第10講　金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用
目標要求　1.結合真實情景中的應用實例或通過實驗探究，了解金屬材料及其重要化合物的主要性質(zhì)，了解其在生產(chǎn)、生活中的應用。2.結合實例認識金屬性質(zhì)的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)的轉化，認識物質(zhì)及其轉化在自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要作用。


一、鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)
1．鎂、鋁的結構和存在
鎂、鋁分別位于元素周期表的第3周期ⅡA族和ⅢA族，原子結構示意圖為和，它們都是活潑的金屬，在自然界中全部以化合態(tài)的形式存在。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。
2．金屬鋁的物理性質(zhì)
銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。鋁的熔點比鎂高，硬度比鎂大。
3．對比掌握鎂、鋁的化學性質(zhì)

鋁
鎂
與非金
屬反應
能被Cl2、O2氧化
2Mg＋O22MgO
3Mg＋N2Mg3N2
與水反應
反應很困難
能與沸水反應
Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
與酸(H＋)
反應
能與H＋反應產(chǎn)生H2
反應速度比Al快
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
與堿反應
能溶于強堿溶液產(chǎn)生H2
不反應
與某些氧
化物反應
能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應
能在CO2中燃燒：
2Mg＋CO22MgO＋C

問題思考
鋁的化學性質(zhì)用以下轉化關系表示

寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：
①________________________________________________________________________。
②________________________________________________________________________。
③________________________________________________________________________。
④________________________________________________________________________。
答案　4Al＋3O22Al2O3
2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑
4．鋁的制備
(1)鋁土礦Al2O3。
(2)2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
二、鋁的重要化合物
1．氧化鋁和氫氧化鋁(兩性)
名稱
氧化鋁(Al2O3)
氫氧化鋁[Al(OH)3]
物理性質(zhì)
白色固體，熔點很高
白色膠狀物質(zhì)，難溶于水
化學
性質(zhì)
與酸
反應
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
與堿
反應
Al2O3＋2OH－＋3H2O===
2[Al(OH)4]－
Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
加熱
不分解
2Al(OH)3Al2O3＋3H2O
制備方法
Al(OH)3加熱分解
①Al3＋與氨水反應
②[Al(OH)4]－溶液中通入CO2
③可溶性鋁鹽和四羥基合鋁酸鹽混合
主要用途
①作耐火材料
②冶煉鋁的原料
①制藥
②凈水作用

氫氧化鋁的電離：
酸式電離：Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋；
堿式電離：Al(OH)3Al3＋＋3OH－。
2．常見的鋁鹽——明礬
(1)明礬的化學式為KAl(SO4)2·12H2O，屬于復鹽。
(2)明礬凈水的原理
明礬溶于水時發(fā)生電離，電離方程式為KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋發(fā)生水解反應，產(chǎn)生Al(OH)3(膠體)，其吸附能力很強，可以吸附水中的雜質(zhì)并形成沉淀，使水澄清。
問題思考
(1)鋁與氫氧化鈉溶液反應時，反應機理是怎樣的？請用雙線橋法標出該反應電子轉移的方向與數(shù)目。
答案　鋁先與強堿溶液中的水反應生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成Na[Al(OH)4]和H2O，反應中Al為還原劑，水為氧化劑。

(2)中學化學學習階段接觸到許多既能與酸反應又能與堿反應的物質(zhì)，除了Al及其重要化合物外，你還知道哪些？
答案?、偃跛岬匿@鹽，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等；②弱酸的酸式鹽，如：NaHCO3、KHS、NaHSO3等；③氨基酸。

(1)鋁在自然界中有游離態(tài)和化合態(tài)兩種形式(　　)
(2)MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑(　　)
(3)冶煉鋁時常用焦炭作還原劑(　　)
(4)鋁與少量NaOH溶液反應得到鋁鹽，與足量NaOH溶液反應生成四羥基合鋁酸鹽(　　)
(5)相同質(zhì)量的鎂條分別在足量的CO2和O2中完全燃燒，所得固體的質(zhì)量相同(　　)
(6)工業(yè)上制造鎂粉時，可將鎂蒸氣在N2中冷卻(　　)
(7)Al2O3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等(　　)
(8)明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用(　　)
(9)[Al(OH)4]－、HCO在水溶液中因發(fā)生雙水解反應而不能大量共存(　　)
(10)[Al(OH)4]－與NH在水溶液中因發(fā)生雙水解反應不能大量共存(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×　(9)×　(10)√

