【魔术引课】让学生做实验：小铁刀变钢刀；【回忆旧知】让学生回忆前面铁、镁与氧气反应及反应；介绍铝与氧气反应情况，总结出这些金属的活泼性不一；【实验探究】1.镁、锌、铁、铜与盐酸反应；2.镁、锌、铁、铜与硫酸反应；【讨论】1.哪些金属能与盐酸、硫酸反应？反应剧烈；2.哪些金属能与盐酸、硫酸反应？；3.进行比较可以发生反应的化学方程式会有哪些相同；4.什么样的反
【魔术引课】让学生做实验：小铁刀变钢刀
【回忆旧知】让学生回忆前面铁、镁与氧气反应及反应现象
介绍铝与氧气反应情况，总结出这些金属的活泼性不一样
【实验探究】1.镁、锌、铁、铜与盐酸反应
2.镁、锌、铁、铜与硫酸反应
【讨论】1.哪些金属能与盐酸、硫酸反应？反应剧烈程度如何？生成什么气体？
2.哪些金属能与盐酸、硫酸反应？
3.进行比较可以发生反应的化学方程式会有哪些相同点？
4.什么样的反应叫置换反应？
【实验探究】铝丝与硫酸铜溶液的反应、铜丝与硝酸银溶液的反应、铜丝与硫酸铝溶液的反应，
【讨论】1.上述三个实验哪些可以反应？它们属于哪种反应类型？
2.由此可以得出铝、铜、银金属活动顺序是怎样的？
【讲解】1.金属活动顺序的内容
【应用】鉴别真假黄金（是金还是黄铜）
【练习】见学案
【作业】教材P14页习题
课题 2 金属的化学性质
[学习目标]
1．知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。
2．初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
3．能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断，并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
[学法指导]
1.金属的化学性质：我们可以将金属的化学性质归纳为下表：
3.金属活动性顺序
经过大量的实验探究和去伪存真的分析，人们归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：
k Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序可以采用“五元素一句”的方法记忆，即“钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金”。金属活动性可以作为金属能否与不同物质的溶液发生置换反应的一种判断依据。
[释疑解难]
1.有 X ， Y, Z 三种金属，它们在溶液中能发生如下反应：
③ X+2 HCl
而 Y 与盐酸不反应。这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（
A.X ， Y ，（ H ）,Z
B.Z ， Y ，（ H ）,X
C.Y ，（ H ）， X,Z
D.Z ， X ，（ H ）,Y
分析：此题考查金属活动性顺序的应用。在金属活动性顺序中。只有排在前面的，才能把排在它后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。由反应①可知，金属的活动性 X&Y 。由反应②可知，金属的活动性 Z&X 。只有排在氢前面的金属，才能置换酸中的氢。由反应③可知， X 排在氢前面，题设 Y 不与盐酸反应，故 Y 应排在氢的后面。纵上所述，答案 D 正确。
[自我检测]
1.某同学用下列化学方程式表示金属的有关化学性质，其中书写不正确的是（
A. 4Al+3 O2==2Al2O3
B. Zn+ CuSO4== Cu+ ZnSO4
C. 2Fe+6 HCl==2FeCl3+3 H2 ↑
D. Al+3 AgNO3==Al(NO3)3+3Ag
2.小兰家中收藏了一件清末铝制佛像，该佛像至今仍保存的十分完好，该佛像没有被锈蚀的主要原因是（
A.铝不容易发生化学反应
B.铝的氧化物容易发生还原反应
C.铝不容易被氧化
D.铝易氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用
3.下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。
（ 1 ）银与稀盐酸
（ 2 ）锌与硫酸铜溶液
（ 3 ）铜与硫酸锌溶液
（ 4 ）铝与硝酸银溶液
4.下列有关实验现象的描述正确的是（
A.白磷在氧气中燃烧产生大量的白雾
B.镁在空气中燃烧产生了白色的氧化镁
C.硫在氧气中燃烧发出淡蓝色的火焰
D.铁在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色物质
5.有下列化学反应：
① M+H2SO4== MSO4+ H2 ↑
② M+R(NO3)2==M(NO3)2+ R
③ N+RCl2== R+ NCl2
则 M ， N, R 三种金属的活动性顺序肯定有错误的是（
6.为了适应火车提速，我国一些铁路线上原有的短轨已全部连接为超长轨，工作技术人员常用如下反应来焊接钢轨间的缝隙，2Al + Fe2O3==Al2O3 +2Fe有关此反应的下列说法正确的是（
A..该反应属于化合反应
B.该反应属于分解反应
C.该反应属于置换反应
D.该反应中铁元素的化合价降低
7.下列金属不能置换出酸中的氢是（
8.下列金属活动顺序符合从弱到强的是（
A．Na ，K,
C.Na ，Ca,
D.Au ，Ag,
