?第10講　鐵、銅的獲取及應(yīng)用

【課標(biāo)要求】　1.了解鐵、銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。2.以Fe2＋、Fe3＋的相互轉(zhuǎn)化為例，理解變價(jià)金屬元素的氧化還原反應(yīng)。3.能鑒別溶液中的Fe2＋、Fe3＋。

考點(diǎn)1　鐵的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物

授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第56頁(yè)


1．鐵
(1)物理性質(zhì)
顏色、狀態(tài)
導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、
延展性
特性
地殼含量
銀白色、固體
良好
被磁鐵吸引
占第4位
(2)結(jié)構(gòu)

(3)化學(xué)性質(zhì)(寫(xiě)出化學(xué)方程式或離子方程式)


2．鐵的氧化物
(1)物理性質(zhì)
化學(xué)式
FeO
Fe2O3
Fe3O4
俗稱

鐵紅
磁性氧化鐵
色態(tài)
黑色粉末
紅棕色粉末
黑色晶體
溶解性
難溶于水
難溶于水
難溶于水
鐵的價(jià)態(tài)
＋2價(jià)
＋3價(jià)
＋2價(jià)，＋3價(jià)
(2)化學(xué)性質(zhì)
FeO、Fe2O3、Fe3O4分別與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為
FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O，F(xiàn)e2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，F(xiàn)e3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O。
3．鐵的氫氧化物
(1)Fe(OH)2是白色絮狀物，易被空氣中的氧氣氧化生成Fe(OH)3，顏色由白色變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色，化學(xué)方程式為4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。
(2)Fe(OH)3是紅褐色、難溶于水的固體，在空氣中久置會(huì)部分失水生成鐵銹(Fe2O3·xH2O)，受熱易分解，分解的方程式為2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O；制取Fe(OH)3用可溶性鐵鹽與堿反應(yīng)，離子方程式：Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
[提醒]?、貴eO和Fe3O4與HNO3反應(yīng)時(shí)，除考慮與H＋的反應(yīng)外，還考慮Fe2＋被HNO3氧化成Fe3＋。
②Fe2O3、Fe3O4、Fe(OH)3與HI反應(yīng)時(shí)，除考慮與H＋的反應(yīng)外，還考慮Fe3＋被I－還原為Fe2＋。

　(1)Fe在足量Cl2中燃燒生成FeCl3，在少量Cl2中燃燒生成FeCl2。(　　)
(2)根據(jù)鐵與Cl2、S反應(yīng)的條件及產(chǎn)物中鐵元素的化合價(jià)可以判斷氯元素和硫元素的非金屬性強(qiáng)弱。(　　)
(3)Fe分別與氯氣和鹽酸反應(yīng)所得氯化物相同。(　　)
(4)水溶液中Fe2＋、H＋、CO、ClO－可以共存。(　　)
(5)將水蒸氣通過(guò)灼熱的鐵粉，粉末變紅，鐵與水在高溫下發(fā)生反應(yīng)。(　　)
(6)鐵銹的成分是氫氧化鐵。(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×

1．鐵有＋2、＋3價(jià)兩種價(jià)態(tài)，單質(zhì)鐵與________(填下列編號(hào)，下同)反應(yīng)時(shí)只生成＋3價(jià)鐵；與________反應(yīng)時(shí)只生成＋2價(jià)鐵；與________反應(yīng)時(shí)既生成＋2價(jià)鐵也生成＋3價(jià)鐵。
所選試劑：①Cl2?、贠2?、跦2O(g)?、躍?、蓰}酸
⑥稀硝酸(足量)　⑦稀硫酸?、郈uSO4溶液　⑨FeCl3溶液
答案：①⑥?、堍茛撷啖帷、冖?br /> 2．FeCl3、FeCl2、Fe(OH)2和Fe(OH)3是否都可以通過(guò)化合反應(yīng)制取？用化學(xué)方程式舉例說(shuō)明。
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：均能通過(guò)化合反應(yīng)制取。
FeCl2：2FeCl3＋Fe===3FeCl2；
FeCl3：①2Fe＋3Cl22FeCl3；
②2FeCl2＋Cl2===2FeCl3；
Fe(OH)2：2Fe＋O2＋2H2O===2Fe(OH)2(原電池反應(yīng))；
Fe(OH)3：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3

