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文檔簡介

第二單元從鋁土礦到鋁合金

[考綱展示]

1.了解鋁的主要性質(zhì)及應用。2.了解鋁的重要化合物的主要性質(zhì)及應用。3.了解合金的概念及鋁合金的重要應用。[主干知識]一、鋁的主要性質(zhì)及應用1.鋁的物理性質(zhì)鋁是

色,具有金屬光澤的固體,硬度較小,具有良好的導電性、導熱性和延展性。2.鋁的化學性質(zhì)鋁的原子結(jié)構示意圖為:

,是一種較活潑的金屬,在化學反應中表現(xiàn)較強的

性。銀白還原(1)與非金屬單質(zhì)反應(2)與酸溶液反應致密(3)與NaOH溶液反應的離子方程式為

。(4)鋁熱反應:如Al與Fe3O4反應的化學方程式為

。3.鋁的用途純鋁制作導線,鋁合金用于制造飛機、汽車、生活用品等。1.金屬鋁是活潑的金屬,能與酸反應,為什么能用鋁槽儲運濃硫酸或濃硝酸?提示:常溫下濃硫酸、濃銷酸能使鋁鈍化(在表面形成一層致密的氧化膜),阻止反應繼續(xù)進行。2.Al既能溶于強酸,又能溶于強堿,所以說“Al既有金屬性,又有非金屬性”你認為這種說法是否恰當?為什么?提示:不恰當。金屬性是指元素的原子失電子的能力,非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應還是與堿反應,都是失去3e-化合價升高為+3價,均是還原劑,因而鋁具有較強的金屬性。二、鋁重要化合物的主要性質(zhì)及應用1.氧化鋁(1)化學性質(zhì)(用離子方程式表示)(2)用途①熔點高,是一種較好的

材料;天然剛玉的成分是Al2O3,還可制作各種寶石。耐火2.氫氧化鋁(1)化學性質(zhì)(用化學方程式表示)①兩性氫氧化物(2)制備(用離子方程式表示)①向鋁鹽中加入NH3·H2O

。②向偏鋁酸鹽中通入足量CO2,

。(3)用途①作吸附劑,用來凈水。②作藥物,醫(yī)治

過多。胃酸3.明礬凈水原理(1)明礬的化學式為

,其凈水的原理涉及到的離子方程式為:Al3++3H2O

Al(OH)3(膠體)+3H+,生成的Al(OH)3膠體具有

作用。(2)Al3+可與

、

、SiO、S2-、HS-等發(fā)生相互促進的水解反應。[點撥]其他常見既能與強酸反應、又能與強堿反應的物質(zhì)還有弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、NaHS、NaHSO3)、弱酸的銨鹽[如CH3COONH4、NH4F、(NH4)2S]與氨基酸(如H2NCH2COOH)等。KAl(SO4)2·12H2O吸附三、從鋁土礦中提取鋁1.工藝流程2.各步反應的化學方程式四、合金1.概念:合金是指由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。2.性能(1)熔點:多數(shù)合金的熔點比它的各成分金屬的熔點

;(2)硬度:合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度

。合金只能是金屬與金屬的混合物嗎?提示:不是,合金可以是金屬與金屬熔合得到,也可以由金屬與非金屬組成,如生鐵就是鐵、碳合金。低大[自我診斷]1.鋁合金抗腐蝕性強是因為其硬度大。(×)2.Al箔插入稀硝酸中,無現(xiàn)象,說明Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜(×)3.向AlCl3溶液中加足量氨水,離子方程式為Al3++4NH3·H2O===AlO+4NH+2H2O。(×)4.加入鋁粉能產(chǎn)生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、AlO、NO(√)5.MgO與鋁粉可發(fā)生鋁熱反應。(×)6.由Al2O3―→Al(OH)3可一步生成Al(OH)3。(×)1.相同質(zhì)量的下列物質(zhì)分別與等濃度的NaOH溶液反應,至體系中均無固體物質(zhì),消耗堿量最多的是(

