内容正文:
hh
第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用
1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解合金的概念及金属材料的重要应
用。3.能根据金属的活动性顺序选择合适的冶炼方法。
考点一 镁、铝及其化合物
-
1.镁及其重要化合物
(1)镁及其重要化合物的性质
物质 主要性质 化学方程式
Mg
与O2、N2
反应
① ;
②
与CO2
反应
与非氧化
性酸反应
Mg+2H+Mg2++H2↑
MgO
碱性氧
化物
MgO+2H+Mg2++H2O
Mg(OH)2
中强碱 Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O
难溶于水 Mg2++2OH-Mg(OH)2↓
溶解度小
于碳酸镁
MgCO3+H2O
△
Mg(OH)2+CO2↑
(2)镁的提取
从海水中提取镁的流程
①流程
贝壳
煅烧
→CaO
水
→石灰乳
↓海水或
苦卤
Mg(OH)2→
沉淀、
过滤
→
盐酸
浓缩
→
MgCl2·6H2O
HCl气体
脱水(△)
←MgCl2
电解
熔融
←Mg
②主要化学反应
制石灰乳: 、
;
沉淀 Mg2+: ;
制备 MgCl2: 、
;
电解 MgCl2(熔融): 。
2.铝及其重要化合物
(1)铝的主要性质
①存在
铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界
中以 的形式存在。
②物理性质
色有金属光泽的固体,有良好的
性、 性和导热性等,密度、
硬度均较 。
③化学性质
写出图中有关的化学方程式或离子方程式:
a.AlO2
常温 形成致密的氧化膜→
点燃 →
b.与氯气加热反应的化学方程式:
。
c.与酸的反应
Al
氧化性酸 在冷的浓硫酸、浓硝酸中
→
非氧化性酸
→
d.与强碱溶液反应的离子方程式:
。
e.铝热反应的化学方程式:
。
060
第三章 金属及其化合物
" 铝是活泼金属,常温下铝与氧气反应生成
一层致密的氧化铝薄膜可防止内部金属进一步被
氧化。
④铝热反应实验中的有关问题
实验
装置
实验
现象
a.镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼
的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧
烈的反应;b.纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物
落入沙中
原理
应用
a.制取熔点较高、活动性 (填“强于”
或“弱于”)Al的金属,如铁、铬、锰、钨等;
b.金属焊接,如野外焊接钢轨等
⑤铝的冶炼
2Al2O3(熔融)
电解
冰晶石
4Al+3O2↑。
⑥铝的用途
纯铝用作导线,铝合金用于制造汽车、飞机、
生活用品等。
(2)氧化铝和氢氧化铝
①氧化铝和氢氧化铝的性质
物质 Al2O3 Al(OH)3
物理性质
白色粉末,不溶于
水,熔点高,是优良
的
不溶于水的白色胶
状固体,具有
化学
性质
两性
物质
稳
定
性
Al2O3+6H+
Al(OH)3+3H+
Al2O3+2OH-+
3H2O
Al(OH)3+OH-
—
(填化学方程式)
②氢氧化铝的制备(填离子方程式)
a.Al3+与氨水反应(不用强碱)
。
b.[Al(OH)4]-溶液中通入过量的CO2
。
c.Al3+与[Al(OH)4]-相互促进的水解反应
。
(3)明矾
①化学式为 ,它是 晶
体, 于水。
②明矾净水的原理
电离方程式为KAl(SO4)2 K++Al3++
2SO2-4 ,其中Al3+发生水解反应,产生
,能吸附水中 形成沉淀,使
水澄清。
. A 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)可用NaOH溶液除去镁粉中的少量铝粉。
( )
(2)实 验 室 可 用 氧 化 铝 坩 埚 熔 化 NaOH、
Na2CO3 固体等。 ( )
(3)明矾可作净水剂,起到杀菌、消毒的作用。
( )
(4)工业上制造镁粉时,可将镁蒸气在 N2 中
冷却。 ( )
(5)MgO与铝粉的混合物也可称为铝热剂。
( )
(6)在Mg(HCO3)2 溶液中加入足量的Ca(OH)2
溶液,最终得到的沉淀是 MgCO3 和CaCO3。
( )
6
题组一 镁及其化合物的性质及应用
1.某同学通过系列实验探究 Mg及其化合物的
性质。下列操作正确且能达到目的的是
( )
A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于
其中探究 Mg的活泼性
B.将NaOH 溶液缓慢滴入 MgSO4 溶液中,