題組一　鐵及其化合物的性質(zhì)及應(yīng)用
1．《本草綱目》中記載“慈石治腎家諸病，而通耳明目。慈石，色輕紫，石上皸澀，可吸連針鐵，俗謂之熁鐵石”?！按仁钡闹饕煞质?(　　)
A．鐵　　　　　　　　 B．氧化銅
C．氧化鐵 D．四氧化三鐵
答案：D
2．(2021·湖南汨羅統(tǒng)考)下列有關(guān)鐵及其化合物的說(shuō)法中不正確的是(　　)
A．工業(yè)上在高溫下用CO還原含F(xiàn)e2O3的鐵礦石煉鐵
B．鐵在純氧中燃燒或高溫下和水蒸氣反應(yīng)均能得到Fe3O4
C．工業(yè)上可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸
D．氯化鐵溶液有較強(qiáng)氧化性，故可用作凈水劑
解析：常溫下鐵在濃硫酸、濃硝酸中發(fā)生鈍化現(xiàn)象，阻止反應(yīng)進(jìn)行，工業(yè)上可用鐵制容器儲(chǔ)存、運(yùn)輸濃硝酸、濃硫酸，故C正確；氯化鐵有氧化性，但不是用作凈水劑的原因，凈水是利用鐵離子水解生成的氫氧化鐵膠體具有吸附性，能吸附懸浮的雜質(zhì)凈水，故D錯(cuò)誤。
答案：D
3．如圖兩圓相交部分A、B、C、D分別表示兩物質(zhì)間的反應(yīng)。下列各對(duì)應(yīng)反應(yīng)的離子方程式書(shū)寫(xiě)不正確的是(　　)

A．Fe＋4H＋＋NO===Fe3＋＋NO↑＋2H2O
B．Fe3O4＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4H2O
C．Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O
D．3Fe(OH)2＋10H＋＋NO===3Fe3＋＋NO↑＋8H2O
答案：B
題組二　氫氧化亞鐵的制備
4．(2021·福建省福州月考)如圖所示裝置可用來(lái)制取Fe(OH)2和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時(shí)的顏色變化，實(shí)驗(yàn)提供的試劑：鐵屑、6 mol/L硫酸溶液、NaOH溶液。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A．B中盛有一定量的NaOH溶液，A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑
B．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞E關(guān)閉
C．生成Fe(OH)2的操作為關(guān)閉E，使A中溶液壓入B瓶中
D．取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，顏色變化為白色變成灰綠色，最終變成紅褐色
解析：A.B中盛有一定量的NaOH溶液，A中生成FeSO4，故A正確；B.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)應(yīng)先將活塞E打開(kāi)，用氫氣排出裝置中空氣，故B錯(cuò)誤；C.生成Fe(OH)2的操作為：關(guān)閉E，使A中溶液壓入B瓶中，故C正確；D.取下裝置B中的橡皮塞，使空氣進(jìn)入，顏色變化為白色變成灰綠色，最終變成紅褐色，故D正確。
答案：B
5．下列各圖示中，能較長(zhǎng)時(shí)間觀察到Fe(OH)2白色沉淀的是________(填序號(hào))。


解析：因?yàn)镕e(OH)2在空氣中容易被氧化為紅褐色的Fe(OH)3，因此要較長(zhǎng)時(shí)間看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排除裝置中的氧氣或空氣。①、②原理相同，都是先用氫氣將裝置中的空氣排盡，并使生成的Fe(OH)2處在氫氣的保護(hù)中；③的原理為鐵做陽(yáng)極產(chǎn)生Fe2＋，與電解水產(chǎn)生的OH－結(jié)合生成Fe(OH)2，且液面用汽油保護(hù)，能防止空氣進(jìn)入；⑤中液面加苯阻止了空氣進(jìn)入；④由于帶入空氣中的氧氣，能迅速將Fe(OH)2氧化，因而不能較長(zhǎng)時(shí)間看到白色沉淀。
答案：①②③⑤



[歸納提升]
防止Fe(OH)2氧化的方法
(1)將配制溶液的蒸餾水煮沸，去除溶液中的氧氣。
(2)將盛有NaOH溶液的膠頭滴管尖端插入試管中的亞鐵鹽溶液底部，并慢慢擠出NaOH溶液。
(3)在亞鐵鹽溶液上面充入保護(hù)氣，如H2、N2、稀有氣體等。
(4)在亞鐵鹽溶液上面加保護(hù)層，如苯、植物油等。
(5)用Fe做陽(yáng)極，石墨做陰極，電解NaOH溶液，利用新產(chǎn)生的Fe2＋與OH－反應(yīng)制取。
題組三　用守恒思想判斷物質(zhì)的組成
6．(2021·武漢高三質(zhì)檢)鐵的常見(jiàn)化合價(jià)有＋2價(jià)和＋3價(jià)。據(jù)研究，鐵在濃HNO3中發(fā)生鈍化時(shí)，可生成一種化學(xué)式為Fe8O11的化合物，它可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物。該化合物可以表示為 (　　)
A．FeO·3Fe2O3 　 B．2FeO·3Fe2O3
C．FeO·2Fe2O3 　 D．2FeO·Fe2O3
解析：化合物Fe8O11可以看作由FeO和Fe2O3組成的復(fù)雜氧化物，設(shè)化學(xué)式為nFeO·mFe2O3，則
解得n＝2，m＝3，該化合物可以表示為2FeO·3Fe2O3。
答案：B
7．(2021·遼寧營(yíng)口聯(lián)考)有一塊鐵的“氧化物”樣品，用140 mL 5.0 mol·L－1鹽酸恰好將之完全溶解，所得溶液還能吸收0.025 mol Cl2，恰好使其中的Fe2＋全部轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3＋，則該樣品可能的化學(xué)式為(　　)
A．Fe2O3　　B．Fe3O4　　C．Fe4O5　　D．Fe5O7
解析：根據(jù)2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－，可知鐵的“氧化物”樣品用鹽酸溶解后所得溶液中n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根據(jù)電荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，則n(Fe3＋)＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故該氧化物可表示為FeO·2Fe2O3，即Fe5O7。
答案：D