)A.Al B.Al(OH)3 C.AlCl3 D.Al2O3Al、Al2O3、Al(OH)3與酸或堿的反應答案:A1.鋁的氧化物和氫氧化物(1)Al2O3、Al(OH)3均屬兩性化合物溶于強堿[NaOH、KOH、Ba(OH)2]溶液和酸溶液,但不溶于氨水和CO2的水溶液。(2)由Al(OH)3的兩式電離以及與酸和堿反應的離子方程式可知:與酸反應時相當于三元堿,與堿反應時相當于一元酸。由電荷守恒,Al、Al2O3、Al(OH)3與酸反應時,每生成1molAl3+均消耗3molH+;每生成1molAlO均消耗1molOH-。但由Al3+―→AlO耗4molOH-,由AlO―→Al3+耗4molH+。2.鋁與酸或堿溶液反應生成H2的量的計算Al是我們中學階段學習的唯一既與H+反應也與OH-反應的金屬,它與酸、堿反應既有相同點,也有不同點。不同點:1molAl與H+反應消耗3molH+,而與OH-反應只消耗1molOH-,所以含有等物質(zhì)的量的NaOH溶液和HCl溶液分別與足量的鋁反應時生成的氫氣的物質(zhì)的量之比為3∶1。①與酸反應時,Al過量、H+不足;②與堿反應時,Al不足、OH-過量。[誤區(qū)警示]

與酸和強堿溶液都能反應的物質(zhì)不一定都是兩性物質(zhì)。如Al、Al2O3、Al(OH)3,弱酸酸式鹽、弱酸的銨鹽、氨基酸等都能與酸和強堿反應,其中Al2O3屬于兩性氧化物,Al(OH)3屬于兩性氫氧化物,氨基酸屬于兩性有機物,其他都不屬于兩性物質(zhì)。[典例1]甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應結(jié)束后,測得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質(zhì)量為(

)A.5.4g

B.3.6gC.2.7g D.1.8g[解析]

其反應原理分別為:2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑??梢姰攨⒓臃磻腍Cl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時,產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設條件體積比為1∶2,說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的,而對NaOH來說是不足的。2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑

6mol

3mol3mol·L-1×0.1L

0.15mol則Al與NaOH反應生成的H2為0.15mol×2=0.3mol2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑2×27g

3mol5.4g

0.3mol即投入的鋁粉為5.4g。[答案]

A1.將5.4gAl投入200.0mL2.0mol·L-1的某溶液中有氫氣產(chǎn)生,充分反應后有金屬剩余。該溶液可能為(

)A.HNO3溶液

B.KOH溶液C.H2SO4溶液

D.HCl溶液解析:n(Al)=0.2mol,完全溶解需H+物質(zhì)的量為0.6mol或OH-物質(zhì)的量為0.2mol,A項不生成H2;B項n(OH-)=0.4mol>0.2mol;C項n(H+)=0.8mol>0.6mol;D項n(H+)=0.4mol<0.6mol。答案:D“鋁三角”轉(zhuǎn)化關系及應用2.下列各種物質(zhì)既能與強酸溶液反應又能與強堿溶液反應的是(

)①Al

②AlCl3

③NaAlO2

④Al(OH)3⑤Al2O3

⑥NaHCO3 A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤C.④⑤ D.①④⑤⑥解析:“√”表示能反應,“×”表示不反應答案:D1.“鋁三角”轉(zhuǎn)化關系2.應用(1)判斷離子共存問題(2)鑒別(利用相互滴加的順序不同,現(xiàn)象不同)①AlCl3溶液中滴加NaOH溶液現(xiàn)象為:先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解。②NaOH溶液中滴加AlCl3溶液現(xiàn)象為:開始無明顯現(xiàn)象,后產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶解。(3)分離提純①利用Al能溶于強酸或強堿溶液,分離Al與其他物質(zhì)的混合物,如鋁粉、銅粉——稀鹽酸;鋁粉、鐵粉——NaOH溶液。②利用Al2O3能與強酸、強堿溶液反應,分離Al2O3與其他物質(zhì)的混合物,如Al2O3、MgO——NaOH溶液、Al2O3、SiO2——稀鹽酸,③利用Al(OH)3能與強堿溶液反應,分離Al3+與其他金屬陽離子,如Mg2+、Al3+混合液中加過量NaOH溶液即能分離。[答案]

