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專題09 金屬材料及其應(yīng)用 【復習目標】 1.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 2.了解金屬銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。 3.了解金屬礦物綜合利用。 【考情分析】高考對本節(jié)內(nèi)容的考查以金屬及其化合物的性質(zhì)、合金的性質(zhì)、金屬的冶煉、提純在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用為主，高考題型有選擇題、實驗題、化學工藝流程題等。尤其是以金屬及其化合物化工生產(chǎn)為背景的工藝流程題和綜合實驗題將是考查的熱點。 【考點過關(guān)】 考點一 金屬銅及其化合物 1.金屬銅 原子結(jié)構(gòu) 銅元素在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族，銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，也是最好的純金屬之一 物理性質(zhì) 紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性，不能被磁鐵吸引 化學性質(zhì) 與O2反應(yīng) 常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，反應(yīng)的化學方程式為2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3 銅在空氣中加熱：2Cu＋O22CuO 與Cl2反應(yīng) Cu+C12CuCl2 與S反應(yīng) 2Cu＋SCu2S 與酸反應(yīng) 與非氧化性酸（稀鹽酸、稀硫酸）不反應(yīng) Cu ＋ 2H2SO4(濃) CuSO4 ＋ SO2 ↑＋ 2H2O Cu ＋ 4HNO3 (濃) ＝ Cu(NO3)2 ＋ 2NO2 ↑＋ 2H2O 3Cu ＋ 8HNO3 (稀) ＝ 3Cu(NO3)2 ＋2 NO ↑＋ 4H2O 與鹽溶液的反應(yīng) Cu＋2FeCl3 ＝ CuCl2 ＋2FeCl 制備 濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)。 2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣) 2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑ 粗銅的精煉：電解池中，粗銅作陽極，精銅作陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽極反應(yīng)：Cu- 2e- = Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-= Ni 2+；陰極反應(yīng)：Cu2++ e- =Cu，硫酸銅溶液濃度降低 2.銅的化合物 氧化銅 CuO為黑色不溶于水的固體 氧化銅有金屬氧化物的性質(zhì)。CuO＋2HCl＝ CuCl2 ＋H2O 氧化銅具有氧化性，可與某些還原劑反應(yīng)。H2 ＋CuO Cu＋ H2O C ＋2CuO 2Cu＋ CO2 ↑ 氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)： 4CuO 2Cu2O＋O2↑ 氫氧化銅 藍色不溶于水的固體 與酸反應(yīng)：Cu(OH)2＋2H＋=== Cu2＋＋2H2O 受熱分解：Cu(OH)2CuO＋H2O 檢驗醛基：CH3CHO+2Cu(OH)2＋NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O 銅鹽 Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，是銅在潮濕空氣中被腐蝕的結(jié)果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑ CuSO45H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO45H2OCuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO45H2O)，據(jù)此可用來檢驗水的存在 【考點演練】下列說法正確的是 。 ①銅綠的主要成分是堿式碳酸銅，可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 ②除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥 ③將銅粉加入1.0 molL－1 Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn) ④鐵比銅活潑，鉚在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹 ⑤氧化銅可作為制造玻璃、搪瓷的紅色顏料 ⑥硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 ⑦為了避免青銅器生成銅綠，在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜 ⑧1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個SO3分子 ⑨冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，若CuFeS2中Fe的化合價為+2，反應(yīng)中被還原的元素是Cu和O ⑩CuSO4溶液與過量濃氨水反應(yīng)的離子方程式：Cu2++2NH3H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ ?