第3章 第9讲 金属材料 -【名师大课堂】2025年新高考化学艺术生总复习必备

第9讲 金属材料 考点一 合金及金属材料 合金 (1)合金:是由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。 [注意] 两种金属若想形成合金,其熔沸点 的范围必须有交叉。 (2)合金的通性:熔点一般比其成分金属低; 硬度一般比其成分金属高。 (3)常见的合金 铁 合 金 生铁(含碳量高,为2%~4.3%,硬度大、抗压 性强、性脆,用于制造机座、管道等) 钢(含碳 量低,为 0.03%~ 2%) 碳 素 钢 高碳钢(含碳量高于0.6%, 硬度较大) 中碳钢(含碳量为0.3%~0.6%) 低碳钢(含碳量低于0.3%, 韧性较好) 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 合金钢 不锈钢 锰钢(增加强度和韧性) 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁􀪁 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁􀪁 铝 合 金 工业纯铝:加工性好、导电性好,主要用于制作 电线及热交换器等 超硬铝:亦称超高强度硬铝,主要用于航空工业, 制造飞机结构中的主要受力元件。 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁􀪁 􀪁 􀪁􀪁 铜合金 黄铜(Cu-Zn合金) 青铜(Cu-Sn合金) 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 合金组成的分析方法 1.定性分析型 形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按 单一组分的性质(例如铝合金中的铝既能溶 于酸又能溶于碱的性质不变,铜能溶于稀硝 酸,且硝酸的还原产物为NO气体),一般是 将合金酸溶或碱溶,根据反应中的特殊现象 或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生 的现象判断其成分。此类试题常以流程的 形式呈现,解答的关键是理清每一步加入的 物质和生成物质的成分。 2.定量分析型 定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种 方法。 (1)定量集气法。 定量集气法是指收集合金中某种物质溶解 时所产生的气体的量,应用化学方程式或关 系式来判断合金的组成。其原理的关键点 是根据某组分的特殊性质(特别是与酸或碱 反应能产生气体),其操作要点和注意事项 有:保证装置的气密性良好,注意收集气体 的读数方法。 (2)沉淀法。 沉淀法测定物质含量是常用的一种方法,采 用沉淀法时,涉及的基本实验操作和主要问 题有:称量、溶解(溶解试剂);沉淀(重点是 沉淀试剂的选择);过滤、沉淀洗涤、沉淀的 干燥、称量;数据的处理(包括测定结果的误 差分析)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 650 武德合金(由50%铋、25%铅、12.5%锡和 12.5%镉制成,熔点为70℃)常用于制作电器 保险丝;镁铝合金质优体轻,又不易锈蚀,大量 用于航空工业、造船工业,日用化工等领域。 下列有关合金的说法错误的是 ( ) A.武德合金常用于制作电器保险丝是因为 它的熔点低 B.镁铝合金能全部溶解于过量FeCl3 溶液中 C.两种合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、 硬度都高 D.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊 鼎,该鼎属于铜合金制品 (双选)美国普度大学研究开发出一种 利用铝镓合金制备氢气的新工艺(工业流程 如图所示)。 下列有关该工艺的说法中错误的是 ( ) A.该过程能量转化的形式只有两种 B.铝镓合金可以循环使用 C.铝镓合金与水的反应属于化合反应 D.总反应式为2H2O􀪅􀪅2H2↑+O2↑ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点二 镁及其化合物 1.