9没有的．第二次世界大战时丹麦沦陷，著名科学家，诺贝尔奖章获得者玻尔巧妙地用 &王水& （盐酸与硝酸地混合物）把金质奖章溶解： Au+HNO3+3 HCl==AuCl3+ ↑ +2 H2O 并保存在一个容器中。战后玻尔向容器战投入金属铜就使黄金从溶液中析出，并重新铸造成与原来十分相似的诺贝尔奖章，根据你学过的化学知识，写出这个反应的化学方程式
，这个反应属于四种基本反应类型中的
参考答案：
3.（ 1 ）（ 3 ）不可以
（ 2 ）（ 4 ）可以
（ 2 ） Zn+CuSO4== Cu+ ZnSO4
Al+AgNO3== Ag+ AlCl3
9.3Cu+2 AuCl3==2Au+3 CuCl2
[视野拓宽]
铁制的容器为什么能盛装浓硫酸
铁制容器不能用来盛稀硫酸，却可以用来装浓硫酸。其原因是：因为单质铁可以跟稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，如用铁制容器来装稀硫酸，铁容器将很快被腐蚀，所以不能用铁制容器来装稀硫酸。又因为浓硫酸具有很强的氧化性，常温下可以将铁氧化成非常致密的氧化物薄膜，这层薄膜不溶于酸，从而保护了里面的铁不与外面的酸接触，所以，浓硫酸可以用铁制容器来盛装。
思考与实践：铁制容器能不能用来盛装硫酸铜溶液？为什么？
四、参考资料
铜是人类应用最早的金属
铜是人类认识并应用最早的金属之一。我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。在商代早期遗址中出土了较大型的青铜器。
中国商代早期的大型青铜器还很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花纹多为线条的兽面纹。1939年在安阳市出土的礼器 &司母戊鼎& 是殷代前期青铜器的代表作，是商王为其母铸造的，重达 875 公斤，高 133?cm ，横长 110?cm ，宽 78?cm 。经检测，铜占 84.11 ％，锡占 11.64 ％，铅占 2.79 ％，是世界上最大的出土青铜器。
又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，楼空的扉边。重 34.5?公斤，身高 58.3 cm ，口边长 52.4 cm 。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。
青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。
战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不同，青铜器材料的性能也应有所变化，为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。
我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。
在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。
铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。
铜和铁、锰、铝、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成，有利于植物的生长。
铜在生命系统中有重要作用，人体中有 30 多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。铜虽然是生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。
“大地之子”-----钛
钛是一种银白色的金属，早在 1791 年，英国科学家威廉姆?格里戈尔在英国密那汉郊区找到这种神奇的元素时，首先发现了这种新元素。过了 4 年，德国化学家克拉普洛特又从匈牙利布伊尼克的一种红色矿石中, 发现了这种元素，便以希腊神话中的英雄来命名。钛的意思是“地球的儿子”。钛的外形很像钢铁，但远比钢铁坚硬，且体重只有铁的一半。在常温下，钛可以安然无恙地“躺”在各种强酸、强碱中；就连最凶猛的酸------ 王水，也不能腐蚀它。有人曾把一块钛片扔进大海，经过 5 年以后取出来，仍然闪闪发亮，没有半点锈斑。俗话说:“真金不怕火炼”。可是钛的熔点比黄金还高出
600 多摄氏度。正因为钛的本领非凡，所以有着广泛用途。现在，钛是制造飞机、坦克、军舰、潜艇不可缺少的金属。在宇宙飞船和导弹中，也大量用钛代替钢铁。钛与氮、碳结合生成的氮化钛、碳化钛，也是非常坚硬的化合物，它们的耐热本领甚至还比钛高 1 倍。这样坚硬而耐热的材料，可以代替超级钢，制造高速切削刀具。钛的许多特殊性能，还在化工、超声波和超导技术中得到应用。然而，钛有个最大的缺点，就是提炼比较困难。这主要是因为钛在高温下可以与氧、碳、氮以及其他许多元素化合。所以人们曾把钛当作“稀有金属”,其实，钛的含量约占地壳重量的 6 ?，比铜、锡、锰、锌的总和还要多 10 多倍。在世界上，我国钛的储藏量最多，四川的攀枝花，钛的储藏量占全国 90% 以上，是世界上罕见的大钛矿。
将银白色的铝放在空气中，没有多久，便穿上了一件极薄的、近乎透明的白色外衣――氧化膜
。真使人难以相信，铝的这件外衣，同光彩夺目的红,蓝宝石的主要成分竟是一个东西，都是氧化铝 (A1203) 。它们的区别，只是晶体的结构不同。然而，你可别瞧不起铝的这件貌不惊人的外衣，它对于铝的使用却作出了杰出的贡献哩!