將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體 ?H2通過灼熱的CuO粉末，反應(yīng)后固體物質(zhì)增重 答案：①⑥⑦⑨ 考點二 合金與金屬冶煉 1.合金 定義 兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)熔化而成的具有金屬特性的物質(zhì)叫合金(合金為混合物)。如鋼鐵為鐵碳合金 特性 合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能，熔點一般比它的各成分金屬的低，硬度和強度一般比它的各成分金屬的大 常見合金 銅合金的主要類型有青銅、黃銅和白銅等。青銅主要含有銅和錫，具有良好的強度和塑性，易加工、耐腐蝕；黃銅主要含有銅和鋅，有良好的強度和塑性，易加工、耐腐蝕；白銅主要含有銅和鎳，不易產(chǎn)生銅綠，但導電、導熱性能差 鋼是用量最大、用途最廣的合金，按其化學成分，可以分為兩大類：碳素鋼和合金 最常見的鋁合金為硬鋁，硬鋁含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，主要用于火箭、飛機、輪船等制造業(yè) 鈦的合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點，主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端領(lǐng)域 2.金屬冶煉 實質(zhì) 金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：Mn＋＋ne－===M(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬) 步驟 礦石的富集：除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量 冶煉：利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑將金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì) 精煉：采用一定的方法，提煉純金屬 方法 加熱法:適用于冶煉在金屬活動順序表中，位于氫之后的金屬(如Hg、Ag等)。 2HgO2Hg + O2↑ HgS + O2Hg + SO2↑ 2Ag2O4Ag + O2↑ 熱還原法：適用于冶煉金屬活動順序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活潑的金屬，常用的還原劑有C、CO、H2、Al等。 Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2(煉鐵) ZnO + CZn + CO↑(伴生CO2) WO3 + 3H2W + 3H2O Cr2O3 + 2Al2Cr + A12O3(制高熔點的金屬) 熔融電解法：適用于冶煉活動性強的金屬如K、Ca、Na、Mg、A1等活潑的金屬，通過電解其熔融鹽或氧化物的方法來制得。 2A12O3 4Al + 3O2↑ 2NaCl 2Na + C12↑ 3.鋁熱反應(yīng) 實驗裝置 實驗現(xiàn)象 鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)生耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中 實驗結(jié)論 高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理應(yīng)用 制取熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等；金屬焊接，如野外焊接鋼軌等 【考點演練】下列說法正確的是 。 ①金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性 ②金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體 ③工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣 ④釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制 ⑤合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 ⑥由鐵礦石煉成鐵是化學變化，由生鐵煉成鋼是物理變化 ⑦工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng) ⑧金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 ⑨在人類對金屬材料的使用過程中，性質(zhì)活潑的金屬單質(zhì)最早被人們冶煉和使用 ⑩單質(zhì)鋁在空氣中比較耐腐蝕，所以鋁是不活潑金屬 ?FeO投入稀H2SO4和稀HNO3中均得到淺綠色溶液 ?