題組一　鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)及應用
1．鎂是一種活潑的金屬單質(zhì)，下列關于金屬鎂的說法中正確的是(　　)
A．鎂能與NaOH溶液反應生成Mg(OH)2沉淀
B．大量鎂條燃燒引起的火災不能用干冰滅火器滅火
C．鎂在任何條件下都不能與水反應
D．鎂能在N2中燃燒，且生成MgN
答案　B
解析　鎂不是兩性金屬，不能與NaOH溶液反應，故A錯誤；鎂能在CO2中燃燒，故B正確；鎂在加熱條件下能與水反應生成氫氧化鎂和氫氣，故C錯誤；鎂能在N2中燃燒，且生成Mg3N2，故D錯誤。
2．下列關于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是(　　)
A．不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁會和酸或堿反應
B．鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學性質(zhì)很穩(wěn)定
C．鋁和NaOH溶液反應：Al＋2OH－＋2H2O===[Al(OH)4]－＋H2↑
D．用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點較低
答案　A
解析　A項，無論是鋁還是其氧化物都能與酸或堿反應，正確；B項，鋁表面形成致密的氧化膜，錯誤；C項，電荷、原子均不守恒，正確的離子方程式為2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，錯誤；D項，打磨后的鋁箔在酒精燈上灼燒表面生成Al2O3，高熔點的Al2O3兜住了熔融的液態(tài)鋁，不會滴落，錯誤。
題組二　氧化鋁、氫氧化鋁的特性及應用
3．下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(　　)
A．鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應，過濾、洗滌、干燥
B．用過量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋
C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾，向濾液中通入過量CO2后過濾
D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應，過濾、洗滌、干燥得到MgO
答案　B
解析　Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3＋、Al3＋均轉化為氫氧化物沉淀，達不到除雜的目的。
4．用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下列操作步驟中最恰當?shù)慕M合是(　　)
①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解?、圻^濾　④通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^量燒堿溶液
A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③
答案　B
5．工業(yè)上以鋁土礦(主要成分是氧化鋁，含氧化鐵雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：

下列敘述正確的是(　　)
A．反應①中試劑X是氫氧化鈉溶液
B．試劑Y是HCl，它與[Al(OH)4]－反應生成氫氧化鋁
C．圖中所示轉化反應中包含2個氧化還原反應
D．將X與Y試劑進行對換，最終可以達到相同結果
答案　A
解析　B項，若試劑Y是HCl，它與[Al(OH)4]－反應生成Al3＋，錯誤；C項，圖中所示轉化只有一步是氧化還原反應2Al2O34Al＋3O2↑，錯誤；D項，試劑X為氫氧化鈉，濾渣C為氧化鐵，濾液A為四羥基合鋁酸鈉和氫氧化鈉混合溶液，通入過量二氧化碳氣體，發(fā)生反應：Na[Al(OH)4]＋CO2===Al(OH)3↓＋NaHCO3，不能對換，錯誤。

含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類
利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：
(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。
(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。
(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。
(4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。


1．單質(zhì)銅
(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。
(2)化學性質(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被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹。有關化學方程式：_______________________________________________
____________________________________________________________________________。
②寫出下列化學方程式：
銅在空氣中加熱：___________________________________________________________；
銅絲在硫蒸氣中反應：_______________________________________________________。
答案　①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
②2Cu＋O22CuO　2Cu＋SCu2S


2．銅及其常見化合物的顏色
物質(zhì)
顏色
物質(zhì)
顏色
Cu
紫紅色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
藍色
Cu2O
磚紅色
Cu2(OH)2CO3
綠色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
藍色

問題思考
銅的重要化合物轉化關系如下，

完成下列方程式：
(1)銅的氧化物
①CuO高溫分解得Cu2O，化學方程式為4CuO2Cu2O＋O2↑。
②Cu2O溶于稀硫酸產(chǎn)生藍色溶液和紫紅色固體，離子方程式為Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。
(2)氫氧化銅
氫氧化銅懸濁液煮沸變黑的原因，用化學方程式表示為Cu(OH)2CuO＋H2O。
(3)硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。
(4)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，化學方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O，可溶于稀硫酸，離子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。

