第4讲 铜及其化合物 金属资源\n考点一考点二真题演练·素养通关\n【考纲要求】1.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解常见金属活动顺序。3.了解合金的概念及其重要应用。\n考点一 铜及其重要化合物\n基础梳理·自我排查1.铜的性质(1)物理性质：铜是________色金属，具有良好的________性、________性和延展性。紫红导电导热\n(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：_____________________________(________固体)。②化学方程式：________________。③与氧化性酸a.与浓硫酸共热：________________________________；b.与稀硝酸反应的离子方程式：__________________________________；c.与浓硝酸反应的离子方程式：__________________________________。2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3绿色2Cu＋SCu2SCu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O3Cu+8H++===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OCu+4H+===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O\n2．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＋)____________________Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应___________________________________________转化关系_________________________CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCuO＋H2Cu＋H2OCu2O＋H22Cu＋H2O4CuO2Cu2O＋O2↑\n3.氢氧化铜(1)物理性质：____色____溶于水的固体。(2)化学性质及应用蓝不\n4．铜盐(1)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。(2)CuSO4·5H2O俗称___________。可发生，无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。蓝矾、胆矾\n(3)Cu2(OH)2CO3：名称为____________，是铜绿、孔雀石的主要成分。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2OCu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在()(2)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼()(3)铜在干燥的空气中性质稳定，但是在潮湿的环境中则易被锈蚀，生成铜绿()(4)铜与氯气、氧气、硫分别反应，得到的产物中铜的化合价均为＋2价()(5)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应()(6)CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2()(7)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成()(8)无水硫酸铜生成CuSO4·5H2O属于物理变化()(9)铜绿在灼烧条件下会分解生成氢氧化铜和二氧化碳()√√√×√×√××\n微点拨1．铜及其化合物的颜色2.无水CuSO4只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂。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\n考点专练·层级突破练点一铜及其化合物的性质1．我国晋代《抱朴子》中描述了大量的化学反应，其中有：①“丹砂(HgS)烧之成水银，积变又还成丹砂”；②“以曾青涂铁，铁赤色如铜”。下列有关叙述正确的是()A．①中描述的化学反应是可逆反应B．“曾青”是含有Cu2＋的溶液，如硫酸铜溶液C．“积变又还成丹砂”中的“还”可理解为“被还原”D．水银能跟曾青发生置换反应生成单质铜答案：B\n解析：①中描述的化学反应为HgSHg＋S、Hg＋S===HgS，两个反应的反应条件不同，不是可逆反应，A项错误；“铁赤色如铜”，说明铁置换出铜，故“曾青”应为可溶性铜盐的水溶液，B项正确；“积变又还成丹砂”，发生的反应是Hg＋S===HgS，Hg发生了氧化反应，“还”是指恢复原来的状态，C项错误；Hg的活动性比Cu弱，因此水银不能与曾青发生置换反应生成单质铜，D项错误。\n2．某同学通过系列实验，探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是()A．将铜粉和硫粉混合均匀加热以制取CuSB．将Cu片放入过量浓硫酸中，一段时间后加水以观察CuSO4溶液的颜色C．向CuSO4溶液中加入NaOH溶液，过滤洗涤并收集沉淀，加热以制取CuOD．设计Cu－Al－浓硝酸原电池，以证明金属活动性：Cu<Al答案：C解析：铜粉和硫粉反应生成Cu2S，故A错；Cu与浓硫酸的反应需要加热，故B错；Al在浓硝酸中发生钝化，故在Cu－Al－浓硝酸原电池中，Cu发生氧化反应，作负极，不能证明金属活动性：Cu<Al，故D错。\n3．下列除杂的操作不正确的是()A．MgCl2溶液中混有少量FeCl3：加入足量镁充分反应后过滤B．FeCl2溶液中混有少量FeCl3：加入过量铁粉充分反应后过滤C．CuCl2溶液中混有少量FeCl3：加入NaOH溶液充分反应后过滤D．CuCl2溶液中混有少量FeCl2：先加入H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再加入CuO充分反应后过滤答案：C解析：Mg与FeCl3反应生成FeCl2，过量Mg可与FeCl2反应置换出Fe，A正确；加入过量铁粉，FeCl3与Fe反应生成FeCl2而达到除杂的目的，B正确；先用H2O2将Fe2＋氧化成Fe3＋，再利用FeCl3的水解，加入的CuO与H＋反应将Fe3＋转化成Fe(OH)3而除去，D正确；C项中加入NaOH溶液，Cu2＋、Fe3＋均能转化成氢氧化物沉淀，不符合除杂要求。\n练点二化工生产中的“铜”4．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如下图所示。下列说法正确的是()A．相对于途径②，途径①更好地体现了绿色化学思想B．Y可以是葡萄糖溶液C．X可能是SO2和SO3的混合气体D．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体答案：B\n解析：途径①中会产生有毒物质SO2而途径②不会，A错误；CuSO4与过量NaOH溶液反应会生成新制Cu(OH)2悬浊液，葡萄糖溶液能还原新制Cu(OH)2悬浊液生成Cu2O，B正确；CuSO4热分解过程中，铜元素价态降低，故必有化合价升高的元素，CuSO4中只有氧元素的化合价能升高，故X中必有O2，C错误；D项操作会导致开始得到的胆矾晶体失去结晶水，D错误。