向一定量的Cu、Fe2O3的混合物中加入300 mL 1 molL－1的鹽酸，恰好使混合物完全溶解，所得溶液中不含F(xiàn)e3＋。若用過量的CO在高溫下還原相同質(zhì)量的原混合物，固體減少的質(zhì)量為2.4 g 答案：⑤⑧ 【過關(guān)練習】 1.(濰坊2017屆高三聯(lián)考) 我國晉代《抱樸子》中描述了大量的化學反應(yīng)，其中有：①“丹砂(HgS)燒之成水銀，積變又還成丹砂”；②“以曾青涂鐵，鐵赤色如銅”。下列有關(guān)敘述正確的是 (　　) A．①中描述的化學反應(yīng)是可逆反應(yīng) B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸銅溶液 C．“積變又還成丹砂”中的“還”可理解為“被還原” D．水銀能跟曾青發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)銅 解析：①中描述的化學反應(yīng)為HgSHg＋S、Hg＋S===HgS，兩個反應(yīng)的反應(yīng)條件不同，不是可逆反應(yīng)，A項錯誤；“鐵赤色如銅”，說明鐵置換出銅，故“曾青”應(yīng)為可溶性銅鹽的水溶液，B項正確；“積變又還成丹砂”，發(fā)生的反應(yīng)是Hg＋S===HgS，Hg發(fā)生了氧化反應(yīng)，“還”是指恢復原來的狀態(tài)，C項錯誤；Hg的活動性比Cu弱，因此水銀不能與曾青發(fā)生置換反應(yīng)生成單質(zhì)銅，D項錯誤。答案：B 2.(濟寧2016屆模擬)明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)，…然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅，…冷淀，毀罐取出，…，即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)。下列說法不正確的是(　　) A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是C C.冶煉Zn的化學方程式：ZnCO3＋2CZn＋3CO↑D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法 解析：由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物，故A錯誤；煤炭的主要成分是碳，反應(yīng)中碳作還原劑，故B、C、D均正確。答案：A 3.(嘉興一中2017屆月考)氫化亞銅(CuH)是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種反應(yīng)物在40～50 ℃時反應(yīng)可生成它。CuH不穩(wěn)定，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有關(guān)推斷中錯誤的是(　　) A．這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性 B．CuH可作氧化劑、還原劑 C．CuH＋Cl2===CuCl＋HCl(燃燒) D．CuH＋HCl===CuCl＋H2↑(常溫) 解析：Cl2具有強氧化性與多價態(tài)金屬反應(yīng)時，生成最高價態(tài)的金屬化合物，應(yīng)為CuCl2，故C項錯誤。答案：C 4.（成都經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)實驗中學校2017屆月考一）根據(jù)下列框圖分析,下列說法正確的是 A．E2+的氧化性比M2+的氧化性強 B．在③反應(yīng)中若不加稀硫酸可能看到紅褐色沉淀 C．反應(yīng)④的離子方程式可表示為: E3+ +3SCN－E(SCN)3↓ D．在反應(yīng)①中只能用濃硫酸，既表現(xiàn)了酸性、又表現(xiàn)了氧化性 答案：B 5.(邯鄲2017屆調(diào)研)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O晶體的工藝流程如下： 下列說法正確的是(　　) A.焙燒過程中每消耗1 mol CuS則消耗3 mol O2 B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色 C.濾渣中主要含鐵的氧化物 D.將獲得的CuCl22H2O晶體加熱可制得CuCl2固體 6.(?？?016屆校級模擬)銅的冶煉大致可分為： ①富集，將硫化物礦進行浮選； ②焙燒，主要反應(yīng)為2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)； ③制粗銅，在1200 ℃發(fā)生的主要反應(yīng)為2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2,2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑； ④電解精煉銅。 