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5.铜、铝、硫及其它们的化合物应用广泛,如Cu可用作催化剂、制作印刷电路铜板等.
Ⅰ.铜的冶炼:工业上以辉铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜.
火法炼铜的方程式为:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2 ,该工艺的中间过程会发生反应2Cu20+辉铜矿$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+m↑,若反应每生成5.6L(标准状况下)m气体.则转移电子的物质的量为1.5mol
Ⅱ.粗铜精炼:利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是DE.
A.电解时以精铜作阳极      
B.电解时阴极发生氧化反应
C.粗铜连接电源负极,其电极反应是Cu一2e-=Cu2+
D.电解后.电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥   
E.整个过程溶液中的Cu2+浓度减少
Ⅲ.铜及其化合物的性质探究:
将洁净的铜丝放在火焰上加热.并趁热插入到乙醇中,铜丝表面的现象为铜丝表面先变黑,后变为红色,发生的反应为2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C2H5OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CHO+Cu+H2O.
Ⅳ.无水氯化铝是一种重要的化工原料.利用明矾石:K2SO4•A12(SO43•2A1203•6H20]制备无水氯化铝的流程如下:

(1)验证焙烧炉产生的气体含有SO2的方法是将气体通入品红中,品红褪色,加热后又恢复红色,证明有SO2
(2)吸收焙烧炉中产生的S02,下列装置如图1合理的是ad(填代号).

(3)氯化炉中发生反应的化学反应方程式为3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2Al2Cl3
(4)生产氯化铝的过程中会产生SO2、Cl2等大气污染物,若将二者按照一定比例通入水中可减少或消除污染.试设计简单实验检验二者是否恰好完全反应.(简要捕述实验步骤、现象和结论)取二者溶于水后的溶液少许置于试管中,向其中加入品红溶液,若品红不褪色,说明二者恰好完全反应,否则,两者未完全反应.
仪器自选;可供选择试剂如下:①滴加酚酞的氢氧化钠溶液  ②氯化亚铁溶液  ③硫氰化钾溶液   ④品红溶液
(5)某实验小组设计了电化学方法进行二氧化硫的回收利用.利用电化学法将尾气中的SO2气体转化为氮肥硫酸铵,模拟装置如图2:试写出SO2气体发生的电极反应式为SO2-2e-+2NH3•H2O=S042-+2NH4++2H+

分析 Ⅰ.火法炼铜是利用Cu2S与氧气在高温条件下反应生成Cu与二氧化硫,该工艺的中间过程会发生反应为:2Cu2O+Cu2S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑;
Ⅱ.利用电解法进行粗铜提纯时,粗铜应作阳极,连接电源正极,发生氧化反应,发生反应有:Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+,精铜作阴极,连接电源负极,发生还原反应:Cu2++2e-=Cu,活泼性比Cu弱金属Ag、Pt等金属在电解槽底部会形阳极泥,阳极得到的Cu2+比阴极反应的Cu2+少,整个过程溶液中的Cu2+浓度减少;
Ⅲ.Cu丝在空气中加热生成CuO,并趁热插入到乙醇中,CuO与乙醇反应生成乙醛与Cu;
Ⅳ.(1)用品红溶液检验二氧化硫;
(2)根据装置能否防止溶液倒吸分析解答;
(3)由流程图可知,氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO;
(4)二氧化硫溶液与氯水都可以使品红溶液褪色,据此设计实验;
(5)二氧化硫失去电子,在氨水存在条件下生成硫酸铵,有氢离子生成.

解答 解:Ⅰ.火法炼铜是利用Cu2S与氧气在高温条件下反应生成Cu与二氧化硫,反应方程式为:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2 ,该工艺的中间过程会发生反应为:2Cu2O+Cu2S$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$6Cu+SO2↑,生成二氧化硫为$\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol,反应中S元素化合价由-2价升高为+4价,转移电子为0.25mol×[4-(-2)]=1.5mol,
故答案为:Cu2S+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+SO2 ;1.5;
Ⅱ.A.利用电解法进行粗铜提纯时,粗铜应作阳极,精铜作阴极,故A错误;
B.电解时阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,故B错误;
C.粗铜应作阳极,连接电源正极,其电极反应是Cu-2e-=Cu2+,故C错误;
D.阳极发生反应有:Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Zn-2e-=Zn2+,活泼性比Cu弱金属Ag、Pt等金属在电解槽底部会形阳极泥,故D正确;
E.阳极得到的Cu2+比阴极反应的Cu2+少,整个过程溶液中的Cu2+浓度减少,故E正确,
故选:DE;
Ⅲ.Cu丝在空气中加热生成CuO,并趁热插入到乙醇中,CuO与乙醇反应生成乙醛与Cu,铜丝表面的现象为:铜丝表面先变黑,后变为红色,发生的反应为:2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C2H5OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CHO+Cu+H2O,
故答案为:铜丝表面先变黑,后变为红色;2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C2H5OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH3CHO+Cu+H2O;
Ⅳ.(1)用品红溶液检验二氧化硫,具有二氧化硫的方法为:将气体通入品红中,品红褪色,加热后又恢复红色,证明有SO2
故答案为:将气体通入品红中,品红褪色,加热后又恢复红色,证明有SO2
(2)a.干燥管球形处容积较大,溶液倒吸后会于烧杯内的液体分离,由重力作用又回到烧杯内,可以防止倒吸,故a正确;
b.广口瓶中进气管长,出气管短,不能防止倒吸,应进气管短,故b错误;
c.导管直接伸入液面内,会发生倒吸危险,故c错误;
d.二氧化硫经过四氯化碳后,被氢氧化钠溶液吸收,可以防止倒吸,故d正确,
故选:ad;
(3)由流程图可知,氯化炉中氧化铝、碳、氯气反应生成氯化铝、CO,反应方程式为:3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl3
故答案为:3C+Al2O3+3Cl2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3CO+2AlCl3
(4)取二者溶于水后的溶液少许置于试管中,向其中加入品红溶液,若品红不褪色,说明二者恰好完全反应,否则,两者未完全反应,
故答案为:取二者溶于水后的溶液少许置于试管中,向其中加入品红溶液,若品红不褪色,说明二者恰好完全反应,否则,两者未完全反应;
(5)二氧化硫失去电子,在氨水存在条件下生成硫酸铵,有氢离子生成,电极反应式为:SO2-2e-+2NH3•H2O=S042-+2NH4++2H+
故答案为:SO2-2e-+2NH3•H2O=S042-+2NH4++2H+