镁的物理性质 (1)镁:镁是 银白 色有金属光泽的固体, 密度较小,硬度较低,有延展性,是电和热的 良导体。 (2)镁合金:密度较小,硬度和强度都较大。 2.镁及其化合物的化学性质 物质 主要性质 反应方程式 镁 与O2、 N2反应 2Mg+O2 点燃 􀪅􀪅2MgO (发 出耀眼白光) 3Mg+N2 点燃 􀪅􀪅 Mg3N2 与CO2反应 2Mg+CO2 点燃 􀪅􀪅2MgO+C(燃 烧,生成白色粉末和黑色固体) 与非氧化性 强酸反应 Mg+2H+􀪅􀪅Mg2++H2↑ 与沸水反应 Mg+2H2O △ 􀪅􀪅Mg(OH)2↓ +H2↑ 氧化镁 碱性氧化物 MgO+2H+􀪅􀪅Mg2++H2O 续表 氢氧 化镁 中强碱 Mg(OH)2+2H+ 􀪅􀪅Mg2+ +2H2O 难溶于水 Mg2++2OH-􀪅􀪅Mg(OH)2↓ 溶解度小 — 由碳酸镁制 备 Mg(OH)2 MgCO3+H2O △ 􀪅􀪅Mg(OH)2 +CO2↑ [特别提示] ①Mg在空气中燃烧得到的 固体物质主要为 MgO和少量 Mg3N2 及C 的混合物。 ②Mg着火后,不可用CO2 灭火,应用沙土盖灭。 ③Mg(OH)2 为难溶于水的白色沉淀,故常 用NaOH溶液检验 Mg2+的存在。 ④由 于 Mg(OH)2 的 溶 解 度 比 MgCO3 的小,故 水 垢 的 主 要 成 分 中 含 有 的 是 Mg(OH)2,而非 MgCO3。 3.镁的用途 镁合金 用于制造火箭、导弹和飞机的部件 镁 制造信号弹和焰火 氧化镁 熔点高,可作耐高温材料 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 750 从海水中提取镁 (1)工艺流程。 贝壳 煅烧 CaO→ 水 石灰乳→ 沉淀池 ↓ 引入 →海水 过滤 Mg(OH)2→ 盐酸酸化、浓缩 MgCl2·6H2O←脱水←MgCl2 电解 ←Cl2Mg+ HCl→ ↑ ↑ (2)基本步骤及主要反应。 制熟石灰 CaCO3 高温 􀪅􀪅CaO+CO2↑,CaO+H2O􀪅􀪅 Ca(OH)2 续表 沉淀 Mg2++2OH-􀪅􀪅Mg(OH)2↓ 酸化 Mg(OH)2+2HCl􀪅􀪅MgCl2+2H2O 蒸发结晶 析出 MgCl2·6H2O 脱水 在氯化氢气流中使 MgCl2·6H2O脱水制得 无水氯化镁 电解 电解熔融氯化镁制得镁:MgCl2(熔融) 电解 􀪅􀪅 Mg+Cl2↑ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2023·北京卷) 一种分解氯化铵实现 产物分离的物质转化 关系如下,其中b、d代表MgO或Mg(OH)Cl 中的一种。下列说法正确的是 ( ) A.a、c分别是 HCl、NH3 B.d既可以是 MgO,也可以是 Mg(OH)Cl C.已知 MgCl2 为副产物,则通入水蒸气可 减少 MgCl2 的产生 D.等压条件下,反应①、②的反应热之和, 小于氯化铵直接分解的反应热 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D D.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点三 铝及其化合物 1.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.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: H++AlO2-+H2O 􀮩 􀮫􀮪􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁􀪁􀪁 酸式电离 􀜩􀜨􀜑 Al(OH)3 􀜩􀜨􀜑 Al3++3OH- 􀮩 􀮫􀮪􀪁􀪁􀪁 􀪁􀪁􀪁 碱式电离 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 850 Al2O3 受热分解 ③ ← Al(OH)3 两性 ① 强酸 Al3+→ ② 强碱 AlO-2→ 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-􀪅􀪅AlO-2 +2H2O ; ③ 2Al(OH)3 △ 􀪅􀪅Al2O3+3H2O 。 3.