高考化學(xué)輪復(fù)習(xí)銅 金屬材料與礦物開發(fā)(含解析)

目奪市安危陽光實(shí)驗(yàn)學(xué)校課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十三）銅

金屬材料與礦物開發(fā)

1．平昌冬奧會(huì)“北京8 分鐘”主創(chuàng)團(tuán)隊(duì)用石墨烯制作了－20 ℃能發(fā)熱4 h

的智能服飾； 用鋁合金管材和碳纖維制作了高2.35 m、重量?jī)H為10 kg 的熊

貓木偶，向世界展現(xiàn)了的中國(guó)形象。下列說法不正確的是( )

A．石墨烯是能導(dǎo)熱的金屬材料

B．鋁合金是密度較低的金屬材料

C．碳纖維是耐低溫的無機(jī)非金屬材料

D．新型材料種類多、用途廣

解析：選A 石墨烯是碳的一種單質(zhì)，屬于無機(jī)非金屬材料，故A錯(cuò)誤；

鋁合金的密度小，強(qiáng)度大，屬于金屬材料，故B正確；碳纖維是由有機(jī)纖維經(jīng)

碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料，屬于無機(jī)非金屬材料，故C正確；

人們依據(jù)生產(chǎn)生活的需要研制出很多種用途不同的新型材料，如功能新型材料、

新的合金材料等，故D正確。

2．據(jù)央視新聞報(bào)道，考古人員在江西發(fā)掘一座距今2 000多年、迄今保存

最完好的西漢古墓。在古墓中有10余噸西漢銅錢。這些銅錢銹跡斑斑，銅銹的

主要成分可表示為CuHCO。下列有關(guān)判斷正確的是( )

225

A．銅銹中Cu和C的化合價(jià)均為＋2

B．銅質(zhì)文物表面的銅銹可用稀硝酸除去

C．銅銹易溶于水

D．32 g銅生成銅銹轉(zhuǎn)移1 mol電子

解析：選D 銅銹中Cu為＋2價(jià)，C為＋4價(jià)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；稀硝酸能夠溶解

銅銹，也能溶解銅，除去銅質(zhì)文物表面的銅銹應(yīng)用稀硫酸或稀鹽酸，B項(xiàng)錯(cuò)誤；

銅銹難溶于水，C項(xiàng)錯(cuò)誤；銅生成銅銹時(shí)，銅由0價(jià)變?yōu)椋?/span>2價(jià)，32 g(0.5 mol)

銅生成銅銹時(shí)，轉(zhuǎn)移1 mol電子，D項(xiàng)正確。

3．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中不正確的是( )

A．制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液

B．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氯化鎂固體，電解熔融的氯化

鎂得鎂

C．制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得鐵

D．制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁，提純后電解熔融的氧化鋁得到鋁

解析：選A 鈉性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鈉方法制取，電解氯化鈉溶

液不能得到金屬鈉，故A錯(cuò)誤；鎂性質(zhì)活潑，用電解熔融的氯化鎂的方法制取，

故B正確；鐵性質(zhì)較活潑，用熱還原反應(yīng)制取，故C正確；氯化鋁為共價(jià)化合

物，熔融狀態(tài)不能電離，鋁性質(zhì)活潑，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取，故D

正確。

4．“擬晶”(quasicrystal)是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的

固態(tài)物質(zhì)。AlCuFe是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一，具有合金的某些優(yōu)

652312

良物理性能。下列有關(guān)這種擬晶的說法正確的是( )使得鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料，A正確；鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三

A．無法確定AlCuFe中三種金屬的化合價(jià)金屬，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，B正確；在合金中加入適量稀土金屬能大大改善合

652312

B．AlCuFe的硬度小于金屬鐵金的性能，故稀土元素又被稱為冶金工業(yè)的維生素，C正確；銅綠主要成分是

652312

C．AlCuFe不可用作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料Cu(OH)CO，D錯(cuò)誤。

652312223

D．1 mol AlCuFe溶于過量的硝酸時(shí)共失去265 mol電子6．向CuSO酸性溶液中加入HO溶液，很快有大量氣體逸出，同時(shí)放熱。

652312422

解析：選C A項(xiàng)，擬晶AlCuFe是由三種金屬元素組成，由于金屬無負(fù)一段時(shí)間后，藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(CuO)，繼續(xù)加入HO溶液，紅色渾濁又