[歸納提升]
確定鐵的氧化物組成的基本方法
設(shè)鐵的氧化物中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為m∶n，則氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，則鐵的氧化物為FeO；
若a∶b＝2∶3，則鐵的氧化物為Fe2O3；
若a∶b＝3∶4，則鐵的氧化物是Fe3O4或FeO與Fe2O3按物質(zhì)的量之比為1∶1的混合物或FeO、Fe2O3、Fe3O4的混合物(其中FeO、Fe2O3物質(zhì)的量之比為1∶1，F(xiàn)e3O4為任意值)。

考點(diǎn)2　Fe2＋與Fe3＋的性質(zhì)及檢驗(yàn)



1．亞鐵鹽
含有Fe2＋的溶液呈淺綠色，既有氧化性，又有還原性。
(1)Fe2＋的還原性：Fe2＋Fe3＋
Fe2＋的酸性溶液與H2O2反應(yīng)的離子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(2)Fe2＋的弱氧化性：Fe2＋Fe。
2．鐵鹽
含F(xiàn)e3＋的溶液呈棕黃色，F(xiàn)e3＋具有較強(qiáng)的氧化性。
Fe3＋Fe2＋
寫(xiě)出下列轉(zhuǎn)化的離子方程式：
(1)Fe3＋Fe2＋：
2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋。
(2)Fe3＋Fe2＋：2Fe3＋＋2I－?2Fe2＋＋I(xiàn)2。
3．Fe2＋、Fe3＋的檢驗(yàn)方法
(1)用KSCN溶液和氯水

(3)含F(xiàn)e2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe3＋、Fe2＋的檢驗(yàn)
溶液變紅色，說(shuō)明含有Fe3＋
KMnO4溶液紫紅色褪去，說(shuō)明含有Fe2＋。
(4)Fe2＋的特征檢驗(yàn)方法
溶液產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有Fe2＋，有關(guān)反應(yīng)離子方程式為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。

　(1)檢驗(yàn)Fe(NO3)2晶體是否變質(zhì)，將樣品溶于稀H2SO4后滴加KSCN溶液，觀察溶液是否變紅。(　　)
(2)中性溶液中可能大量存在Fe3＋、K＋、Cl－、SO。(　　)
(3)FeCl3溶液與KSCN溶液反應(yīng)的離子方程式為Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3↓。(　　)
(4)將FeCl3溶液蒸干可得到FeCl3固體或晶體。(　　)
(5)向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不變色，滴加氯水后溶液顯紅色，該溶液中一定含有Fe2＋。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√

　除去括號(hào)中的雜質(zhì)，并寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式。
(1)FeCl2(Fe3＋)除去方法：______________，離子方程式：___________________________________________________________________。
(2)FeCl3(FeCl2)除去方法：______________，離子方程式：___________________________________________________________________。
(3)Fe2(SO4)3(FeSO4)除去方法：____________，離子方程式：___________________________________________________________________。
(4)FeCl2(Cu2＋)除去方法：______________，離子方程式：___________________________________________________________________。
答案：(1)加入過(guò)量鐵粉　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
(2)加入氯水或通入Cl2　2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
(3)滴加H2O2　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3＋
(4)加入過(guò)量鐵粉，過(guò)濾　Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋


題組一　Fe2＋、Fe3＋之間的轉(zhuǎn)化
1．(2021·河南平頂山統(tǒng)考)硫酸亞鐵是一種重要的化工原料，可以制備一系列物質(zhì)(如圖所示)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　)

A.FeSO4與NH4HCO3反應(yīng)制備FeCO3，適宜在高溫條件下進(jìn)行
B．堿式硫酸鐵水解能產(chǎn)生Fe(OH)3膠體，可用作凈水劑
C．可用KSCN溶液檢驗(yàn)(NH4)2Fe(SO4)2是否被氧化
D．常溫下，F(xiàn)eSO4比(NH4)2Fe(SO4)2易溶于水
解析：A項(xiàng)中，NH4HCO3高溫下易分解，且生成的FeCO3可能受熱分解。
答案：A
2．混合溶液中Fe3＋、Fe2＋除去的常用方法
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去。
(2)除去Cu2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入________、________、________、________中之一，與Fe3＋水解產(chǎn)生的H＋反應(yīng)，促進(jìn)Fe3＋的水解，將Fe3＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而除去。
(3)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如________)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3＋。
(4)除去Cu2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化劑(如________)將溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(2)的方法除去溶液中的Fe3＋。
答案：(1)MgO　MgCO3　Mg(OH)2
(2)CuO　CuCO3　Cu(OH)2　Cu2(OH)2CO3
(3)H2O2　(4)H2O2