常见的铝盐 (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+3H+ ,Al(OH)3 胶体吸 附水中杂质形成沉淀而净水。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 从铝土矿中提取金属铝 主要化学反应: 反应①Al2O3+6HCl􀪅􀪅2AlCl3+3H2O 反应②Al3+ +4OH- (过 量 NaOH)􀪅􀪅 AlO-2 +2H2O 引 申:Al3+ +3OH- (少 量 强 碱)􀪅􀪅 Al(OH)3↓ 反应③AlO-2 +CO2(足 量)+2H2O 􀪅􀪅 Al(OH)3↓+HCO-3 引申:2AlO-2 +CO2(少 量)+3H2O 􀪅􀪅 2Al(OH)3↓+CO2-3 [无 论 加 多 少 CO2, Al(OH)3都不会转化为Al3+] 反应④:2Al(OH)3 △ 􀪅􀪅Al2O3+3H2O 反应⑤:Al2O3+2NaOH 􀪅􀪅2NaAlO2+ H2O 反应⑥:AlO-2 +4H+(少量强酸)􀪅􀪅Al3+ +2H2O 引申:AlO-2 +H+(少量强酸)+H2O􀪅􀪅 Al(OH)3↓ 反应⑦:Al3++3NH3·H2O􀪅􀪅Al(OH)3↓ +3NH+4 [无论加多少NH3·H2O,Al(OH)3 都不会转化为AlO-2 ] 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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 工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3,还 含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的 原料。其中一种提取方法的操作过程如下: 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 950 请回答下列问题: (1)请写出甲溶液中通入二氧化碳生成氢氧 化铝的离子方程式 。 (2)沉淀乙是Fe2O3,向其中加入足量盐酸, 写出反应的离子方程式 ,充分反应后过滤,将滤 液加热蒸干灼烧,最后可得到红棕色固体, 用简要的文字和化学方程式说明这一变化 过程 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 考点四 铜及其化合物 1.单质铜 (1)物理性质 紫红 色固体,具有良好的延展性、导热 性和导电性。 (2)化学性质 ①常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但 在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐 形成一层绿色的 铜锈 ,有关化学方程 式: 2Cu + O2 + CO2 + H2O 􀪅􀪅 Cu2(OH)2CO3 。 ②写出下列化学方程式: 铜在空气中加热: 2Cu+O2 △ 􀪅􀪅2CuO ; 铜丝在硫蒸气中反应: 2Cu+S △ 􀪅􀪅Cu2S 。 2.铜的重要化合物 (1)Cu2(OH)2CO3 的名称为 碱式碳酸铜 , 是铜 绿、孔 雀 石 的 主 要 成 分,受 热 分 解 可生成 黑 色 的 氧 化 铜,化 学 方 程 式: Cu2(H)2CO3 △ 􀪅􀪅2CuO+CO2↑+H2O , 可溶于稀硫酸,离子方程式: Cu2(OH)2CO3 +4H+􀪅􀪅2Cu2++CO2↑+3H2O 。 (2)黑色氧化铜在高温 下 分 解 为 红 色 的 Cu2O,化学方程式为 4CuO 高温 􀪅􀪅2Cu2O+ O2↑ 。 (3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫 酸铜粉末,化学方程式为 CuSO4·5H2O △ 􀪅􀪅CuSO4+5H2O 。 (4)红色的 Cu2O 与稀硫酸反应,溶液变 蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为 Cu2O+2H+􀪅􀪅Cu+Cu2++H2O 。 3.铜及其化合物的应用 (1)铜的精炼:以粗铜为 阳 极,纯铜为 阴 极,CuSO4 溶液为电解液进行电解, 可将粗铜提纯。 (2)氧化铜与醇反应时作氧化剂,可实现从 CuO到Cu的转化。 (3)用新制的氢氧化铜悬浊液来检验醛基, 可实现从Cu(OH)2到Cu2O的转化。 (4)Cu2+ 作为重金属离子能使蛋白质 变 性 ,可利用此性质来配制农药,如配制波 尔多液。 (5)无水CuSO4 粉末遇水变蓝的特性检验 水 (或 水蒸气 )的存在。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 060 1.铜及其化合物的性质应用与制备的几种 情况: (1)区别红色物质Cu和Cu2O的方法: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,否则为Cu,反应 的化学方程式为Cu2O+H2SO4􀪅􀪅CuSO4 +Cu+H2O。 (2)通常利用反应2Cu+O2 △ 􀪅􀪅2CuO除去 混合气体中的少量O2。 (3)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。 (4)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。 2.废铜综合利用的常用化工流程 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 氢化亚铜(CuH)是一难溶物质,可用 CuSO4 溶液和另一种反应物在40~50℃时 反应制得。CuH不稳定,易分解;CuH在氯 气中能燃烧,跟盐酸反应能产生气体。下列 有关推断中错误的是 ( ) A.这里的“另一种反应物”具有还原性 B.CuH可作氧化剂、还原剂 C.CuH+Cl2􀪅􀪅CuCl+HCl(燃烧) D.CuH+HCl􀪅􀪅CuCl+H2↑(常温) 利用废旧电池铜帽(含Cu、Zn)制取海 绵铜(Cu),并得到硫酸锌溶液的主要流程 如图(反应条件已略去)。 已知:2Cu+2H2SO4+O2 △ 􀪅􀪅2CuSO4+ 2H2O,下列说法不正确的是 ( ) 电池 铜帽 稀硫酸,O2 Ⅰ → 溶液 A 物质B Ⅱ 固体C→ 物质D Ⅲ 海绵铜→ 溶液E→→ A.过程Ⅱ中分离操作的名称为过滤,该操 作过程中使用到的玻璃仪器有烧杯、漏 斗、玻璃棒 B.溶 液 A 中 的 溶 质 有 H2SO4、CuSO4、 ZnSO4 C.上述流程中加入的物质B为锌,物质D 为盐酸 D.A~E中含铜、锌两种元素的物质有 A 和C 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 160 考点五 金属矿物的开发利用 金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在 化合态 在金属化合物中,金属元素 都显 正 价 游离态 金、铂等极少数金属 (2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从 化合 态 还原为 游离 态的过程。即: Mn++ ne-􀪅􀪅M (写反应通式,用 M 表示金 属)。 (3)金属冶炼的方法 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 2HgO △ 􀪅􀪅 2Hg+O2↑ 2Ag2O △ 􀪅􀪅4Ag+O2↑ 热 还 原 法 CO作 还原剂 Fe2O3+3CO 高温 􀪅􀪅 2Fe+3CO2 (高炉炼铁) H2作还原剂 WO3+3H2 △ 􀪅􀪅 W+3H2O 活泼金属 作还原剂 3MnO2 + 4Al 高温 􀪅􀪅 3Mn + 2Al2O3 续表 电解法 2Al2O3(熔 融) 电解 冰晶石 􀪅􀪅􀪅􀪅 4Al+ 3O2↑ MgCl2(熔融) 电解 􀪅􀪅 Mg+Cl2↑ 2NaCl(熔融) 电解 􀪅􀪅2Na+Cl2↑ [注意] (1)金 属 活 泼 性 与 冶 炼 方 法 的 关系: (2)有些活动性很强的金属也可以用还原法 来冶 炼,如 Na+KCl 850℃ 􀪅􀪅􀪅K↑+NaCl、 2RbCl+Mg 700~800℃ 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅MgCl2+2Rb↑等, 在此主要运用了化学平衡移动原理,利用 K、Rb沸点低,气化离开反应体系,使化学 反应得以向正反应方向进行。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 下列有关物质的工业制备反应错误 的是 ( ) A.