第3章 第2节 金属材料-【创新教程】2025年高考化学总复习大一轮教师用书word（鲁科单选版）

第二节　金属材料 课程标准 核心素养(教师用书独具) 1．能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属冶炼等)对社会发展的价值、对环境的影响 2．了解常见金属的活动性顺序和常见金属的冶炼方法 3．了解铝、氧化铝、氢氧化铝的主要性质及其应用 1．宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理 2．科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养绿色环保意识 3．科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要性质 考点一　铜及其重要化合物 一、铜的性质 1．物理性质：铜是　紫红　色金属，具有良好的　导电　性、　导热　性和延展性。 2．化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 (1)化学方程式：　2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3　(　绿色　固体)。 (2)化学方程式：　2Cu＋SCu2S　。 (3)与氧化性酸 a．与浓硫酸共热：　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　， b．与稀硝酸反应的离子方程式：　3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O　， c．与浓硝酸反应的离子方程式：　Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O　。 二、铜的重要化合物的性质及应用 1．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) 　CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O　 　Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O　 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O 　Cu2O＋H22Cu＋H2O　 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 2．氢氧化铜——　蓝　色难溶物，是一种弱碱 3．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3的俗名为　铜绿　，呈　绿　色，是铜锈的主要成分，受热易分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。 (2)CuSO4 a．CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称　胆矾　。受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。 b．无水CuSO4遇水变　蓝　色(生成CuSO4·5H2O)，可作为　H2O　的检验试剂。 (3)铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 (1)Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。 (2)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2( × ) (2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物( × ) (3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( √ ) (4)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化( × ) (5)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈( × ) (6)铜与氯气、氧气、硫分别反应，得到的产物中铜的化合价均为＋2价( × ) (7)CuSO4溶液与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH( × ) (8)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体( × ) 2．思考回答： (1)有一种红色粉末状物质，可能是Cu，也可能是Cu2O，请设计实验证明红色粉末是Cu还是Cu2O。 答案：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 (2)某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案： ①CuCuSO4硫酸铜溶液 CuSO4·5H2O ②CuCuO 硫酸铜溶液 CuSO4·5H2O 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？为什么？ 答案：方案①：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。 方案②：消耗能量较多，且步骤复杂。 方案③：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。 因此方案(3)更经济合理。 ◆[题组1]　铜及其化合物的性质及应用　 1．(2024·湛江市高三二模)部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a、d均易溶于水 B．b既有氧化性又有还原性 C．常温下，f与单质硫反应生成e D．向固体c中通入H2S生成e 解析：B　[a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。A项，a为CuO，d为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，A错误；B项，b为Cu2O，Cu的化合价为＋1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，B正确；C项，Cu在常温下不与S反应，需要加热才能反应，C错误；D项，向固体Cu(OH)2中通入H2S生成CuS，D错误。] 2．(双选)(2024·青岛十九中高三期中)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案： 方案一：铜铝混合物测定生成气体的体积 方案二：铜铝混合物测定剩余固体的质量 下列有关判断中不正确的是(　　) A．溶液A和溶液B均可以是NaOH溶液或稀硝酸 B．若溶液B选用浓硝酸，测得铜的质量分数偏大 C．方案一可能产生氢气，方案二可能剩余铜 D．实验室中方案二更便于实施 解析：AB　[A.如果选用稀硝酸，稀硝酸与铜和铝都能反应，A错误；B.如果选用浓硝酸，铝在浓硝酸中会钝化，表面生成氧化铝，使铜的质量分数偏小，B错误；C.溶液A、B可以是盐酸、氢氧化钠，方案一可能产生氢气，方案二可能剩余铜，故C正确；D.测固体质量比测气体体积便于实施且误差更小，D正确。] ◆[题组2]　铜及其化合物的综合应用　 3．