观察 Mg(OH)2 沉淀的生成
C.将 Mg(OH)2 浊液直接倒入已装好滤纸的
漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀
D.将镁蒸气在氮气中冷却得到镁粉
061
hh
2.实验室以空气和镁为原料制备 Mg3N2 的装
置如图所示(夹持和加热装置略去):
下列说法中正确的是 ( )
A.装置
A、B
中可依次加入浓硫酸、NaOH
溶液
B.若去掉装置C,对产品纯度无影响
C.实验时应先加热装置C,通入一段时间空
气后再加热装置D
D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气
题组二 铝及其化合物的性质及应用
3.化学在生产和日常生活中有着重要的应用。
下列说法中不正确的是 ( )
A.铝比铁活泼,但铝制品比铁制品在空气中
耐腐蚀
B.铝热反应不仅用于焊接钢轨,而且还常用
于冶炼熔点较高的金属
C.电解AlCl3 饱和溶液可制得金属铝
D.Al2O3 的熔点很高,可用于制作耐高温
材料
4.(2023·山东济南模拟)用NaOH溶液溶解铝
土矿(主要成分为Al2O3),得到Na[Al(OH)4]
溶液,再通入CO2 至 Al(OH)3 沉淀完全,将
Al(OH)3 脱水生成 Al2O3,用于电解制铝。
下列说法不正确的是
( )
A.Al2O3 为两性氧化物
B.Al(OH)3 脱水发生氧化还原反应
C.生产中若改用通入 HCl替代CO2,会降低
产率
D.Al(OH)3 既能与强酸反应又能与强碱
反应
题组三 镁、铝的提取
5.以混有SiO2 的 MgCO3 为原料制备氧化镁的
实验流程如图:
下列说法错误的是 ( )
A.酸浸的离子方程式为 CO2-3 +2H+
CO2↑+H2O
B.浸出渣的成分是SiO2
C.母液的主要溶质是NH4Cl
D.固体X是 Mg(OH)2
6.(2023·湖北黄冈期中)工业上用铝土矿(主
要成分为Al2O3,含Fe2O3 杂质)为原料冶炼
铝的工艺流程如下。下列叙述错误的是
( )
铝
土
矿
试剂X
①
→
沉淀→
滤
液→
试剂Y
②
→
Al(OH)3→
加热
③
→Al2O3
④电解
Al
↓滤液→
A.步骤①中,试剂X一般使用的是氢氧化钠
溶液
B.步 骤 ② 中,主 要 的 离 子 反 应 可 能 是
[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO-3
C.步骤③中的加热操作常在蒸发皿中完成
D.步骤④中,在电解装置的阴极得到液态金
属铝
3
工业炼铝的流程
方案一:碱溶法
NaOH溶液
铝
土
矿
↓
过滤
残
渣→
滤
液→
足量
盐酸
→
悬
浊
液
过滤
沉
淀→
滤
液→
足量
NH3
→Al(OH)3 悬浊液
过滤、洗涤△
较纯的Al2O3
↑
方案二:酸溶法
铝
土
矿
HCl
滤
液→
加过量
NaOH
过滤
沉
淀→
滤
液→
通CO2 并控
制反应条件
过滤
Al(OH)3→
洗涤
△
→Al2O3
NaHCO3→沉
淀→
062
第三章 金属及其化合物
考点二 铜及其化合物
-
1.熟记铜及其常见化合物的颜色
物质 颜色
Cu 紫红色
CuO 黑色
Cu2O 砖红色
Cu2S 黑色
物质 颜色
CuSO4 白色
CuSO4·5H2O 蓝色
Cu2(OH)2CO3 绿色
Cu(OH)2 蓝色
2.铜及其重要化合物的性质及应用
(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]:
(写化学方程式)。
(2)常用灼热的铜粉除去N2 中的O2,用灼热
的CuO除去CO2 中的CO。
(3)铜在一定条件下能与氧化性酸(浓硫酸、
硝酸)反应。
(4)氧化亚铜在酸性条件下发生歧化反应:
(写离子方程式)。
(5)新制的Cu(OH)2 常用来检验
(填基团名称)。
(6)CuSO4 遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·
5H2O),可用于检验 (填化学式)。
. A 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)将铜片置于干燥的空气中,不易被腐蚀。
( )
(2)CuO是碱性氧化物,与水反应生成Cu(OH)2。
( )
(3)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。
( )
(4)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的
氧化物。 ( )
(5)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮
生成。 ( )
6