合成氨:N2+3H2 高温高压 催化剂􀜩 􀜨􀜑􀜑􀜑􀜑 2NH3 B.制 HCl:H2+Cl2 点燃 􀪅􀪅2HCl C.制粗硅:SiO2+2C 高温 􀪅􀪅Si+2CO↑ D.冶炼镁:2MgO 通电 􀪅􀪅2Mg+O2↑ 我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金) 的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜 器;Pb、PbO2 是铅蓄电池的电极材料,不同 铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛 用作颜料,下列物质性质与用途具有对应关 系的是 ( ) A.石墨能导电,可用作润滑剂 B.单晶硅熔点高,可用作半导体材料 C.青铜比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜 铸剑 D.含铅化合物颜色丰富,可用作电极材料 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 260 第三章 铁 金属材料 第8讲 铁及其化合物 考点一 经典例题剖析 例1 C 过量铁粉与浓硫酸共热,反应生成硫酸亚铁,加入 KSCN溶液,溶液不显红色,A错误;Cu和Fe3+发生氧化 还原反应,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+􀪅􀪅Cu2++ 2Fe2+,溶液由黄色变为蓝色,但反应中没有黑色沉淀生 成,B错误;FeCl3会氧化铁粉生成FeCl2,棕黄色溶液变 为浅绿色,C正确;常温下,将铁片浸入足量浓硫酸中,无 明显现象是由于铁片表面发生了钝化,阻止了反应的继 续进行,钝化属于化学变化,D错误。 例2 C 废铁屑酸溶后得到亚铁盐,过滤后向滤液中加入 过量NaOH溶液和H2O2溶液,Fe2+会被H2O2氧化,在 碱溶液中转化为Fe(OH)3,然后加入 NaClO溶液,在碱 性溶液中发生氧化还原反应生成 Na2FeO4,加入 KCl固 体,利用溶解度不同转化为K2FeO4 析出。纯碱中CO2-3 水解导致溶液呈碱性,碱性条件下油污会水解生成高级 脂肪酸盐和甘油,所以废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶 液去油污,A正确;根据分析可知,步骤②的目的是将溶 液中的Fe2+转化为Fe(OH)3,B正确;NaOH溶液过量, 溶液显碱性,不可能生成 H+,故步骤③中发生反应的离 子方程式为2Fe(OH)3+4OH-+3ClO-􀪅􀪅2FeO2-4 + 3Cl-+5H2O,C错误;步骤④中发生反应的化学方程式 为 2KCl+ Na2FeO4 􀪅􀪅 K2FeO4 ↓ +2NaCl,证 明 K2FeO4的溶解度比Na2FeO4的小,D正确。 考点二 经典例题剖析 例1 A Fe(OH)2 是一种白色固体,A错误;煤油能减少 FeSO4 溶液与氧气接触,可以避免试管中部分氧气对氢 氧化亚铁的氧化,B正确;铁在氧气中燃烧可生成Fe3O4, 可通过化合反应4Fe(OH)2+2H2O+O2􀪅􀪅4Fe(OH)3 来制取Fe(OH)3,C正确;Fe(OH)3胶体呈红褐色、透明, 能发生丁达尔效应,D正确。 例2 B 氧化铁为红棕色固体,瓷器的青色不可能来自氧 化铁,故A项错误;向盛有FeCl3溶液的试管中加过量的 铁粉,铁粉会将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,故可观 察到黄色逐渐消失,因反应后的溶液中无铁离子,充分振 荡后加1滴 KSCN 溶 液,则 溶 液 不 会 变 色,B项 正 确; Fe2+遇SCN-不会显色,C项错误;铁与氯气反应只能生 成氯化铁,D项错误。 考点三 经典例题剖析 例1 A 氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电 解质,A错误;氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚 铁,可用来蚀刻铜板,B正确;氯气具有强氧化性,氯气与 铁单质加热生成氯化铁,C正确;向沸水中滴加饱和氯化 铁溶液,继续加热呈红褐色,铁离子发生水解反应可得到 氢氧化铁胶体,D正确;故选:A。 