C2.(2014年北京東城模擬)下列各組物質(zhì),不能按(“―→”表示反應一步完成)關系轉(zhuǎn)化的是(

)解析:Al2O3和NaOH反應生成NaAlO2,NaAlO2和AlCl3反應生成Al(OH)3,Al(OH)3受熱分解得Al2O3,A符合;AlCl3和NaOH反應生成Al(OH)3,Al(OH)3和NaOH反應生成NaAlO2,NaAlO2和過量鹽酸反應生成AlCl3,B符合;Al不能一步生成Al(OH)3,C不符合;MgCl2和NaOH反應生成Mg(OH)2,Mg(OH)2受熱分解得MgO,MgO和鹽酸反應生成MgCl2,D符合。答案:C1.四個基本圖像(1)可溶性鋁鹽溶液與NaOH溶液反應的圖像:有關氫氧化鋁沉淀圖像題的分析思路

(2)偏鋁酸鹽溶液與鹽酸反應的圖像:2.拓展圖像(1)向AlCl3溶液中逐滴加入氨水或NaAlO2溶液至過量,圖像如圖1所示。(2)向NaAlO2溶液中逐滴加入AlCl3溶液或通入CO2至過量,圖像如圖2所示。(3)向MgCl2、AlCl3和鹽酸的混合溶液(即將Mg、Al溶于過量鹽酸所得的溶液)中逐滴滴入NaOH溶液至過量,圖像如圖3所示。(4)向MgCl2、AlCl3混合溶液中先加入NaOH溶液,后加入鹽酸(NaOH與鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等),沉淀圖像如圖4所示。3.圖像題的解答要領(1)轉(zhuǎn)化過程中要遵循化學方程式中的化學計量數(shù)的對應關系。(2)看清縱橫坐標的含義,對圖像進行全面分析。(3)對于一些復雜問題可先分解后組合,進行圖像的疊加工作;只有抓住一些關鍵點(最高點、最低點、轉(zhuǎn)折點等)和變化趨勢,才能順利地解決圖像問題。【典例】將一定量的Mg、Al合金溶于1mol·L-1的鹽酸中,然后用1mol·L-1的NaOH溶液進行滴定,產(chǎn)生沉淀的量隨NaOH溶液的體積的變化圖像如圖所示。則(1)Al的質(zhì)量是________。(2)鹽酸的體積為________。(3)欲求a的值,還需要知道一個條件,這個條件可以是________。A.合金的質(zhì)量B.Mg的質(zhì)量C.產(chǎn)生H2的體積D.b點對應的沉淀量E.c點對應的沉淀量[解析]

用NaOH溶液滴定溶解鎂鋁合金的鹽酸時的反應為:0~a:HCl+NaOH===NaCl+H2Oa~b:MgCl2+2NaOH===Mg(OH)2↓+2NaClAlCl3+3NaOH===Al(OH)3↓+3NaClb~c:Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O(1)合金中Al~Al3+~Al(OH)3~b~c間滴入的NaOH,即n(Al)=n(NaOH)b~c=1mol·L-1×(90-80)×10-3L=0.01molm(Al)=27g·mol-1×0.01mol=0.27g(2)b點時溶液中只有NaCl,且Na+來自于NaOH溶液,Cl-來自于原鹽酸,故n(HCl)=n(NaOH)0~b=1mol·L-1×80×10-3L=0.08mol,V鹽酸=0.08mol÷1mol·L-1=0.08L,即為80mL。(3)在A~E五個條件中,再加其中任一個條件,就能求得a的值。[答案]

(1)0.27g

(2)80mL

(3)ABCDE(其中任選一個)本小節(jié)結(jié)束請按ESC鍵返回第三單元鐵、銅的獲取及應用

[考綱展示]

1.了解鐵、銅的主要性質(zhì)及應用。2.了解鐵、銅的重要化合物的主要性質(zhì)及應用。3.掌握鐵、銅冶練的化學原理。

[主干知識]一、鐵1.在元素周期表中的位置:鐵位于周期表中第

周期,

族。2.物理性質(zhì)具有金屬的共性,具有能被

的特性。3.化學性質(zhì)鐵元素性質(zhì)活潑,有較強的還原性。四Ⅷ磁體吸引(1)與非金屬單質(zhì)的反應①與O2的反應常溫:鐵被腐蝕生成鐵銹,其主要成分為

。Fe2O3(4)與某些鹽溶液的反應(離子方程式)①與CuSO4溶液:

②與FeCl3溶液:

[點撥]