大家都知道，钢铁是具有多种宝贵性能的材料。将钢铁放在空气中，也会穿上一件外衣――铁锈 (主要成分是氧化铁) 。可是钢铁的这件外衣结构很疏松，大气中的氧、水蒸气、二氧化碳分子都能穿过这件外衣的无数孔隙，深入到钢铁内部，继续把钢铁变成铁锈，直至整块钢铁都变成无用的“烂铁”为止。所以，为了保护钢铁不被锈蚀，人们常让钢铁制品另外穿上一件保护衣――防锈物质
。铝的外衣与钢铁的外衣不同，它虽然非常薄，但是却“天衣无缝”，非常致密。即使把铝块拉长、压扁、扭转或弯曲，它也不会松掉、脱落，仍能牢牢地裹在铝的表面。氧气、水蒸气、二氧化碳分子对它都无可奈何，钻不过去
。铝的外衣――氧化铝不溶于水，熔点高达 2050 ℃。把铝制品加热到 660 ℃时，金属铝已熔化成为液体，可是氧化铝仍然覆盖在液态铝表面，防止氧气与铝接触。
铝的外衣称得上是一副不怕水浸、火烧，能够保护自己免受大气腐蚀的盔甲。
但是，铝的外衣也有关中不足之处：一是天然形成的这件防护衣太薄了，厚度只有万分之二到万分之四毫米，一张普通的纸也比它厚五百倍，因此经不起村 L 械的损伤；二是怕酸,怕碱。如果这件外衣能够再厚一些，能更坚硬、耐磨损、耐腐蚀，就更好了
。为了使铝的外衣增厚，人们想到，铝的外衣――氧化铝膜，是锅与空气中的氧发生氧化反应生成的。如果用比氧具有更强的氧化性物质来和铝发生氧化反应，那末，生成的氧化铝膜岂不是可以更厚实一些了吗?
于是，人们先用磷酸钠 (Na3PO4) ，氢氧化钠 (NaOH) ，硅酸钠 (Na2SiO3) 等溶液洗去铝制品表面的油污，再让它在热水中洗个澡，然后浸在铬酸钠 (Na2CrO4),碳酸钠 (Na2CO3) 及氢氧化钠混和液中进行氧化处理。由于铬酸钠是一种强氧化剂，铝的外衣一氧化铝膜果然大大增厚了。
在工业上，人们将铝制品浸在电解质溶液中作阳极，通入直流电使铝氧化，也生成了较厚的氧化铝膜。人工加厚的氧化铝膜比天然形成的厚八十多倍，达 0 ． 015 ― 0 ． 017 毫米。有趣的是，人工加厚的铝制品外衣，还真象人穿的衣服一样可以染上各种颜色。这样，铝制品就不再是一律穿银白色的外衣了，而是可以穿上金黄、大红、宝蓝、翠绿等五光十色的漂亮衣服。你们看到的逗人喜爱的金黄色笔套、彩色金属钮扣、打火机等等铝制品，它们穿的就是染了色的氧化铝外衣。
锗、锡、铅的历史
１８７１年俄罗斯化学家门捷列夫，发现元素周期律时预言一种未知元素“类硅”的存在，并根据周期律推论出它的许多性质。在１８８６年，德国化学家文克勤（ Winkler,C.A.1838 － 1904 ），用光谱分析法分析硫银锗矿时，发现了这种 &类硅& 的新元素，并命名为锗，符合 Ge ，意在纪念德
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不诉离伤52
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& 2016年高考化学一轮复习（知识梳理 题组训练）：第4讲　金属材料及金属矿物的开发利用
2016年高考化学一轮复习（知识梳理 题组训练）：第4讲　金属材料及金属矿物的开发利用
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资料概述与简介
第4讲　金属材料及金属矿物的开发利用
[考纲要求]　1.知道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)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(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＋SCu2S。
③与氧化性酸反应
a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
④与盐溶液反应(写离子方程式)
a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
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＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋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．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。
题组一　铜及其化合物的性质
1．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　CuSO4变成CuSO4·5H2O属于化学变化，A错；Cu(OH)2是碱，能与酸反应，B错；CuO不能与水反应，C错；Cu2O中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。
2．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 铜制容器可以盛放浓硫酸 Ⅰ对；Ⅱ对；有
C 向硫酸铜溶液中通入氨气，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
解析　稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
3．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，把反应后的溶液倒入水中，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　B项需要先加热铜才能与氯气发生反应，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。
熟记铜及其化合物的颜色
物质 颜色 物质 颜色
Cu 紫红色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色
Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色
题组二　铜及其化合物转化关系的应用
4．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________(填字母)。
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
解析　(1)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。
(2)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是①产生等量的CuSO4，比途径Ⅰ消耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体SO2。
废铜综合利用的常见流程框图模式
考点二　金属材料及合金概述
1．熟记金属活动性顺序
金属活动性顺序 K、Ca、Na Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb(H) Cu、Hg、Ag Pt、Au
与O2反应 常温下易被氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 常温生成氧化膜
