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第十二讲 铜及其重要化合物 无机化工流程
【基础巩固】
1．某研究小组通过实验探究Cu 及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是( )
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
2．(2020·全国卷Ⅲ,7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自
孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法
错误的是( )
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度 B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱 D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
3．我国古代“药金”的冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)与木炭按一定的比例混合后加热至
800 ℃，即可炼出闪烁似金子般光泽的“药金”。下列叙述正确的是( )
A．“药金”实质上是铜锌合金 B．冶炼炉中炉甘石直接被木炭还原为锌
C．用王水可区别黄金和“药金” D．用火焰灼烧不能区别黄金和“药金”
4．人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000 表示公元前1000 年)。下列说法正确的是( )
A．金属越活泼，冶炼的年代一定越晚
B．冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早
C．自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早
D．金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料
5．(2022·湖南，7)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是( )
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料 B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2 D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
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6．(2022·陕西榆林模拟)水合肼(N2H4·H2O)的性质类似氨水。利用水合肼处理铜氨{[Cu(NH3)4]2＋}
废液回收铜粉的实验流程如图：
下列说法错误的是( )
A．上述三步反应过程均为氧化还原反应
B．反应1 的目的是制备NaClO
C．合成水合肼的反应中每消耗1 mol CO(NH2)2转移电子数为NA
D．反应3 完成后要用到过滤操作
7．（2023·北京·高三专题练习）氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，微溶于水，广泛应用于化工和印染等行业。
某研究性学习小组模拟热分解CuCl2•2H2O 制备CuCl 的过程，并进行相关物质转化的探究。
已知：酸性条件下Cu+不稳定
下列说法不正确的是
A．X 气体是HCl，可抑制CuCl2•2H2O 加热时水解
B．途径1 中产生的Cl2可以回收利用，也可以通入饱和NaOH 溶液中除去
C．途径2 中200℃时反应的化学方程式为Cu2(OH)2Cl2
2CuO+2HCl↑
D．CuCl 与稀硫酸反应的离子方程式为2Cu++4H++SO
=2Cu2++SO2↑+2H2O
8.（2023.全国甲卷）
是一种压电材料。以
为原料，采用下列路线可制备粉状
。
回答下列问题：
（1）“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
（2）“焙烧”后固体产物有
、易溶于水的
和微溶于水的
。“浸取”时主要反应的离子方
程式为_______。
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（3）“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
（5）“沉淀”步骤中生成
的化学方程式为_______。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的
_______。
9．（2022.全国甲卷）硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。硫
酸锌可由菱锌矿制备。菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu 等的化合物。其制
备流程如下：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如下表：
离
子
回答下列问题：
（1）菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为_______。
（2）为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有_______、_______。
（3）加入物质X 调溶液
，最适宜使用的X 是_______(填标号)。
A.
B.
C.
滤渣①的主要成分是_______、_______、_______。
（4）向
的滤液①中分批加入适量
溶液充分反应后过滤，滤渣②中有
，该步反应
的离子方程式为_______。
（5）滤液②中加入锌粉的目的是_______。
（6）滤渣④与浓
反应可以释放HF 并循环利用，同时得到的副产物是_______、_______。
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【拔高练习】
1．氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为
原料制取CuCl 的流程如图所示：
已知：在水溶液中存在平衡：CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)。下列说法错误的是( )
A．“浸取”后所得浸取液可用来腐蚀铜制电路板
B．加入浓盐酸的目的是为了实现CuCl 的净化
C．[CuCl3]2－中加水可使平衡CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)逆向移动
D．采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl 的产率和纯度
2．(2022·四川广元高三模拟)含铬废水会严重污染环境，一种烟气协同处理含铬废水(含CrO、Cr2O、泥沙
等)的流程如图：
下列说法不正确的是( )
A．“沉降”的主要目的是除去泥沙等不溶物
B．溶液A 通常选用硫酸“调pH”，目的是将CrO 转化为Cr2O
C．“还原”过程涉及的氧化还原反应，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2 3∶