(1)鐵元素性質(zhì)活潑,自然界中的鐵幾乎都是以化合態(tài)形式存在,只有在隕石中有游離態(tài)的鐵元素。(2)過量的鐵與氯氣反應,不會生成FeCl2,因為鐵還原三價鐵必須在水溶液中進行。(3)金屬與強氧化性酸反應,不會產(chǎn)生H2。Fe+Cu2+===Fe2++CuFe+2Fe3+===3Fe2+4.鐵的冶煉(以Fe2O3為原料)二、鐵的重要化合物1.鐵的氧化物(1)物理性質(zhì)(2)化學性質(zhì)(寫出離子方程式)2.鐵的氫氧化物3.鐵鹽(Fe3+)和亞鐵鹽(Fe2+)(1)亞鐵鹽(Fe2+)溶液呈

色,在空氣中易被O2氧化而變質(zhì),故保存時要加少量

,防止其氧化。(2)鐵鹽(Fe3+)溶液呈

色,極易水解生成Fe(OH)3膠體,故可以凈水。Fe3+具有

性,與Fe、Cu、I-反應的離子方程式分別為:2Fe3++Fe===3Fe2+、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+、2Fe3++2I-===2Fe2++I2。淡綠鐵釘棕黃氧化三、銅及其化合物1.銅的性質(zhì)(1)銅的物理性質(zhì)純凈的銅呈

,具有金屬光澤,具有

、

和延展性。(2)銅的化學性質(zhì)紫紅色導電性導熱性2.銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化3.銅的冶煉(1)高溫煉銅銅在空氣中能生銹,其主要成分是什么?是如何生成的?提示:銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3,生成其反應為:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。[自我診斷]1.鐵與酸反應時,鐵被氧化,酸被還原。(√)2.青銅的熔點比純銅低。(√)3.Fe3O4與稀HNO3反應:3Fe3O4+28H++NO===9Fe3++NO↑+14H2O。(√)4.FeCl3溶液中滴入KSCN:Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3↓(血紅色)。(×)5.銅銹的成分為CuO,可用鹽酸清洗除去。(×)6.Fe(OH)3、FeCl2、Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2均可由化合反應生成。(×)1.已知下述三個實驗中均有化學反應發(fā)生。“鐵三角”及其重要應用下列判斷正確的是(

)A.實驗①中鐵釘只做還原劑B.實驗②中Fe2+既顯氧化性又顯還原性C.實驗③中發(fā)生的是置換反應D.上述實驗證明氧化性:Fe3+>Fe2+>Cu2+解析:實驗①中鐵釘與硫酸銅反應:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,F(xiàn)e做還原劑;實驗②中HNO3將Fe2+氧化成Fe3+,F(xiàn)e2+做還原劑;實驗③發(fā)生反應:2Fe3++Cu===Cu2++2Fe2+,F(xiàn)e3+做氧化劑;三個反應說明氧化性由強到弱的順序為:HNO3>Fe3+>Cu2+>Fe2+。答案:A1.“鐵三角”中的轉(zhuǎn)化關系2.重要應用(1)除雜(2)判斷離子共存(3)鹽溶液的配制與保存(4)物質(zhì)制備[特別提醒]Fe3+水解程度較大,pH為4左右時幾乎全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,因而欲除去某溶液中的Fe2+,一般先向溶液中加入氧化劑,使之轉(zhuǎn)化為Fe3+,然后再調(diào)溶液的pH使之沉淀。[典例1]

(2014年衡水模擬)根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關系,回答有關問題。(1)淺綠色溶液D主要成分的化學式為________,試劑1是________。(2)下列物質(zhì)不能作為試劑2的是________(填序號)。a.Cl2 B.新制氯水c.濃硫酸

D.S

e.硝酸(3)固體A溶于稀鹽酸的化學方程式為_________________________

。(4)溶液C到溶液F紅色加深的原因是_________________________。(5)某同學在實驗時向E中加入了過量的一種固體物質(zhì),發(fā)現(xiàn)淡黃色褪去,現(xiàn)對褪色原因進行探究。提出你的假設:________;為了對你所提出的假設進行驗證,你設計的實驗方案是_________________。[解析]

解答本題的關鍵是熟悉鐵的不同價態(tài)離子的溶液的顏色及其轉(zhuǎn)化條件,從框圖可知,鐵和稀鹽酸反應生成FeCl2溶液,為淺綠色,即D的主要成分為FeCl2,加入試劑2后變?yōu)榈S色溶液,聯(lián)想最終變?yōu)樯罴t色溶液F(硫氰化鐵溶液),可以推斷溶液E的主要成分為