点评 本题考查化学与技术、铜的精炼、实验制备方案设计、原电池等,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

4.某混合气体由两种气态烃组成.2.24L该混合气体完全燃烧后,得到4.48L二氧化碳(气体已折算成标准状况)和3.6g水,则这两种气体可能是C2H2、C2H6或CH4、C3H4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

5.下列关于物质或离子检验的叙述正确的是(  )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.气体通过无水CuSO4,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气
C.灼烧白色粉末,火焰呈黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体是CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图.下列有关该电池的说法正确的是(  )
A.反应CH4+H2O$\frac{\underline{催化剂}}{△}$3H2+CO,每消耗1molCH4转移12mol电子
B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+2OH--2e-=2H2O
C.电池工作时,CO32-向电极B移动
D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e-=2CO32-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见图,相关物质的沸点见附表).其实验步骤为:
步骤1:将三颈瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经H2SO4干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却.
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液.有机相用10%NaHCO3溶液洗涤.
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤.
步骤4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分.
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是冷凝回流,锥形瓶中的溶液应为NaOH.
(2)步骤1所加入的物质中,有一种物质是催化剂,其化学式为AlCl3
(3)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的Br2、HCl(填化学式).
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是除去有机相的水.
(5)步骤4中采用减压蒸馏技术,是为了防止间溴苯甲醛被氧化.
附表相关物质的沸点(101kPa)
物质沸点/℃物质沸点/℃
58.81,2-二氯乙烷83.5
苯甲醛179间溴苯甲醛229

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

10.氢氧化锂(LiAlH4)既是金属储氢材料又是有机合成中常用的试剂,溶于适量的水可得到无色溶液:LiAlH4+2H2O═LiAlO2+4H2↑,在125℃分解为LiH、H2和Al.下列说法不正确的是(  )
A.LiAlH4中H元素的化合价为-1
B.LiAlH4L、iAlO2、LiH均是离子化合物
C.1mol LiAlH4在125℃完全分解,转移4mol电子
D.0.5 mol LiAlH4与水充分反应后产生44.8L H2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.用如图实验装置进行相应实验,装置正确且能达到实验目的是(  )
A.用图1所示装置制取少量H2
B.用图2所示装置用标准浓度的氢氧化钠溶液测定盐酸的浓度
C.用图3所示装置制取少量Cl2
D.用图4所示装置确定导线中有电流通过及并确定电流方向

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.溴苯是不溶于水的液体,常温下不与酸、碱反应,可用如图甲装置制取(该反应放出热量).制取时观察到烧瓶中有大量红棕色蒸气,锥形瓶中导管口有白雾出现等现象.(如图乙)下列说法错误的是(  )
A.制备溴苯的反应属于取代反应
B.白雾出现是因为HBr易挥发且极易溶于水
C.装置图中长直玻璃导管仅起导气作用
D.溴苯中溶有少量的溴,可用NaOH溶液洗去

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质后讨论:运用类比的思想,既然氨气具有还原性,氨气能否象H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题.请你参与该小组的活动并完成下列研究:
(一)制取氨气
(1)实验室用装置A可快速制取氨气,写出反应的化学方程式2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
(二)实验探究
该小组成员设计实验探究氨气还原性及其产物,实验装置(夹持及尾气处理装置未画出)图如图:

(2)该装置在设计上有一定的缺陷,为确保实验结果的准确性,你对该装置的改进措施是在装置A与B之间增加装有碱石灰的干燥管.
(3)利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝,同时生成一种无污染的气体.请写出NH3与CuO反应的化学方程式3CuO+2NH3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N2+3H2O.
(三)问题讨论
(4)有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O.已知Cu2O是红色粉末,在酸性溶液中,Cu+能自身发生氧化还原反应生成Cu2+和Cu.请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O:取少许样品,加入稀硫酸,若溶液出现蓝色,说明红色物质中含有Cu2O,反之则没有.
(5)在解决了问题(1)后,又有同学提出:Cu2O与CuO的热稳定性哪个更强?于是他们进行了如下实验:取98g Cu(OH)2固体,加热到80℃~100℃时,得到黑色固体粉未,继续加热到1000℃以上,黑色粉未全部变成红色粉未A.冷却后称量,A的质量为72g.据此可推得A为Cu2O,请写出上述过程中发生反应的两个化学方程式Cu(OH)2=CuO+H2O、4CuO=2Cu2O+O2,由此得到的结论是CuO比Cu2O的热稳定性差.

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