\n5．从含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下：已知：CuFeS2＋3CuCl2===4CuCl↓＋FeCl2＋2S↓\n(1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应化学方程式为______________________________。(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为________。(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是________。(填离子符号)(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有___________，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为________。(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为：6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有_______________________。CuFeS2＋3FeCl3===CuCl＋4FeCl2＋2SFe2O3Cu2＋HCl和CuCl20.5mol会产生污染环境的气体SO2\n解析：(1)反应物为CuFeS2、FeCl3，生成物有CuCl、S及FeCl2，1份CuFeS2反应，S共升高4价，Cu降低1价，1份CuFeS2反应共升高3价，根据电子守恒配平。(2)FeCl2溶液加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得Fe2O3固体。(3)[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(4)由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。1molCuFeS2溶解需要3molCuCl2，生成4molCuCl，4molCuCl最终歧化生成2molCu和2molCuCl2，此时还需要补充1molCuCl2。生成1molCu需要补充0.5molCuCl2。(5)高温需要消耗能量，生成SO2会污染大气。\n方法总结铜的冶炼“两方法”(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。\n考点二 金属材料与金属矿物的利用\n基础梳理·自我排查1.合金金属与非金属低大\n2．常见金属材料(1)黑色金属材料——钢铁。①____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________，常见的铜合金有黄铜和白铜。②铝合金。钢青铜\n3．金属冶炼的方法(1)热分解法：加热分解HgO和Ag2O的化学方程式分别为：_____________________；_____________________。(2)热还原法：①焦炭还原法：用C还原CuO的化学方程式：_______________________。②一氧化碳还原法：工业上炼铁的反应原理：__________________________。③H2还原法：用H2还原WO3的化学方程式：______________________。2HgO2Hg＋O2↑2Ag2O4Ag＋O2↑C＋2CuO2Cu＋CO2↑3CO＋Fe2O32Fe＋3CO23H2＋WO3W＋3H2O\n④活泼金属还原法：用Al还原Cr2O3的化学方程式：_________________________。(3)电解法：电解熔融Al2O3、MgCl2冶炼Al、Mg的化学方程式分别为：________________________________________________。2Al＋Cr2O32Cr＋Al2O32Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑\n[思考]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。例如：常温下Al的金属性比Ba的金属性________(填“强”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是______________________________________________。弱Ba的沸点比Al低，高温变成Ba蒸汽，促进反应向右进行\n[判断](正确的打“√”，错误的打“×”)(1)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()(2)铁的冶炼属于热还原法，还原剂为CO()(3)合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质()(4)铝合金的熔点比纯铝的高()(5)合金材料中不可能含有非金属元素()(6)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属()(7)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应()×√√×××√\n微点拨1．金属冶炼与金属活动性的关系：2．用H2还原法冶炼得到的金属，纯度高，但成本也高；用CO和C还原法冶炼得到的金属，纯度低，冶炼成本也低。3．用热还原法制得的铜须用电解精炼法进行提纯。\n考点专练·层级突破练点一金属的冶炼方法1．下列金属冶炼的反应原理正确的是()答案：C\n解析：金属Al采用电解熔融Al2O3的方法制备，A项错误；金属Mg采用电解熔融MgCl2的方法制备，B项错误；CO还原Fe3O4可制备Fe，C项正确；加热HgO可得Hg，而不是通电电解，D项错误。\n2．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____________________。固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O铁粉Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu\n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。\n练点二金属矿物的加工过程3．铅的冶炼大致过程如下：①富集：将方铅矿(PbS)进行浮选；②焙烧：2PbS＋3O2===2PbO＋2SO2；③制粗铅：PbO＋C===Pb＋CO↑；PbO＋CO===Pb＋CO2。下列说法正确的是()A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbOC．整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子D．