题组一 铜及其化合物的性质与应用
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.(2024·山西临汾期中)
“价—类”二维图可以
表示元素化合价与物质类别之间的关系,下
图中的a、b、c、d、e代表几种常见的含铜物质。
下列说法错误的是 ( )
A.a、b、c、d均难溶于水
B.a和氧气加热反应生成c
C.d在一定条件下可转化为b
D.e点代表的物质均显蓝色
题组二 铜及其化合物的制备
3.用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2 的实验装
置如图所示。下列说法错误的是 ( )
063
hh
A.通入HCl可以抑制CuCl2 的水解
B.先滴入浓硫酸,再点燃c处酒精灯
C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾
D.装置d中上层为苯,下层为NaOH溶液
4.(2023·湖北部分重点高中联考)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:CuCl(s)+2Cl-(aq) [CuCl3]2-(aq)。
下列说法中错误的是 ( )
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除去S并溶解CuCl
C.[CuCl3]2-中加水可使平衡[CuCl3]2-(aq)
CuCl(s)+2Cl-(aq)正向移动
D.采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高
CuCl的产率和纯度
考点三 金属材料及金属矿物的开发利用
-
1.重要的金属材料———合金
2.常见的金属材料
(1)金属材料分类
金
属
材
料
黑色金属材料 、锰、 以及
它们的合金
有色金属材料 除黑色金属以外的其他各种
金属及其合金
(2)几种常见的合金
①
钢
铁
碳
素
钢
钢:韧性、焊接性好,强度低
钢:硬而脆,热处理后弹性好
钢:强度高,韧性及加工性好
合金钢
具有各种不同的优良性能,用于
制不锈钢及各种特种钢
②
铝
合
金
种类:硅铝合金、镁铝合金、硬铝等
用途:建筑业、容器包装业、交通运输业等
特性:密度小、强度高、塑(造)性好、易于加工
③
铜
合
金
(主要含Cu、Sn、Pb):我国最早使用
白铜(主要含Cu、Ni、Zn等)
黄铜(主要含Cu、Zn等)
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
金属冶炼的过程就是把金属从 态还
原为 态的过程,即Mn++ne-M。
(3)金属冶炼方法
. A 正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)冶炼铝和钠都可以用电解法。 ( )
(2)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。
( )
(3)铝热反应可用于冶炼高熔点金属,如K、Ca、
Cr、Mn等。 ( )
(4)铜比铝先获得成功冶炼的原因是铜矿较易
被还原,铝矿很难被还原。 ( )
064
第三章 金属及其化合物
(5)工业电解熔融态的 Al2O3 制 Al时,加冰晶
石的主要作用是提高Al的产量。 ( )
6
题组一 合金 金属材料
1.国产大型客机C919机身部分采用第三代新
型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识
不正确的是 ( )
A.铝锂合金密度较小,强度较大,硬度大于纯
铝,熔点低于锂单质
B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝
锂合金
C.铝锂合金具有金属光泽,可导电导热
D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全
相同
2.(2024·鄂东南联盟期中)氢能汽车纷纷宣布
入市,标志着新能源汽车即将进入“氢”时代。
如图所示为某储氢合金的吸氢过程,已知储
氢合金在吸氢时放出大量热,下列说法正确
的是 ( )
A.氢气以分子形式存在于储氢合金中
B.储氢合金在吸氢时体系能量升高
C.β相金属氢化物释放氢的过程中不破坏化
学键
D.利用储氢合金可制备超高纯氢气
题组二 金属的冶炼 金属矿物的开发利用
3.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电
解法,选用冶炼方法的依据主要是 ( )
A.金属在自然界里存在的形式
B.金属元素在地壳中的含量
C.金属阳离子得电子的能力
D.金属熔点的高低
4.以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、
