1)自然界中没有游离态硅,工业上常用焦炭在电炉中还原SiO 2得到粗硅。
(2)Si的还原性强于C ,但C 能还原SiO 2生成Si ,且氧化产物为CO :2C +SiO 2=====高温Si +2CO↑,其原因是产物CO 为气体,它的放出降低了生成物浓度,促使反应向正反应方向进行。
且该反应必须在隔绝空气的条件下进行。
3.二氧化硅与光导纤维(1)二氧化硅①存在在自然界中主要存在:沙子、石英、水晶。
②物理性质:熔点高,硬度大。
③化学性质④用途制造电子部件、光学仪器、光导纤维,生产水泥、玻璃等硅酸盐产品,水晶可制作饰品。
(2)光导纤维光导纤维是高性能的现代通讯材料,又可用于能量传输、信息处理、遥测遥控和医疗器械制造等方面。
提醒:SiO 2既能与HF 反应,又能与NaOH 溶液反应,但SiO 2不是两性氧化物。
[高考命题点突破]命题点1 硅及其氧化物的主要性质及应用1.下列说法正确的是________(填序号)。
(1)(2016·全国Ⅲ卷)因为HF 与SiO 2反应,故用氢氟酸在玻璃器皿上刻蚀标记(2)(2016·江苏高考)下列转化在一定条件下能够实现:SiO 2――→SiCl 4――→H 2高温Si (3)Si→SiO 2→H 2SiO 3→SiO 2→SiO 2-3均能一步转化(4)(2016·上海高考)用NaOH 溶液不能分离氧化铁中混有的二氧化硅(5)SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O 体现了SiO 2为酸性氧化物的性质(6)硅的最高价氧化物可用于制造光导纤维,光导纤维能导电(7)(2015·安徽高考)SiO 2既能和NaOH 溶液反应,又能和氢氟酸反应,所以是两性氧化物(8)(2014·海南高考)Si 和SiO 2都用于制造光导纤维(9)(2013·广东高考)SiO 2可与HF 反应,因而氢氟酸不能保存在玻璃瓶中(10)存放NaOH 溶液的试剂瓶应用橡皮塞,不用玻璃塞的理由是玻璃中含有的SiO 2与NaOH 溶液反应生成Na 2SiO 3【答案】 (1)(5)(9)(10)2.(2018·临沂模拟)据报道,科学家通过对稻壳进行控制性焚烧热解,从中提取一种叫作生物质纳米结构二氧化硅的超高活性材料,将少量这种材料掺入混凝土中,即可制备出超高强度的高性能混凝土。
【配套K12】2019年高考化学一轮复习学案(鲁科版): 第4章 材料家族中的元素 第3节 金属材料
第3节 金属材料 复合材料(对应学生用书第85页)[考纲知识整合]1.合金提醒:(1)常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。
(2)与合金的物理性质相比成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。
(3)并非所有的金属都能形成合金。
因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。
如果一种金属还未熔化时,另一种金属已经汽化,则一般不能熔合在一起,如Cu 与Na 、Fe 与Na 等不能形成合金。
2.常见金属材料(1)重要的黑色金属材料——钢铁 ①钢是用量最大、用途最广的合金。
(2)有色金属材料——铜和铝①我国使用最早的合金是青铜,常见的铜合金有黄铜和白铜。
②铝合金。
3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在形态①在自然界中绝大多数金属以化合态的形式存在。
②少数化学性质不活泼的金属存在游离态。
(2)金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程:M n ++n e -===M 。
(3)常见冶炼方法 ①电解法——K ~AlNa :2NaCl(熔融)=====通电2Na +Cl 2↑; Mg :MgCl 2(熔融)=====通电Mg +Cl 2↑; Al :2Al 2O 3(熔融)=====通电4Al +3O 2↑。
②热还原法——Zn ~Cu高炉炼铁:3CO +Fe 2O 3=====△2Fe +3CO 2; 铝热反应制铬:2Al +Cr 2O 3=====高温2Cr +Al 2O 3; 焦炭还原铜:C +2CuO=====△2Cu +CO 2↑。
③热分解法——Hg 、Ag Hg :2HgO=====△2Hg +O 2↑; Ag :2Ag 2O=====△4Ag +O 2↑。
4.复合材料(1)概念:将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。
(2)组成①基体:在复合材料中起黏结作用。
②增强体:在复合材料中起骨架作用。
