第三章第13講金屬材料、金屬冶煉學(xué)案 2025高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

第13講金屬材料金屬冶煉[課程標(biāo)準(zhǔn)]1.了解鎂、鋁、銅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)、用途和制備方法。2.了解常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序。3.了解合金的概念及金屬材料的重要應(yīng)用?？键c(diǎn)一鎂、鋁及其化合物一、鎂1．物理性質(zhì)：具有銀白色金屬光澤的固體，密度、硬度均較小，熔點(diǎn)較低，有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。2．化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①②2Mg＋CO2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C③Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑④Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑3．從海水中提取鎂的流程(1)流程(2)主要化學(xué)反應(yīng)①制石灰乳：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑、CaO＋H2O=Ca(OH)2；②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2=Mg(OH)2＋Ca2＋；③制備MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O；④電解MgCl2：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑。4．用途：生產(chǎn)合金、冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑。二、鋁及其化合物1．鋁(1)存在和物理性質(zhì)①鋁是地殼中含量最多的金屬元素。自然界中的鋁全部以化合態(tài)的形式存在。②鋁是銀白色、具有金屬光澤的固體，硬度較小，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。(2)化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(△))2AlCl3③④2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe學(xué)生用書(shū)第59頁(yè)(3)工業(yè)制備：化學(xué)方程式為2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑。(4)用途：純鋁用作導(dǎo)線(xiàn)，鋁合金用于制造汽車(chē)、飛機(jī)、生活用品等。2．氧化鋁3．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)電離方程式：(3)化學(xué)性質(zhì)寫(xiě)出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；②Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O；③2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(4)制備①向鋁鹽溶液中加入NH3·H2O，離子方程式為：Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))。②向偏鋁酸鹽溶液中通入足量的CO2，離子方程式為：AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。③NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合，離子方程式為：3AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋Al3＋＋6H2O=4Al(OH)3↓。4．一種重要的復(fù)鹽——明礬(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，其凈水的原理涉及的離子方程式表示為：Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，因Al(OH)3膠體微粒吸附雜質(zhì)形成沉淀而凈水。[正誤辨析](1)MgO與Al粉的混合物也可稱(chēng)為鋁熱劑()(2)工業(yè)上制造鎂粉時(shí)，可將鎂蒸氣在N2中冷卻()(3)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽()(4)明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用()(5)下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能夠?qū)崿F(xiàn)：Al2O3eq\o(→,\s\up7(NaOH（aq）))NaAlO2(aq)eq\o(→,\s\up7(CO2))Al(OH)3()(6)鋁化學(xué)性質(zhì)較活潑，但鋁制品通常具有很強(qiáng)的抗腐蝕性能，是因?yàn)殇X制品表面被氧氣氧化形成一層致密的氧化膜()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√一、鋁與酸、堿反應(yīng)的定量關(guān)系1．鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問(wèn)題：(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是________。(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生H2的體積之比是________。(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的H2相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是________。