少量FeS2)为原料生产Fe3O4 的部分工艺流
程如下:
矿
粉
焙烧→
↓
空气
SO2
↓
碱浸→
↓
NaOH溶液
过滤→
滤液
↓
焙烧→
↓
FeS2
SO2
↓
磁选→ Fe3O4→
下列说法错误的是 ( )
A.用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2,
有利于保护环境和资源再利用
B.从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物
C.向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝
元素 存 在 的 形 式 由[Al(OH)4]- 转 化
为Al3+
D.FeS2 与Fe2O3 混合后在无氧条件下焙烧
的目的是生成Fe3O4 和SO2
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主
要材质为合金。 ( )
(2)(2022·浙江6月选考)氧化铝熔点高,常
用于制造耐高温材料。 ( )
(3)(2022·浙江6月选考)工业上通过电解六
水合氯化镁制取金属镁。 ( )
(4)(2022·浙江6月选考)铝热反应非常剧
烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜。 ( )
(5)(2022·广东卷)技术人员开发高端耐腐
蚀镀铝钢板,是因为铝能形成致密氧化膜。
( )
(6)(2022·广东卷)利用海水制取溴和镁单
质,此过程中Br-可被氧化,Mg2+可被还原。
( )
(7)(2022· 海 南 卷)MgCl2 溶 液 中 滴 加
NaOH溶液至过量,现象为产生白色沉淀后
沉淀消失。 ( )
065
hh
(8)(2022·全国乙卷)青铜和黄铜是不同结
构的单质铜。 ( )
(9)(2022·江苏卷)
青铜比纯铜熔点低、硬度
大,所以古代用青铜铸剑。 ( )
2.(2022·广东卷)
中华文明源远流长,在世界
文明中独树一帜,汉字居功至伟。随着时代
发展,汉字被不断赋予新的文化内涵,其载体
也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金
材料制成的是 ( )
汉
字
载
体
选
项 A.兽骨 B.青铜器 C.纸张
D.液晶显
示屏
3.(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人
民对钢铁冶炼技术的重大贡献,陶弘景在其
《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生 作刀
镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳
量约0.1%)混合加热,生铁熔化灌入熟铁,再
锻打成钢。下列说法错误的是 ( )
A.钢是以铁为主的含碳合金
B.钢的含碳量越高,硬度和脆性越大
C.生铁由于含碳量高,熔点比熟铁高
D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成 分
为Fe2O3
4.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分
类与相应化合价关系如图所示。下列推断不
合理的是 ( )
A.可存在c→d→e的转化
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基
D.若b能与 H2O反应生成O2,则b中含共
价键
5.(2023·山东卷改编)
一种制备Cu2O的工艺
路线如图所示,反应Ⅱ所得溶液pH在3~4,
反应Ⅲ需及时补加 NaOH 以保持反应在
pH=5条件下进行。常温下,H2SO3 的电离
平衡常数Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。
下列说法正确的是 ( )
A.反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为氧化还原反应
B.低温真空蒸发主要目的是防止 NaHSO3
被氧化
C.溶液Y可循环用于反应Ⅱ所在操作单元中
吸收气体Ⅰ
D.若 Cu2O 产量不变,参与反应Ⅲ的 X 与
CuSO4 物质的量之比
n(X)
n(CuSO4)
增大时,
需补加NaOH的量增加
6.(2022·山东卷)高压氢还原法可直接从溶液
中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元
素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程