題組二　Fe2＋和Fe3＋的檢驗(yàn)
3．要證明某溶液中不含F(xiàn)e3＋而可能含F(xiàn)e2＋，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)操作時(shí)，最佳順序是(　　)
①加足量氯水?、诩幼懔縆MnO4溶液　③加少量KSCN溶液
A．①②　　　　　　　　 B．③②
C．③① D．①②③
答案：C
4．工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：

用稀硫酸浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明溶液中存在________(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
________________________________________________(注明試劑、現(xiàn)象)。
解析：滴加KSCN溶液后呈紅色，說(shuō)明溶液中有Fe3＋；檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋時(shí)，可以利用Fe2＋的還原性，加入酸性KMnO4溶液，溶液紫色褪去。
答案：Fe3＋　取少量溶液，滴加酸性KMnO4溶液，KMnO4褪色{或取少量溶液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，如果有藍(lán)色沉淀說(shuō)明有Fe2＋}

　高考新熱點(diǎn)——以Fe2＋、Fe3＋為載體的綜合實(shí)驗(yàn)探究
授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書(shū)第59頁(yè)

[考能突破練]
1．(雙選)液態(tài)凈水劑聚合硫酸鐵(PFS)的主要成分可表示為Fea(OH)b(SO4)c·nH2O。以某硫酸廠燒渣(主要成分為Fe3O4、FeO和Fe2O3，含少量SiO2等雜質(zhì))為原料制備PFS的流程如下：

下列說(shuō)法不正確的是(　　)
A．酸A為硝酸，PFS是無(wú)機(jī)高分子化合物
B．“過(guò)濾”所得的濾渣可以用于制造光導(dǎo)纖維
C．“氧化”過(guò)程中可能發(fā)生反應(yīng)：4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O
D．廢水的pH越小，PFS的凈水效率越高
解析：由PFS的主要成分和工藝流程可知，酸A為硫酸，PFS是高聚物，A項(xiàng)錯(cuò)誤；二氧化硅不溶于硫酸，濾渣的主要成分是二氧化硅，其可以用于制造光導(dǎo)纖維，B項(xiàng)正確；試劑B可以是O2、H2O2等，能將亞鐵離子氧化成鐵離子，C項(xiàng)正確；PFS的主要成分是堿式硫酸鐵，在酸性較強(qiáng)的條件下，PFS會(huì)失去聚沉水中雜質(zhì)的能力，凈水效率降低，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：AD
2．某小組在驗(yàn)證反應(yīng)“Fe＋2Ag＋===Fe2＋＋2Ag”的實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)到Fe3＋，發(fā)現(xiàn)和探究過(guò)程如下。
向硝酸酸化的0.05 mol·L－1硝酸銀溶液(pH≈2)中加入過(guò)量鐵粉，攪拌后靜置，燒杯底部有黑色固體，溶液呈黃色。
(1)檢驗(yàn)產(chǎn)物
①取出少量黑色固體，洗滌后，____________________________________________________________________
________________________________________________________________________(填操作和現(xiàn)象)，
證明黑色固體中含有Ag。
②取上層清液，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，說(shuō)明溶液中含有________。
(2)針對(duì)“溶液呈黃色”，甲認(rèn)為溶液中有Fe3＋，乙認(rèn)為鐵粉過(guò)量時(shí)不可能有Fe3＋，乙依據(jù)的原理是_______________________________________________
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________(用離子方程式表示)。
針對(duì)兩種觀點(diǎn)繼續(xù)實(shí)驗(yàn)：
①取上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變紅，證實(shí)了甲的猜測(cè)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)有白色沉淀產(chǎn)生，且溶液顏色深淺、沉淀量多少與取樣時(shí)間有關(guān)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)記錄如下：

序號(hào)
取樣時(shí)間/min
現(xiàn)象
Ⅰ
3
產(chǎn)生大量白色沉淀；溶液呈紅色
Ⅱ
30
產(chǎn)生白色沉淀；較3 min時(shí)量少；溶液紅色較3 min時(shí)加深
Ⅲ
120
產(chǎn)生白色沉淀；較30 min時(shí)量少；溶液紅色較30 min時(shí)變淺
(資料：Ag＋與SCN－生成白色沉淀AgSCN)
②對(duì)Fe3＋產(chǎn)生的原因做出如下假設(shè)：
假設(shè)a：可能是鐵粉表面有氧化層，能產(chǎn)生Fe3＋；
假設(shè)b：空氣中存在O2，由于_____________________________________________
________________________________________________________________________(用離子方程式表示)，可產(chǎn)生Fe3＋；
假設(shè)c：酸性溶液中NO具有氧化性，可產(chǎn)生Fe3＋；
假設(shè)d：根據(jù)______________________________________________________現(xiàn)象，
判斷溶液中存在Ag＋，可產(chǎn)生Fe3＋。
解析：(1)①加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化，固體未完全溶解。②K3[Fe(CN)6]是檢驗(yàn)Fe2＋的試劑，所以產(chǎn)生藍(lán)色沉淀說(shuō)明含有Fe2＋。
(2)過(guò)量鐵粉與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e＋2Fe3＋===3Fe2＋。②O2氧化Fe2＋反應(yīng)為4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O。白色沉淀是AgSCN，所以實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明含有Ag＋，Ag＋可能氧化Fe2＋生成Fe3＋。
答案：(1)①加入足量稀鹽酸(或稀硫酸)酸化，固體未完全溶解?、贔e2＋
(2)Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋　②4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O　加入KSCN溶液后生成白色沉淀
3．從宏觀現(xiàn)象探究微觀本質(zhì)是重要的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。以FeCl3溶液為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，探究其與堿性物質(zhì)之間反應(yīng)的復(fù)雜多樣性。實(shí)驗(yàn)如下：