(4)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(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積學(xué)生用書(shū)第60頁(yè)比為V(甲)∶V(乙)＝1∶2，則加入鋁粉的質(zhì)量為_(kāi)_______(填字母)。A．5.4g B．3.6gC．2.7g D．1.8g解析：(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，得Al與H2的關(guān)系式均為2Al～3H2，故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過(guò)量，產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為1∶3。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)關(guān)系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因?yàn)閮扇芤后w積相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑?？梢?jiàn)當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1∶3，而題設(shè)條件體積比為1∶2，說(shuō)明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，而對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)是不足的。2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑6mol3mol3mol·L－1×0.1L0.15mol則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15mol×2＝0.3mol。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑2×27g3mol5.4g0.3mol即投入的鋁粉為5.4g。答案：(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)Aeq\a\vs4\al(解題指導(dǎo))鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑1．等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：(1)產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。(2)消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。2．足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：(1)消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。(2)生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。3．一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)<eq\f(VHCl（H2）,VNaOH（H2）)<1，則必定(1)鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而HCl不足。(2)鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過(guò)量。二、用數(shù)形結(jié)合思想理解Al3＋、Al(OH)3、AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))之間的轉(zhuǎn)化2．向20mLAlCl3溶液中滴入2mol·L－1NaOH溶液時(shí)，得到Al(OH)3沉淀質(zhì)量與所滴加NaOH溶液體積(mL)關(guān)系如圖所示：(1)圖中A點(diǎn)表示的意義是________________________________________________________________________________________________________________________。(2)圖中B點(diǎn)表示的意義是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)上述兩步用總的離子方程式可表示為_(kāi)___________________________________________________________________________________________________________。(4)假若溶液中有Al(OH)3沉淀0.39g，則此時(shí)用去NaOH溶液的體積為_(kāi)_______。解析：把NaOH溶液滴入AlCl3溶液中，先產(chǎn)生Al(OH)3沉淀，其質(zhì)量最大值為A點(diǎn)，然后沉淀全部溶解(B點(diǎn))。其總反應(yīng)的離子方程式為Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O。當(dāng)有0.39gAl(OH)3沉淀生成時(shí)，①AlCl3過(guò)量，加入NaOH使Al3＋部分產(chǎn)生沉淀為0.39g，通過(guò)Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓可知用去NaOH溶液7.5mL。②當(dāng)NaOH過(guò)量時(shí)，Al3＋全部參加反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀后又部分溶解，用去NaOH溶液17.5mL。答案：(1)表示滴入的NaOH溶液產(chǎn)生沉淀量的最大點(diǎn)(2)表示滴入的NaOH溶液使沉淀恰好完全溶解點(diǎn)(3)Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O(4)7.5mL或17.5mL三、從鋁土礦中獲取鋁3．