下列說法不正確的是(　　) A.上述灼燒過程的尾氣回收后可用來制硫酸 B.上述過程中，由6 mol CuFeS2制取6 mol Cu時共消耗15 mol O2 C.在反應(yīng)2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1∶6 D.在反應(yīng)2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，只有Cu2O作氧化劑 解析：A項，二氧化硫能用來制取硫酸；B項，根據(jù)最終產(chǎn)物為Cu、SO2和FeO可寫出總反應(yīng)方程式為6CuFeS2＋15O2===6Cu＋12SO2＋6FeO，根據(jù)方程式計算；在反應(yīng)2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，Cu元素化合價由＋1價變?yōu)?價、S元素化合價由－2價變?yōu)椋?價，則氧化劑是Cu2O、Cu2S，還原劑是Cu2S，氧化產(chǎn)物是二氧化硫、還原產(chǎn)物是Cu，C項正確，D項錯誤。答案：D 7. (2遼寧師大附中016屆期中)用下列裝置進行相應(yīng)實驗，不能達到有關(guān)實驗?zāi)康牡氖?　) A.用甲圖裝置電解精煉鋁 B.用乙圖裝置制備Fe(OH)2 C.用丙圖裝置制取金屬錳 D.用丁圖裝置驗證NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性 解析：因為Al3＋得電子能力小于水溶液中的H＋，所以電解AlCl3溶液不能得到Al單質(zhì)，A項錯誤；FeSO4溶液上面加入煤油，可防止空氣中的氧氣氧化生成的Fe(OH)2，有利于得到純凈的Fe(OH)2，B項正確；利用鋁熱反應(yīng)可把MnO2還原為金屬錳，C項正確；碳酸氫鈉放在小試管中，碳酸鈉放在大試管中同時加熱，可以驗證NaHCO3和Na2CO3的熱穩(wěn)定性，D項正確。 答案：A 8.(南昌2016屆模擬)銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬。已知，常溫下，在溶液中Cu2＋穩(wěn)定，Cu＋易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多數(shù)＋1價銅的化合物多數(shù)不溶于有機溶劑，如Cu2O(磚紅色)、CuI、CuCl、CuH等。 (1)在CuCl2溶液中逐滴滴加過量的KI溶液可能發(fā)生： a.2Cu2＋＋4I－===2CuI↓(白色)＋I2 b.2Cu2＋＋2Cl－＋2I－===2CuCl↓(白色)＋I2 為順利觀察到白色沉淀可以加入的最佳試劑是______。 A.SO2 B.苯 C.NaOH溶液 D.乙醇 (2)一定條件下，在CuSO4中加入NH5反應(yīng)生成氫化亞銅(CuH)。 ①已知NH5是離子化合物且所有原子都達到稀有氣體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請寫出NH5的電子式： ____； ②寫出CuH在過量稀鹽酸中有氣體生成的離子方程式：_______________________。 (3)納米級Cu2O具有特殊的光學、電學及光電化學性質(zhì)，在太陽能電池、傳感器、超導體等方面有著潛在的應(yīng)用，研究制備納米氧化亞銅的方法已成為當前的熱點研究之一。 方法一：在新制Cu(OH)2濁液中滴入N2H4H2O水溶液，藍色沉淀逐漸轉(zhuǎn)化為磚紅色，同時產(chǎn)生無污染無色氣體。 ①寫出上述制備過程中的總反應(yīng)方程式：____________________________________。 方法二：以銅作陽極，石墨作陰極電解。已知：①銅作陽極時，銅先被氧化生成Cu＋，后Cu＋繼續(xù)氧化生成Cu2＋；②在堿性溶液中CuCl濁液易轉(zhuǎn)化為Cu2O。 ②以NaCl和含少量NaOH的溶液作為電解質(zhì)溶液，電解時陽極區(qū)會產(chǎn)生白色沉淀，寫出陽極反應(yīng)方程式：__________________________________________________________。 ③電解一段時間后，溶液中可能產(chǎn)生的現(xiàn)象：____________________________，寫出轉(zhuǎn)化的離子方程式：__________________________________________________。 ④這樣制得的Cu2O中往往含有CuCl，請設(shè)計實驗證明CuCl的存在：___________。 答案：(1)B　(2)①②2CuH＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋2H2↑(3)①4Cu(OH)2＋N2H4H2O===2Cu2O＋N2↑＋7H2O?、贑u＋Cl－－e－===CuCl　③白色沉淀逐漸變?yōu)榇u紅色　2CuCl＋2OH－===Cu2O＋H2O＋2Cl－?、苋≡嚇由倭坑谠嚬苤校尤胂∠跛崛芙?，再加硝酸銀溶液，若生成沉淀，則含有CuCl，若無明顯現(xiàn)象，則無CuCl 9.（江西省九所重點中學2018屆高三聯(lián)合考試）二硫化鎢(WS2，WS2中W的化合價為＋4)可用作潤滑劑及石油化工領(lǐng)域中的催化劑。