如下,可能用到的数据见下表。
物质 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是 ( )
A.固体X主要成分是Fe(OH)3 和S;金属M
为Zn
B.浸取时,增大O2 压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
学习至此,请完成课时作业13
066
参
考
答
案
右,4Fe(OH)2+O2 4FeOOH+2H2O,因此pH 几乎不
变;之后发生4Fe2++O2+6H2O4FeOOH↓+8H+,溶
液中H+浓度增大,pH减小。④溶液中同时存在两个氧化还原
反应为4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O和4Fe2++O2+
6H2O4FeOOH↓+8H+,因此c(Fe2+)的降低量大于
c(Fe3+)的增加量,或用叠加反应解释:12Fe2++3O2+2H2O
4FeOOH↓+8Fe3+,c(H+)不变,消耗的Fe2+ 多,产生的
Fe3+少。(3)由于Fe3++3C2O2-4 Fe(C2O4)3-3 ,Fe(C2O4)3-3
不与稀碱溶液反应,所以加入的Na2C2O4 过量,对测定结果
没有影响。
第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用
考点一 镁、铝及其化合物
必备知识整合·强基础
1.(1)①2Mg+O2
点燃
2MgO ②3Mg+N2
点燃
Mg3N2
2Mg+CO2
点燃
2MgO+C
(2)②CaCO3
高温
CaO+CO2↑ CaO+H2OCa(OH)2
Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2↓+Ca2+
Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O
MgCl2·6H2O
HCl
△
MgCl2+6H2O
MgCl2(熔融)
电解
Mg+Cl2↑
2.(1)①化合态 ②银白 延展 导电 小
③a.4Al+3O2
点燃
2Al2O3 b.2Al+3Cl2
△
2AlCl3
c.钝化 2Al+6H+2Al3++3H2↑
d.2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
e.2Al+Fe2O3
高温
2Fe+Al2O3
④弱于
(2)①耐火材料 吸附性 2Al3++3H2O Al3++3H2O
2[Al(OH)4]- [Al(OH)4]- 2Al(OH)3
△
Al2O3+
3H2O
②a.Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH+4
b.[Al(OH)4]-+CO2Al(OH)3↓+HCO-3
c.Al3++3[Al(OH)4]-4Al(OH)3↓
(3)①KAl(SO4)2·12H2O 无色 可溶
②Al(OH)3(胶体) 悬浮物
秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
对点题组突破·提能力
1.B 稀释浓硫酸应该是把浓硫酸慢慢注入水中,并用玻璃棒
不断搅拌,A项不能达到目的;NaOH与 MgSO4 两者反应为
Mg2++2OH-Mg(OH)2↓,因此能够观察到沉淀产生,
B项能达到目的;过滤应该用玻璃棒引流,而不是直接倒入
已装好滤纸的漏斗中,C项不能达到目的;氮气与镁反应生
成氮化镁,得不到镁粉,D项不能达到目的。
2.C 要制备氮化镁,需要除去空气中的氧气、CO2 和水蒸气,
则装置A、B中可依次加入 NaOH溶液、浓硫酸,A错误;若
去掉装置C
,镁与氧气反应生成氧化镁,对产品纯度有影响,
B错误;实验时,应先加热装置C,通入一段时间空气除去氧
气,然后再加热装置D
,C正确;装置E中碱石灰的作用是吸
收空气中的水蒸气和二氧化碳,避免进入装置D中干扰实
验,D错误。
3.C 铝比铁活泼,但铝制品表面容易形成致密的氧化物薄膜,
比铁制品在空气中耐腐蚀,A正确;铝属于活泼的金属元素,
具有较强的还原性,铝热反应不仅被用于焊接钢轨,而且还
常用于冶炼熔点较高的金属,B正确;冶炼铝,一般电解熔融
状态的氧化铝,铝属于活泼的金属元素,电解氯化铝饱和溶
液,得不到金属铝,C不正确;Al2O3 的熔点很高,可用于制
作耐高温材料,D正确。
4.B Al2O3 既可以和酸反应生成盐和水,也可以和碱反应生
成盐和水,为两性氧化物,A正确;Al(OH)3 脱水过程没有
元素化合价发生变化,不属于氧化还原反应,B错误;HCl为
强酸,会 将 生 成 的 氢 氧 化 铝 沉 淀 溶 解,降 低 产 率,C正 确;