D．母液经处理可获得2SO4
3．(2023·银川高三模拟)工业上以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，另含FeO、Fe2O3、CaO 等杂质)为主要原
料生产锰酸锂(LiMn2O4)，工艺流程如下：
下列说法错误的是( )
A．可采用搅拌的方法提高“酸浸”时碳酸锰矿的浸出速率
B．加入CaO 的目的是调节pH，使Fe3＋转化为Fe(OH)3除去
C．“合成MnO2”的化学方程式为MnSO4＋K2S2O8＋2H2O===MnO2↓＋K2SO4＋2H2SO4
D．“气体1”中含两种气体，一种是CO2，另一种可能是CO
4．(2022·陕西延安高三模拟)黏土钒矿(主要成分为钒的＋3、＋4、＋5 价的化合物以及SiO2、Al2O3等)中钒
的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VO 形式存在，采用如图所示工艺流程可由黏土钒矿制备V2O5。已知：
V2O5在碱性条件下以VO 形式存在。下列说法不正确的是( )
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A．“酸浸氧化”中欲使3 mol VO＋被氧化成VO，至少需要1 mol KClO3
B．滤液1 中主要的阴离子有AlO、VO、Cl－、OH－、SO
C．“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯
D．“煅烧”时，NH4VO3受热分解：2NH4VO3=====V2O5＋2NH3↑＋H2O
5.钼酸钠是一种白色结晶性粉末，广泛应用于颜料和化工等领域。工业上用钼精矿(主要成分是
，含
少量的
)制备钼酸钠晶体(
)的简化流程如图所示。下列说法错误的是
已知：浸取液溶质主要为
和
。
A．焙烧时发生反应
B．气体X 为
，废渣的主要成分为
C．从滤液中获得
的操作为蒸发结晶 D．利用纯碱吸收
，可获得副产品亚硫酸钠
6．（2023 春·湖南岳阳·高三岳阳一中校考阶段练习）氨广泛应用于化工、化肥、制药等领域，一种新型合
成方法如图所示。下列说法正确的是
A．反应①属于自然固氮
B．反应③可利用电解
溶液的方法实现
C．该转化过程的总反应为
D．反应①、②、③、④均属于氧化还原反应
7．（2023 秋·黑龙江齐齐哈尔·高三校联考期末）氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业；
CuCl 难溶于水和乙醇，潮湿时易水解氧化。工业以硫化铜精矿为原料，设计符合绿色化学理念的制备
CuCl 的流程如图：
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下列说法错误的是
A．步骤①焙烧产生的有毒气体用NaOH 溶液吸收后可用于③的循环利用
B．步骤②中可以用硝酸代替硫酸，不影响后续处理
C．步骤③离子方程式：
D．步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl 加速干燥，防止发生水解氧化
8．（2023 秋·江西吉安·高三江西省宜丰中学统考期末）化工专家侯德榜发明的侯氏制碱法为我国纯碱工业
和国民经济发展做出了重要贡献。某化学兴趣小组在实验室中模拟侯氏制碱法制备
，进一步处理
得到产品
和
。实验流程如图：
下列说法正确的是
A．气体N、M 分别为
和
B．该流程中只有“食盐水”可以循环使用
C．操作1 为过滤，为了加快过滤速率常用玻璃棒搅拌
D．向“母液”中加入NaCl 粉末并通入
可得到副产品
，通入
的目的是增大
的浓度，
有利于析出
并提高纯度
9．（2023·天津·一模）合成氨及其衍生工业是化工生产的重要门类，请结合图示判断下列说法不正确的是
A．合成氨采用400～500℃是为了提高原料转化率和反应速率
B．湿润的淀粉KI 试纸不可以鉴别气体2 和溴蒸气
C．生成固体1 的化学方程式为NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
D．1L 气体1、2 的混合气与1 L NH3在一定条件下转化为对环境无害的物质，混合气中二者的体积比为
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10．（2023.全国乙卷） LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO3，含有
少量Si、Fe、Ni、Al 等元素）制备LiMn2O4的流程如下：
已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题：
（1）硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施_______(举1 例)。
（2）加入少量MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2，原因是_______。
（3）溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的
金属离子是_______。
（4）加入少量BaS 溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
（5）在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电解液成分稳定，
应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
（6）缎烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
11.（2023.课标I 卷）铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、
铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr2O
存在，在碱性介质中以CrO
存在。
回答下列问题：
（1）煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为___________(填化学
式)。
（2）水浸渣中主要有SiO2和___________。
（3）“沉淀”步骤调pH 到弱碱性，主要除去的杂质是___________。
（4）“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀，该步需要控制溶液的pH≈9
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以达到最好的除杂效果，若pH<9 时，会导致___________；pH>9 时，会导致___________。
（5）“分离钒”步骤中，将溶液pH 调到1.8 左右得到V2O5沉淀，V2O5在pH<1 时，溶解为VO 或
VO3+在碱性条件下，溶解为VO 或VO
，上述性质说明V2O5具有___________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
（6）“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na2S2O5)溶液，反应的离子方程式为___________。
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