2018届一轮复习人教版用途广泛的金属材料开发利用金属矿物学案

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第 13 讲　用途广泛的金属材料　开发利用金属矿物 考纲要求 1.掌握铜及其重要化合物的性质。 2．了解合金的概念及重要应用。 3．了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。 4．了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。 考点一　铜及其化合物 1．金属铜 (1)与非金属的反应 Cu—Error! (2)与酸的反应 Cu—Error! (3)与盐溶液的反应 Cu—Error! 2．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＋H2 =====△ Cu＋H2O Cu2O＋H2 =====△ 2Cu＋H2O 转化关系 4CuO =====高温 2Cu2O＋O2↑ 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用 4．铜盐 (1)碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结 果，它受热易分解： Cu2(OH)2CO3 =====△ 2CuO＋H2O＋CO2↑。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。 ②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。 (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 人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 名师助学　 (1)通常利用反应 2Cu＋O2 =====△ 2CuO 除去混合气体中的少量 O2。 (2)常利用 CuSO4 转化为 CuSO4·5H2O 时固体由白色粉末变成蓝色晶体检验少量水的存 在。 (3)铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)中逐渐溶解：2Cu＋O2 ＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。 1．(RJ 必修 1·P68,6 改编)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化 学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是 (　　) A．铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到 B．铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型 C．铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受 D．铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通 答案：　B 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)金属铜是红色金属(　　) (2)CuO 属于碱性氧化物 (　　) (3)铜与稀硫酸在常温下不反应，加热后反应放出氢气(　　) (4)铜与浓硫酸在室温下反应得到 SO2 气体(　　) (5)铜与稀硝酸反应，稀硝酸表现出氧化性和酸性(　　) (6)Cu2O 是黑色固体(　　) (7)Cu 与 Cl2 反应的现象是生成棕黄色的烟(　　) (8)Cu(OH)2 是白色沉淀(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√　(8)× 3．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案： (1)Cu ― ― →浓H2SO4 加热 CuSO4 ― ― →加水 稀释 硫酸铜溶液 ― ― →蒸发 结晶 CuSO4·5H2O。 (2)Cu ― ― →O2 灼烧 CuO ― ― →稀H2SO4 硫酸铜溶液 ― ― →蒸发 结晶 CuSO4·5H2O。 (3)Error! ― ― →稀硫酸 硫酸铜溶液 ― ― →蒸发结晶 CuSO4·5H2O。 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？ 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。 因而方案(3)更经济合理。 考向一　铜及其化合物的性质 1．将表中物质的颜色填入对应空格中： 物质 颜色 物质 颜色 Cu ______色 CuSO4 ____色 CuO ____色 CuSO4·5H2O ____色 Cu2O ____色 Cu2(OH)2CO3 ____色 Cu2S ____色 Cu(OH)2 ____色 答案：　紫红　白　黑　蓝　砖红　绿　黑　蓝 2．某研究小组通过实验探究 Cu 及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是 (　　) A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2 的生成 C．将 CuCl2 溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2 固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 解析：　A 项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B 项需要先加热铜才与氯气发生反应，故该项错误；C 项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸 干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D 项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2(OH)2CO3] 与盐酸反应，故该项正确。 答案：　D 3．已知 CuO 经高温灼烧生成 Cu2O，Cu2O 与 H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋ H2O。将经高温灼烧后的 CuO 样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的 是(　　) A．如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了 Cu2O B．溶液中最终可能有紫红色固体出现 C．这种实验的结果无法说明 CuO 分解的程度 D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明 CuO 没有分解 解析：　若误认为 Cu 不与热的稀硝酸反应会造成错选 D。 如果样品部分生成了 Cu2O，也会有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明 CuO 分解的程度，A 项错误、C 项正确；由于 Cu 能够与热的稀硝酸反应，所以不论 CuO 是否完全分解，溶液中最终不可 能有紫红色固体出现，B、D 项错误。 答案：　C 考向二　废铜及其矿物综合利用 4．(2016·江西萍乡统考)Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一，下面是由 Cu2S 冶炼铜及制 取 CuSO4·5H2O 的流程图： Cu2S ― ― →O2 △ Cu ― ― →焙烧 Cu2O、CuO ― ― →足量稀硫酸 A ― ― →操作Ⅰ B ― ― →蒸发、结晶、过滤 胆矾 (1)Cu2S 中 铜 元 素 的 化 合 价 为 ________ ， 火 法 炼 铜 的 反 应 原 理 是 ________________________________________________________________________ (用化学方程式表示)。 (2)向 Cu2O、CuO 中加入足量稀硫酸得到的体系 A 中溶液呈蓝色，且有红色物质生成， 请写出生成红色物质的离子方程式： ________________________________________________________________________， (3)若将 A 中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母序号)。 A．适量的 NaNO3　 B．适量的 HNO3　　C．适量的 H2O2 解析：　(1)Cu2S 中铜为＋1 价，火法炼铜中 Cu、O 被还原，S 被氧化，反应原理为 Cu2S ＋O2 =====△ 2Cu＋SO2。 (2)依据信息知 Cu2O 在酸性条件下生成 Cu2＋(蓝色)和单质铜(红色)，写出反应物和生成 物，配平方程式。 (3)H2O2 不产生污染物。 答案：　(1)＋1　Cu2S＋O2 =====△ 2Cu＋SO2 (2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O (3)C 5．某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制 CuO，其设计 的实验过程为 (1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原 因是________。 a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化 (2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净 CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优 点是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：　(1)ab (2)耗酸少；无污染性气体 SO2 产生 速记卡片 铜的冶炼 1．粗炼 (1)火法炼铜(以 CuFeS2 为例)：2CuFeS2＋O2 =====高温 Cu2S＋2FeS＋SO2↑　2Cu2S＋3O2 =====高温 2Cu2O＋2SO2↑ 2Cu2O＋Cu2S =====高温 6Cu＋SO2↑ (2)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 2．电解精炼 电解时，以 CuSO4 溶液作电解液，粗铜为阳极，纯铜为阴极。 考点二　金属的冶炼、合金及常见金属材料 1．金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中存在的形式 (2)金属冶炼的一般步骤 (3)金属冶炼的实质：把金属从化合态还原为游离态。 (4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示) (5)铝热反应 实验装置 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；实验现象 ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为 2Al ＋Fe2O3 =====高温 2Fe＋Al2O3 ①制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等； 原理应用 ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 2.合金 3．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。 1．判断正误(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)金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来 (　　) (3)镁合金的硬度与强度均高于纯镁(　　) (4)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应(　　) (5)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(　　) (6)在常温下，铜可以被浓硫酸和浓硝酸氧化(　　) (7)工业上金属 Al 是用电解熔融的氯化物制得的(　　) (8)金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√　(6)×　(7)×　(8)× 2．下表中是四种金属的熔、沸点数据： 金属 Na Al Cu Fe 熔点/℃ 97.81 660 1 038 1 535 沸点/℃ 883 2 467 2 567 2 750 (1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？ (2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。 答案：　(1)Na—Cu，Na—Fe (2)要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于 另一种金属的熔点而低于它的沸点。 考向一　金属的冶炼 1．用铝热反应还原下列物质，制得金属各 1 mol 时，消耗铝最少的是(　　) A．MnO2　　　　　　　　 B．Cr2O3 C．V2O5 D．Fe3O4 解析：　制得 1 mol 金属需要电子最少的消耗铝最少。A～D 项制得 1 mol 金属需要电 子的物质的量依次为 4 mol、3 mol、5 mol、8 3 mol。 答案：　D 速记卡片 金属活泼性与冶炼方法的关系 [拓展] 有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：Na＋KCl =====850 ℃ K↑＋NaCl 请用化学平衡移动的原理，分析其原因。 答案：　由于 Na 的沸点高于 850 ℃，而 K 的沸点低于 850 ℃，在 850 ℃时 K 形成蒸 气而逸出，使化学反应向正方向进行。 考向二　常见的金属材料 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 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．②③④　　　　　　 B．①②③⑤ C．①②④　　 D．①②④⑤ 答案：　B 3．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示： 熔点/℃ 密度/ (g/cm3) 硬度(金刚石 为 10) 导电性(银 为 100) 某合金 2 500 3.00 7.4 2.3 铁 1 535 7.86 4.5 17 还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做(　　) A．导线 B．门窗框 C．炉具 D．飞机外壳 解析：　该合金与铁的性质比较可知，其导电性比 Fe 差很多，不适合做导线。 答案：　A [山东高考题]工业上由黄铜矿(主要成分 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下： [高考还可以这样考] (1)写出用电解法冶炼钠和铝的化学方程式 ________________________________________________________________________， ________________________________________________________________________。 (2)工业上冶炼铁用的还原剂是什么？写出反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 (3)由泡铜(Cu2O、Cu)冶炼粗铜的化学方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)已知 Cu2O 能与稀 H2SO4 反应生成 CuSO4 和 Cu，泡铜中的 Cu2O 和 Cu 均是红色物质， 如何通过实验鉴别 Cu2O 与 Cu? ________________________________________________________________________。 (5)冰铜(mCu2S·nFeS)中铜元素的化合价是多少？将冰铜中的 Cu2S 在 O2 中灼烧能冶炼 出铜，试写出该反应的化学方程式： ________________________________________________________________________。 (6)由粗铜电解精炼铜时，粗铜接电源的正极还是负极？ ________________________________________________________________________。 (7)设计由粗铜、浓 H2SO4、水等物质制备 CuSO4 的实验方案： ________________________________________________________________________。 答案：　(1)2NaCl(熔融) =====电解 2Na＋Cl2↑ 2Al2O3(熔融) =====电解 冰晶石 4Al＋3O2↑ (2)CO　3CO＋Fe2O3 =====高温 2Fe＋3CO2 (3)3Cu2O＋2Al =====高温 6Cu＋Al2O3 (4)将少量红色物质放入稀 H2SO4 中，若溶液变成蓝色，说明红色物质为 Cu2O，若溶液 不变蓝，则红色物质为 Cu (5)＋1 价　Cu2S＋O2 =====△ 2Cu＋SO2 (6)电解精炼铜时，粗铜作阳极(接电源正极)，纯铜作阴极，CuSO4 溶液作电解质溶液 (7)由粗铜制备 CuSO4 的实验流程为 Cu ― ― →O2 CuO ― ― →稀H2SO4 CuSO4 [课堂随笔]　　 课时训练　用途广泛的金属材料　开发利用金属矿物 1．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 答案：　C 2．下列合金抗腐蚀性能较好的是(　　) A．铝合金　　　　　 B．青铜 C．碳素钢 D．生铁 答案：　A 3．下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是(　　) A．镁铝合金 B．铜合金 C．碳素钢 D．铅锡合金 答案：　A 4．下列有关金属及其合金的说法不正确的是 (　　) A．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 B．生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 C．镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹 D．日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用 答案：　B 5. 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(TiCl4)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．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的 NaCl 溶液 D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为 99.9%的铜 答案：　B 6．下列各组物质中能发生铝热反应的是(　　) A．Al 粉和 FeO 粉末　　　 B．木炭粉和 CuO 粉末 C．Al 粉和 MgO 粉末 D．Al 粉和稀盐酸 解析：　铝热反应是铝与金属氧化物间的反应，B 中无铝粉，错误；D 中无金属氧化物， 错误；C 中虽然是铝粉与金属氧化物的混合物，但 Al 不如 Mg 活泼，两者不能发生铝热反 应。 判断铝热反应能否发生可从以下方面分析：首先看状态为粉末或固体，再看化学成分是 铝和金属氧化物；后看金属氧化物中的金属活动性，要比铝活动性弱。 答案：　A 7．下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是(　　) A．CuSO4 变成 CuSO4·5H2O 是物理变化 B．一定条件下，新制的 Cu(OH)2 悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应 C．CuO 是黑色固体，与水反应可生成 Cu(OH)2 D．Cu2O 遇硝酸可能会被氧化成 Cu2＋ 解析：　A 项 CuSO4＋5H2O===CuSO4·5H2O 是化学变化；B 项 Cu(OH)2 与乙醛在加热 的条件下能反应，在常温下，Cu(OH)2 与乙酸也能发生中和反应；C 项 CuO 与水不反应；D 项 Cu2O ― ― →HNO3 Cu2＋。 答案：　D 8．实验室拟用一定量的铁与足量的稀 H2SO4 及足量的 CuO 制成单质铜，有人设计以下 两种方案： ①Fe ― ― →H2SO4 H2 ― ― →CuO Cu　②CuO ― ― →H2SO4 CuSO4 ― ― →Fe Cu 若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是(　　) A．①多　　　　　　　　　　　 B．②多 C．相等 D．无法判断 解析：　①中在 H2 还原 CuO 之前应先通入一段时间的 H2，故②中制得的单质铜较多。 答案：　B 9．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。由于反应温度不同，用氢气还原 氧化铜时，可能产生 Cu 或 Cu2O，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： 加入试剂 稀硫酸 浓硫酸、加热 稀硝酸 浓硝酸 实验现象 红色固体和 蓝色溶液 无色气体和蓝 色溶液 无色气体 和蓝色溶 液 红棕色气 体和蓝色 溶液 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是(　　) A．Cu B．Cu2O C．一定有 Cu，可能有 Cu2O D．一定有 Cu2O，可能有 Cu 解析：　H2 还原 CuO 生成红色固体，可能是 Cu 和 Cu2O 中的一种或两种，产物中加入 稀 H2SO4 溶液变蓝和得到红色固体，证明产物中含 Cu2O，在酸性条件下：2Cu＋===Cu2＋＋ Cu，故不能证明产物中是否含有 Cu。 答案：　D 10．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(　　) 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除去铜器表面的铜 绿 Ⅰ对；Ⅱ对；无 B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有 C 向硫酸铜溶液通入氨气，有深 蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤 渣，最后变成黑色固体 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧， 铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白 色硫酸铜粉末是物理变化 硫酸铜溶液可用作游泳池的消 毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 答案：　D 11．氢氧化铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这 两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解 25.25 g 的上述混合物，恰好消耗 1.0 mol·L－1 盐酸 500 mL。灼烧等量的上述混合物，得到的氧化铜质量为(　　) A．15 g　　　　　　　　　　 B．20 g C．30 g D．35 g 解析：　根据题意有如下关系式： 2HCl ― ― →Cl守恒 CuCl2 ― ― →Cu守恒 CuO 即 n(CuO)＝1 2n(HCl)＝1 2 ×1.0 mol·L－1×0.5 L ＝0.25 mol，m(CuO)＝0.25 mol×80 g·mol－1＝20 g。 答案：　B 12．