Al(OH)3 与强酸如 HCl反应可以生成氯化铝和水,也可以
与强碱如NaOH反应生成四羟基合铝酸钠和水,D正确。
5.A MgCO3 是微溶物,不可拆成离子,故 A错误;SiO2 不溶
于盐酸,浸出渣为SiO2,故B正确;加入氨水沉镁:MgCl
2+
2NH3·H2OMg(OH)2↓+2NH4Cl,母液的主要溶质
是NH4Cl,故C、D正确。
6.C 步骤①中是将Al2O3 和Fe2O3 分离,Al2O3 能溶于氢氧
化钠溶液,故试剂 X一般使用的是氢氧 化 钠 溶 液,故 A正
确;步骤①得到的是Na[Al(OH)4]溶液,步骤②中,通入过
量的二氧化碳,主要的离子反应可能是[Al(OH)4]-+CO2
Al(OH)3↓+HCO-3 ,故B正确;步骤③中的加热操作
常在坩埚中完成,故C错误;步骤④中,电解熔融态的氧化铝
制备铝,在电解装置的阴极得到液态金属铝,故D正确。
考点二 铜及其化合物
必备知识整合·强基础
2.(1)2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3
(4)Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O (5)醛基 (6)H2O
秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)×
对点题组突破·提能力
1.D A项,应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中,并不断搅
拌;B项,应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的
集气瓶 中;C项,CuCl2 水 解 生 成 的 盐 酸 易 挥 发,加 热 蒸 干
CuCl2 溶液得不到无水CuCl2 固体。
2.D a、b、c、d分别为Cu、Cu2O、CuO、Cu(OH)2,均难溶于水,
A正确;a为Cu,铜和氧气加热反应生成c为CuO,B正确;
d为Cu(OH)2,氢氧化铜与乙醛发生氧化还原反应生成Cu2O,
C正确;e代表Cu2+盐,若e为CuSO4 为白色,Cu2(OH)2CO3 为
绿色,D错误。
3.D 氯 化 铜 水 解 反 应 为 CuCl2+2H2O Cu(OH)2+
2HCl,生成的 HCl易挥发,通入 HCl可以抑制CuCl2 的水
解,A正确;CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在 HCl的气
流中进行,所以先滴入浓硫酸产生 HCl气体,使硬质玻璃管
中充满 HCl气体后再点燃c处酒精灯,B正确;硬质玻璃管
内部右侧有生成的水蒸气和通入的 HCl,由于 HCl极易溶
于水,会产生白雾,C正确;HCl极易溶于水,为了防止倒吸,
d中下层应为有机溶剂,可以是四氯化碳,上层为氢氧化钠
溶液,D错误。
4.A 浸取所得到的是FeCl2 溶液,与Cu不反应,不能用来腐
蚀铜制电路板,A项错误;加入浓盐酸可将CuCl转化为易溶
于水的物质实现与S的分离,B项正确;根据平衡移动原理
可知,加水平衡正向移动,使得CuCl析出,C项正确;乙醇洗
涤可减少因溶解而造成的损失,提高产率,真空干燥可防止
CuCl被氧化,提高纯度,D项正确。
考点三 金属材料及金属矿物的开发利用
必备知识整合·强基础
1.金属和非金属 金属特性 低 大
2.(1)铁 铬 (2)①低碳 中碳 高碳 ③青铜
3.(1)正 (2)化合 游离
(3)MgCl2(熔融)
电解
Mg+Cl2↑
2Al2O3(熔融)
电解
冰晶石
4Al+3O2↑
3CO+Fe2O3
高温
2Fe+3CO2 WO3+3H2
高温
W+3H2O
2HgO
△
2Hg+O2↑
秒判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
对点题组突破·提能力
1.D 合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成
分金属,故A正确;合金的性质与成分的含量有关,所以改变
原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金,故B正确;铝锂
合金具有金属材料的一些通性,有金属光泽,可导电导热,故
C正确;合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于
其成分金属,所以铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完
全相同,故D错误。
2.D 氢气以金属氢化物的形式存在于储氢合金中,故 A错
误;储氢合金在吸氢时放出大量热,体系能量降低,故B错
误;β相金属氢化物释放氢的过程中破坏化学键,故C错误;