(2021·河南鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校檢測(cè))利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑[主要成分為Al(OH)2Cl]的一種工藝如下：(1)氣體A能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。鋁灰在90℃時(shí)水解生成A的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________，“水解”采用90℃而不在室溫下進(jìn)行的原因是______________________________________________________________________________________________________。(2)“酸溶”時(shí)，Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)____________________________________________________________________________________________________。(3)“氧化”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________。(4)“廢渣”的成分為_(kāi)_______(填化學(xué)式)。(5)采用噴霧干燥而不用蒸發(fā)的原因是______________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)AlN＋3H2Oeq\o(=,\s\up7(90℃))Al(OH)3＋NH3↑加快AlN的水解反應(yīng)速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出(2)Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2O(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O(4)Fe(OH)3(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3eq\a\vs4\al(歸納總結(jié))工業(yè)煉鋁的流程方案一：堿溶法方案二：酸溶法學(xué)生用書(shū)第61頁(yè)考點(diǎn)二銅、金屬材料金屬冶煉一、銅1．金屬銅(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，不能被磁鐵吸引。(2)化學(xué)性質(zhì)①常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3。②寫(xiě)出下列化學(xué)方程式：銅在空氣中加熱：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO；銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。2．銅的重要化合物(1)氧化銅和氧化亞銅名稱(chēng)氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(yīng)(H＋)CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O與H2反應(yīng)CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OCu2O＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋H2O轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑(2)氫氧化銅①物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。②化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用反應(yīng)①的化學(xué)方程式：Cu(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CuO＋H2O。反應(yīng)②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。(3)銅鹽①Cu2(OH)2CO3的名稱(chēng)為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，是銅在潮濕空氣中被腐蝕的結(jié)果，其受熱分解的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。②CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱(chēng)藍(lán)礬、膽礬，其受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O，藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無(wú)水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，據(jù)此可用來(lái)檢驗(yàn)水的存在。二、金屬材料金屬冶煉1．合金的概念及性質(zhì)2．常見(jiàn)的金屬材料(1)金屬材料分類(lèi)(2)幾種常見(jiàn)的合金學(xué)生用書(shū)第62頁(yè)3．金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形式(2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)金屬的冶煉過(guò)程就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)還原為游離態(tài)的過(guò)程。即Mn＋＋ne－=M(寫(xiě)反應(yīng)通式，用M表示金屬)。