(3)分类①按基体⎩⎪⎨⎪⎧合成树脂基复合材料金属基复合材料陶瓷基复合材料②按增强体形状⎩⎪⎨⎪⎧颗粒增强复合材料夹层增强复合材料纤维增强复合材料[高考命题点突破]命题点1 金属材料与合金1.C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。
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第4章材料家族中的元素章末综合检测(四)(时间:60分钟;满分:100分)一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)1.常温下把铝粉加入下列物质中,能产生氢气的是()A.硫酸钠溶液B.稀硝酸C.浓硫酸D.氯化铵溶液解析:选D.硫酸钠溶液呈中性,与Al不反应,A项不能产生H2;稀硝酸具有强氧化性,B 项不能产生H2;常温下铝粉在浓硫酸中钝化,C项不能产生H2;D项中NH错误!水解,溶液呈酸性,加入铝粉时,Al与H+反应产生H2.2.下列有关常见金属及其化合物的说法正确的是( )A.向氯化铁溶液中加入还原性铁粉,溶液无明显颜色变化B.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2C.AlCl3与过量NaOH溶液反应生成[Al(OH)4]-,则AlCl3与过量NH3·H2O反应也生成 [Al (OH)4]-D.常温下,将1 mol Cu投入含4 mol HNO3的浓硝酸中,金属可完全溶解解析:选D.向氯化铁溶液中加入还原性铁粉,二者反应生成氯化亚铁,溶液由黄色变为浅绿色,A选项错误;铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe3O4和H2,B选项错误;氨水是弱碱,AlCl3与过量氨水反应生成Al(OH)3,C选项错误;常温下,铜与浓硝酸反应过程中,浓HNO3变为稀HNO3,可继续与Cu反应,由题给条件可以判断金属铜完全溶解,D选项正确.3.下列除杂方法正确的是( )A.SiO2中含Al2O3杂质,可以加入足量NaOH溶液然后过滤除去B.CO2中含有CO杂质,可以通入盛有CuO的玻璃管且加热C.CO2中含有HCl杂质,可以通过盛有Na2CO3溶液的洗气瓶D.Na2CO3溶液中含有Na2SiO3杂质,可以通入足量的CO2,然后过滤解析:选B.A项,SiO2、Al2O3均与NaOH溶液反应;C项,应通过盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;D项,引入了新杂质NaHCO3。
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第3节 金属材料 复合材料[课后达标检测]一、选择题1.(教材改编题)下列说法中正确的是( )A .铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B .金、银、铜是应用最广泛的金属材料C .钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔D .铜是导电性、导热性最好的有色金属解析:选C 。
铜是人类使用最早的金属材料,A 错;铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料,B 错;银的导电性比铜好,D 错。
2.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是( )①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件,得到有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A .②③④B .①②③⑤C .①②④D .①②④⑤答案:B3.下列有关金属的工业制法中正确的是 ( )A .制钛:用金属钠置换氯化钛(TiCl 4)溶液中的钛B .炼铁:用焦炭和空气反应产生的CO 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C .通电条件下,电解熔融AlCl 3制备单质AlD .炼铜:用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜解析:选B 。
A 中不能用TiCl 4溶液,要用熔融状态的TiCl 4;C 中熔融AlCl 3不导电,应电解熔融Al 2O 3制取单质Al ;D 中电解法精炼铜的原料是粗铜。