652312222

價(jià)，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0的原則，三種金屬的化合價(jià)均可視作0價(jià)，錯(cuò)誤；B變?yōu)樗{(lán)色溶液，這個(gè)過程可以反復(fù)多次。下列關(guān)于上述過程的說法不正確的是

項(xiàng)，擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大，錯(cuò)( )

誤；C項(xiàng)，AlCuFe與海水可以構(gòu)成原電池，會(huì)加速金屬的腐蝕，因此不可用A．逸出氣體的主要成分是O

6523122

作長(zhǎng)期浸泡在海水中的材料，正確；D項(xiàng)，溶于過量硝酸時(shí)，Al與Fe均變?yōu)椋?/span>B．HO既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性

3價(jià)，Cu變?yōu)椋?/span>2價(jià)，故1 mol AlCuFe失電子為65 mol×3＋23 mol×2＋C．Cu將HO還原

65231222

12 mol×3＝277 mol，錯(cuò)誤。D．發(fā)生了反應(yīng)：CuO＋HO＋4H===2Cu＋3HO

5．下列有關(guān)金屬的說法錯(cuò)誤的是( )解析：選C Cu將HO氧化為O，A正確；“藍(lán)色溶液變?yōu)榧t色渾濁(CuO)”

A．氧化膜使得性質(zhì)活潑的金屬鋁成為一種應(yīng)用廣泛的金屬材料說明銅離子被還原成CuO，HO表現(xiàn)了還原性，繼續(xù)加入HO溶液，紅色渾濁又

B．鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬，也有人說“21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)”變?yōu)樗{(lán)色溶液，說明發(fā)生了反應(yīng)：CuO＋HO＋4H===2Cu＋3HO，CuO中＋1

C．在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能，因此，稀土元素價(jià)Cu 被氧化成＋2價(jià)Cu，HO又表現(xiàn)了氧化性，B、D正確；HO變?yōu)?/span>O，氧

又被稱為冶金工業(yè)的維生素元素化合價(jià)從－1變?yōu)?/span>0價(jià)，發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu將HO氧化，C錯(cuò)誤。

D．出土的古代銅制品往往覆蓋著一層銅綠，主要成分是CuCO7．下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是

3

解析：選D 鋁表面形成致密的氧化鋁薄膜可以保護(hù)內(nèi)部的鋁不被氧化，( )

22

2＋

＋2＋

2222

2＋

2222

22222

＋2＋

22222

2＋

22222

2＋

22

選項(xiàng) 陳述Ⅰ 陳述Ⅱ 判斷

銅綠的主要成分是堿式碳酸可用稀鹽酸除銅器表面的銅

A Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ粺o

銅 綠

B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅制容器可以盛放濃硫酸 Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ挥?/span>

向硫酸銅溶液中通入氨氣，

把銅絲放在酒精燈火焰上灼

C 有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)Γ挥?/span>

燒，銅絲表面變黑

燒濾渣，最后變成黑色固體

藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為硫酸銅溶液可用作游泳池的

D Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)Γ粺o

白色硫酸銅粉末是物理變化 消毒劑

解析：選D 稀鹽酸可以與堿式碳酸銅(銅綠的主要成分)反應(yīng)，而且稀鹽

酸不與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠，Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系，A錯(cuò)

誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所

以不能用銅制容器盛放濃硫酸，B錯(cuò)誤；硫酸銅與氨水反應(yīng)生成Cu(OH)，Cu(OH)

22

受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯(cuò)誤；藍(lán)色硫酸銅

晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末，屬于化學(xué)變化，CuSO可用作消毒劑，但與前

4

者沒有因果關(guān)系，D正確。

8．科學(xué)家研制出了一種新型的貯氫材料，這種鎂鋁合金的成分可表示為

MgAl；其貯氫和釋氫的原理可表示為MgAl＋17H17MgH＋12Al，

1712171222

貯氫

釋氫

下列有關(guān)說法正確的是( )

A．MgAl是離子化合物

1712

B．為防止金屬氧化，熔煉制備MgAl時(shí)通氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣

1712

C．732 g的合金能吸收380.8 L氫氣

D．該合金的熔點(diǎn)比鎂和鋁的熔點(diǎn)低

解析：選D 合金是加熱熔合而成的，不存在陰陽離子，不屬于離子化合

物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；Mg、Al為較活潑金屬，加熱時(shí)易和氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)，可以通入氬