(1)①中反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________。
(2)②中逸出的無(wú)色氣體是________。從物質(zhì)類別的角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的共性是________________________(寫(xiě)一條)；從化合價(jià)角度分析，Na2CO3與Na2SO3在化學(xué)性質(zhì)方面的差異是_______________________________
__________________________________________________________________(寫(xiě)一條)。
(3)對(duì)于③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，同學(xué)們有諸多猜測(cè)，繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ.甲?、壑械募t棕色溶液少許，滴入鹽酸酸化的BaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀。甲得出結(jié)論：FeCl3與Na2SO3發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，離子方程式是____________________________________________________________________。
Ⅱ.乙認(rèn)為甲的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn)，重新設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了甲的結(jié)論是正確的。其實(shí)驗(yàn)方案是______________________________________________________
___________________________________________________________________。
(4)受以上實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，同學(xué)們對(duì)pH≈8的1 mol/L NaF溶液與FeCl3溶液混合時(shí)的現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)操作
及現(xiàn)象
④向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL 1 mol/L NaF溶液，溶液變無(wú)色
⑤向2 mL 0.2 mol/L FeCl3溶液中滴入2 mL蒸餾水，溶液顏色變淺
Ⅰ.⑤的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖莀__________________________________________________
____________________________________________________________________。
Ⅱ.為探究④中溶液變無(wú)色的原因，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

資料顯示：FeF3溶液為無(wú)色。
用平衡移動(dòng)原理解釋紅褐色沉淀產(chǎn)生的原因：_____________________________
___________________________________________________________________。
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，F(xiàn)eCl3溶液與堿性物質(zhì)之間的反應(yīng)的多樣性與____________________有關(guān)。
解析：(1)根據(jù)圖中對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述，反應(yīng)①氫氧化鎂沉淀轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵膠體。(2)由于碳酸鈉溶液顯堿性，氯化鐵溶液顯酸性，相互促進(jìn)水解，生成CO2氣體和氫氧化鐵沉淀。(3)加入鹽酸酸化的BaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明③中溶液中有SO，亞硫酸鈉與氯化鐵會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，即Fe3＋將SO氧化為SO，甲中SO也可能是SO被空氣氧化，所以用鐵氰化鉀溶液檢驗(yàn)溶液中是否生成Fe2＋更合理。(4)FeCl3溶液中加入NaF，顏色變淺，說(shuō)明反應(yīng)生成了FeF3，是可溶性的難電離物質(zhì)，加入氫氧化鈉溶液生成紅褐色沉淀，說(shuō)明OH－更容易與Fe3＋結(jié)合。
答案：(1)3Mg(OH)2＋2Fe3＋?2Fe(OH)3(膠體)＋3Mg2＋
(2)CO2　兩者都為強(qiáng)堿弱酸鹽，能與強(qiáng)酸反應(yīng)　Na2CO3中碳原子為最高正價(jià)＋4，無(wú)還原性；Na2SO3中硫原子為＋4價(jià)，處于中間價(jià)態(tài)，具有較強(qiáng)的還原性
(3)Ⅰ.2Fe3＋＋SO＋H2O===2Fe2＋＋SO＋2H＋
Ⅱ.?、壑械募t棕色溶液少許，滴加鐵氰化鉀溶液，出現(xiàn)藍(lán)色沉淀
(4)Ⅰ.排除加水稀釋對(duì)溶液顏色變化的影響
Ⅱ.無(wú)色溶液中存在平衡：Fe3＋＋3F－?FeF3，加入NaOH后，F(xiàn)e3＋更易與OH－結(jié)合生成難溶的Fe(OH)3
(5)堿性物質(zhì)的pH、離子的性質(zhì)
考點(diǎn)3　銅及其化合物



1．單質(zhì)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。
(2)化學(xué)性質(zhì)：

①寫(xiě)出下列化學(xué)方程式：
銅在空氣中加熱：2Cu＋O22CuO。
銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：2Cu＋SCu2S。
銅絲在Cl2中反應(yīng)：Cu＋Cl2CuCl2。
②常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣中則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹。
有關(guān)化學(xué)方程式為2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
2．氧化銅和氧化亞銅

名稱
氧化銅
氧化亞銅
顏色
黑色
磚紅色
與酸反應(yīng)
(H＋)
CuO＋2H＋===
Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===
Cu2＋＋Cu＋H2O
與H2反應(yīng)
H2＋CuOCu＋H2O
H2＋Cu2O2Cu＋H2O
轉(zhuǎn)化關(guān)系
4CuO2Cu2O＋O2↑
3.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：
4．銅鹽
(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學(xué)方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。
(2)CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬，其受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋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。
[提醒]　(1)Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
(2)無(wú)水CuSO4只能作為檢驗(yàn)水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。