4.(2018·阜阳模拟)下列说法中正确的是( )A .氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝B .工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C .工业上电解熔融状态的Al 2O 3制备Al 涉及氧化还原反应D .MgCl 2(aq)――→石灰乳Mg(OH)2――→煅烧MgO ――→电解Mg ,在给定条件下能实现解析:选C 。
A 项,AlCl 3属于共价化合物,熔融时不发生电离;B 项,电解氯化钠溶液的反应方程式:2NaCl +2H 2O=====通电2NaOH +Cl 2↑+H 2↑;D 项,MgO 熔点高,高温熔化时耗能大,应电解熔融MgCl 2制Mg 。
5.(2018·蚌埠模拟)Al 、Fe 、Cu 都是重要的金属元素,下列说法正确的是( )A .三者都有多种氧化物B .三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C .制备AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2固体时,均能采用将溶液直接蒸干的方法D .电解AlCl 3、FeCl 3、CuCl 2的混合溶液时阴极上只能析出Cu解析:选D 。
A 项,Al 的氧化物只有Al 2O 3;B 项,Cu 在空气中久置时生成Cu 2(OH)2CO 3;C 项,由于Al 3+、Fe 3+、Cu 2+均易水解,且加热时,水解生成的HCl 易挥发促进水解平衡正向移动,故不能得到相应固体。
6.下列反应中,反应后固体物质增重的是( )A .将氢气通过灼热的CuO 粉末B .将二氧化碳通过Na 2O 2粉末C .铝与Fe 2O 3发生铝热反应D .将锌粒投入Cu(NO 3)2溶液中解析:选B 。
氢气与灼热的CuO 反应生成Cu 和水,反应前固体为CuO ,反应后固体为Cu ,二者物质的量相同,固体质量减小,A 项错误;二氧化碳与过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应前固体为过氧化钠,反应后固体为碳酸钠,二者物质的量相同,固体质量增加,B 项正确;Al 与Fe 2O 3反应生成Al 2O 3和Fe ,反应前后固体质量不变,C 项错误;等物质的量的Zn 与Cu(NO 3)2反应生成Zn(NO 3)2和Cu ,反应前固体为Zn ,反应后固体为Cu ,固体质量减小,D 项错误。
7.氢化亚铜(CuH)是一难溶物质,用CuSO 4溶液和另一种“反应物”在40~50 ℃时反应可生成它。
CuH 不稳定,易分解;CuH 在氯气中能燃烧,跟盐酸反应能产生气体。
下列有关推断中错误的是( )A .这里的另一种“反应物”具有还原性B .CuH 可作氧化剂、还原剂C .CuH +Cl 2===CuCl +HCl(燃烧)D .CuH +HCl===CuCl +H 2↑(常温)解析:选C 。
C 项中Cl 2具有强氧化性,产物应为CuCl 2和HCl 。
8.已知酸性条件下有如下反应:2Cu +=====H +Cu 2++Cu 。
由于反应温度不同,用氢气还原氧化铜时,可能产生Cu 或Cu 2O ,两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证,实验操作和实验现象记录如下:A .CuB .Cu 2OC .一定有Cu ,可能有Cu 2OD .一定有Cu 2O ,可能有Cu 解析:选D 。
H 2还原CuO 生成红色固体,可能是Cu 和Cu 2O 中的一种或两种,产物中加入稀H 2SO 4溶液变蓝并得到红色固体,证明产物中含Cu 2O ,在酸性条件下2Cu +=====H +Cu 2++Cu ,故不能证明产物中是否含有Cu 。
9.(2018·安徽五校联考)某物质W 由Cu 、Al 2O 3、SiO 2、Fe 2O 3中的一种或几种物质组成。
进行如下实验:4.7 g W 过量盐酸步骤 Ⅰ⎪⎪⎪⎪―→蓝色溶液―→2.46 g固体――→过量NaOH 溶液,过滤步骤 Ⅱ0.96 g 固体 下列有关说法不正确的是( )A .由步骤Ⅰ可知W 中一定存在Fe 2O 3和CuB .由步骤Ⅱ可知4.7 g W 中SiO 2的质量为1.5 gC .根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以判断W 中一定存在Fe 2O 3、Cu 、SiO 2D .根据步骤Ⅰ、Ⅱ可以得出m (Fe 2O 3)∶m (Cu)=1∶1解析:选D 。
4.7 g W 和过量盐酸反应生成蓝色溶液,说明溶液中有铜离子,但是金属Cu 和盐酸不反应,所以W 中一定含有氧化铁,氧化铁和盐酸反应生成的三价铁离子可以和金属铜反应。