氣來防止金屬被氧化，不可以通氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣，B項(xiàng)錯(cuò)誤；氫氣所處的狀況未

知，不能計(jì)算出氫氣的具體體積，C項(xiàng)錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)比各成分的熔點(diǎn)低，

該合金的熔點(diǎn)低于金屬鎂、金屬鋁的熔點(diǎn)，D項(xiàng)正確。

9．銅是一種紫紅色金屬，被稱作“電器工業(yè)的主角”。銅主要是由黃銅礦

煉制，焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CuFeS＋O=====CuS＋2FeS＋SO，其簡(jiǎn)單流程如圖所示，

2222

高溫

下列說法正確的是( )

A．焙燒時(shí)硫元素全部轉(zhuǎn)化為二氧化硫

B．在焙燒時(shí)氧化劑只有氧氣

C．粗銅精煉時(shí)用粗銅作陰極

D．CuS可以用于火法煉制銅

2

解析：選D 由焙燒時(shí)的化學(xué)方程式可知，焙燒時(shí)只有部分硫元素轉(zhuǎn)化為

二氧化硫，故A錯(cuò)誤；焙燒時(shí)Cu元素由＋2價(jià)降低到＋1價(jià)，S元素由－2價(jià)升

高到＋4價(jià)，氧氣中O元素由0價(jià)降低到－2價(jià)，則氧化劑為氧氣和CuFeS，故

2

B錯(cuò)誤；粗銅精煉時(shí)用粗銅作陽極，故C錯(cuò)誤；火法煉銅的原理為CuS＋O=====

22

高溫

2Cu＋SO，CuS可用于火法煉制銅，故D正確。

22

10．部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為FeO、CuO)共5.76 g，經(jīng)如另外，某同學(xué)繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素的質(zhì)量的關(guān)系曲線，

23

圖處理，下列說法正確的是( )如圖乙所示。

A．濾液A中的陽離子為Fe、Fe、H則下列分析正確的是( )

2＋3＋＋

B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.14 gA．圖甲中點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為CuO和CuO

C．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gB．圖甲整個(gè)過程中共生成0.26 g水

D．＝448C．圖乙三條曲線中，表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量關(guān)系的曲線是A

V

解析：選D A項(xiàng)，生成的濾渣3.2 g是銅，金屬銅可以和Fe反應(yīng)，所以D．圖甲中，到的過程中有0.01 mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移

3＋

濾液A中一定不含有Fe，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，灼燒后的固體為FeO，其物質(zhì)的量為解析：選D 0.98 g Cu(OH)的物質(zhì)的量為0.01 mol，若全部生成CuO，

3＋

232

0.02 mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.02 mol×2＝0.04 mol，質(zhì)量為0.04 mol×56 則質(zhì)量為0.01 mol×80 g·mol＝0.80 g，所以點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)是CuO；若全

g·mol＝2.24 g，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，鐵元素的質(zhì)量為2.24 g，而原來固體為5.76 g，部生成CuO，則質(zhì)量為0.005 mol×144 g·mol＝0.72 g，所以點(diǎn)對(duì)應(yīng)的物

－1－1

所以CuO的質(zhì)量不超過5.76 g－2.24 g＝3.52 g，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，根據(jù)最后溶液高溫高溫

中的溶質(zhì)為過量HSO和FeSO，而鐵元素的物質(zhì)的量為0.04 mol，說明參加反

244

應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04 mol，含H 0.08 mol，其中部分H生成氫氣，另

＋＋

外的H和合金中的氧結(jié)合生成了水，由于合金中氧的物質(zhì)的量為

＋

5.76 g－3.2 g－2.24 g

16 g·mol

－1

＝0.02 mol，它結(jié)合0.04 mol H，所以硫酸中有0.04

＋

mol H生成氫氣，即生成0.02 mol氫氣，狀況下的體積為448 mL，正確。

＋

11．銅有兩種常見的氧化物CuO和CuO。某學(xué)習(xí)小組取0.98 g(用精密天

2

平測(cè)量)Cu(OH)固體加熱，有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化如圖甲所示；

2

ab

2

ab

－1

a

2

b

質(zhì)是CuO，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式Cu(OH)=====CuO＋HO、4CuO=====2CuO