(3)金屬冶煉的方法例如下列金屬的冶煉(用化學(xué)方程式表示)[正誤辨析](1)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物()(2)無(wú)水硫酸銅可用于檢驗(yàn)酒精中是否含有水()(3)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕()(4)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物()(5)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)，陰極上依次析出Cu、Fe、Al()(6)人類(lèi)歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高()(7)鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲(chǔ)氫材料()答案：(1)×(2)√(3)√(4)√(5)×(6)×(7)√一、銅及其化合物的制備1．工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的________吸收(填字母)。a．濃硫酸 ．稀硝酸c．NaOH溶液 ．氨水(2)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)______________________________________________________________________________________________________。(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是________(填字母)。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽(yáng)極移動(dòng)d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬答案：(1)cd(2)3Cu2O＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋6Cu(3)bdeq\a\vs4\al(歸納總結(jié))冶煉銅的“3方法”1．火法煉銅(還原法煉銅)：Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2。火法煉銅得到的銅為粗銅，粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過(guò)電解精煉可得到純度達(dá)99.95%～99.98%的銅。2．濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。3．生物煉銅：某些微生物能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化亞銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。學(xué)生用書(shū)第63頁(yè)二、金屬冶煉、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用2．下列關(guān)于金屬的冶煉方法敘述不正確的是()選項(xiàng)金屬存在形式冶煉方法A金游離態(tài)金子比沙子密度大，利用水洗法直接分離B銀化合態(tài)銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉C鐵化合態(tài)鋁的金屬性比鐵強(qiáng)，可用鋁熱法煉鐵D鈉化合態(tài)鈉的金屬性強(qiáng)，一般還原劑很難將其還原出來(lái)，所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉D[鈉一般是由電解熔融NaCl的方法來(lái)制取，而電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。同時(shí)注意，此題易誤選C，一般認(rèn)為鐵是由CO還原Fe2O3制得，但在實(shí)際生活中，在鐵軌焊接等方面時(shí)，是用鋁熱反應(yīng)來(lái)制取的。]3．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說(shuō)法正確的是()A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因?yàn)殇X的冶煉方法比較簡(jiǎn)單C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來(lái)獲取它們的單質(zhì)D．煉鐵時(shí)加入的焦炭除了提供熱量外，還用來(lái)制造還原劑一氧化碳D[A項(xiàng)，鐵用CO還原法煉制，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，是因?yàn)锳l有良好的性能，才被廣泛使用，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。]真題演練明確考向1．正誤判斷，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”(1)(2022·全國(guó)乙卷7C)青銅和黃銅是不同結(jié)構(gòu)的單質(zhì)銅()(2)(2022·浙江卷8C)氧化鋁熔點(diǎn)高，常用于制造耐高溫材料()(3)(2022·浙江卷9A)工業(yè)上通過(guò)電解六水合氯化鎂制取金屬鎂()(4)(2022·浙江卷11B)鋁熱反應(yīng)非常劇烈，操作時(shí)要戴上石棉手套和護(hù)目鏡()(5)(2022·廣東卷6D)技術(shù)人員開(kāi)發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板，是因?yàn)殇X能形成致密氧化膜()(6)(2022·廣東卷12B)利用海水制取溴和鎂單質(zhì)，此過(guò)程中Br－可被氧化，Mg2＋可被還原()(7)(2022·海南卷6A)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至過(guò)量，現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀后沉淀消失()(8)(2022·江蘇卷7C)青銅比純銅熔點(diǎn)低、硬度大，所以古代用青銅鑄劍()答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)√(7)×(8)√2．