(2024·潍坊市高三期中)碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。实验室中以废铜屑为原料，制取碱式碳酸铜的流程如下。下列说法错误的是(　　) A．酸浸产生的气体可用NaOH溶液吸收 B．加热时，可选用水浴加热 C．可用盐酸和Ba(OH)2溶液检验滤液中是否有CO D．温度和pH是影响产品纯度的主要因素 解析：C　[废铜屑与浓硝酸反应，产生的气体为氮氧化物，可用NaOH溶液吸收；过滤除去难溶性滤渣，滤液中含硝酸铜和硝酸，加入碳酸钠溶液加热，加氢氧化钠溶液调节pH，经过一系列反应得到碱式碳酸铜。A.酸浸产生的气体为氮氧化物，可用 NaOH 溶液吸收，A正确；B.加热的温度为70 ℃，可选用水浴加热，B正确；C.若溶液中含碳酸氢根，与酸反应能产生气体，且气体能使氢氧化钡溶液产生沉淀，C错误；D.温度过高，pH过高，得到氢氧化铜沉淀，影响产品纯度，故温度和pH是影响产品纯度的主要因素，D正确。] 4．CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并验证其他分解产物。 ①CuCl2·2H2OCuCl2CuCl＋Cl2 ②CuCl是一种白色难溶固体，潮湿CuCl在空气中缓慢被氧化 (1)配平潮湿CuCl在空气中被氧化的化学方程式： ______CuCl＋______O2＋______===3CuO·CuCl2·3H2O＋______HCl 该小组选用如图装置进行实验(夹持加热仪器略)。 (2)装置A用于制取HCl：NaCl＋H2SO4===NaHSO4＋HCl↑，浓硫酸在该反应中体现强酸性和______性； (3)按实验要求选择上图装置，连接顺序为：a______(按气流方向，用小写字母表示)； (4)根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下： ①连接装置，__________；②装入药品；③打开分液漏斗活塞；④控制温度加热硬质玻璃管一段时间；⑤停止通HCl，升温继续加热；步骤④通HCl的目的是________________________________________________________________________； (5)装置E中发生反应的离子方程式是_______________________________________。 (6)装置B中试纸先变蓝后又褪色，经查资料获知过量的Cl2能将I2氧化。甲同学认为可将湿润的淀粉­KI试纸改成足量的淀粉­KI溶液以克服Cl2过量的问题，但小组分析后认为该方案存在一个明显安全问题：_____________________________________________。 (7)反应结束后，CuCl产品中可能含有少量未分解的CuCl2，乙同学认为只用一种日常生活常见的液体即可检验。该实验方案为：取少量固体放入小试管中，________________________________________________________________________。 解析：(1)配平潮湿CuCl在空气中被氧化，说明有水参加反应，结合氧化还原反应的电子守恒和原子守恒，此反应的化学方程式经配平后为4CuCl＋O2＋4H2O===3CuO·CuCl2·3H2O＋2HCl；(2)实验室通过利用浓硫酸的强酸性和难挥发性的性质，通过反应NaCl＋H2SO4===NaHSO4＋HCl↑来制取HCl；(3)由A装置制备的HCl通入C装置，经过D装置无水硫酸铜检验生成的水和B装置检验是否有氯气生成，最后用E装置进行尾气处理，减少环境污染，则装置的连接顺序为adegfcbh或aedgfcbh；(4)装置连接后，首先要检查装置气密性，再进行后续实验；因CuCl2在水溶液中易水解，可通入HCl抑制CuCl2水解；(5)装置E是用NaOH溶液吸收含有HCl和Cl2的尾气，发生反应的离子方程式是H＋＋OH－===H2O和Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O；(6)如果将湿润的淀粉­KI试纸改成足量的淀粉­KI溶液，因HCl气体易溶解于水，容易产生倒吸现象，存在安全隐患；(7)CuCl2能溶解于水，且其水溶液显蓝色，同时考虑到CuCl在潮湿环境中易氧化，则检验时需避免空气中氧气的干扰，具体操作是加少量水后用胶塞盖紧，迅速振荡，若溶液显蓝色则产品中含CuCl2，若不显蓝色则不含CuCl2。 答案：(1)4　1　4H2O　2 (2)难挥发 (3)degfcbh或edgfcbh (4)检查装置气密性　抑制CuCl2水解 (5)H＋＋OH－===H2O、Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O (6)HCl易溶于水，易发生倒吸 (7)加少量水后用胶塞盖紧，迅速振荡，若溶液显蓝色则产品中含CuCl2，若不显蓝色则不含CuCl2 ◆[题组3]　拓展应用　 5．铬(Cr)的本意是颜色，因为它的化合物或离子都有美丽的颜色，如存在于溶液中的Cr2＋(蓝色)、Cr3＋(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等。 (1)铬铁矿的主要成分是Fe(CrO2)2，该物质中三种元素的化合价均是整数，则铬元素的化合价是　________，由铬能形成Fe(CrO2)2及______等物质知Cr2O3是两性氧化物。 (2)单质铬可溶于盐酸(过量)并得到蓝色溶液，该溶液与空气接触后很快会变成蓝紫色，写出变成蓝紫色溶液时反应的离子方程式_________________________________。 (3)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化：2CrO＋2H＋Cr2O＋H2O。 ①向Na2CrO4溶液中加入浓硫酸，溶液会变成橙红色，原因是________________________________________________________________________。 ②向Na2CrO4溶液中加入浓盐酸，溶液会变成蓝紫色并有黄绿色气体产生，反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。 (4)工业上制取重铬酸钠晶体(Na2Cr2O7·2H2O)的一种方法如图所示。 回答下列问题： ①氧化过程中某一反应如下(其中调pH前的溶液就显黄色)，请完成下面反应的化学方程式： ______Fe(CrO2)2＋______Na2CO3＋______O2===______＋______Fe2O3＋______CO2。 ②若操作Ⅰ为蒸发结晶、过滤，则料液中所含盐的化学式为________________________________________________________________________。 (5)全铬液流储能电池是目前正在开发研制的新型大型储能电池，其充电时工作原理如图所示，该电池贮存电能时阳极上的电极反应式为_____________________________________。 解析：(1)由化合价规则知Fe(CrO2)2中铬为＋3价，由两性氧化物Al2O3形成的盐可写出符合条件的化合物Cr2(SO4)3、Cr(NO3)3等。(2)由溶液颜色变化知，单质铬先被氧化为Cr2＋，再被空气氧化为Cr3＋。(3)加入硫酸后c(H＋)增大，平衡向右移动，导致溶液显橙红色；加入盐酸时，CrO将Cl－氧化为Cl2，本身被还原为Cr3＋，由得失电子守恒知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶3。 (4)由溶液颜色知，氧化过程中有CrO生成，结合原子守恒和质量守恒知缺项的物质为Na2CrO4，配平后得4Fe(CrO2)2＋8Na2CO3＋7O2===8Na2CrO4＋2Fe2O3＋8CO2。蒸发结晶中得到的固体是Na2Cr2O7，料液中还有没析出的Na2CrO4、Na2SO4。(5)充电时阳极上Cr4＋失去电子生成CrO。 答案：(1)＋3　Cr2(SO4)3(其他合理的物质也对) (2)4H＋＋4Cr2＋＋O2===4Cr3＋＋2H2O (3)①加入硫酸后，溶液中c(H＋)增大，平衡向右移动 ②1∶3 (4)①4　8　7　8Na2CrO4　2　8 ②Na2SO4、Na2CrO4 (5)Cr4＋＋4H2O－2e－===CrO＋8H＋ 考点二　铝及其化合物的主要性质和应用 一、铝的原子结构、存在和物理性质 1．铝的原子结构和存在 铝位于元素周期表　第3周期ⅢA族　，原子结构示意图为　　。铝元素在地壳中含量丰富，仅次于　氧和硅　，自然界中的铝全部以　化合　态存在。 2．金属铝的物理性质 　银白　色金属，有良好的　延展性　、　导电性　和导热性等，密度较小，质地柔软。 二、铝的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ②　2Al＋3Cl22AlCl3　， ④　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑　， ⑤　2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　(铝热反应)。 三、铝的重要化合物及应用 1．氧化铝 2．氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的　吸附　性。 (2)化学性质(用化学方程式表示) Al(OH)3的电离方程式为 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①　Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O　。 ②　Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－　。 ③　2Al(OH)3Al2O3＋3H2O　。 (3)制备 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为　Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NH　。 ②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为　[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO　。 ③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合： 3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓　。 3．一种重要的复盐——明矾 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。 (2)明矾的化学式为　KAl(SO4)2·12H2O　，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH　＜　7(填“＜”“>”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。 4．氧化铝和氢氧化铝(两性) 名称 氧化铝(Al2O3) 氢氧化铝[Al(OH)3] 物理性质 白色固体，熔点很高 白色胶状物质，难溶于水 化学 性质 与酸反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 与碱反应 Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 加热 不分解 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 制备方法 Al(OH)3加热分解 ①Al3＋与氨水反应 ②[Al(OH)4]－溶液中通入CO2 ③可溶性铝盐和四羟基合铝酸盐混合 主要用途 ①作耐火材料 ②冶炼铝的原料 ①制药　②净水作用 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( × ) (2)MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂( × ) (3)铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜( √ ) (4)铝箔在空气中用酒精灯加热可以观察到铝熔化了但并不滴落( √ ) (5)常温下，铝与稀硝酸反应可以制取氢气( × ) (6)由于铝具有强还原性，所以常用铝来冶炼某些高熔点金属( √ ) (7)常温下，铝被浓硫酸钝化，所以可用浓硫酸除去铝表面的铜镀层( × ) (8)因为铝不和浓H2SO4反应，所以可用铝槽车运输浓H2SO4( × ) 2．思考回答： (1)在做铝的燃烧实验时，用坩埚钳夹住一小块铝箔，在酒精灯上加热至熔化，会看到的现象是铝箔熔化，失去光泽，但熔化的铝并不滴落。原因是什么？ (2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，有人说“Al既有金属性，又有非金属性”，你认为这种说法是否恰当？为什么？ (3)铝与氢氧化钠溶液反应时，反应机理是怎样的？请用双线桥法标出该反应电子转移的方向与数目。 答案：(1)铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落。 (2)不恰当。金属性是指元素原子的失电子能力，非金属性是指元素原子的得电子能力。铝无论是溶于强酸，还是强碱溶液，都是Al失去3e－，化合价升高(为＋3价)，均作还原剂，因而铝具有较强的金属性。 (3)铝先与强碱溶液中的水反应生成H2和Al(OH)3，Al(OH)3可溶于NaOH生成Na[Al(OH)4]和H2O，反应中Al为还原剂，水为氧化剂。 ◆[题组1]　铝的性质、用途　 1．下列关于铝单质的叙述中，正确的是(　　) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应；Al＋2OH－===[Al(OH)4]－＋2H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 解析：A　[A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B项，铝表面形成致密的氧化膜，错误；C项，电荷、原子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑，错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，错误。] 2．易拉罐的主要成分为铝合金，其中以铝铁合金和铝镁合金最为常见。