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hh
利用储氢合金的选择性吸收的特性,可制备超高纯氢气,故
D正确。
3.C 不同的金属有不同的冶炼方法,金属的冶炼方法是根据
金属的活动性强弱确定,即根据金属阳离子得电子的能力确
定,与其在自然界中的含量多少、熔点高低以及存在形式没
有太大的关系,故C项正确。
4.C 通入过量的二氧化碳,滤液中的[Al(OH)4]- 只能转化
为氢氧化铝沉淀。
高考真题演练·明考向
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×
(8)× (9)√
2.B 兽骨,甲骨文的契刻载体之一,主要是牛肩胛骨,一小部
分是羊、猪、鹿肩胛骨,还有极少部分牛肋骨,其主要成分是
碳酸钙和其他钙盐,故A不符合题意;青铜器是铜与锡、铅等
的合金,属于合金材料,故B符合题意;纸张的主要成分是纤
维素,故C不符合题意;液晶显示屏是一种采用液晶为材料
的显示器,液晶是一类介于固态和液态之间的有机化合物,
故D不符合题意。
3.C 钢是以铁为主的含碳合金,A说法正确;钢的含碳量越
高,硬度和脆性越大,B说法正确;合金的熔点比其组分的熔
点低,生 铁 含 碳 量 (2%~4.3%)大 于 熟 铁 的 含 碳 量 (约
0.1%),故生铁熔点比熟铁低,C说法错误;赤铁矿的主要成
分是Fe2O3,D说法正确。
4.B 由题图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化
钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧
化铜、氢氧化铜。氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢
氧化铜受热分解生成氧化铜,所以存在c→d→e的转化,A
合理;钠和氧化钠(过氧化钠)都能与 H2O反应生成氢氧化
钠,B不合理;新制的氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基,
C合理;若b能与 H2O反应生成O2,则b为过氧化钠,结构
中含共价键和离子键,D合理。
5.C 反应Ⅱ所得溶液pH在3~4之间,溶液显酸性,则反应Ⅱ
是SO2 和碳酸钠溶液反应生成 NaHSO3 和二氧化碳,不是
氧化还原反应,A错误;反应Ⅱ所得溶液成分是NaHSO3,调
节溶液pH至11,使 NaHSO3 转化为 Na2SO3,故低温真空
蒸发 的 目 的 是 防 止 Na2SO3 被 氧 化,B错 误;溶 液 Y 是
Na2SO3 溶液,可循环用于反应Ⅱ的操作单元吸收SO2 气体
(气体Ⅰ),C正确;化合物X是Na2SO3,当Na2SO3 少量时,
反 应 Ⅲ 为 2CuSO4 + Na2SO3 +2H2O
Cu2O↓ +
2H2SO4+Na2SO4,当Na2SO3 过量时,反应Ⅲ为2CuSO4+
3Na2SO3 Cu2O↓+2SO2↑+3Na2SO4,生成的SO2 会
逸出,故当n
(Na2SO3)
n(CuSO4)
增大时,需补加的 NaOH 的量减少,
D错误。
6.D CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压 O2 作用下,用
硫酸溶液浸取,CuS反应生成CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为
Fe3+,然后加入 NH3 调 节 溶 液pH,使Fe3+ 形 成Fe(OH)3
沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到
的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+,然后向
滤液中通入高压 H2,根据元素活动性:Zn>H>Cu,Cu2+ 被
还原为Cu单质,通过过滤分离出来;而Zn2+ 仍然以离子形
式存在于溶液中,再经一系列处理可得到Zn单质。经过上
述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属 M 为Zn,
A正确;CuS难溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS
(s) Cu2+(aq)+S2- (aq),增大 O2 的浓度,可以反应消
耗S2-,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动,从而
可促进金属离子的浸出,B正确;根据流程图可知,用 NH3
调节溶液pH时,要使Fe3+ 转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+ 仍以