(2022·廣東卷)中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在世界文明中獨(dú)樹(shù)一幟，漢字居功至偉。隨著時(shí)代發(fā)展，漢字被不斷賦予新的文化內(nèi)涵，其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由合金材料制成的是()漢字載體選項(xiàng)A.獸骨B.青銅器C.紙張D.液晶顯示屏B[A.獸骨，甲骨文的契刻載體之一，主要是牛的肩胛骨，一小部分是羊、豬、鹿的肩胛骨，還有極少部分的牛肋骨，其主要成分是碳酸鈣和其它鈣鹽，故A不符合題意；B.青銅器是銅錫合金，屬于合金材料，故B項(xiàng)符合題意；C.紙張的主要成分是纖維素，故C不符合題意；D.液晶顯示屏是一種采用液晶為材料顯示器，液晶是一類(lèi)介于固態(tài)和液態(tài)間的有機(jī)化合物，故D不符合題意。]3．(2022·海南卷)膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要化工原料，某研究小組以生銹的銅屑為原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制備膽礬。流程如下：回答問(wèn)題：(1)步驟①的目的是___________________________________________________。(2)步驟②中，若僅用濃H2SO4溶解固體B，將生成________(填化學(xué)式)污染環(huán)境。(3)步驟②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)經(jīng)步驟④得到的膽礬，不能用水洗滌的主要原因是______________________。(5)實(shí)驗(yàn)證明，濾液D能將I－氧化為I2。ⅰ.甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過(guò)量H2O2將I－氧化為I2，理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。ⅱ.乙同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，只能是Cu2＋將I－氧化為I2，寫(xiě)出乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果________________________________________________________________________________________________________________________________________________(不要求寫(xiě)具體操作過(guò)程)。解析：由流程中的信息可知，原料經(jīng)碳酸鈉溶液浸洗后過(guò)濾，可以除去原料表面的油污；濾渣固體B與過(guò)量的稀硫酸、雙氧水反應(yīng)，其中的CuO、CuCO3、Cu(OH)2均轉(zhuǎn)化為CuSO4，溶液C為硫酸銅溶液和稀硫酸的混合液，加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾后得到膽礬。(4)膽礬是一種易溶于水的晶體，因此，經(jīng)步驟④得到的膽礬，不能用水洗滌的主要原因是：膽礬晶體易溶于水，用水洗滌會(huì)導(dǎo)致膽礬的產(chǎn)率降低。(5)ⅰ.H2O2常溫下即能發(fā)生分解反應(yīng)，在加熱的條件下，其分解更快，因此，甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過(guò)量H2O2將I－氧化為I2，理由是：溶液C經(jīng)步驟③加熱濃縮后H2O2已完全分解。ⅱ.I－被氧化為I2時(shí)溶液的顏色會(huì)發(fā)生變化；濾液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，只能是Cu2＋將I－氧化為I2，較簡(jiǎn)單的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，觀察溶液是否變色；除去溶液中的Cu2＋的方法有多種，可以加入適當(dāng)?shù)某恋韯⑵滢D(zhuǎn)化為難溶物，如加入Na2S將其轉(zhuǎn)化為CuS沉淀，因此，乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案為取少量濾液D，向其中加入適量Na2S溶液，直至不再有沉淀生成，靜置后向上層清液中加入少量KI溶液；實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：上層清液不變色，證明I－不能被除去Cu2＋的溶液氧化，故只能是Cu2＋將I－氧化為I2。答案：(1)除油污(2)SO2(3)Cu＋H2O2＋H2SO4=CuSO4＋2H2O(4)膽礬晶體易溶于水(5)ⅰ.溶液C經(jīng)步驟③加熱濃縮后雙氧水已完全分解ⅱ.取濾液D，向其中加入適量硫化鈉，使銅離子恰好完全沉淀，靜置后向上層清液中，再加入I－，上層清液不變色，除去Cu2＋的溶液不能將I－氧化為I2課時(shí)精練(十三)金屬材料金屬冶煉eq\a\vs4\al(\f(對(duì)應(yīng)學(xué)生,用書(shū)P350))(本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書(shū)中以獨(dú)立形式分冊(cè)裝訂！)1．下列說(shuō)法不正確的是()A．不銹鋼是含鐵、鉻、鎳的合金B(yǎng)．合金中可能含有非金屬元素C．合金一定只含有兩種元素D．合金的熔點(diǎn)一般比各組分金屬的低C[A項(xiàng)，不銹鋼的主要成分為鐵、鉻、鎳，A正確；B項(xiàng)，合金的主要成分為鐵和碳，B正確；C項(xiàng)，合金為一種金屬與另一種或幾種金屬或非金屬經(jīng)過(guò)混合熔化，冷卻凝固后得到的具有金屬性質(zhì)的固體產(chǎn)物，C錯(cuò)誤；D項(xiàng)，合金的熔點(diǎn)一般比各組分金屬的熔點(diǎn)低，D正確。]2．下列有關(guān)金屬冶煉方法的敘述，不正確的是()A．濕法煉銅的原理屬于置換反應(yīng)B．1000年前中國(guó)就能煉鋅，現(xiàn)代煉鋅主要利用熱還原法C．鋁熱法應(yīng)用很普遍，可冶煉Mn、Mg、W等金屬D．