Fe3+,試劑2為強氧化劑,S不符合條件。鐵和水蒸氣反應生成固體Fe3O4,F(xiàn)e3O4與鹽酸反應的方程式為Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O,所以溶液B為FeCl3和FeCl2的混合溶液,加入試劑1(KSCN溶液)后,F(xiàn)e3+變?yōu)榱蚯杌F,加入試劑2(強氧化劑),F(xiàn)e2+被氧化為

Fe3+,并進一步轉(zhuǎn)化為硫氰化鐵所以溶液顏色加深。[答案]

(1)FeCl2

KSCN溶液(或NH4SCN溶液)(2)d

(3)Fe3O4+8HCl===2FeCl3+FeCl2+4H2O(4)溶液中的Fe2+被氧化劑氧化成Fe3+,使Fe3+濃度增大,從而生成更多的硫氰化鐵使紅色加深(5)加入還原劑將Fe3+還原用膠頭滴管取少量淡黃色褪去后的溶液于試管中,滴加少量KSCN溶液,再加入幾滴氯水。如果溶液開始不出現(xiàn)紅色,加氯水后出現(xiàn)紅色,則說明假設正確;若溶液不變紅色,則假設不正確1.下列各組物質(zhì)中,X是主體物質(zhì),Y是少量雜質(zhì),Z是為除去雜質(zhì)所要加入的試劑,其中所加試劑正確的一組是(

)解析:A項,2FeCl2+Cl2===2FeCl3,除去了主體物質(zhì);B項,2FeCl3+Fe===3FeCl2,CuCl2+Fe===Cu+FeCl2,主體物質(zhì)和雜質(zhì)均被消耗;C項,2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑,NaAlO2易溶,過濾即可;D項,Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,引入新的雜質(zhì)NaCl。答案:C

Fe2+、Fe3+的檢驗2.現(xiàn)有氯化鈉、氯化鋁、氯化亞鐵、氯化鐵、氯化鎂五種稀溶液,選用一種試劑通過一步操作就能將它們加以區(qū)分,這種試劑是(

)A.KSCN溶液

B.氨水C.NaOH溶液

D.AgNO3溶液解析:滴加NaOH溶液,現(xiàn)象分別為:無明顯現(xiàn)象;先生成白色沉淀后沉淀溶解;生成白色沉淀并立即變成灰綠色,最終變成紅褐色;生成紅褐色沉淀;生成白色沉淀。C項符合題意。答案:C1.據(jù)溶液顏色含有Fe2+的溶液顯淺綠色,含有Fe3+的溶液顯黃色。2.用KSCN溶液和氯水(1)流程:3.用NaOH溶液(1)流程:(2)有關反應:Fe3++3OH-===Fe(OH)3↓(紅褐色),F(xiàn)e2++2OH-===Fe(OH)2↓(白色沉淀),4Fe(OH)2+O2+2H2O===4Fe(OH)3。[特別提醒](1)檢驗Fe2+時不能先加氯水后加KSCN溶液;當溶液的濃度較稀時,利用觀察法或加NaOH溶液的方法都不宜檢驗Fe2+和Fe3+的存在。(2)檢驗Fe2+和Fe3+混合溶液時,要分兩次分別檢驗Fe2+和Fe3+,檢驗Fe2+時要選擇酸性高錳酸鉀溶液,檢驗Fe3+時最好選擇KSCN溶液。[典例2]證明某溶液含有Fe2+而不含有Fe3+的實驗方法是(

)①先加氯水,后加KSCN溶液后顯紅色;②先加KSCN溶液,不顯紅色,再加氯水后顯紅色;③滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色;④只滴加KSCN溶液不顯紅色。A.①②

B.②③ C.③④ D.①④[解析]

①不能排除Fe3+的干擾;②先加KSCN溶液不顯紅色,排除了Fe3+的干擾,再加氯水后顯紅色,證明一定含有Fe2+;③滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,迅速變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色,證明一定含有Fe2+;④只滴加KSCN溶液不顯紅色,證明一定不含有Fe3+,但無法證明是否含有Fe2+,故選B項。[答案]