现取几小块易拉罐碎片进行下列实验，其中实验方案与现象、结论正确的是(　　) 选项 实验方案 现象、结论 A 加入盐酸 产生无色气体，含铝、铁、镁三种元素 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生，含有镁铝两种元素 C 加入盐酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液 产生白色沉淀，含有镁元素 D 用盐酸溶解并放置一会儿后，加入KSCN溶液 溶液呈红色，含有铁元素 解析：D　[A项，铝、铁、镁都可与盐酸反应产生无色气体，不能得出含铝、铁、镁三种元素的结论，A错误；B项，铝、铁、镁三种金属中只有铝能与NaOH溶液反应产生无色气体，B错误；C项，氢氧化镁与氢氧化铝均为白色沉淀，C错误；D项，用盐酸溶解后亚铁离子在空气中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈红色，D正确。] ◆[题组2]　铝的相关计算　 3．将15.6 g Na2O2和5.4 g Al同时放入一定量的水中，充分反应后得到200 mL 溶液，再向该溶液中缓慢通入标准状况下的HCl气体6.72 L，若反应过程中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是(　　) A．标准状况下，反应过程中得到7.84 L气体 B．最终得到的溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(OH－) C．最终得到7.8 g的沉淀 D．最终得到的溶液中c(Na＋)＝1.5 mol·L－1 解析：C　[n(Na2O2)＝＝0.2 mol，n(Al)＝＝0.2 mol。投入水中，首先发生反应2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑，生成的NaOH的物质的量为0.4 mol；再发生反应的化学方程式2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，由反应的化学方程式可知Al完全反应，生成Na[Al(OH)4]的物质的量为0.2 mol，剩余NaOH的物质的量为0.4 mol－0.2 mol＝0.2 mol。n(HCl)＝＝0.3 mol，通入HCl气体首先发生反应NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，剩余HCl的物质的量为0.3 mol－0.2 mol＝0.1 mol，再发生反应Na[Al(OH)4]＋HCl===Al(OH)3↓＋NaCl＋H2O，Na[Al(OH)4]有剩余，HCl完全反应，生成的Al(OH)3的物质的量为0.1 mol，最终溶液中溶质为Na[Al(OH)4]、NaCl。过氧化钠与水反应生成的氧气为0.2 mol×＝0.1 mol，铝与氢氧化钠溶液反应生成的氢气为0.2 mol×＝0.3 mol，故反应中生成气体的体积为(0.1 mol＋0.3 mol)×22.4 L·mol－1＝8.96 L，A错误；反应后溶液的溶质成分是0.3 mol NaCl和0.1 mol Na[Al(OH)4]，B错误；最终生成Al(OH)3的物质的量为0.1 mol，质量为0.1 mol×78 g·mol－1＝7.8 g，C正确；根据原子守恒n(Na＋)＝2n(Na2O2)＝2×0.2 mol＝0.4 mol，最终得到的溶液中c(Na＋)＝＝2 mol·L－1，D错误。] 4．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质回答下列问题： (1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________________________________________________________________________。 (2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________________________________________________________。 (3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是______。 (4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为______。 A．5.4 g　　　　　 B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g 答案：(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A 　铝与酸、碱反应的定量关系 (1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。 (2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应： ①消耗Al的物质的量之比为1∶3。 ②生成H2的物质的量之比为1∶3。 (3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： 若产生氢气的体积比为＜＜1，则必定为： ①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。 ②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。 ◆[题组3]　含铝化合物的性质和用途　 5．下列除去杂质的方法不正确的是(　　) A．镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B．用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C．Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量CO2后过滤 D．MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到MgO 解析：B　[Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。] 6．下列叙述正确的是(　　) ①含有大量[Al(OH)4]－的溶液中：NH、NO、H＋、Cl－可以大量共存 ②0.1 mol·L－1的AlCl3溶液中：Na＋、K＋、SO、HCO可以大量共存 ③向AlCl3溶液中加入过量的稀氨水，发生反应Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH ④加入铝粉能放出H2的溶液中：Ca2＋、Fe2＋、Cl－、NO一定能够大量共存 ⑤用NaOH溶液除去铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－ ⑥依据铝热反应原理，可以发生反应2Al＋3MgO3Mg＋Al2O3 ⑦向明矾溶液中加入过量Ba(OH)2溶液，发生反应2SO＋2Ba2＋＋Al3＋＋4OH－===2BaSO4↓＋[Al(OH)4]－ ⑧常温下，铝可溶于过量浓硝酸，也可溶于过量NaOH溶液 A．⑤⑦ B．①③⑤ C．②④⑥ D．⑦⑧ 解析：A　[[Al(OH)4]－和H＋反应生成Al(OH)3沉淀，不能大量存在，①错误；Al3＋与HCO发生水解相互促进反应，不能大量共存，②错误；Al(OH)3不溶于NH3·H2O，③错误；加入铝粉放出H2的溶液，可能呈酸性，也可能呈碱性，若呈酸性，H＋、NO将Fe2＋氧化，若呈碱性，Ca2＋、Fe2＋不能大量共存，④错误；金属性：Mg>Al，铝不能置换出Mg，⑥错误；常温下，铝在浓硝酸中钝化，⑧错误。] 考点三　镁及其重要化合物 1．镁 (1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体。 (2)化学性质(写化学方程式)： ①与O2反应：　2Mg＋O22MgO　(发出耀眼白光)； ②与N2反应：　3Mg＋N2Mg3N2　； ③与CO2反应：　2Mg＋CO22MgO＋C　； ④与沸水反应：　Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑　。 (3)用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。 2．氧化镁 (1)物理性质：白色　不　溶于水的固体，熔点高。 (2)化学性质：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。 (3)用途：耐火材料。 3．氢氧化镁 (1)物理性质：白色　不　溶于水的固体。 (2)化学性质 4．海水提镁 (1)流程：海水Mg(OH)2　MgCl2　(溶液)MgCl2·6H2O　MgCl2　Mg。 (2)涉及的部分化学反应： MgCl2→Mg(OH)2：　MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2　； Mg(OH)2→MgCl2：　Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O　； MgCl2→Mg：　MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)Mg在空气中燃烧，产物只是MgO( × ) (2)镁着火不可以用CO2灭火，钠着火也不可以用CO2灭火( √ ) (3)镁、铝、硫酸构成原电池，镁作负极( √ ) (4)镁、铝、NaOH溶液构成原电池，镁作负极( × ) (5)下列转化关系均可通过一步反应实现：Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→MgCl2( × ) (6)1 mol Mg与足量盐酸反应时，转移2NA个电子( √ ) 2．海水中含有氯化镁，下列从海水中提取镁涉及的化学方程式中，不正确的是(　　) A．制石灰乳：CaO＋H2O===Ca(OH)2 B．制Mg(OH)2：MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋CaCl2 C．制MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O D．在MgCl2溶液中加Na制Mg：MgCl2＋2Na===2NaCl＋Mg 解析：D　[钠是活泼金属，在水溶液中和水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀，得不到金属镁，金属镁常用电解熔融氯化镁的方法来制取。] 3．下表是氧化镁和氯化镁的熔、沸点数据： 物质 氧化镁 氯化镁 熔点/℃ 2 852 714 沸点/℃ 3 600 1 412 请参考以上数据分析，从海水中提取镁，正确的方法是(　　) A．海水Mg(OH)2Mg B．海水MgCl2溶液―→MgCl2晶体Mg C．海水Mg(OH)2MgOMg D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液MgCl2(熔融)Mg 解析：D　[解答本题既要知道镁是由电解熔融的MgCl2得到，还要知道实际生产中从海水提取MgCl2的途径及原料的合理使用(沉淀剂用石灰乳而不用NaOH)。] ◆[题组1]　镁及其化合物的性质与应用　 1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是(　　) A．①和②　　　　　 B．②和③ C．③和④ D．②和④ 解析：C　[与镁蒸气不发生反应的Ar、H2均可作为冷却气体。] 2．甲、乙为单质，丙、丁为氧化物，它们存在如图反应(反应条件省略)。下列各组的甲、乙一定不符合的是(　　) A．铝和铁 B．氟和氧 C．碳和硅 D．镁和碳 解析：B　[甲为氟，乙为氧，氟气和水反应生成氢氟酸和氧气，氢氟酸不属于氧化物，B不符合。] ◆[题组2]　海水提镁　 3．如图为利用海水制备部分物质的过程。下列有关说法正确的是(　　) A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl的溶解度 B．用澄清石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液 C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化 D．加热MgCl2溶液制取无水氯化镁 解析：A　[分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀产生，现象相同，不能鉴别，B错误；第④步中，SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr中S元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，C错误；需要在氯化氢气流中加热才能得到无水氯化镁，D错误。] 4．(2024·河南驻马店高一期末)海水中蕴含着丰富的矿物质。从海水中提取镁的主要过程如下： 下列说法中，不正确的是(　　) A．过程Ⅰ发生的是物理变化 B．过程Ⅲ中主要发生复分解反应 C．过程Ⅰ～Ⅲ的目的是富集、提纯MgCl2 D．可以通过电解MgCl2溶液得到镁 解析：D　[过程Ⅰ是蒸发浓缩，属于物理变化，A正确；过程Ⅲ是氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水，属于复分解反应，B正确；海水中氯化镁浓度低，过程Ⅰ～Ⅲ的目的是富集、提纯MgCl2，C正确；工业上通过电解熔融MgCl2冶炼金属镁，D错误。] 5．海水中蕴藏着丰富的资源。除从海水中可制得食盐外，还可以制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取金属镁、溴的化工流程如图： 已知：MgO的熔点为2 800℃，MgCl2的熔点为712℃。 回答下列问题： (1)操作2的方法是______，操作3具体指______________。 (2)操作1粗盐精制主要是要除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，以下试剂顺序合理的组合是______(填字母)。 ①稀盐酸　②NaOH　③Na2CO3　④BaCl2 a．②③④①　　　　　 b．③②④① c．④②③① d．④③①② (3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的，该溶液吸收溴的离子反应方程式是 ________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________。 (4)写出电解MgCl2制取Mg的化学方程式：____________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)有同学认为上述流程过于复杂，可直接加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制取金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗？______(填“同意”或“不同意”)，请说出你同意或不同意的理由：_________________ ____________________________________________________________________________。 