鈉、鎂、鋁等活潑金屬的冶煉采用電解法C[金屬冶煉方法的選擇主要是根據(jù)金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬采用電解法冶煉，如鉀、鈣、鈉、鎂、鋁等；活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬一般采用熱還原法冶煉，如鋅、鐵、錫、鉛、銅等；活動(dòng)性較弱的金屬一般采用熱分解法冶煉，如銀、汞等。本題C項(xiàng)中由于鎂的活動(dòng)性比鋁的強(qiáng)，所以鋁不能置換出鎂。]3．(2022·廣東兩陽(yáng)中學(xué)高三月考)有關(guān)鋁及其化合物的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．氧化鋁熔點(diǎn)較高，是一種優(yōu)良的耐火材料B．可用鋁壺?zé)_(kāi)水，不可用其長(zhǎng)期存放食醋、堿水C．鐵易生銹，而鋁在空氣中較穩(wěn)定，所以鐵比鋁活潑D．氫氧化鋁能中和胃酸，可用于制胃藥C[A.氧化鋁是離子化合物，其晶體中離子鍵很強(qiáng)，故熔點(diǎn)很高，可用作耐火材料，選項(xiàng)A正確；B.鋁具有導(dǎo)熱性，所以可用鋁壺?zé)_(kāi)水，但鋁既可以與酸反應(yīng)又可以與堿反應(yīng)，所以不能用鋁壺長(zhǎng)期存放食醋、堿水，選項(xiàng)B正確；C.Al比Fe活潑，氧化鋁為致密的氧化膜可保護(hù)內(nèi)部的Al，則鐵易生銹，而鋁在空氣中較穩(wěn)定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.氫氧化鋁為兩性氫氧化物，與鹽酸反應(yīng)，則氫氧化鋁能中和胃酸，可用于制胃藥，選項(xiàng)D正確。]4．下列關(guān)于金屬鎂、鋁的說(shuō)法中正確的是()A．鋁在地殼中的儲(chǔ)量非常豐富，在古代常用來(lái)制造兵器B．大量鎂條燃燒引起的火災(zāi)不能用干冰滅火器滅火C．鎂鋁合金既可完全溶于過(guò)量鹽酸又可完全溶于過(guò)量NaOH溶液D．依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2Al＋3MgOeq\o(=,\s\up7(高溫))3Mg＋Al2O3B[雖然鋁在地殼中的儲(chǔ)量非常豐富，但都是以化合態(tài)的形式存在，古代沒(méi)有冶煉金屬鋁的技術(shù)，A錯(cuò)誤；Mg不能溶于NaOH溶液，C錯(cuò)誤；Mg的金屬性比Al強(qiáng)，故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，D錯(cuò)誤。]5．(2022·珠海實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三三模)下列由廢鋁粉、稀鹽酸和氨氣為原料制取Al2O3的實(shí)驗(yàn)原理和裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)A．用裝置甲溶解廢鋁粉B．用裝置乙制取Al(OH)3固體C．用裝置丙過(guò)濾得到Al(OH)3固體D．用裝置丁灼燒Al(OH)3固體制得Al2O3D[A.將廢鋁粉加入到鹽酸中，適當(dāng)加熱和攪拌以加快反應(yīng)速率，則用裝置甲溶解廢鋁粉能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模珹不符合題意；B.向所得的AlCl3溶液中通入過(guò)量的氨氣，來(lái)制備Al(OH)3固體，用裝置乙可以制取Al(OH)3固體，倒扣的漏斗能防止倒吸，B不符合題意；C.分離固體和液體常用過(guò)濾操作，即用裝置丙過(guò)濾得到Al(OH)3固體，C不符合題意；D.蒸發(fā)溶液用蒸發(fā)皿，而對(duì)固體加熱則需用大試管或者坩堝，故裝置丁用蒸發(fā)皿灼燒Al(OH)3固體制得Al2O3不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，D符合題意。]6．根據(jù)如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系判斷，下列說(shuō)法正確的是(反應(yīng)條件已略去)()A．生成等質(zhì)量H2時(shí)，①和②反應(yīng)消耗n(HCl)＝n(NaOH)B．反應(yīng)③中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶3C．反應(yīng)③和④消耗等量的Al時(shí)，生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2D．反應(yīng)⑤的離子方程式為Al3＋＋3OH－=Al(OH)3↓C[根據(jù)得失電子守恒，生成氫氣的物質(zhì)的量相等，則消耗鋁的物質(zhì)的量相等，根據(jù)鋁原子守恒，設(shè)1mol鋁參加反應(yīng)，則與NaOH反應(yīng)生成偏鋁酸鈉1mol，需氫氧化鈉1mol，與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁1mol，需鹽酸3mol，所以生成等質(zhì)量H2時(shí)，①和②反應(yīng)消耗n(HCl)＝3n(NaOH),A錯(cuò)誤。鋁與硫酸銅反應(yīng)，鋁是還原劑，硫酸銅是氧化劑，根據(jù)得失電子守恒可知，硫酸銅與鋁的物質(zhì)的量之比為3∶2,B錯(cuò)誤。反應(yīng)③和④消耗等量的Al時(shí)，Al失電子的物質(zhì)的量相等，設(shè)2mol鋁參加反應(yīng)，由得失電子守恒可知，生成銅的物質(zhì)的量為3mol，生成鐵的物質(zhì)的量為2mol，所以生成的n(Cu)∶n(Fe)＝3∶2,C正確。氨水是弱電解質(zhì)，書(shū)寫(xiě)離子方程式用化學(xué)式，氯化鋁與氨水反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀和氯化銨，正確的離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，D錯(cuò)誤。]7．為探究鋁及其化合物的性質(zhì)，進(jìn)行如下4步實(shí)驗(yàn)：①將鋁片放入濃硫酸中；②加入足量蒸餾水；③待鋁片完全溶解后逐滴加入過(guò)量NaOH溶液；④逐滴加入足量鹽酸。下列說(shuō)法正確的是()A．①中無(wú)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生B．②滴入蒸餾水后立即產(chǎn)生H2C．③中現(xiàn)象：澄清→渾濁→澄清D．