与H2O反应 常温下生成碱和氢气 与热水反应 有碱存在与水反应 与高温水蒸气反应 不反应
与非氧化性酸反应 生成盐和氢气 不反应
与盐溶液反应 先与水反应，生成的碱再与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
自然界存在形态 化合态(Fe有游离态) 游离态
(1)概念：合金是指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)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
3．常见金属材料
金属材料—
(1)重要的黑色金属材料——钢
钢是用量最大、用途最广的合金。
(2)几种有色金属材料
题组一　金属的性质和应用
1．下列关于金属元素的叙述正确的是(　　)
A．金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性
B．金属元素的单质在常温下均为固体
C．金属元素在不同化合物中化合价均相同
D．大多数金属元素的单质为电的良导体
解析　金属离子中的中间价态离子，比如Fe2＋，既有氧化性又有还原性，A错；常温下金属汞呈液态，B错；有的金属元素存在变价，比如Fe、Cu等，C错。
2．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　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。
题组二　合金的性能特点及应用
3．2015年底将在上海首飞的C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)
A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物
B．铝锂合金的硬度比锂大
C．铝锂合金的熔沸点比铝高
D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
解析　铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。
4．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．②③④ B．①②③⑤
C．①②④ D．①②④⑤
题组三　合金组成的分析
5．现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量)，由此可以推知硬铝的组成可能为(提示：Si＋2OH－＋H2O===SiO＋2H2↑)(　　)
A．Al、Mg、Si、Zn B．Al、Fe、Zn、Na
C．Al、Na、Cu、Fe D．Al、Cu、Mg、Si、Mn
解析　通过反应①知合金中必须含有排在金属活动性顺序中H之前的金属和H之后的金属；由反应②知合金中必须含有Si及排在金属活动性顺序表H之后的金属或其他非金属。
6．某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：
下列说法中不正确的是(　　)
A．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性
B．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体一定全为NO
C．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ是烘干
D．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数
解析　解答本题要注意以下两点：①没有告诉硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2；②Wg固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定三步操作。
1.定性分析型
形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性质(例如铝合金中的铝既能溶于酸又能溶于碱的性质不变，铜能溶于稀硝酸，且硝酸的还原产物为NO气体等性质不变)，一般是将合金酸溶或碱溶，根据反应中的特殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象判断其成分。此类试题常以流程的形式呈现，解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。
2．定量分析型
定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法。
(1)定量集气法
定量集气法是指收集合金中某种物质溶解时所产生的气体的量，应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理的关键点是根据某组分的特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体)，其操作要点和注意事项有：保证装置的气密性良好，注意收集气体的读数方法。
沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时，涉及到的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)；沉淀(重点是沉淀试剂的选择)；过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量；数据的处理(包括测定结果的误差分析)。
考点三　金属矿物的开发和利用
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。
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：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的一般步骤
4．金属冶炼方法
(1)热分解法
例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。
用热分解冶炼法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。
(2)热还原法冶炼金属
①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnO2Zn＋CO2↑，C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO＋CuOCu＋CO2。
③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3W＋3H2O,4H2＋Fe3O43Fe＋4H2O。
④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr,10Al＋3V2O56V＋5Al2O3。
(3)电解法冶炼金属
例如：电解Al2O3、MgCl2、NaCl，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。
1．能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg?