　(1)CuO是黑色固體，與水反應(yīng)生成Cu(OH)2。(　　)
(2)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物。(　　)
(3)無(wú)水硫酸銅可用于檢驗(yàn)酒精中是否含有水。(　　)
(4)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕。(　　)
(5)CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化。(　　)
(6)用稀硝酸清除銅制品上的銅銹。(　　)
(7)過(guò)量銅與濃硝酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體中有NO2、NO和H2。(　　)
(8)銅是導(dǎo)電性最好的金屬材料。(　　)
(9)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分。(　　)
(10)將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，制得無(wú)水CuCl2固體。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)√　(10)×

1．把銅及其化合物的化學(xué)式與其顏色連接起來(lái)。
答案：

2．某研究小組用廢銅粉制取膽礬，設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：
(1)CuCuSO4硫酸銅溶液CuSO4·5H2O
(2)CuCuO硫酸銅溶液CuSO4·5H2O
(3)Cu熱空氣硫酸銅溶液CuSO4·5H2O
對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，你認(rèn)為最好的是哪個(gè)方案？為什么？
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
方案(1)：產(chǎn)生污染性氣體，且消耗硫酸較多。
方案(2)：消耗能量較多，且步驟復(fù)雜。
方案(3)：不產(chǎn)生污染性氣體，原料利用率高，節(jié)約能源。
因此方案(3)更合理

題組一　銅及其化合物的轉(zhuǎn)化
1．某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?(　　)
A．將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應(yīng)后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色
B．常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成
C．將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCl2固體
D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠
解析：銅絲與濃硫酸反應(yīng)后，仍有大量濃硫酸存在，不能把水加入反應(yīng)器中，否則會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，Cu與Cl2在常溫下不反應(yīng)，需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干能促進(jìn)CuCl2的水解而得不到CuCl2固體，C項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案：D
2．(2021·深圳質(zhì)檢)用CuCl2·2H2O制取無(wú)水CuCl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　)

A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解
B．先滴入濃硫酸，再點(diǎn)燃c處酒精燈
C．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)會(huì)出現(xiàn)白霧
D．裝置d中上層為苯，下層為NaOH溶液
解析：氯化銅水解：CuCl2＋2H2O?Cu(OH)2＋2HCl，生成的氯化氫易揮發(fā)，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，A正確；CuCl2·2H2O加熱失去結(jié)晶水必須在HCl的氣流中進(jìn)行，所以先滴入濃硫酸產(chǎn)生HCl氣體，使硬質(zhì)玻璃管中充滿HCl氣體后再點(diǎn)燃c處酒精燈，B正確；硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)有生成的水蒸氣和通入的氯化氫，由于氯化氫極易溶于水，會(huì)產(chǎn)生白霧，C正確；氯化氫極易溶于水，為了防止倒吸，d中下層應(yīng)為有機(jī)溶劑，可以是四氯化碳，上層為氫氧化鈉溶液，D錯(cuò)誤。
答案：D
題組二　銅及其化合物的制取
3．(雙選)某學(xué)習(xí)小組以廢催化劑(主要成分為SiO2、ZnO、ZnS和CuS)為原料，制備鋅和銅的硫酸鹽晶體。
設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下：

下列說(shuō)法正確的是(　　)
A．步驟①中能溶于稀硫酸的是ZnO和ZnS
B．步驟①、③中發(fā)生的反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)
C．步驟③涉及的離子反應(yīng)可能為CuS＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋S＋2H2O
D．步驟②和④，采用蒸發(fā)結(jié)晶，過(guò)濾后均可獲取粗晶體
解析：ZnO、ZnS可與稀硫酸反應(yīng)，A正確；步驟①中發(fā)生反應(yīng)：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O、ZnS＋H2SO4===ZnSO4＋H2S↑，不是氧化還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；步驟③中發(fā)生反應(yīng)：CuS＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋S＋2H2O，離子方程式為CuS＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋S＋2H2O，C正確；步驟②和④均為溶液結(jié)晶得到含結(jié)晶水的晶體，均采用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶法，D錯(cuò)誤。
答案：AC
4．Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO4·5H2O的流程圖：
Cu2SCuCu2O、CuOAB膽礬
(1)Cu2S中銅元素的化合價(jià)為_(kāi)_______，火法煉銅的反應(yīng)原理是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________
(用化學(xué)方程式表示)。
(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍(lán)色，且有紅色物質(zhì)生成，請(qǐng)寫(xiě)出生成紅色物質(zhì)的離子方程式：_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是________(填字母)。
A．適量的NaNO3
B．適量的HNO3
C．適量的H2O2
解析：(1)Cu2S中銅為＋1價(jià)，火法煉銅中Cu、O被還原，S被氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2S＋O22Cu＋SO2。(2)依據(jù)信息知Cu2O在酸性條件下生成Cu2＋(藍(lán)色)和單質(zhì)銅(紅色)，反應(yīng)的離子方程式為Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)H2O2不產(chǎn)生污染物，不引入雜質(zhì)。
答案：(1)＋1　Cu2S＋O22Cu＋SO2
(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O　(3)C
考點(diǎn)4　從自然界中獲取鐵和銅