2222

＋O↑可知，生成水的物質(zhì)的量為0.01 mol，質(zhì)量為0.01 mol×18 g·mol

2

－1

＝0.18 g，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CuO和其中所含Cu元素的質(zhì)量關(guān)系(以CuO的質(zhì)量為10 g

計(jì)算)為：

CuO ～ Cu

80 64

10 g 8 g

觀察圖乙可知，B曲線符合上述質(zhì)量關(guān)系，表示的是CuO，C項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)

反應(yīng)方程式4CuO=====2CuO＋O↑可知，到的過程中有0.01 mol電子發(fā)生

高溫(Na)∶(Cu)∶(O)＝1∶1∶2，則X的化學(xué)式為NaCuO，固體混合物Y中含有

22

ab

了轉(zhuǎn)移，D項(xiàng)正確。

12．固體化合物X由3種元素組成。某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

請(qǐng)回答：

(1)由現(xiàn)象1得出化合物X含有______元素(填元素符號(hào))。

(2)固體混合物Y的成分________(填化學(xué)式)。

(3)X的化學(xué)式________。

X與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色氣體，固體完全溶解，得到藍(lán)色溶液，該反應(yīng)

的化學(xué)方程式是

____________________________________________________________________

____。

解析：固體化合物X在干燥的H中反應(yīng)生成能使CuSO變藍(lán)色的氣體，說

24

明X中含有氧元素；固體混合物Y加水溶解得到1.28 g紫紅色固體單質(zhì)，該單

質(zhì)為Cu，物質(zhì)的量為0.02 mol，得到的堿性溶液的焰色反應(yīng)呈黃色，說明該堿

性溶液中存在Na，又固體化合物X由3種元素組成，則3種元素分別為O、Cu、

＋

Na，故該堿性溶液為NaOH溶液，與HCl恰好中和時(shí)消耗0.020 0 mol HCl，說

明NaOH的物質(zhì)的量為0.020 0 mol，固體X中含有鈉元素的質(zhì)量為0.46 g，根

據(jù)固體X的質(zhì)量為2.38 g，可以求得氧元素的質(zhì)量為0.64 g，則(O)＝0.04 mol，

n

nnn

2

Cu和NaOH。NaCuO與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生黃綠色氣體Cl，并得到藍(lán)色溶液CuCl，

222

則反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaCuO＋8HCl===2NaCl＋2CuCl＋Cl↑＋4HO。

2222

答案：(1)O (2)Cu和NaOH

(3)NaCuO

2

2NaCuO＋8HCl===2NaCl＋2CuCl＋Cl↑＋4HO

2222

13．CuCl是有機(jī)合成的重要催化劑，并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由

廢銅料(含Fe、Al及SiO雜質(zhì))，生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下：

2

物質(zhì) 開始沉淀時(shí)的pH 沉淀完全時(shí)的pH

Fe(OH) 2.7 3.7

3

Cu(OH) 5.6 6.7

2

Al(OH) 3.8 4.7

3

已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCl，CuCl的溶液用水稀釋后可

－－

22

生成CuCl沉淀。

(1)煅燒的主要目的是

________________________________________________。

(2)操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的pH，范圍為________，加入的物質(zhì)X可以是

________(填字母)。

A．CuO B．Cu(OH)

2

C．NaOH溶液 D．CaCO

3

(3)濾渣Ⅱ的主要成分是________。(5)根據(jù)電子守恒法配平即可。

(4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO可生成CuCl，請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程答案：(1)使銅轉(zhuǎn)化為可溶于酸的氧化物

－

22

式：(2)4.7≤pH＜5.6 ABC

________________________________________________________________(3)Fe(OH)和Al(OH)

________(4)2HO＋2Cu＋SO＋4Cl===2CuCl＋SO＋4H

________________________________________________________________(5)2Cu＋SOO===2CuCl↓＋SO＋2Cl＋H＋2H

________。14．某工業(yè)含銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO等成分，利用該含銅廢料

(5)工業(yè)上常用CuSO來制備CuCl，在提純后的CuSO溶液中加入一定量的可生產(chǎn)硝酸銅晶體[Cu(NO)·3HO]，生產(chǎn)的工藝流程如圖所示：