答案　不能。因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量的电能，成本较高。
2．铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？
答案　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。
3．铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题：
(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？
答案　否，判断铝热反应能否发生，应首先看金属的活动性。例如MgO和Al不能发生铝热反应。
(2)在铝热反应中，镁条、KClO3的作用是________。
答案　引燃、助燃作用
(3)做铝热反应时，应注意哪些事项？
答案　①要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。
②蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。
③实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。
题组一　金属冶炼原理的考查
1．下列有关金属的工业制法中正确的是(　　)
A．制钛：用金属钠置换四氯化钛(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
解析　A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。
2．下列金属冶炼的反应原理中错误的是(　　)
A．MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
B．Al2O3＋3H22Al＋3H2O
C．Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
D．2HgO2Hg＋O2↑
解析　金属冶炼的方法很多，由于金属离子得电子的能力不同，因此必须采取不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的金属(Hg、Ag等)的氧化物受热就能分解得到单质；位于前面的几种金属(如K、Na、Ca、Al等)的还原性太强，这些金属都很容易失去电子，只能用通电电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼。
1．选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活动性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属的位置越靠前，越难被还原。
2．化学性质很稳定的金属如Au、Pt等，在自然界中呈游离态，用物理方法即可得到。
3．有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KClK↑＋NaCl
2RbCl＋MgMgCl2＋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。
题组二　对铝热反应的定性及定量考查
3．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：
①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；
②另取20gA全部溶于0.15L6.0mol·L－1盐酸中，得溶液C；
③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；
④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
(1)①中引发铝热反应的实验操作是________，产物中的单质B是________。
(2)②中所发生的各反应的化学方程式是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)③中所发生的各反应的离子方程式是____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c(Mg2＋)为__________，c(Fe2＋)为__________。
答案　(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃　Fe
(2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、
MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O
(3)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋、Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
(4)0.67mol·L－1　2.3mol·L－1
解析　此题将实验操作与元素化合物知识巧妙结合在一起考查，增大了试题的容量，增强了试题的测试能力。
(1)铝热反应是指单质Al和某些金属氧化物发生的反应，反应过程中放出大量热，但该反应需要较高的温度才能引发。在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条，点燃Mg条后放出热量，使KClO3固体分解放出O2，进一步加剧Mg的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。发生的反应为Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe，所以产物中单质B为Fe。
(2)Fe2O3和MgO都是碱性氧化物，能和酸反应生成盐和水：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O、MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
(3)混合物中只有Fe2O3能和Al发生铝热反应，生成Fe单质。C溶液中有反应生成的FeCl3，还有未反应的HCl。发
生的离子反应为Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
(4)假设步骤②用去的20g固体中，MgO的物质的量为x，则Fe2O3的物质的量也为x，则40g·mol－1×x＋160g·mol－1×x＝20g，解得：x＝0.1mol。
根据MgO～MgCl2的关系，则溶液中MgCl2的浓度为0.1mol÷0.15L≈0.67mol·L－1。
步骤④说明溶液中没有Fe3＋，也就是溶质为FeCl2和MgCl2。根据Cl－守恒的关系，可知MgCl2和FeCl2的总的物质的量等于＝0.45mol，所以，FeCl2的浓度为≈2.3mol·L－1。
探究高考　明确考向
江苏五年高考
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)Zn具有还原性和导电性，可用作锌锰干电池的负极材料(√)
(2012·江苏，5D)
(2)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg(×)
(2012·江苏，7⑤改编)
解析　电解MgCl2得到Mg，而不是MgO。
(3)铜的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀(×)
(2011·江苏，3D)
解析　此时铁仍作负极，加快腐蚀。
(4)相同条件下，溶液中Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋的氧化性依次减弱(√)
(2010·江苏，8D)
2．[2011·江苏，18(1)(2)]Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质，可通过下列方法制备：在KOH溶液中加入适量AgNO3溶液，生成Ag2O沉淀，保持反应温度为80℃，边搅拌边将一定量K2S2O8溶液缓慢加到上述混合物中，反应完全后，过滤、洗涤、真空干燥得固体样品。反应方程式为2AgNO3＋4KOH＋K2S2O8Ag2O2↓＋2KNO3＋2K2SO4＋2H2O
回答下列问题：
(1)上述制备过程中，检验洗涤是否完全的方法是______________________。