1．鐵、銅在自然界中的存在
鐵和銅在自然界中主要以化合態(tài)的形式存在。常見(jiàn)的鐵礦有磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)、赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)等；常見(jiàn)的銅礦有黃銅礦(主要成分為CuFeS2)、孔雀石[主要成分為CuCO3·Cu(OH)2]等。此外鐵在自然界中還以游離態(tài)的形式存在于隕鐵中。自然界中也存在少量的單質(zhì)銅。
2．鐵的冶煉
(1)原料：鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等。
(2)設(shè)備：煉鐵高爐。
(3)反應(yīng)原理：用還原劑將鐵從其化合物中還原出來(lái)。
(4)工藝流程：從高爐下方鼓入空氣與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生CO2，并放出大量的熱量；CO2再與灼熱的焦炭反應(yīng)，生成CO；CO在高溫下將氧化鐵還原為鐵。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：C＋O2CO2；C＋CO22CO；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
特別提醒　鐵礦石中含有SiO2需除去：石灰石在高溫下分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣與鐵礦石中的二氧化硅等反應(yīng)生成爐渣，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaCO3CaO＋CO2↑；CaO＋SiO2CaSiO3(爐渣)。爐渣的密度比鐵水小，故浮在鐵水上面，從而分離除去。
3．銅的制備與精煉
工業(yè)上主要采用高溫冶煉黃銅礦(主要成分是CuFeS2)的方法獲得銅。用這種方法冶煉得到的銅，含銅量為99.5%～99.7%，還含有Ag、Au、Fe、Zn等雜質(zhì)。要達(dá)到電氣工業(yè)生產(chǎn)用銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉得到的銅還必須經(jīng)過(guò)電解精煉，電解精煉得到的銅，含銅量高達(dá)99.95%～99.98%。

　如圖表示金屬活動(dòng)性順序中銅、錫、鐵和鋁元素被人類大規(guī)模開(kāi)發(fā)、利用的大致年限。

根據(jù)上圖回答下列問(wèn)題：
(1)鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚得多？
_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)寫(xiě)出以NaCl、Al2O3、MgCl2、CuO、CuSO4、Ag2O為原料制備Na、Al、Mg、Cu、Ag的化學(xué)方程式，并寫(xiě)出它們的制備方法。
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
答案：(1)鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng)，在自然界中以穩(wěn)定的化合態(tài)存在，難冶煉，古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到，不能冶煉鋁，故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多
(2)2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑　電解法
2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑　電解法
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　電解法
2CuO＋C2Cu＋CO2或CuO＋H2Cu＋H2O　熱還原法
CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4　濕法煉銅
2Ag2O4Ag＋O2↑　熱分解法

題組一　鐵的冶煉及應(yīng)用
1．鐵的氧化物有多種用途。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，是工業(yè)煉鐵的主要原料之一。寫(xiě)出由Fe2O3制得單質(zhì)鐵的化學(xué)方程式：________________________________________________
___________________________________________________________________。
某赤鐵礦除了含F(xiàn)e2O3之外，還含有少量的SiO2和Al2O3。將試樣溶于NaOH溶液，充分反應(yīng)后過(guò)濾，即可得到較純凈的Fe2O3。該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(2)Fe2O3可以與鋁粉組成鋁熱劑用于焊接鋼軌或定向爆破。某同學(xué)猜測(cè)，該反應(yīng)所得熔融物中含有Fe2O3。他設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的猜想：取少量試樣，加入足量稀鹽酸，然后滴加KSCN溶液，若出現(xiàn)血紅色，證明含有Fe2O3。否則，不含有Fe2O3。你認(rèn)為該方案合理嗎？為什么？
____________________________________________________________________