离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH 范围,可知中
和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C正确;在用H2 还
原Cu2+变为Cu单质时,H2 失去电子被氧化为 H+,若还原
时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于 H2 失去电子还原
Cu单质,因此不利于Cu的生成,D错误。
素养微专题(四) 金属
及其化合物制备的“微流程设计”
【例1】 C 烟气(含 HF)通入吸收塔,加入过量的碳酸钠,发
生反应:Na2CO3+HFNaF+NaHCO3,向合成槽中通
入Na[Al(OH)4],发 生 反 应:6NaF+Na[Al(OH)4]+
4NaHCO3Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O,过 滤 得 到
Na3AlF6 和 含 有 Na2CO3 的 滤 液。 陶 瓷 的 成 分 中 含
有SiO2,SiO2 能与 HF发生反应,因此不宜用陶瓷作吸收
塔内衬材料,故 A正确;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;由上述
分析知,合成槽内产物主要有 Na3AlF6、Na2CO3、H2O,故
C错误;滤液的主要成分为 Na2CO3,可回收进入吸收塔循
环利用,故D正确。
【即时训练1】 D 工业碳酸钙(含少量 Na+、Al3+ 和Fe3+ 等
杂质)先加盐酸溶解,生成氯化钙,再加适量CaO调节溶液
的pH使Al3+和Fe3+ 转化成氢氧化铝和氢氧化铁沉淀过
滤除去,滤液中加碳酸铵,与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和
氯化铵,过滤得到固体碳酸钙,再加盐酸溶解得到纯净的氯
化钙溶 液,将 溶 液 进 行 蒸 发 浓 缩、冷 却 结 晶 得 到 CaCl2·
2H2O,CaCl2·2H2O脱水得到CaCl2,CaCl2 再与浓 H2O2
反应生成CaO2。试剂X用于中和酸调节溶液的pH,考虑
不引入新的杂质的情况下可用氧化钙或者氨水,故 A正
确;由以上分析可知溶液Ⅱ主要成分为氯化铵,可用作氮
肥,故B正确;由CaCl2 制取CaO2 的反应物为CaCl2 与浓
H2O2,因 H2O2 不稳定、受热易分解,因此温度不宜太高,
故C正确;操作Ⅰ为过滤,用到的仪器有烧杯、铁架台、玻璃
棒和漏斗,不需要分液漏斗,故D错误。
【例2】 D
【即时训练2】 D “氧化”时需要的温度为80
℃,适宜选择水
浴加热方式,A正确;若省略第一次过滤,需要增加氨水的
用量,因为过量NaClO与NH3·H2O反应,还因为未过滤
掉的溶液会对加入的氨水起稀释作用,且其中含有一定浓
度的Cl-,也不利于AgCl与氨水反应,B正确;滤渣Ⅱ洗涤
后的滤液含有[Ag(NH3)2]+,则可送入“还原”工序加以利
用,C正确;还原过程中[Ag(NH3)2]+ 中银元素化合价降
低生成单质银,由+1价变为0价,N2H4·H2O中氮元素
化合价升高生成N2,由-2价变为0价,根据得失电子守恒,
n{[Ag(NH3)2]+}︰n[N2H4·H2O]=4︰1,则每生成1
mol
Ag,理论上消耗0.25
mol
N2H4·H2O,D错误。
第四章 非金属及其化合物
第14讲 氯及其化合物
考点一 氯及其化合物性质及应用
必备知识整合·强基础
1.(1)黄绿 大
(2)①2Fe+3Cl2
点燃
2FeCl3 棕红 Cu+Cl2
点燃
CuCl2
棕黄 H2+Cl2
点燃
2HCl 苍白
Cl2+2KI2KCl+I2
Cl2+SO2+2H2OH2SO4+2HCl
Cl2+2FeCl22FeCl3
②Cl2+H2O H++Cl-+HClO
Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O
2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
3.(1)弱 2HClO
光照
2HCl+O2↑ 棕色
(2)NaClO 2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
(3)CaCl2 和Ca(ClO)2 Ca(ClO)2
2Cl2+2Ca(OH)2CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
碱 氧化
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