由鎢鐵礦(其主要成分是FeWO4，還含少量Al2O3)制備二硫化鎢的工藝流程如下： 請回答下列問題： （1）已知：W元素的原子序數(shù)是74，請寫出W元素在周期表中的位置：_________________。 （2）操作Ⅰ中用到的玻璃儀器有________________________________。 （3）寫出FeWO4在堿熔過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式：_________________________。 （4）濾渣Ⅰ中主要成分的形成可用離子方程式表示為：__________________。 （5）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)而使燈絲變細，加入碘單質(zhì)可以延長使用壽命，其原理為：W（s）+2I2（g）WI4（g）下列說法正確的有_______。 A. 燈管內(nèi)的I2可以循環(huán)使用 B. WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W又在燈絲上沉積 C. 溫度升高時，WI4的分解速率加快，而W和I2的合成速率減慢 D. WI4在燈管壁上分解，使燈管壽命延長 （6）已知常溫下，Ksp(CaWO4) =110－10，濃度為x mol/L的Na2WO4溶液與濃度為110－4 mol/L的CaCl2溶液按體積比2:1混合，產(chǎn)生CaWO4沉淀，則x≥___________。 （7）已知生成二硫化鎢的化學方程式為：2(NH4)2WS4＋3O22WS2＋4NH3＋2S＋2SO2＋2H2O，若生成124克WS2，則反應(yīng)所轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目為________________。 代入數(shù)值，得出：，解得x≥4.510－6molL－1；（7）根據(jù)反應(yīng)方程式，W的化合價由＋6價→＋4價，O2中O的化合價由0價→－2價，S的化合價由－2價→0價、＋4價，生成WS2的物質(zhì)的量為124/248mol=0.5mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，求出生成S的物質(zhì)的量為0.5mol，SO2的物質(zhì)的量為0.5mol，因此轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為(0.52＋0.56)mol=3mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為4NA。 答案： (1) 第六周期，ⅥB族 (2)玻璃棒、漏斗、燒杯 (3) 4FeWO4＋O2＋8NaOH2Fe2O3＋4Na2WO4＋4H2O(4) AlO2—＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3— (5) AB (6) 4.510－6 (7) 4NA（或2.4081024） 10.（延邊州2018屆高三質(zhì)量檢測）某工廠的電鍍污泥中含有銅、鐵等金屬化合物。為實現(xiàn)資源的回收利用并有效防止環(huán)境污染，設(shè)計如下工藝流程： 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 開始沉淀的pH 2.3 7.6 4.4 完全沉淀的pH 3.2 9.7 6.4 （1）酸浸后加入H2O2的目的是_________________。 （2）向CuSO4溶液中加入一定量的NaCl、Na2SO3，可以生成白色的CuCl沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式______________。 （3）為保證產(chǎn)品的純度，調(diào)節(jié)pH的范圍為_____，調(diào)pH值可以選用(填字母)_______。 a.Cu(OH)2 b.H2SO4 c.NH3?H2O d.Na2CO3 e.CuO （4）煮沸硫酸銅溶液的原因是____________。 （5）CuCl產(chǎn)品中CuCI的質(zhì)量分數(shù)大于96.50%為國家合格標準。稱取所制備的CuCl樣品0.2500g置于一定量的0.5mol/LFeCl3溶液中，待樣品完全溶解后，加水20mL，用0.1000mol/L的Ce(SO4)2溶液滴定，到達終點時消耗Ce(SO4)2溶液24.80mL。有關(guān)的化學反應(yīng)為Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl-，Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+。則產(chǎn)品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)為_____。 （6）已知Fe(OH)3能與次氯酸鉀堿性溶液發(fā)生反應(yīng)生成具有強氧化性的高鐵酸鉀(K2FeO4)，高鐵酸鉀可作為新型多功能水處理劑的原因是___________________。 