____________________________________________________________________
解析：(1)工業(yè)冶煉鐵是用CO作還原劑；SiO2、Al2O3與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。(2)由于2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋的干擾，該方案不合理。
答案：(1)Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(答案合理即可)
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O
(2)不合理。因?yàn)镕e3＋能跟鋁熱反應(yīng)生成的Fe反應(yīng)生成Fe2＋，F(xiàn)e2＋與SCN－反應(yīng)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)血紅色(答案合理即可)
題組二　銅的冶煉方法
2．在實(shí)驗(yàn)室里以鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備單質(zhì)銅，有下列兩種途徑：
①FeH2Cu
②CuOCuSO4Cu
若用這兩種方法制得等量的銅，則下列有關(guān)說(shuō)法符合實(shí)際情況的是(　　)
A．消耗氧化銅的質(zhì)量相同
B．消耗鐵的質(zhì)量相同
C．消耗硫酸的質(zhì)量相同
D．生成硫酸亞鐵的質(zhì)量相同
解析：制備1 mol Cu需要1 mol CuO，而H2還原CuO時(shí)需要先用H2排除體系內(nèi)的空氣，冷卻時(shí)也需要繼續(xù)通H2，因此需要H2的量遠(yuǎn)大于1 mol，即消耗的Fe、H2SO4及生成的FeSO4的質(zhì)量均比第②種方法多。
答案：A
3．銅在自然界存在于多種礦石中，如：
礦石名稱
黃銅礦
斑銅礦
輝銅礦
孔雀石
主要成分
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu2S
CuCO3·Cu(OH)2
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
(1)上表所列銅的化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是__________________(填化學(xué)式)。
(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑，反應(yīng)的氧化劑是________________。
(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是________________；處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品，寫(xiě)出其中1種酸和1種鹽的名稱____________。
(4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進(jìn)一步采用電解法精制。請(qǐng)簡(jiǎn)述粗銅電解得到精銅的原理：___________________________
__________________________________________________________________。
解析：(2)Cu2O、Cu2S中的Cu由＋1價(jià)被還原為0價(jià)，為氧化劑；Cu2S中的S由－2價(jià)被氧化為＋4價(jià)，為還原劑。(3)處理SO2尾氣可得到硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化學(xué)品。
答案：(1)Cu2S　(2)Cu2O和Cu2S
(3)形成酸雨　硫酸、硫酸銨
(4)電解池中，粗銅為陽(yáng)極，純銅為陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，Cu失去電子，Cu單質(zhì)變?yōu)镃u2＋進(jìn)入溶液中：Cu－2e－===Cu2＋；陰極上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu2＋得到電子在陰極上析出Cu單質(zhì)：Cu2＋＋2e－===Cu，從而達(dá)到精制Cu的目的

[歸納提升]
銅的冶煉“三方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
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。
(3)生物煉銅：“吃巖石的細(xì)菌”能耐受銅鹽的毒性，并能利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，然后把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的硫酸銅。
生物煉銅的優(yōu)點(diǎn)：a.成本低；b.污染?。籧.反應(yīng)條件簡(jiǎn)單；d.含量(品位)很低的礦石也可以被利用。
　定量測(cè)定合金組成的兩種方法

1．定量集氣法
定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時(shí)所產(chǎn)生的氣體的量，應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來(lái)判斷合金的組成。其原理的關(guān)鍵點(diǎn)是某組分具有特殊性質(zhì)(特別是與酸或堿反應(yīng)能產(chǎn)生氣體)。其操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。
2．沉淀法
沉淀法測(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時(shí)涉及的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問(wèn)題有：稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點(diǎn)是沉淀試劑的選擇)、過(guò)濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測(cè)定結(jié)果的誤差分析)。
[考能突破練]
　有三種鎂鋁合金樣品①、②、③(組分比例不一定相同)。三位同學(xué)各取一種樣品，對(duì)合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)探究：
(1)第一位同學(xué)取樣品①m1 g和過(guò)量的氫氧化鈉溶液反應(yīng)，然后過(guò)濾；再往濾液中通入過(guò)量的二氧化碳?xì)怏w，將所得沉淀過(guò)濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質(zhì)量仍為m1 g。則合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(小數(shù)點(diǎn)后保留2位)。
(2)第二位同學(xué)取樣品②m2 g和足量的稀硫酸反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標(biāo)準(zhǔn)狀況下得到氣體體積為V L，則m2的取值范圍是________(結(jié)果化為最簡(jiǎn)分?jǐn)?shù))。
(3)第三位同學(xué)取不同質(zhì)量的樣品③分別和30 mL同濃度的鹽酸反應(yīng)，所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)如下表所示：
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
a
b
c
合金質(zhì)量/g
0.51
0.765
0.918
氣體體積/mL
560
672
672
Ⅰ.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)__________________________________________________________________。
Ⅱ.合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_________________________________________________________________。
Ⅲ.要使c組實(shí)驗(yàn)后剩余合金中的鋁恰好完全溶解，還需向容器中加入1.0 mol·L－1的氫氧化鈉溶液________ mL。
解析：(1)加入NaOH溶液，再通入二氧化碳得到Al(OH)3沉淀，灼燒得到Al2O3，合金的質(zhì)量與Al2O3的質(zhì)量相同，故Al2O3中O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就是合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，即×100%≈47.06%。(2)若該氫氣完全由Al生成，則m(Al)＝××27 g·mol－1＝ g；若該氫氣完全由Mg生成，則m(Mg)＝×24 g·mol－1＝ g。
(3)Ⅰ.c中鹽酸反應(yīng)完全，n(H2)＝0.03 mol，則c(HCl)＝＝2.0 mol·L－1。Ⅱ.用a組數(shù)據(jù)列方程組，計(jì)算求得n(Mg)＝n(Al)＝0.01 mol，w(Mg)＝≈47.06%。Ⅲ.由HCl～NaCl知，n(NaCl)＝n(HCl)＝0.06 mol，由關(guān)系式Al～NaAlO2可知，n(NaAlO2)＝n(Al)＝×0.01 mol＝0.018 mol。根據(jù)Na元素守恒得：n(NaOH)＝0.06 mol＋0.018 mol＝0.078 mol，所以V(NaOH)＝＝0.078 L＝78 mL。
答案：(1)47.06%　(2)

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