例2 B 已知化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3 价,CH3O-带一个单位负电荷,据此分析解题。由分析 可知,化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价,故其 与稀盐酸反应生成FeCl3、CH3OH、H2O,反应原理为: FeO(OCH3)+3HCl􀪅􀪅FeCl3+H2O+CH3OH,A不合 题意;由分析可知,化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为 +3价,C为-1,若隔绝空气加热分解生成FeO、CO2、 H2O则得失电子总数不相等,不符合氧化还原反应规律, 即不可能生成FeO、CO2、H2O,B符合题意;由分析可知, 化合物FeO(OCH3)中Fe的化合价为+3价,故其溶于 氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2,反应原理为: 2FeO(OCH3)+6HI􀪅􀪅2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH, 再加CCl4 萃取,有机层呈紫红色,C不合题意;化合物 FeO(OCH3)在空气中高温将生成Fe2O3、CO2 和 H2O, 然后Fe2O3为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,故化合物 FeO(OCH3)与SiO2 高温反应能生成Fe2(SiO3)3,D不 合题意;故答案为B。 微专题3 工艺流程图中杂质 Fe2+和Fe3+的处理 专题精练 1.D 流程设计意图是用硫酸把Fe2O3、Al2O3 转化为硫酸 盐,除去SiO2,然后用试剂X(铁粉)还原Fe3+得到硫酸 亚铁,A正确;分离FeSO4 和 Al2(SO4)3 采用的是调控 pH的方法,使Al3+转化为Al(OH)3 沉淀从而与FeSO4 分离,B 正 确;Fe2+ 容 易 被 氧 化,所 以 在 制 备 FeSO4, 7H2O产品的过程中,要防止其被氧化和分解,C正确;在 溶液1中直接加过量的NaOH得到的是Fe(OH)3沉淀, 沉淀经溶解、结晶分离得到Fe2(SO4)3,D不正确。 2.答案:(1)调节溶液的pH,使溶液中的Al3+和Fe3+生成 对应的氢氧化物沉淀而除去 (2)Fe(OH)3、Al(OH)3 (3)吸附沉淀,使沉淀颗粒变大 解析:(1)“聚沉”加入氧化镁的作用是与溶液中的氢离子 反应,调节溶液的pH=5,使溶液中的Al3+和Fe3+生成 对应的氢 氧 化 物 沉 淀 除 去;(2)依 据 流 程 分 析,氧 化 镁 调节pH=5,加絮凝剂聚沉,溶液中的 Al3+ 和Fe3+ 生 成对应的氢氧化物沉淀除去,对应的滤渣Ⅲ为Fe(OH)3、 Al(OH)3;(3)加入絮凝剂,吸附沉淀,使沉淀颗粒变大, 便于过滤除去。 第9讲 金属材料 考点一 经典例题剖析 例1 C 例2 AC 该过程能量转化的形式有三种,A错误。由所 给工业流程图可知B正确。铝镓合金与水反应的实质是 铝把水中的 H置换出来,属于置换反应,C错误。由图可 知该流程的总反应为2H2O􀪅􀪅2H2↑+O2↑,D正确。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —603— 考点二 经典例题剖析 例1 C 分析:NH4Cl分解的产物是NH3和 HCl,分解得 到的 HCl与 MgO反应生成 Mg(OH)Cl,Mg(OH)Cl又 可以分解得到 HCl和 MgO,则a为NH3,b为 Mg(OH) Cl,c为 HCl,d为 MgO。 解析:由分析可知,a为 NH3,c为 HCl,A 项错误;d为 MgO,B错误;可以水解生成 Mg(OH)Cl,通入水蒸气可 以减少 MgCl2的生成,C正确;反应①和反应②相加即为 氯化铵直接分解的反应,由盖斯定律可知,等压条件下, 反应①、反应②的反应热之和等于氯化铵直接分解的反 应热,D错误;故选C。 例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D中干扰实验,D错误。 