(2)银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液，电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag，负极的Zn转化为K2Zn(OH)4，写出该电池反应方程式：_______________________________________。
答案　(1)取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴Ba(NO3)2溶液，若不出现白色浑浊，表示已洗涤完全(或取少许最后一次洗涤滤液，滴入1～2滴酚酞溶液，若溶液不显红色，表示已洗涤完全)
(2)Ag2O2＋2Zn＋4KOH＋2H2O===2K2Zn(OH)4＋2Ag
解析　(1)解题出发点有二：其一从沉淀表面附着硫酸钾，可用硝酸钡溶液检验；其二沉淀表面附着(过量的)氢氧化钾，可用酚酞溶液检验。
(2)根据原电池反应和氧化还原反应的对应关系，初步确定氧化剂是过氧化银，还原产物是银；还原剂是金属锌，氧化产物是四羟基合锌酸钾；同时注意所用的介质是氢氧化钾溶液。
3．[2010·江苏，20(2)(3)(4)]以水氯镁石(主要成分为MgCl2·6H2O)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下：
　　　H2O　　NH3　NH3、NH4HCO3　　　滤液
↓　　　↓　　　　↓　　　　　　　↑
水氯镁石→→→→→→碱式碳酸镁
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶，所得主要固体物质的化学式为________。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到MgO。取碱式碳酸镁4.66g，高温煅烧至恒重，得到固体2.00g和标准状况下CO20.896L，通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全，所得碱式碳酸镁中将混有MgCO3，则产品中镁的质量分数________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
答案　(2)NH4Cl
(3)n(CO2)＝＝4.00×10－2mol
n(MgO)＝＝5.00×10－2mol
＝5.00×10－2mol
n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5
碱式碳酸镁的化学式为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O
解析　(2)主要流程中加NH3、NH4HCO3进行沉淀镁得到主要物质为MgCO3和NH4Cl，滤液的主要成分为NH4Cl。
(3)设该碱式碳酸镁的化学式为Mgx(OH)y(CO3)z，高温煅烧后产物为MgO、CO2和H2O，其物质的量之比为n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶，由题中数据知生成气体CO2的物质的量n(CO2)＝＝4.00×10－2mol，得到的固体为MgO，其物质的量
n(MgO)＝＝5.00×10－2mol，
＝5.00×10－2mol，n(MgO)∶n(CO2)∶n(H2O)＝x∶z∶＝5.00×10－2∶4.00×10－2∶5.00×10－2＝5∶4∶5，所以求得该碱式碳酸镁的化学式为Mg5(OH)10(CO3)4，但该化学式化合价不守恒，推测可能含结晶水，故化学式应为Mg5(OH)2(CO3)4·4H2O，也可写为Mg(OH)2·4MgCO3·4H2O。
(4)将碱式碳酸镁的化学式分为两部分，分别是4MgCO3和Mg(OH)2·4H2O。MgCO3中镁的质量分数为24/84×100%≈28.6%，Mg(OH)2·4H2O中镁的质量分数为24/(24＋17×2＋18×4)×100%≈18.5%，MgCO3增多，镁的质量分数升高。
各省市两年高考
1．(2013·上海，26)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：
2Al＋4BaO3Ba↑＋BaO·Al2O3
常温下Al的金属性比Ba的金属性______(选填“强”、“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是______。
A．高温时Al的活泼性大于Ba
B．高温有利于BaO分解
C．高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定
D．Ba的沸点比Al的低
答案　弱　D
2．[2013·山东理综，28(1)(2)]金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______________________________。
a．Fe2O3b．NaClc．Cu2Sd．Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S＋2H2SO4＋5O2===4CuSO4＋2H2O，该反应的还原剂是____________。当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为________mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是_____________________________________。
答案　(1)bd　(2)Cu2S　4　H2
解析　(1)Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。
(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，O2作氧化剂，所以1molO2得到4mole－，还原剂失去4mole－，Cu2＋＋2H2O===Cu(OH)2＋2H＋，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，所以放出的气体应为H2。
3．(2013·广东理综，32)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
(1)电解精炼银时，阴极反应式为___________________________________________________；
滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为____________。
(2)固体混合物B的组成为__________；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：____CuO＋____Al2O3____CuAlO2＋________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为________molCuAlO2，至少需要1.0mol·L－1的Al2(SO4)3溶液________L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
答案　(1)Ag＋＋e－===Ag　2NO＋O2===2NO2
(2)Al(OH)3、Cu(OH)2　Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(3)4　2　4　O2
(5)蒸发结晶
解析　根据电解原理、物质的性质及工艺流程、氧化还原反应、守恒计算等分析。
(1)电解精炼银时，阴极反应式为Ag＋＋e－===Ag。气体变色发生的反应为2NO＋O2===2NO2。(2)固体B含有Cu(OH)2、Al(OH)3。若NaOH过量，则Al(OH)3会转化为NaAlO2。(3)该反应为氧化还原反应，根据得失电子守恒、原子守恒确定缺项物质，然后配平化学方程式。(4)生成CuAlO2的物质的量为＝50mol，据Al元素守恒可知，至少需要Al2(SO4)3的物质的量为25mol，则需溶液体积为25L。(5)CuSO4从饱和溶液中结晶生成CuSO4·5H2O(胆矾)，由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发结晶、过滤、洗涤和干燥。
一、单项选择题
1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
解析　合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。
2．钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是(　　)
A．金不溶于任何溶液
B．铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物