B2.下列離子的檢驗方法合理的是(

)A.向某溶液中滴入KSCN溶液呈紅色,說明不含F(xiàn)e2+B.向某溶液中通入Cl2,然后再加入KSCN溶液變紅色,說明原溶液中含有Fe2+C.向某溶液中加入NaOH溶液,得紅褐色沉淀,說明溶液中含有Fe3+D.向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀,又觀察到顏色逐漸變?yōu)榧t褐色,說明該溶液中只含有Fe2+,不含有Mg2+答案:C銅及其化合物的主要性質(zhì)3.銅是生命必需的元素,也是人類最早使用的金屬之一,銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面產(chǎn)生了深遠的影響,請完成(1)~(2)題:(1)銅器表面有時會生成銅綠,請寫出生成銅綠的化學方程式:___________________________________________________________,(2)這層銅綠可以用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學方程式:__________________________________________

_______________________________________________。解析:(1)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3;(2)要除去銅器表面的銅綠,考慮選擇酸,強氧化性酸能和裸露的銅繼續(xù)反應,而鹽酸不和銅繼續(xù)反應,并且鹽酸具有揮發(fā)性。有關方程式如下:Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O。答案:(1)2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+CO2↑+3H2O1.銅的化學性質(zhì)

2.氧化銅和氫氧化銅3.銅鹽(3)銅鹽溶液有毒,主要是因為銅離子作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液,用來殺滅植物的病毒。[特別提醒]

(1)常溫下銅在空氣中變質(zhì)生成的是Cu2(OH)2CO3而不是CuO。(2)溶液中的Cu2+常為藍色(濃CuCl2溶液為藍綠色,稀CuCl2溶液為藍色),可作為Cu2+的判斷依據(jù)。(3)Cu2+與堿反應生成藍色沉淀[Cu(OH)2],這是鑒定Cu2+的方法之一。(4)無水CuSO4一般用于檢驗水,而不作為吸收水的干燥劑。[典例3]

(2012年高考江蘇卷)廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊電池的銅帽(Cu、Zn總含量約為99%)回收Cu并制備ZnO的部分實驗過程如下:(1)①銅帽溶解時加入H2O2的目的是____________(用化學方程式表示)。②銅帽溶解完全后,需將溶液中過量的H2O2除去。除去H2O2的簡便方法是________。(2)為確定加入鋅灰(主要成分為Zn、ZnO,雜質(zhì)為鐵及其氧化物)的量,實驗中需測定除去H2O2后溶液中Cu2+的含量。實驗操作為:準確量取一定體積的含有Cu2+的溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,調(diào)節(jié)溶液pH=3~4,加入過量的KI,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。上述過程中反應的離子方程式如下:2Cu2++4I-===2CuI(白色)↓+I2①滴定選用的指示劑為________,滴定終點觀察到的現(xiàn)象為________。②若滴定前溶液中的H2O2沒有除盡,所測定的Cu2+含量將會________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。(3)已知pH>11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算)。實驗中可選用的試劑:30%H2O2、1.0mol·L-1HNO3、1.0

mol·L-1NaOH。由除去銅的濾液制備ZnO的實驗步驟依次為:①________________________________________________;②_______________________________________________;③過濾;④_________________________________________________;⑤過濾、洗滌、干燥;⑥900℃

煅燒。[思維點撥]根據(jù)金屬陽離子完全沉淀時pH的不同進行除雜。[解析]

(1)①Cu與稀H2SO4不發(fā)生反應,加入H2O2的目的是溶解銅,化學方程式為Cu+H2SO4+H2O2===CuSO4+2H2O。②H2O2具有不穩(wěn)定性,受熱易分解生成H2O和O2,可通過加熱的方法除去溶液中過量的H2O2。(2)①淀粉溶液遇I2顯藍色,用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2,可用淀粉溶液作滴定中的指示劑,達到終點時,溶液由藍色變成無色,且半分鐘內(nèi)不恢復原來顏色。②若滴定前H2O2未除盡,則可將I-氧化生成I2,滴定中消耗Na2S2O3溶液的體積增大,導致測定的Cu2+含量偏高。(3)除去Cu的濾液中含有Fe3+、Fe2+、Zn2+等,若制備ZnO應除去Fe3+和Fe2+。由表中信息可知,

Fe2+和Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較小,但Fe3+與Zn2+開始沉淀和沉淀完全的pH均相差較大,故可加入30%H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,再滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(3.2≤pH<5.9),使Fe3+沉淀完全,此時Zn2+不產(chǎn)生沉淀,充分反應后過濾,向濾液中滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH(8.9≤pH<11),使Zn2+產(chǎn)生Zn(OH)2沉淀,并對Zn(OH)2沉淀進行洗滌、

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