解析：(2)操作1粗盐精制主要是要除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，镁离子利用氢氧根离子沉淀，加入过量的氢氧化钠可以将镁离子沉淀，硫酸根离子利用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入碳酸钠转化为沉淀，但是加入碳酸钠要放在加入氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀后，再进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子碳酸根离子，故正确的顺序为BaCl2、NaOH、Na2CO3、稀盐酸，c正确。(3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的，溴将SO2氧化，该溶液吸收溴的离子方程式是Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋。(4)电解MgCl2制取Mg的化学方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 答案：(1)过滤　蒸发浓缩、降温结晶　(2)c (3)Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋SO＋4H＋　(4)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑　(5)不同意　MgO的熔点太高，电解熔融MgO耗费大量的能量 考点四　合金与金属矿物的开发利用 一、合金 1．概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有　金属特性　的物质。 2．性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 (1)熔点：一般比它的各成分金属的　低　； (2)硬度和强度：一般比它的各成分金属的　大　。 ①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 ②常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 ③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 二、常见的金属材料 1．金属材料 黑色金属材料 有色金属材料 铁、铬、锰以及它们的合金 除黑色金属以外的其他金属及其合金 2．黑色金属材料——钢铁 (1)　钢　是用量最大、用途最广的合金。 3．有色金属材料——铜和铝 1．易错辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质( √ ) (2)合金材料中不可能含有非金属元素( × ) (3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( √ ) (4)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( √ ) (5)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属( √ ) (6)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气( × ) (7)钠、镁、铝等活泼金属的冶炼采用电解法( √ ) (8)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( √ ) 2．下表中是四种金属的熔、沸点数据： 金属 Na Al Cu Fe 熔点/℃ 97.81 660 1 038 1 535 沸点/℃ 883 2 467 2 567 2 750 (1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？ ________________________________________________________________________。 (2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。 ________________________________________________________________________。 答案：(1)Na—Cu、Na—Fe； (2)要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点。 ◆[题组1]　金属材料及合金　 1．C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　) A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 解析：D　[铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。] 2．铝热反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe。某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点/℃ 660 2 054 1 535 1 462 沸点/℃ 2 467 2 980 2 750 (1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是________________________________________________________________________。 (2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是______，当观察到______的现象时，说明熔融物中含有金属铝。 (3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的____(填序号)。 A．浓硫酸　　　　　　 B．稀硫酸 C．稀硝酸 D．氢氧化钠溶液 解析：(1)铝热反应放出大量的热，使生成的铁熔化，与未反应完的铝可以形成合金。 (2)铝与NaOH溶液反应，产生H2。 (3)浓硫酸使铁、铝钝化，稀硝酸会产生NO，污染环境，NaOH溶液不能溶解铁。 答案：(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金 (2)NaOH溶液　有气泡生成　(3)B ◆[题组2]　合金组成与含量的测定　 3．为测试一铁片中铁元素的含量，某课外活动小组提出下面两种方案并进行了实验(以下数据为多次重复实验测定结果的平均值)： 方案一：将a g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，测得生成氢气的体积为580 mL(标准状况)； 方案二：将 g铁片完全溶解于过量稀硫酸中，将反应后得到的溶液用0.20 00 mol·L－1的KMnO4溶液滴定，达到终点时消耗了25.00 mL KMnO4溶液。 请回答下列问题： (1)配平下面的化学方程式： KMnO4＋FeSO4＋H2SO4=== Fe2(SO4)3＋MnSO4＋K2SO4＋H2O (2)在滴定实验中不能选择______式滴定管，理由是_____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)根据方案一和方案二测定的结果计算，铁片中铁的质量分数依次为______和______。 (4)若排除实验仪器和操作的影响，试对上述两种方案测定结果的准确性做出判断和分析。 ①方案一______(填“准确”“不准确”或“不一定准确”)，理由是________________ ________________________________________________________________________。 ②方案二______(填“准确”“不准确”或“不一定准确”)，理由是_______________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)在反应中MnO中Mn的化合价由＋7价降至＋2价，Fe2＋被氧化为Fe3＋，依据化合价升降相等可知KMnO4与FeSO4的化学计量数之比应为1∶5，考虑到Fe2(SO4)3的化学计量数为整数，将KMnO4与FeSO4的化学计量数分别配成2、10，依据原子守恒再配出其他物质的化学计量数即可。(2)因KMnO4是强氧化剂，它会腐蚀碱式滴定管的乳胶管，因此不能用碱式滴定管盛装KMnO4溶液。(3)方案一：依据铁与硫酸反应的方程式可知产生580 mL H2(标准状况)所需m(Fe)＝×56 g·mol－1＝1.45 g，故铁的质量分数为；方案二：利用(1)中配平的方程式可知， g铁片中含有m(Fe)＝0.020 00 mol·L－1×0.025 0 L×5×56 g·mol－1＝0.140 g，故铁的质量分数为＝。 答案：(1)2　10　8　5　2　1　8 (2)碱　KMnO4是强氧化剂，会腐蚀乳胶管 (3)　 (4)①不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应并能生成氢气的其他金属，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解、但不产生氢气的铁的氧化物，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确 ②不一定准确　如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的其他金属，生成的金属离子在酸性溶液中能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏高；如果铁片中存在与稀硫酸反应而溶解的铁的氧化物，生成的Fe3＋在酸性溶液中不能被高锰酸钾氧化，会导致结果偏低；如果上述情况均不存在，则结果准确(答案合理即可) [例]　(2022·湖南卷，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 元素化合物的性质和用途是解题关键： (1)陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与烟气中的HF发生反应 (2)Na2CO3是过量的，碱性条件不会生成气体，注意反应物量的问题。 解析：C　[A.陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2在高温下与Na2CO3发生反应Na2CO3＋SiO2Na2SiO3＋CO2↑，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；B.采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；C.由上述分析可知，合成槽内发生反应6NaF＋Na[Al(OH)4]＋2CO2===Na3AlF6＋2Na2CO3＋2H2O，产物是Na3AlF6、Na2CO3和H2O，故C错误；D.由上述分析可知，滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确；答案选C。] 1．(2023·浙江1月)硫酸铜应用广泛，下列说法不正确　的是(　　) A．Cu元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质 C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性 解析：A　[A项，Cu为29号元素，位于ⅠB族，属于ds区元素，故A错误；B项，硫酸铜属于盐类，在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故B正确；C项，硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解使溶液呈酸性，故C正确；D项，铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，故D正确。] 2．(2023·浙江6月)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是(　　) A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架 B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 解析：A　[A.铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，A不正确；B.氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B正确；C.食品中含有的Fe2＋等易被空气中的氧气氧化，维生素C具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化剂，C正确；D.过氧化钠能与二氧化碳和水反应生成氧气，能吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧剂，D正确。] 3．(2024·青岛四区县高三期中)钪的价格昂贵，在地壳里的含量只有0.000 5%。研究发现，可从金属提取工艺中的固体废料“赤泥”(含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)里回收钪，流程如下： 已知：①Sc2O3和TiO2性质较稳定，不易被还原，且TiO2难溶于盐酸； ②“熔炼”过程中，单质硅和大部分单质铁转化为“熔融物”分离出来； ③草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物。 回答下列问题： (1)“熔炼”时，酸性氧化物发生反应的化学方程式 ________________________________________________________________________。 (2)“酸浸”时，滤渣的主要成分除C等单质外还有________________(填化学式)。 (3)草酸“沉钪”时，钪的沉淀率随的变化情况如图，＞1.5，曲线开始下降的原因是________________。 (4)氧化钪(Sc2O3)可用作半导体镀层的蒸镀材料。草酸钪晶体Sc2(C2O4)3在足量空气中加热到550 ℃以上可得到氧化钪，反应的化学方程式为________________。 (5)常温下，三价Sc的部分存在形式与氟离子浓度的对数[lgc(F－)]、pH的关系如图所示。若溶液中c(F－)＝2×10－5 mol·L－1，“调pH”过程中若调节至pH＝6，则此时三价Sc的存在形式为__________(填化学式)；若氨水过量，pH由6升至9，写出该过程发生转化的离子方程式________________。