為:2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；（3）調(diào)pH步驟中，由表中數(shù)據(jù)可知，當溶液的pH值為4.4時,銅離子開始出現(xiàn)沉淀,當溶液的pH值為3.2時,三價鐵離子沉淀完全, 所以為保證產(chǎn)品的純度，調(diào)節(jié)pH的范圍為3.2～4.4；為保證產(chǎn)品的純度，加入的試劑最好是加入某種物質(zhì)消耗溶液中的酸且不引進新的雜質(zhì),所以要加入氧化銅、或氫氧化銅、碳酸銅等，所以選a、e；（4）過氧化氫性質(zhì)比較穩(wěn)定,若加熱到153℃便猛烈的分解為水和氧氣, 煮沸硫酸銅溶液可將溶液中過量的H2O2除去，避免影響下一步CuCl的生成；（5）設(shè)樣品中CuCl的質(zhì)量為x,有關(guān)的化學反應(yīng)為:Fe3++CuCl=Fe2++Cu2++Cl—,Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+則由化學反應(yīng)方程式可得:CuCl～Fe2+～Fe2+，則n(CuCl)= 24.8mol/L=2.48mol，故樣品CuCl的質(zhì)量為2.48mol99.5g/mol=0.24676g,所以該樣品CuCl的質(zhì)量分數(shù)為=98.70%；（6）K2FeO4具有強氧化性所以能殺菌消毒，高鐵酸鉀自身被還原為Fe3+，F(xiàn)e3+與水反應(yīng)時生成Fe（OH）3（膠體），F(xiàn)e(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降，具有凈水作用。答案是: K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe3+，F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降。 答案：(1) 將Fe2+氧化成Fe3+ (2) 2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+ (3)3.2≤pH<4.4(3.2～pH~4.4) a、e (4) 除凈溶液中的H2O2，避免影響下一步CuCl的生成(5)98.70% (6) K2FeO4具有強氧化性，能殺菌消毒；消毒過程中自身被還原為Fe3+，F(xiàn)e3+水解生成Fe(OH)3膠體能吸附水中懸浮雜質(zhì)而沉降 11.為探究銅與稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物及影響反應(yīng)速率的主要因素，進行如下實驗。 【實驗一】探究銅和稀硝酸反應(yīng)的產(chǎn)物。實驗裝置如圖所示，氣密性已檢查。 已知：FeSO4＋NO===[Fe(NO)]SO4該反應(yīng)較慢，待生成一定量[Fe(NO)]2＋時，突顯明顯棕色。 (1)實驗開始時先將Y形試管向盛有碳酸鈣的支管傾斜，然后向其中緩慢滴入稀硝酸，該實驗操作的目的是________________________________。 (2)銅片和稀硝酸反應(yīng)的化學方程式為_________________________________。 (3)若Y形試管中產(chǎn)生的氣體有NO2，B中的實驗現(xiàn)象為________________；若Y形試管中產(chǎn)生的氣體只有NO，B中的實驗現(xiàn)象是____________________。 【實驗二】　探究銅和稀硝酸反應(yīng)速率先慢后快的原因。經(jīng)過實驗一，測得硝酸的濃度小于6 molL－1時，只有NO生成。當銅片與5 molL－1硝酸反應(yīng)，開始時反應(yīng)非常緩慢，一段時間后反應(yīng)速率明顯加快。為探究此反應(yīng)的反應(yīng)速率先慢后快的原因，進行如下探究。 探究一：研究反應(yīng)過程中溫度變化對反應(yīng)速率的影響，實驗所得現(xiàn)象記錄如表所示。 時間/min 現(xiàn)象 0～15 銅表面出現(xiàn)氣泡，但速度很慢 25 溶液有很淺的藍色，氣泡生成速度加快 30 氣泡生成速度較快，均勻冒出 45 洗氣瓶中可見少量淡棕色的物質(zhì) 50 溶液中藍色明顯變深，洗氣瓶中突顯明顯棕色 銅和稀硝酸的反應(yīng)溫度與時間的關(guān)系曲線 (4)分析上述圖表信息可得到的結(jié)論是_______________________。 探究二：研究化學反應(yīng)產(chǎn)物對反應(yīng)速率的影響 某同學設(shè)計了如下實驗，利用實驗一的裝置測定溶液突顯明顯棕色的時間。 序號 溫度/ ℃ 銅片/g 硝酸/mL 硝酸銅/g 1 25 ① ② ③ 2 25 5 20 0.5 3 25 5 20 1.0 (5)請將表中的實驗條件填寫完整：①________；②________；③________。 (6)通過實驗發(fā)現(xiàn)實驗1、2、3的反應(yīng)速率并無明顯變化，為達到實驗?zāi)康倪€需要繼續(xù)進行的實驗是______________________________________________。 答案：(1)利用生成的CO2將整個裝置內(nèi)的空氣趕盡，避免NO和O2反應(yīng)生成NO2對氣體產(chǎn)物的觀察產(chǎn)生干擾(2)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)溶液顯紅色　溶液顯棕色　(4)反應(yīng)溶液溫度升高不是使反應(yīng)速率加快的主要因素　(5)5　20　0　(6)研究NO對反應(yīng)速率的影響