考点三 经典例题剖析 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+2HF􀪅􀪅2NaF+H2O+CO2↑,向合 成槽中通入 NaAlO2,发生反应6NaF+NaAlO2+2CO2 􀪅􀪅Na3AlF6+2Na2CO3,过 滤 得 到 Na3AlF6 和 含 有 Na2CO3的滤液。陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2 能与烟 气中的 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 可知,合成槽内发生反应6NaF+NaAlO2+2CO2 􀪅􀪅 Na3AlF6+2Na2CO3,产物是 Na3AlF6 和 Na2CO3,故C 错误;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。 例2 答案:(1)AlO-2 +CO2+2H2O 􀪅􀪅Al(OH)3↓ +HCO-3 (2)Fe2O3+6H+􀪅􀪅2Fe3++3H2O FeCl3+3H2O􀜩􀜨􀜑 Fe(OH)3+3HCl,加热促进水解.且 氯化氢挥发,使平衡右移,生成氢氧化铁,氢氧化铁受热 分解,生成氧化铁,2Fe(OH)3 △ 􀪅􀪅Fe2O3+3H2O 解析:(1)该反应为NaAlO2 溶液与CO2 的反应,离子方 程式为AlO-2 +CO2+2H2O􀪅􀪅Al(OH)3↓+HCO-3 。 (2)沉淀乙中只有Fe2O3与盐酸反应,该反应的离子方程 式为Fe2O3+6H+􀪅􀪅2Fe3++3H2O。充分反应过滤后 所得滤液为FeCl3与HCl的混合溶液,加热蒸干时FeCl3 发生水解反应得到Fe(OH)3,灼烧时Fe(OH)3发生分解 反应得到Fe2O3。 考点四 经典例题剖析 例1 C Cl2具有强氧化性,与多价态金属反应时,生成最 高价态的金属化合物,应为CuCl2,故C项错误。 例2 C 依据框图可知:操作Ⅱ后得到固体和溶液,所以操 作Ⅱ为过滤,用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,A正 确;铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜,锌与稀硫酸反应 生成硫酸锌,所以溶液A中含有溶质硫酸铜、硫酸锌和过 量的硫酸,B正确;若上述流程中加入的物质B为锌,物 质D为盐酸,则溶液E中含有杂质氯化锌,所以D不能用 盐酸,应该用硫酸,C错误;依据分析可知:A为硫酸铜、 硫酸锌、稀硫酸,B为锌,C为铜和锌,D为硫酸,E为硫酸 锌,所以A~E中含铜、锌两种元素的物质有A和C,D正 确。 考点五 经典例题剖析 例1 D 合成氨工业为氮气和氢气在高温高压、催化剂条 件下反应生成氨气,A项正确;工业制备 HCl为氢气和氯 气在点燃时反应生成 HCl,B项正确;工业制备粗硅为石 英和焦炭在高温条件下反应生成单质硅和CO,C项正 确;工业冶炼镁为电解熔融氯化镁生成镁和氯气,D项 错误。 例2 C 石墨是过渡型晶体,质软,可用作润滑剂,故A错 误;单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关,与 熔点高无关,故B错误;青铜是铜合金,比纯铜熔点低、硬 度大,易于锻造,古代用青铜铸剑,故C正确;含铅化合物 可在正极得到电子发生还原反应,所以可用作电极材料, 与含铅化合物颜色丰富无关,故D错误;故选C。 必修第一册 选择性必修2 第四章 元素周期律 物质结构 与性质 第10讲 原子结构 原子核外电子排布 考点一 经典例题剖析 例1 B 根据质量守恒可知,X微粒为62He,Y微粒为42He, 据此分析解题。由分析可知,X微粒为62He,根据质量数 等于质子数加中子数可知,该微粒的中子数为4,A错误; 由分析可知,X微粒为62He,Y微粒为42He,二者具有相同 的质子数而不同的中子数的原子,故互为同位素,B正确; 由题干信息可知,138O与158O的半衰期很短,故不适宜用 作示踪原子研究化学反应历程,C错误;自然界中不存 在138O2与158O2并不是其化学键不稳定,而是由于138O与158 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 —703—