C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点
D.Cu的质子数和中子数之差为34
解析　金能够溶于王水，A项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确，Cu的质子数和中子数之差为(63－29)－29＝5，D项错误。
3．下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
解析　制备单质Mg应该用电解熔融MgCl2的方法；制备单质Na采用电解熔融NaCl的方法；制备单质Cu用热还原法。
4．氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼。下列说法不正确的是(　　)
A．冶炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、空气、石灰石等，其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石(二氧化硅)
B．湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应
C．工业上Mg可由电解熔融的MgO制取，Na也可由电解熔融的NaCl制取
D．铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化
解析　工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼金属镁。
5．所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：
Na Cu Al Fe
熔点(℃) 97.5 5
沸点(℃) 883 00
根据以上数据判断其中不能形成合金的是(　　)
A．Cu和Al B．Fe和Cu
C．Fe和Na D．Al和Na
解析　两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。
6．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(　　)
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。
7．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Ⅰ：铜铝混合物测定生成气体的体积
方案Ⅱ：铜铝混合物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B均可以是盐酸或NaOH溶液
B．溶液A和B均可以选用稀硝酸
C．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小
D．实验方案Ⅱ更便于实施
解析　铜铝混合物与盐酸或NaOH溶液反应时，均只有Al参加反应，因此A正确；若A、B均选用稀HNO3，则两种金属均可反应，方案Ⅱ中无固体剩余，B错误；当B选用浓HNO3时，铝钝化生成氧化膜，所测铝的质量偏大，则铜的质量分数偏小，C正确；方案Ⅰ需收集气体，并需要将其转化为标准状况，不如方案Ⅱ称固体质量方便，D正确。
二、不定项选择题
8．氢化亚铜(CuH)是一难溶物质，用CuSO4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＋Cl2CuCl＋HCl
D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常温)
解析　C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。
9.如图是三种稀酸对Fe-Cr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．稀硝酸对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，因为三种酸中盐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，稀硝酸对Fe-Cr合金的腐蚀性减弱
解析　根据图可知，Cr的含量不同，三种酸对Fe-Cr合金的腐蚀性不同，当w(Cr)较小时，稀硝酸对其腐蚀性最强，A不正确；铁与稀硝酸反应生成的是NO而不是NO2，B错；三种酸的质量分数相同，盐酸中的氢离子浓度最大，C正确；根据图中稀HNO3的曲线变化，可知D正确。
10．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1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质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是(　　)
A．图1中产物a、b的化学式分别为CuO和Cu2O
B．图1整个过程中共生成0.26gH2O
C．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线A
D．图2中绘制错误的曲线共2条
解析　0.98gCu(OH)2的物质的量为0.01mol，若全部生成CuO，则质量为0.01mol×80g·mol－1＝0.80g，所以a点是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005mol×144g·mol－1＝0.72g，所以b点是Cu2O，A正确；根据化学方程式4CuO2Cu2O＋O2↑，该过程中有氧气产生，B错误；CuO和其所含铜元素的质量关系(以CuO的质量为10g计算)为10gCuO中含8g铜元素，观察图2知，曲线B符合上述质量关系(表示的是CuO)。而曲线A上的任何一点都表示金属氧化物的质量小于其所含金属元素的质量，这是错误的，曲线C不符合Cu2O和其所含的铜元素的质量关系，所以C错误、D正确。
三、非选择题
11．铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响，请完成下列问题：
(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式：___________________________________________________。
(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：________________________________________________________________________，
这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：________________________________________________________________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币：_______________________________________________
________________________________________________________________________。
(铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃)
答案　(1)Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O
(3)选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀
解析　(2)2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择盐酸，因盐酸不和铜反应，且盐酸具有挥发性。化学反应方程式如下：
Cu2(OH)2CO3＋4HCl===2CuCl2＋CO2↑＋3H2O。
(3)根据题给信息以及做货币的实际要求，选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。
12．[2012·天津理综，9(1)(2)(3)(4)]信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为____________________________________________
________________________________________________________________________；
得到滤渣1的主要成分为____________。