将1molPbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6g碳答案：D\n解析：A项，浮选法富集方铅矿为物理变化；B项，O2被还原为PbO和SO2，二者均为还原产物；C项，制取1molPb共转移8mole－；D项，将1molPbS冶炼成Pb的过程中根据方程式可得：2PbS～2PbO～C～2Pb，1molPbS冶炼成Pb理论上至少需0.5molC，即6g碳。\n4．以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：下列说法错误的是()A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由转化为Al3＋D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2答案：C\n解析：C项，通入过量的二氧化碳，滤液中的只能转化为氢氧化铝沉淀。\n5．某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()A．焙烧过程中每消耗1molCuS则消耗3molO2B.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C．滤渣中主要含铁的氧化物D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体答案：B\n解析：A项，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，错误；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，调节pH时，Fe3＋水解转化为Fe(OH)3而除去，错误；D项，将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会产生，无法得到CuCl2，错误。\n练点三金属材料及其成分分析6．我国自主研制的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低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀答案：D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。\n7．碳、硫的含量影响钢铁性能。碳、硫含量的一种测定方法是将钢样中碳、硫转化为气体，再用测碳、测硫装置进行测定。(1)采用装置A，在高温下将x克钢样中碳、硫转化为CO2、SO2。①气体a的成分是______________。②若钢样中硫以FeS形式存在，A中反应：O2、SO2、CO2Fe3O4SO2解析：①根据题给信息可知气体a的成分为CO2、SO2和过量的O2。②根据原子守恒和得失电子守恒配平方程式得：3FeS＋5O2Fe3O4＋3SO2。\n(2)将气体a通入测硫装置中(如右图)，采用滴定法测定硫的含量。①H2O2氧化SO2的化学方程式：__________________。②用NaOH溶液滴定生成的H2SO4，消耗zmLNaOH溶液。若消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为y克，则该钢样中硫的质量分数：__。H2O2＋SO2===H2SO4\n解析：①过氧化氢具有氧化性，二氧化硫具有还原性，二者发生氧化还原反应生成硫酸。②消耗1mLNaOH溶液相当于硫的质量为yg，则消耗zmLNaOH溶液相当于硫的质量为yzg，所以钢样中硫的质量分数为。\n(3)将气体a通入测碳装置中(如下图)，采用重量法测定碳的含量。①气体a通过B和C的目的是______________________。②计算钢样中碳的质量分数，应测量的数据是_______________________。排除SO2对CO2测定的干扰解析：①整个装置要准确测定CO2的质量，故需要排除干扰气体SO2，由题给装置可知，活性二氧化锰的作用是除去气体a中的SO2，重铬酸钾和浓硫酸的作用是检验SO2是否除尽。②通过测量二氧化碳吸收瓶吸收CO2前、后的质量计算出钢样中碳的质量分数。吸收CO2前、后吸收瓶的质量\n方法总结定量测定合金组成与含量的两种方法(1)定量集气法定量集气法是指收集合金中某种物质溶于酸或碱溶液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。(2)沉淀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、称量及数据的处理(包括测定结果的误差分析)。\n真题演练·素养通关\n1．[2021·全国甲卷，27]胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有________(填标号)。A．烧杯B．容量瓶C．蒸发皿D．移液管(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为____________________________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是________________________。ACCuO＋H2SO4CuSO4＋H2O不产生SO2(或硫酸利用率高)\n解析：(1)CuO与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液，需要用到烧杯，由硫酸铜溶液得到胆矾，用蒸发浓缩、冷却结晶的方法，需要用到蒸发皿。(2)CuO中含有氧化铁及泥沙，加入到适量稀硫酸中，加热，发生的主要反应为CuO与稀硫酸的反应，化学方程式为CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O；废铜与浓硫酸的反应为Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法不产生SO2有毒气体，硫酸利用率高。\n(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、______、乙醇洗涤、______，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是_____________________，煮沸10min的作用是______________________。(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为______________(写表达式)。(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________(填标号)。①胆矾未充分干燥②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少量胆矾迸溅出来过滤干燥除尽铁和抑制CuSO4水解破坏胶体易于过滤①③\n解析：(3)由硫酸铜溶液得到胆矾的实验操作为：加热蒸发、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥。控制溶液pH为3.5～4，是为了将Fe3＋转化为Fe(OH)3而除去，同时抑制CuSO4水解。再煮沸10min的作用是破坏Fe3＋水解产生的Fe(OH)3胶体，便于过滤。(4)由题意知胆矾的质量为m2－m1，无水硫酸铜的质量为m3－m1，则结晶水的质量为(m2－m1)－(m3－m1)＝m2－m3，根据CuSO4·xH2OCuSO4＋xH2O，可得160∶18x＝(m3－m1)∶(m2－m3)，解得x＝。