④的現(xiàn)象與③不同C[A.鋁遇濃硫酸鈍化，鈍化屬于化學(xué)變化，①中有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，A錯(cuò)誤；B.向濃硫酸中滴入蒸餾水，氫離子濃度不會(huì)瞬間增大，故不會(huì)立即產(chǎn)生氫氣，當(dāng)濃硫酸被稀釋到一定程度時(shí)會(huì)生成氫氣，B錯(cuò)誤；C.鋁片完全溶解后生成鋁離子，滴加氫氧化鈉溶液，先中和過(guò)量的酸，溶液澄清，氫離子反應(yīng)完后氫氧化鈉與鋁離子反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，溶液變渾濁，鋁離子沉淀完全后，再滴加氫氧化鈉溶液，沉淀溶解，溶液變澄清，故③中現(xiàn)象：澄清→渾濁→澄清，C正確；D.再向③中滴加鹽酸，鹽酸先中和過(guò)量的氫氧化鈉，溶液為澄清，氫氧根反應(yīng)完后再滴加鹽酸，鹽酸與偏鋁酸根反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，溶液變渾濁，偏鋁酸根離子反應(yīng)完全后，再滴加鹽酸，鹽酸和氫氧化鋁沉淀反應(yīng)，溶液變澄清，根據(jù)分析，④的現(xiàn)象與③相同，D錯(cuò)誤。]8．已知：鎂的密度為1.738g·cm－3，鋁的密度為2.70g·cm－3。鎂、鋁分別與足量的1.0mol·L－1鹽酸發(fā)生反應(yīng)，下列說(shuō)法中不正確的是()A．相同質(zhì)量時(shí)，鎂與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣少B．相同質(zhì)量時(shí)，鎂與鹽酸反應(yīng)的速率快C．相同體積時(shí)，鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣少D．相同體積時(shí)，鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積大(相同條件下)C[相同質(zhì)量時(shí)，設(shè)Mg、Al的質(zhì)量均為1g，依據(jù)反應(yīng)：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑可知，Mg、Al產(chǎn)生的氫氣分別為eq\f(1,24)mol、eq\f(1,18)mol，顯然Mg與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣少，A項(xiàng)正確；由于Mg比鋁更活潑，與等濃度鹽酸反應(yīng)時(shí)，Mg的反應(yīng)速率更快，B項(xiàng)正確；相同體積時(shí)，設(shè)Mg、Al的體積均為1cm3，則Mg、Al的質(zhì)量分別為1.738g、2.70g，結(jié)合上述分析結(jié)論“相同質(zhì)量時(shí)，Al產(chǎn)生的氫氣多”，則相同體積時(shí)，鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣多，在相同條件下生成氣體的體積大，C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。]9．等量的鋁分別與100mL2mol·L－1的鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積比為6∶7，則反應(yīng)物的量的關(guān)系為()A．均恰好反應(yīng) ．酸過(guò)量C．堿過(guò)量 ．酸、堿均過(guò)量C[根據(jù)鋁與鹽酸反應(yīng)的關(guān)系式：2Al～6HCl～3H2，鋁與NaOH溶液反應(yīng)的關(guān)系式：2Al～2NaOH～3H2，等量的鋁分別與100mL2mol·L－1的鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣體積比為6∶7，產(chǎn)生的氫氣后者較多，說(shuō)明加入到氫氧化鈉溶液中的鋁完全反應(yīng)，而加入到鹽酸溶液的鋁未完全反應(yīng)。]10．部分含銅物質(zhì)的分類(lèi)與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷錯(cuò)誤的是()A．d的代表物質(zhì)高銅酸鉀(KCuO2)具有強(qiáng)氧化性B．將c加入濃堿液中可制得e的膠體C．e→a的轉(zhuǎn)化可用于檢驗(yàn)葡萄糖D．存在b→c→e→b的轉(zhuǎn)化關(guān)系B[A.由圖可知，d的代表物質(zhì)高銅酸鉀(KCuO2)中銅元素具有最高價(jià)，化合價(jià)容易降低，有強(qiáng)氧化性，A正確；B.c為正二價(jià)銅鹽，加入濃堿液，若濃堿液為濃NaOH，生成Cu(OH)2沉淀，不會(huì)形成膠體，B錯(cuò)誤；C.葡萄糖具有還原性，在堿性環(huán)境中可以將二價(jià)銅轉(zhuǎn)化為一價(jià)銅，故e→a的轉(zhuǎn)化可用于檢驗(yàn)葡萄糖，C正確；D.CuO和稀H2SO4生成CuSO4，CuSO4與NaOH生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解為CuO，存在b→c→e→b的轉(zhuǎn)化關(guān)系，D正確。]11．(2022·廣東韶關(guān)二模)廢易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬，分析流程，正確的是()A．為盡量少引入雜質(zhì)，NaOH溶液應(yīng)改用KOH或氨水B．“沉淀”為Al2(CO3)3C．上述流程中可用過(guò)量CO2代替NH4HCO3D．濾渣的主要成分是Fe(OH)3和Mg(OH)2C[由題給流程可知，易拉罐中鋁與氫氧化鈉溶液微熱反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，鐵、鎂不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，過(guò)濾得到含有鐵、鎂的濾渣和偏鋁酸鈉溶液；向偏鋁酸鈉溶液中加入碳酸氫銨溶液，溶液中鋁離子與碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾得到氫氧化鋁沉淀；氫氧化鋁沉淀溶于稀硫酸后，加入硫酸鉀，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥得到明礬。