44322

NaSO和NaCl，加熱生成CuCl沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是回答下列問題：

23

__________________________。(1)“焙燒”過程中除生成SO的反應(yīng)外，另外一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是

解析：(1)銅在廢銅料中主要以銅單質(zhì)的形式存在，從流程圖知CuCl需從____________________________________________________________________

溶液中提取，故煅燒的目的是將銅轉(zhuǎn)化為溶于酸的氧化物。____。

(2)調(diào)節(jié)溶液的pH時(shí)，應(yīng)保證Fe、Al完全沉淀，而Cu不能沉淀，溶(2)“酸化”過程為加快反應(yīng)速率，可采用的措施有

3＋3＋2＋

液的pH應(yīng)在4.7≤pH<5.6，加入物質(zhì)X的目的是消耗H調(diào)節(jié)溶液的pH，但不__________________(寫出一條即可)，“酸化”的目的是

＋

能引入新雜質(zhì)。______________________________________________________________

(3)溶液的pH在4.7≤pH<5.6時(shí)，Fe和Al完全轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的氫氧化物________________________________________________________________

3＋3＋

沉淀，濾渣Ⅱ的主要成分為Fe(OH)和Al(OH)。________。

33

(4)根據(jù)題給的反應(yīng)物和生成物，再結(jié)合氧化還原反應(yīng)的基本規(guī)律可寫出反(3)若試劑a為Zn，則“置換”的離子方程式為

應(yīng)的方程式：2HO＋2Cu＋SO＋4Cl===2CuCl＋SO＋4H。_______________________________

2224

2＋－－2－＋

33

2＋－－2－＋

2224

2＋2－－2－＋

324

4

2

________________________________________________________________應(yīng)”過程中無紅棕色氣體產(chǎn)生，由此推知反應(yīng)不生成NO或NO，則反應(yīng)的化學(xué)

________，方程式為Cu＋HO＋2HNO===Cu(NO)＋2HO。根據(jù)生成大量紅棕色氣體可知生

濾液中溶質(zhì)的化學(xué)式是________。成的是NO，因還原劑為Cu，化合價(jià)由0升高至＋2，氧化劑為HNO，其中N的

(4)“淘洗”的作用是_________________________________________，化合價(jià)由＋5降低為＋4，由氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒可知該反應(yīng)中還原劑

若圖中淘洗液的主要溶質(zhì)與濾液的溶質(zhì)相同，則試劑b是________。與氧化劑的物質(zhì)的量之比為1∶2。(6)“反應(yīng)”后的溶液為Cu(NO)，經(jīng)過蒸發(fā)、

(5)“反應(yīng)”一步中使用20% HNO和10% HO，整個(gè)過程無紅棕色氣體產(chǎn)生，結(jié)晶、過濾可得到目標(biāo)產(chǎn)物。

322

則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

__________________________________________________________

________________________________________________________________

________；

若該步驟只使用20% HNO，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，出現(xiàn)大量紅棕色

3

氣體，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為________。

(6)“一系列操作”是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，這些操作的名稱是

________________。

解析：(1)加熱條件下，Cu被O氧化為CuO。(2)將焙燒物粉碎可增大固體

2

物質(zhì)與硫酸的接觸面積；升高反應(yīng)溫度、增大反應(yīng)物濃度均能加快化學(xué)反應(yīng)速

率。“酸化”的目的是使CuO溶解轉(zhuǎn)化為Cu。(3)Zn的還原性比Cu強(qiáng)，故Zn

2＋

與Cu反應(yīng)生成Cu和Zn；過濾后濾渣為Cu(含有Zn)，濾液為硫酸鋅溶液。

2＋2＋

(4)“淘洗”的目的是除去前面加入的過量鋅，因此試劑b為稀硫酸。(5)“反

2

223322

23

32

答案：(1)2Cu＋O2CuO

2

(2)將焙燒物粉碎、升高酸化溫度、適當(dāng)提高硫酸濃度(任寫一條) 將CuO

轉(zhuǎn)化為Cu

2＋

(3)Zn＋Cu===Zn＋Cu ZnSO

2＋2＋

4

(4)除去過量的Zn 稀硫酸

(5)Cu＋HO＋2HNO===Cu(NO)＋2HO 1∶2

223322

(6)蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾(或蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌)