(5)胆矾未充分干燥，则m2偏大，测定值偏高，故①正确；坩埚未置于干燥器中冷却，则硫酸铜会吸收水蒸气，m3偏大，测定值偏低，故②错误；加热时有少量胆矾迸溅出来，则m3偏小，测定值偏高，③正确。\n2．[2021·河北卷，1]“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是()A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3答案：C解析：钢是以铁为主的含碳合金，A说法正确；钢的含碳量越高，硬度和脆性越大，B说法正确；合金的熔点比其组分的熔点低，生铁含碳量(2%～4.3%)大于熟铁的含碳量(约0.1%)，故生铁熔点比熟铁低，C说法错误；赤铁矿的主要成分是Fe2O3，D说法正确。\n3．[2021·广东卷，1]今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是()选项ABCD文物名称铸客大铜鼎河姆渡出土陶灶兽首玛瑙杯角形玉杯答案：A\n解析：铸客大铜鼎由青铜材料制成，青铜属于合金材料，A符合题意；河姆渡出土陶灶是陶瓷制品，陶瓷属于硅酸盐材料，B不符合题意；兽首玛瑙杯的主要成分是二氧化硅，C不符合题意；角形玉杯的主要成分是硅酸盐材料，D不符合题意。\n4.[2020·浙江1月，9]下列说法不正确的是()A.[Cu(NH3)4]SO4可通过CuSO4溶液与过量氨水作用得到B.铁锈的主要成分可表示为Fe2O3·nH2OC.钙单质可以从TiCl4中置换出TiD.可用H2还原MgO制备单质Mg答案：D解析：本题考查无机物的制备方法和铁锈的成分。金属镁的还原性强，工业上采用电解熔融氯化镁的方法冶炼单质Mg，不能用氢气还原MgO制备单质镁，D错误；===＋4H2O，A正确；铁锈的主要成分可看成是氧化铁的水合物，B正确；金属钙和四氯化钛反应生成单质钛和氯化钙，C正确。\n5．[2019·浙江4月，27]固体化合物X由3种元素组成。某学习小组进行了如下实验：请回答：(1)由现象1得出化合物X含有________元素(填元素符号)。(2)固体混合物Y的成分___________(填化学式)。(3)X的化学式________。X与浓盐酸反应产生黄绿色气体，固体完全溶解，得到蓝色溶液，该反应的化学方程式是_______________________________________。OCu和NaOHNaCuO22NaCuO2＋8HCl===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O\n解析：本题以含铜化合物之间的转化关系为背景，考查物质推断以及陌生氧化还原方程式的书写。固体化合物X在干燥的H2中反应生成能使CuSO4变蓝色的气体，说明X中含有氧元素；固体混合物Y加水溶解得到1.28g紫红色固体单质，该单质为Cu，物质的量为0.02mol，得到的碱性溶液的焰色反应呈黄色，说明该碱性溶液中存在Na＋，又固体化合物X由3种元素组成，则3种元素分别为O、Cu、Na，故该碱性溶液为NaOH溶液，与HCl恰好中和时消耗0.0200molHCl，说明NaOH的物质的量为0.0200mol，固体X中含有钠元素的质量为0.46g，根据固体X的质量为2.38g，可以求得氧元素的质量为0.64g，则n(O)＝0.04mol，n(Na)∶n(Cu)∶n(O)＝1∶1∶2，则X的化学式为，固体混合物Y中含有Cu和NaOH。NaCuO2与浓盐酸反应产生黄绿色气体Cl2，并得到了蓝色溶液CuCl2，则反应的化学方程式为2NaCuO2＋8HCl===2NaCl＋2CuCl2＋Cl2↑＋4H2O。\n6．[全国卷Ⅰ，7]磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案：D\n解析：废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；从流程图看出，正极材料涉及了铝、铁、锂等金属，B项正确；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等元素的滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离子为Fe3＋，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。\n7．[全国卷Ⅱ，26]我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家，一种以闪锌矿(ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子[c0(Mn＋)＝0.1mol·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3＋Fe2＋Zn2＋Cd2＋开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4\n回答下列问题：(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为________________________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________；氧化除杂工序中ZnO的作用是____________，若不通入氧气，其后果是______________。(3)溶液中的Cd2＋可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为____________________。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为______________；沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。2ZnS＋3O22ZnO＋2SO2PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2＋Zn＋Cd2＋===Zn2＋＋CdZn2＋＋2e－===Zn溶浸\n解析：(1)在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2＋与不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2＋氧化生成Fe3＋，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3＋完全水解。由题表知Fe2＋、Zn2＋开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2使Fe2＋氧化为Fe3＋，加入ZnO后无法除去Fe2＋，会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2＋＋Zn===Cd＋Zn2＋。(4)结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2＋在阴极被还原，电极反应式为Zn2＋＋2e－===Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。