A.鋁能與氫氧化鈉溶液和氫氧化鉀溶液反應(yīng)，不能與弱堿氨水反應(yīng)，則溶解易拉罐時(shí)不能用氨水代替氫氧化鈉溶液，故A錯(cuò)誤；B.由分析可知，沉淀為氫氧化鋁，故B錯(cuò)誤；C.二氧化碳也能與偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，則可以用過(guò)量的二氧化碳代替碳酸氫銨得到氫氧化鋁沉淀，故C正確；D.由分析可知，濾渣的主要成分是鐵、鎂，故D錯(cuò)誤。]12．如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程?；卮鹩嘘P(guān)問(wèn)題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_______________________________________________________________________________________________________。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化________(填化學(xué)式)，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________和________________________________________________________________________。(3)沉淀混合物為_(kāi)_______和________(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填字母)。A．電解法 ．氫氣還原法C．碳還原法 ．分解法解析：(1)粉碎菱鎂礦，可增大固液反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸速率。(2)通入Cl2是為了將Fe2＋(或FeCl2)氧化為Fe3＋(或FeCl3)，工業(yè)上不用HNO3是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx，也會(huì)引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后MgO與H＋反應(yīng)使溶液堿性增強(qiáng)，Al3＋和Fe3＋轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCl2的方法進(jìn)行冶煉。答案：(1)增大接觸面積，提高酸浸速率(2)FeCl2會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NOx會(huì)引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A13．某工業(yè)含銅廢料含有Cu、CuO、CuS、CuSO4等成分，利用該含銅廢料可生產(chǎn)硝酸銅晶體[Cu(NO3)2·3H2O]，生產(chǎn)的工藝流程如圖所示：回答下列問(wèn)題：(1)“焙燒”過(guò)程中除生成SO2的反應(yīng)外，另外一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________________________________________________。(2)“酸化”過(guò)程為加快反應(yīng)速率，可采用的措施有______________________(寫(xiě)出一條即可)，“酸化”的目的是______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)若試劑a為Zn，則“置換”的離子方程式為_(kāi)____________________________________________________________________________________________________，濾液中溶質(zhì)的化學(xué)式是________。(4)“淘洗”的作用是___________________________________________________，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________。(5)“反應(yīng)”一步中使用20%HNO3和10%H2O2，整個(gè)過(guò)程無(wú)紅棕色氣體產(chǎn)生，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________________________________；若該步驟只使用20%HNO3，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度升高，出現(xiàn)大量紅棕色氣體，則還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。(6)“一系列操作”是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作，這些操作的名稱(chēng)是______________________。解析：(1)加熱條件下，Cu被O2氧化為CuO。(2)將焙燒物粉碎可增大固體物質(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?！八峄钡哪康氖鞘笴uO溶解轉(zhuǎn)化為Cu2＋。(3)Zn的還原性比Cu強(qiáng)，故Zn與Cu2＋反應(yīng)生成Cu和Zn2＋；過(guò)濾后濾渣為Cu(含有Zn)，濾液為硫酸鋅溶液。(4)“淘洗”的目的是除去前面加入的過(guò)量鋅，因此試劑b為稀硫酸。(5)“反應(yīng)”過(guò)程中無(wú)紅棕色氣體產(chǎn)生，由此推知反應(yīng)不生成NO2，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O。根據(jù)生成大量紅棕色氣體可知生成的是NO2，因還原劑為Cu，化合價(jià)由0升高至＋2，氧化劑為HNO3，其中N的化合價(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(NO3)2，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、結(jié)晶、過(guò)濾可得到目標(biāo)產(chǎn)物