二氧化硅可以和氢氧化钠反应,2.46 g 固体和氢氧化钠反应后,固体质量减少了1.5 g ,所以减少的1.5 g 固体为二氧化硅,一定涉及的反应有Fe 2O 3+6H +===2Fe3++3H 2O ,Cu +2Fe 3+===2Fe 2++Cu 2+,SiO 2+2NaOH===Na 2SiO 3+H 2O ,又Cu 与NaOH 不反应,0.96g 固体中只含Cu ,故W 中一定存在Fe 2O 3、Cu 、SiO 2,A 、B 、C 项正确;不能确定W 中是否存在Al 2O 3,无法计算Fe 2O 3和Cu 的质量比,D 项错误。
二、非选择题10.(2018·银川质检)黄铜矿(主要成分为CuFeS 2,S 为-2价)是工业炼铜的主要原料,现有一种天然黄铜矿(含SiO 2),为了测定该黄铜矿的纯度,设计了如下实验:现称取研细的黄铜矿样品1.84 g ,在空气存在下进行煅烧,发生如下反应:3CuFeS 2+8O 2=====高温3Cu +Fe 3O 4+6SO 2实验后取d 中溶液的110置于锥形瓶中,用0.050 0 mol·L -1标准碘溶液进行滴定,消耗标准溶液20.00 mL 。
请回答下列问题:(1)3CuFeS 2+8O 2=====高温3Cu +Fe 3O 4+6SO 2中氧化产物是________________,当生成0.3 molSO 2气体时,转移电子________mol 。
(2)将样品研细后再反应,其目的是__________________________________________ ________________________________________________________________________; 装置c 的作用是________________。
(3)用标准碘溶液滴定d 中溶液的离子方程式是__________________________,滴定达终点时的现象是__________________________________________。
(4)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是________________________________________________________________________。
(5)通过计算可知,该黄铜矿的纯度为________。
(6)若将原装置d 中的试液换为Ba(OH)2溶液,测得黄铜矿纯度偏高,假设实验操作均正确,可能的原因主要是__________________________________________。
解析:(1)该反应中电子转移情况为,则氧化产物为Fe 3O 4、SO 2。
该反应中转移38e -,则生成0.3 mol SO 2气体时,转移1.9 mol 电子。
(2)将样品研细后再反应,可以增大接触面积,使原料充分反应,加快反应速率。
装置c 中铜网的作用是除去反应后多余的氧气。
(3)用标准碘溶液滴定d 中溶液,SO 2和I 2发生氧化还原反应,离子方程式为SO 2+I 2+2H 2O===SO 2-4+2I -+4H +。
滴定达终点时,SO 2消耗完,淀粉遇I 2变蓝色,锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟内不退色。
(4)反应结束后,仍需通一段时间的空气,目的是使反应生成的SO 2全部进入d 装置中,以减少实验误差。
(5)根据关系式CuFeS 2~2SO 2~2I 2,得n (CuFeS 2)=12n (I 2)=12×0.050 0 mol·L -1×20.00×10-3 L ×10=0.005 mol ,故该黄铜矿的纯度为0.005 mol ×184 g·mol -11.84 g ×100%=50%。
(6)若将原装置d 中的试液换为Ba(OH)2溶液,空气中的CO 2与Ba(OH)2反应生成BaCO 3沉淀或BaSO 3被氧化成BaSO 4,均会使所得沉淀质量偏大,实验结果偏高。
答案:(1)Fe 3O 4、SO 2 1.9(2)增大接触面积,使原料充分反应,加快反应速率 除去反应后多余的氧气(3)SO 2+I 2+2H 2O===SO 2-4+2I -+4H +锥形瓶中的溶液由无色变为蓝色且半分钟内不退色(4)使反应生成的SO2全部进入d装置中,以减少实验误差(5)50%(6)空气中的CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀(或BaSO3被氧化成BaSO4)11.(2018·北京高三模拟)CuCl是有机合成的重要催化剂,并用于颜料、防腐等工业。
工业上由废铜料(含Fe、Al及其化合物、SiO2杂质)生产CuCl的工艺流程如下:已知:22CuCl沉淀。
(1)煅烧的主要目的是__________________________________________。