(2)第②步加H2O2的作用是______________，使用H2O2的优点是______________；调溶液pH的目的是使______________生成沉淀。
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是___________________________。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
甲：,蒸发、冷却、结晶、过滤
Al2(SO4)3·18H2O
,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)3·18H2O
,蒸发、冷却、结晶、过滤Al2(SO4)3·18H2O
上述三种方案中，________方案不可行，原因是________________________________
________________________________________________________________________；
从原子利用率角度考虑，__________方案更合理。
答案　(1)Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　Au、Pt
(2)将Fe2＋氧化为Fe3＋　不引入杂质，对环境无污染　Fe3＋、Al3＋　(3)加热脱水
(4)甲　所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质　乙
解析　根据制备路线可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、浓硝酸，则可以将Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以滤渣1的主要成分为Au、Pt，滤液1中含有Cu、Fe、Al的离子。根据滤液2和CuSO4·5H2O可知，滤液2为CuSO4溶液，滤渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。
(1)第①步中Cu与酸发生的反应为Cu与浓硝酸的反应：Cu＋4H＋＋2NOCu2＋＋2NO2↑＋2H2O或浓硝酸与稀硫酸的混合过程中硝酸变稀，发生的反应也可能为3Cu＋8H＋＋2NO3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。根据分析可知滤渣1的主要成分为Pt、Au。
(2)第②步操作中加H2O2的目的是将Fe2＋转化为Fe3＋，从而将Fe3＋转化为沉淀除去，防止对CuSO4晶体的制备产生干扰。H2O2的优点是还原产物为H2O，不引入新杂质，同时对环境没有污染，调节pH的目的是将Fe3＋和Al3＋转化为沉淀而除去。
(3)用CuSO4·5H2O制备无水CuSO4，只要除去结晶水即可。在加热过程中CuSO4发生水解，但是因为硫酸不挥发，所以最终得到的仍然是CuSO4，所以只要加热脱水即可。
(4)甲中制备的Al2(SO4)3晶体中含有Fe2(SO4)3。乙、丙两种方案中，乙方案的原子利用率更高。
13．某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。
填写下面空白：
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是
①____________、②____________、③____________、
④____________、⑤____________。
(2)写出①处发生反应的离子方程式________________________________________
________________________________________________________________________；
写出③处发生反应的化学方程式__________________________________________。
(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红________________________________________________________________________；
氧化铜________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)①铁屑　②稀硫酸　③稀硝酸　④氢氧化钠
⑤氢氧化钠
(2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、
Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋、2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(3)Fe2O3　用作红色颜料　用作制造铜盐的原料
解析　(1)本实验的目的是用废铁屑、常用的酸和碱从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。而废水中含有Fe3＋、Cu2＋、Au3＋，因此加入废铁屑首先将Cu和Au都置换出来。Cu和Au的分离可以利用Cu与稀硝酸能反应而Au不能将其分离，Cu2＋和Fe2＋分别加入碱使其转化为沉淀，灼烧分别生成它们的氧化物。
(2)由于废水显酸性，又含有Cu2＋、Au3＋、Fe3＋，因此加入铁屑发生反应的离子方程式为
Fe＋2H＋===H2↑＋Fe2＋
Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
3Fe＋2Au3＋===2Au＋3Fe2＋
2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。
(3)铁红的化学式为Fe2O3，铁红常用作红色颜料，氧化铜常用作制铜盐的原料。
14．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。
该小组同学利用下图装置进行实验(部分夹持仪器略)。
①对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
请回答下列问题：
(1)绿色固体中含有的元素是_______________________________________________。
(2)加热后试管中剩余的黑色物质是___________________________________________。
(3)假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是________________________，加热分解的化学方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)上述实验步骤③中的反应的离子方程式为_______________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验装置最后的干燥管的作用是__________________________________。
(6)如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的______(填“能”或“不能”)，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)Cu、H、O、C　(2)CuO
(3)Cu2(OH)2CO3　Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑
(4)Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
(5)防止空气中的CO2进入广口瓶
(6)不能　因为对调后无法说明反应中有水生成
解析　根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成，根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成，根据黑色固体溶于稀H2SO4，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。若该绿色固体是纯净物，根据组成元素和各元素的化合价分析该物质应是碱式盐，化学式可能是Cu2(OH)2CO3。
(5)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入广口瓶，干扰实验。
(6)若将B、C对调，气体先通过石灰水，则无法证明绿色物质分解时是否有水生成。
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