(1)CuO是黑色固體，與水反應生成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)無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水(　　)
(4)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕(　　)
(5)CuSO4·5H2O失去結晶水屬于物理變化(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√　(5)×

題組一　銅及其化合物的性質(zhì)和應用
1．(2018·衡陽二模)我國宋代沈括在《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。挹其水熬之，則成膽礬。熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅。”下列對文中詞語的理解，正確的是(　　)
A．“苦泉”中泉水屬于膠體
B．“熬”表示加熱蒸餾
C．“膽礬”化學式為CuSO4
D．“化”表示置換轉化
答案　D
解析　由題意可知，“苦泉”泉水中含有硫酸銅，屬于溶液，不屬于膠體，故A錯誤；硫酸銅溶液蒸發(fā)得到硫酸銅晶體，從溶液中獲取晶體，屬于蒸發(fā)操作，故B錯誤；膽礬是硫酸銅晶體，“膽礬”化學式為CuSO4·5H2O，故C錯誤；熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅，是發(fā)生了：Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4，硫酸銅與Fe置換反應生成Cu，即“化”表示置換轉化，故D正確。
2．某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達到實驗目的的是(　　)
A．將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應后再加入水，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
答案　D
解析　Cu與Cl2在常溫下不反應，需要加熱才能發(fā)生反應，B項錯誤；CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā)，加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到CuCl2固體，C項錯誤。
題組二　銅及其化合物的制備
3．(2020·銅川調(diào)研)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O晶體的工藝流程如下：

下列說法正確的是(　　)
A．焙燒過程中每消耗1 mol CuS則消耗3 mol O2
B．焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液退色
C．濾渣中主要含鐵的氧化物
D．將獲得的CuCl2·2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體
答案　B
解析　A項，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，錯誤；B項，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液退色，正確；C項，調(diào)節(jié)pH時，F(xiàn)e3＋水解轉化為Fe(OH)3而除去，錯誤；D項，將CuCl2·2H2O直接加熱脫水，Cu2＋水解，HCl揮發(fā)會產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2，錯誤。
4．(2019·西寧檢測)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______(填字母)吸收。
a．濃硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH溶液 d．氨水
(2)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是__________(填字母)。
a．電能全部轉化為化學能
b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應
c．溶液中Cu2＋向陽極移動
d．從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬
(4)利用反應2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為___________________________________________________________。
答案　(1)cd　(2)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu　(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
解析　(1)氣體A中的大氣污染物為SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據(jù)圖示，泡銅中的Cu2O與Al高溫下發(fā)生鋁熱反應制得銅。(3)電解精煉銅過程中，電能轉變?yōu)榛瘜W能的同時，部分電能也轉化為熱能，a錯；電解精煉粗銅時，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)生氧化反應，b對；電解過程中Cu2＋向陰極移動，c錯；粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅的弱，形成陽極泥，可以回收，d對。(4)根據(jù)總反應，O2發(fā)生還原反應，因此正極反應式為O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

銅的冶煉“兩方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫煉銅：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)，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極即可得精銅。


1．合金的概念及性能

2．常見的金屬材料
(1)金屬材料分類

(2)幾種常見的合金
①鋼鐵

②
③

3．金屬礦物的開發(fā)利用
(1)金屬在自然界中的存在。

(2)金屬冶煉的實質(zhì)。
金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即Mn＋＋ne－===M(寫反應通式，用M表示金屬)。
(3)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)。

4．鋁熱反應實驗中的有關問題
實驗
裝置

實驗
現(xiàn)象
①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中
實驗
結論
高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
原理
應用
①制取熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等；
②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等


(1)金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性(　　)
(2)金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體(　　)
(3)合金材料中不可能含有非金屬元素(　　)
(4)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬(　　)
(5)合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬(　　)
(6)金屬氧化物與鋁粉的混合物都是鋁熱劑(　　)
(7)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高(　　)
(8)電解氯化鎂溶液制取金屬鎂(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×　(8)×