(2016·河北保定调研)工业上由黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下： (1)气体 A 中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。 a．浓硫酸 B．稀硝酸 c．NaOH 溶液 D．氨水 (2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)以 CuSO4 溶液为电解质溶液进行粗铜(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼， 下列说法正确的是 ________________________________________________________________________。 a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应 c．溶液中 Cu2＋向阳极移动 d．从阳极泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金属 解析：　(1)气体 A 中的大气污染物为 SO2，可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。 (2)依据图示，泡铜中的 Cu2O 与 Al 高温下发生铝热反应制得铜。 (3)电解精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a 错；电解 精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b 对；电解过程中 Cu2＋向阴 极移动，c 错；粗铜中 Ag、Pt、Au 的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收，d 对。 答案：　(1)c (2)3Cu2O＋2Al =====高温 Al2O3＋6Cu (3)bd 13．(1)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在 50～60 ℃，加入 H2O2，反应一段 时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 CuSO4 溶液中加入一定量的 Na2SO3 溶液和 NaCl 溶液加热，生成 CuCl 沉淀，写出生成 CuCl 的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。 ①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的 CuO，其猜想可用化学方程式表示为 Cu＋H2SO4 =====△ ________________________。 ②乙同学认为：黑色固体除 CuO 外，还可能含有 Cu2S 和 CuS，其理由可能是 ________(填字母)。 a．Cu2S 和 CuS 都是黑色的 b．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出 O2 c．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu 的化合价升高与 S 的化合价降低有多种可能 解析：　(1)H2O2 在硫酸溶液中能把铜氧化生成硫酸铜，而双氧水被还原为水，反应的 离子方程式为 Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O；根据氧化还原原理，Cu2＋把 SO 2－3 氧化为 SO2－4 ，而自身被还原为 Cu＋，反应的离子方程式为 2Cu2＋＋2Cl－＋SO2－3 ＋H2O =====△ 2CuCl↓＋SO2－4 ＋2H＋。(2)①浓硫酸把铜氧化为 CuO，本身被还原为 SO2，同时生成水，反 应的化学方程式为 Cu＋H2SO4 =====△ CuO＋SO2↑＋H2O；②从物质的颜色判断：Cu2S 和 CuS 的颜色也是黑色的，故 a 项正确；Cu 单质可被氧化为＋2 价或＋1 价铜，浓硫酸中的 S 元素也可被还原为多种低价态，故 c 项正确。 答案：　(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O 2Cu2＋＋2Cl－＋SO2－3 ＋H2O =====△ 2CuCl↓＋SO2－4 ＋2H＋ (2)①CuO＋SO2↑＋H2O　②ac 14．孔雀石的主要成分为 Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假 设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)： (1)反应①能观察到的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 有关反应的化学方程式为 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应②加入的金属可能是__________，有关反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (3)操作 a 可能的方法是________，欲除掉的杂质为________________；要从操作 a 所 得到的溶液中得到溶质的晶体，需要的操作是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：　孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡 产生；反应的化学方程式为 Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂 质，则滤液中主要含有 CuSO4，加入的金属粉末能将 Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属 可能是 Fe 或 Zn 等；要从滤液中得到 CuSO4 晶体需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。 答案：　(1)固体逐渐消失，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O (2)铁粉　Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu(合理均可) (3)过滤　难溶于水和稀硫酸的杂质　加热浓缩、冷却结晶 15．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，甲同学设计的实验方案如下： 请回答： (1)绿矾的化学式为________。 (2)写出反应①的化学方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________， 反应②生成沉淀的离子方程式： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)为了检测滤液 D 中含有的金属离子，可设计实验方案为(试剂自选)： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)在滤渣 B 中滴加稀硫酸时，发现反应速率比一般的铁粉反应要大，其原因是 ________________________________________________________________________。 答案：　(1)FeSO4·7H2O (2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ AlO－2 ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO－3 [或 2AlO－2 ＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋CO 2－3 ] (3)用试管取少量滤液 D，向滤液中滴加 KSCN(或 NaSCN 或 NH4SCN)溶液无明显 现象，再滴入氯水(或双氧水或通入 Cl2)若变成血红色，则溶液中存在 Fe2＋ (4)铜、铁与稀硫酸形成了原电池