15．(2020·郊聯(lián)體期末)一種新興材料——鈹日益被重視，有“超級(jí)金

屬”“尖端金屬”“空間金屬”之稱。工業(yè)上用綠柱石(主要成分為

3BeO·AlO·6SiO，還含有鐵等雜質(zhì))冶煉鈹?shù)囊环N簡(jiǎn)化工藝流程如下：

232

按元素周期表的對(duì)角線規(guī)則，Be和Al性質(zhì)相似；幾種金屬陽離子的氫氧

化物沉淀時(shí)的pH如表。

Fe Al Fe Be

3＋3＋2＋2＋

開始沉淀時(shí) 2.7 3.3 7.6 5.2

沉淀完全時(shí) 3.7 5.0 9.7 8.8

回答下列問題：

(1)步驟②中將熔塊粉碎的目的是

______________________________________；

濾渣1的主要成分是__________。

(2)步驟③加入HO時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

22

______________________________，從濾液1中得到沉淀的合理pH為

__________(填序號(hào))。

A．3.3～3.7 B．3.7～5.0

C．5.0～5.2 D．5.2～6.5

(3)步驟④不宜使用NaOH溶液來沉淀Be的原因是_______________。從溶

2＋

液中得到(NH)BeF的實(shí)驗(yàn)操作是__________、過濾、洗滌、干燥。

424

(4)實(shí)驗(yàn)室模擬步驟⑤裝置如圖，控制氨氣與氟化氫氣體體積比的方法是

__________。

(5)步驟⑥的反應(yīng)類型是________，步驟⑦需要隔絕空氣的環(huán)境，其原因是

____________________________________________________________________

____。

(6)若綠柱石中BeO的含量為%，上述過程生產(chǎn)Be的產(chǎn)率為%，則1 t

ab

該綠柱石理論上能生產(chǎn)含鈹量2%的鍍銅合金________ t。

解析：(1)將熔塊粉碎的目的是增大與硫酸的接觸面積，提高浸取速率；根

據(jù)綠柱石的成分，熔煉過程中SiO與石灰石反應(yīng)生成CaSiO，CaSiO與硫酸反

233

應(yīng)生成CaSO和HSiO，即濾渣1的主要成分為HSiO。

42323

(2)濾液1中含有的陽離子有Fe、Al、Be、H，步驟③中加入HO，

2＋3＋2＋＋

22

HO把Fe氧化成Fe，即離子方程式為2H＋HO＋2Fe===2Fe＋2HO；步

2＋3＋＋2＋3＋

22222

驟③除去的是Fe、Al，加入氨水調(diào)節(jié)pH，使Fe、Al以Fe(OH)、Al(OH)

3＋3＋3＋3＋

33

形式沉淀，因此調(diào)節(jié)pH范圍是5.0≤pH<5.2，C正確。

(3)因?yàn)?/span>Be和Al的性質(zhì)相似，即Be(OH)為氫氧化物，過量NaOH溶液會(huì)

2

溶解Be(OH)；從溶液中得到(NH)BeF的實(shí)驗(yàn)操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過

2424

濾、洗滌、干燥。

(4)通過觀察廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速，可控制氨氣與氟化氫氣體

的體積比。

(5)步驟⑥的反應(yīng)類型為分解反應(yīng)；Be和Al的性質(zhì)相似，Mg是活潑金屬，

能與空氣中的氮?dú)狻⒀鯕獍l(fā)生反應(yīng)，因此需要隔絕空氣的環(huán)境。

(6)根據(jù)題意得出：1 t×%××%＝(合金)×2%，得出(合金)＝

abmm

9

25

1.8×10 t。

－3

ab

答案：(1)增大與硫酸的接觸面積，提高浸取速率 HSiO

23

(2)2H＋HO＋2Fe===2Fe＋2HO C

222

(3)過量NaOH溶液會(huì)溶解Be(OH) 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶

2

(4)通過觀察廣口瓶中產(chǎn)生氣泡的速率調(diào)節(jié)流速

(5)分解反應(yīng) 高溫下，Mg(或鈹)與N、O等氣體發(fā)生反應(yīng)，降低產(chǎn)率

22

(6)1.8×10

ab

－3

＋2＋3＋