題組一　金屬材料、合金的性能及應用
1．(2019·中原區(qū)校級月考)青銅的主要成分是銅和錫，錫的熔點是232 ℃，含錫25%的青銅熔點約為800 ℃，《呂氏春秋·別類編》中有關于青銅的記載“金(銅)柔錫柔，合兩柔則為剛，燔(燒)之則為淖(液體)?！毕铝姓f法正確的是(　　)
A．在輪船外殼懸掛鋅、錫等金屬塊可減慢鋼鐵的腐蝕
B．合金的熔點一定低于各組分金屬的熔點
C．銅和錫在元素周期表均位于第4周期
D．“合兩柔則為剛”體現(xiàn)了合金的硬度通常大于各組分金屬的特點
答案　D
解析　要保護鋼鐵，在和海水構成的原電池中應該讓鋼鐵作正極才能被保護，活潑性比Fe強的金屬作負極，錫金屬性弱于鐵，不能保護鐵，故A錯誤；青銅的主要成分是銅和錫，錫的熔點是232 ℃，含錫25%的青銅熔點約為800 ℃，青銅的熔點高于錫，故B錯誤；錫位于周期表的第5周期，故C錯誤；“金(即銅)柔錫柔，合兩柔則剛”體現(xiàn)了合金硬度大于成分金屬硬度，故D正確。
2．C919大型飛機的制造采用了大量新材料鋁鋰合金。下列關于鋁鋰合金的說法不正確的是(　　)
A．鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物
B．鋁鋰合金的硬度比鋰大
C．鋁鋰合金的熔、沸點比鋁低
D．鋁鋰合金耐酸堿腐蝕
答案　D
解析　鋁鋰合金中的鋁既能與酸反應，又能與堿反應，鋰能與酸反應，故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。
題組二　金屬冶煉、金屬礦物的開發(fā)利用(不定項選擇題)
3．(2020·成都模擬)《五金·鐵》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時，相連數(shù)尺內(nèi)，低下數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪，即時炒成熟鐵。”以下說法不正確的是(　　)
A．金屬冶煉方法由金屬活動性決定
B．熟鐵比生鐵質(zhì)地更硬，延展性稍差
C．炒鐵是為了降低鐵水中的碳含量
D．該法與近代往生鐵水吹空氣煉鋼異曲同工
答案　B
解析　活潑性不同的金屬，其冶煉方法不同，即金屬冶煉方法由金屬活動性決定，故A正確；熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟，且延展性好，故B錯誤；炒鐵過程中降低了鐵水中的碳含量，從而將生鐵轉化成熟鐵，故C正確；該冶煉方法和近代往生鐵水吹空氣煉鋼，都是利用空氣中氧氣氧化C元素，其原理基本相同，故D正確。
4．(2020·新鄉(xiāng)質(zhì)檢)下列說法正確的是(　　)
A．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣
B．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子
C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應
D．MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg
答案　BC
解析　電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到單質(zhì)鈉，A錯誤；電解熔融Al2O3發(fā)生的是氧化還原反應，C正確；工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCl2而不是MgO，D錯誤。
5．(2019·濰坊期中)以高硫鋁土礦(主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)為原料，生產(chǎn)Fe3O4的部分工藝流程如下：

下列說法錯誤的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收焙燒過程產(chǎn)生的SO2有利于保護環(huán)境和資源再利用
B．從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物
C．向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由[Al(OH)4]－轉化為Al3＋
D．FeS2與Fe2O3混合后在無氧條件下焙燒的目的是生成Fe3O4和SO2
答案　C
解析　C項，通入過量的二氧化碳，濾液中的[Al(OH)4]－只能轉化為氫氧化鋁沉淀。
題組三　鋁熱反應及應用
6．鋁熱反應的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關于鋁熱反應解答下列問題：
(1)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗，需要的試劑還有________(填字母)。
A．KCl B．KClO3
C．MnO2 D．Mg
(2)用等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物在一定條件下與Al粉進行鋁熱反應。
①引發(fā)鋁熱反應的操作是________________________________________________________。
②產(chǎn)物中單質(zhì)是________(寫名稱)。
(3)取少量(1)中鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，________(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是___________
_____________________________________________________________(用離子方程式說明)。
答案　(1)BD
(2)①加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃?、阼F
(3)不能　Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋
解析　(1)做鋁熱反應的實驗時，需要KClO3作助燃劑，且用鎂條引燃。(2)在混合物上加少量KClO3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClO3固體分解放出O2，進一步加劇Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應，所以產(chǎn)物中單質(zhì)為Fe。(3)反應后固體混合物中若有Fe2O3，因發(fā)生反應：Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，F(xiàn)e3＋轉化為Fe2＋，加KSCN溶液不會變紅。