(已知lg 2＝0.3) 解析：本工艺流程题是从固体废料“赤泥”里回收Sc2O3，由题干流程图结合题干已知信息可知，“熔炼”时主要是将Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si，并将大部分Fe和Si转化为熔融物分离出来，则固体为Sc2O3、TiO2和少量的Fe、Si等，加入盐酸后将Fe转化为Fe2＋、Sc2O3转化为Sc3＋、过滤的滤渣主要成分为TiO2、Si和C，滤液中加入H2O2将Fe2＋氧化为Fe3＋便于后续调节pH来除去Fe3＋，过滤得固体沉淀物为Fe(OH)3沉淀，向滤液中加入草酸，得到草酸钪晶体，过滤洗涤干燥后，在空气中加热可得Sc2O3固体，据此分析解题。 (1)Fe2O3、SiO2分别还原为Fe和Si，酸性氧化物为SiO2，发生反应的化学方程式为2C＋SiO2Si＋2CO↑； (2)由分析可知，“酸浸”时，滤渣的主要成分除C外还有TiO2； (3)由题干信息可知，草酸可与多种金属离子形成可溶性络合物，草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降； (4)Sc2(C2O4)3在足量空气中加热到550 ℃以上可得到Sc2O3，根据原子守恒可知，还生成CO2，所以化学反应方程式为2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2； (5)若溶液中c(F－)＝2×10－5 mol·L－1，则lg c(F－)＝lg(2×10－5)＝－4.7，“调节pH”过程中控制pH＝6，三价Sc元素的存在形式为ScF；氨水过量，pH由6升至9，ScF转化Sc(OH)3，反应的离子方程式为ScF＋3NH3·H2O===Sc(OH)3＋3NH＋2F－。 答案：(1)2C＋SiO2Si＋2CO↑ (2)TiO2　(3)草酸用量过多时，草酸钪沉淀会转化为可溶性络合物，故钪的沉淀率下降　(4)2Sc2(C2O4)3＋3O22Sc2O3＋12CO2　(5)ScF　ScF＋3NH3·H2O===Sc(OH)3＋3NH＋2F－ 4．(化学与传统文化)明末科学家宋应星出版的《天工开物》中记载了有关“五金”的内容：“……黄金美者，其值去黑铁(生铁)一万六千倍，然使釡、鬵(xin，一种炊具)、斤(这里指菜刀、镰刀、锄头等)、斧不呈效于日用之间……贸迁有无，……”下列解释正确的是(　　) A．明代使用的釡、鬵一类的炊具都属于青铜合金 B．添加了铬、镍的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养，也不会生锈 C．金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段 D．黑铁在空气中发生的腐蚀主要是化学腐蚀 解析：C　[明代使用的釡、鬵都属于铁合金，故A错误；不锈钢制作就是在普通钢中添加铬、镍等元素改变了钢铁内部结构，不锈钢不容易生锈；家里用的农具是铁合金，如果没及时洗干净后晾干，铁能与氧气、水分同时接触，容易发生电化学腐蚀而生锈，故B错误；金属可以用来铸成钱币作为贸易交往中的流通手段，故C正确；生铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，故D错误。] 5．(双选)(2024·青岛十九中高三期中)国家速滑馆又称为“冰丝带”，所用的碲化镉(CdTe)发电玻璃被誉为“挂在墙上的油田”。一种以镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO杂质)为原料制备镉的工艺流程如图： 已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示。 Fe3＋ Fe2＋ Cu2＋ 开始沉淀 2.7 6.3 3.8 完全沉淀 3.2 8.3 5.0 下列说法错误的是(　　) A．调节pH＝5目的是除去Fe和Cu等杂质元素． B．“滤渣2”主要成分为MnO2 C．“置换”后滤液溶质主要成分是ZnSO4 D．“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离 解析：AB　[根据流程图，镉废渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO)，加入硫酸溶解生成多种硫酸盐，加入石灰乳调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4；在滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀、把Mn2＋氧化为MnO2；滤液中加入锌置换出Cd，得到海绵镉，海绵镉用氢氧化钠溶解过量的锌，得到Cd和Na2ZnO2。A.调节pH＝5，沉淀除去Cu(OH)2和CaSO4，没除去Fe元素，故A错误；B.滤液中加入KMnO4，把Fe2＋氧化为Fe(OH)3沉淀，把Mn2＋氧化为MnO2；“滤渣2”主要成分为MnO2、Fe(OH)3，故B错误；C.滤液中加入锌置换出Cd，“置换”后滤液溶质主要成分是ZnSO4，故C正确；D.海绵镉用氢氧化钠溶解过量的锌，“熔炼”过程利用Cd与Na2ZnO2的密度差异可以将二者分离，故D正确。] [归纳提升] 体系构建 核心巧记 1．Al2O3是两性氧化物，有关的离子方程式Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。 2．Al(OH)3是两性氢氧化物，有关的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 3．Al2O3是冶炼铝的原料，也是较好的耐火材料；Al(OH)3可用作胃酸中和剂；明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用作净水剂。 4．AlCl3溶液中加氨水的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH； Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2的离子方程式为[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 5．铜及其化合物的颜色：Cu、Cu2O—红色，CuO—黑色，Cu(OH)2—蓝色，CuSO4—白色，CuSO4·5H2O—蓝色，Cu2(OH)2CO3—绿色。 6．镁的特殊反应 (1)镁在空气中燃烧除生成氧化镁外，还有少量的氮化镁。 (2)镁能在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。 7．金属冶炼的三种方法 (1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属)； (2)热还原法(Zn～Cu之间较活泼金属)； (3)热分解法(Hg、Ag等不活泼金属)。 8．必记五反应 (1)工业上冶炼Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ (2)工业上冶炼Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ (3)工业上冶炼Fe：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 (4)铝热反应：Fe2O3＋2AlAl2O3＋2Fe (5)铜绿的生成：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 学科网（北京）股份有限公司 $$