1．(高考選項組合)下列說法或性質(zhì)對應用途正確的是(　　)
A．氫氧化鋁不可用于中和過多胃酸(2018·全國卷Ⅱ，7C改編)
B．KAl(SO4)2·12H2O溶于水可形成Al(OH)3膠體(2018·江蘇，6B)
C．Al2O3是兩性氧化物，可用作耐高溫材料(2018·江蘇，3C)
D．給定條件轉化：Al(s)Na[Al(OH)4](aq)Al(OH)3(s)(2018·江蘇，9B)
答案　B
2．(2018·全國卷Ⅰ，7)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：

下列敘述錯誤的是(　　)
A．合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用
B．從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、Li
C．“沉淀”反應的金屬離子為Fe3＋
D．上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉
答案　D
解析　Li2SO4易溶于水，用硫酸鈉代替碳酸鈉，不能形成含Li沉淀，D項錯誤；合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用，A項正確；LiFePO4中含有Li和Fe元素，正極片堿溶所得濾液中含有Al元素，B項正確；Fe2＋能被HNO3氧化為Fe3＋，F(xiàn)e3＋遇到堿液后沉淀，而另一種金屬離子——鋰離子遇到碳酸鈉后沉淀，C項正確。
3．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復鹽，在造紙等方面應用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示。回答下列問題：

(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應選用______(填標號)。
a．HCl溶液 b．H2SO4溶液
c．氨水 d．NaOH溶液
(2)易拉罐溶解過程中主要反應的化學方程式為_________________________________
________________________________________________________________________。
(3)沉淀B的化學式為_____________________________________________________；
將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)d　
(2)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大
解析　(2)選用NaOH溶液溶解易拉罐，主要發(fā)生反應為2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。(3)濾液A中鋁元素以[Al(OH)4]－形式存在，與溶液中HCO發(fā)生反應：[Al(OH)4]－＋HCO===Al(OH)3↓＋CO＋H2O，故沉淀B為Al(OH)3，明礬溶于水時，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
4．[2019·全國卷Ⅰ，26(1)(2)(4)]硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料，廣泛應用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下：

回答下列問題：
(1)在95 ℃“溶浸”硼鎂礦粉，產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應的化學方程式為________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“濾渣1”的主要成分有_________________________________________________。
為檢驗“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3＋離子，可選用的化學試劑是________。
(3)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為_____________________，
母液經(jīng)加熱后可返回________工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是________。
答案　(1)NH4HCO3＋NH3===(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3　KSCN
(3)2Mg2＋＋3CO＋2H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋2HCO[或2Mg2＋＋2CO＋H2O===Mg(OH)2·MgCO3↓＋CO2↑]　溶浸　高溫焙燒
解析　(1)由流程圖加入物質(zhì)可知，“溶浸”時產(chǎn)生的氣體只能是NH3，NH3與NH4HCO3反應生成用于“沉鎂”的物質(zhì)只能是(NH4)2CO3。(2)由流程圖可知，在過濾獲取H3BO3之前沒有除Fe3＋、Al3＋的步驟，推知氧化鐵、氧化鋁在“溶浸”時沒有溶解，而二氧化硅不溶于硫酸銨溶液，因而濾渣1的主要成分是二氧化硅、氧化鐵、氧化鋁。檢驗Fe3＋的試劑可選用KSCN。(3)“沉鎂”中，結合反應物有Mg2＋、CO，生成物為Mg(OH)2·MgCO3，依據(jù)離子方程式書寫要求，即可寫出方程式。母液含硫酸銨，可以將母液返回“溶浸”工序循環(huán)使用，體現(xiàn)綠色化學理念和環(huán)境保護思想。堿式碳酸鎂轉化成輕質(zhì)氧化鎂，聯(lián)系碳酸鎂、氫氧化鎂受熱都能分解生成氧化鎂。

英語朗讀寶
相關資料 更多
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部