第10讲 金属材料及金属矿物的开发利用-【勤径学升】2026年高考化学一轮总复习教师用书Word

第10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.了解常见金属的活动性顺序。 3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 考点1 镁、铝及其重要化合物 ➢ 对应学生用书P47 1.镁、铝单质 （1）镁、铝的结构和存在 名称 镁 铝 周期表中位置 第三周期第ⅡA族 第三周期第ⅢA族 原子结构示意图 自然界存在形态 化合态 化合态 （2）镁、铝物理性质的共性 都是银白色、有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 （3）金属铝、镁的化学性质 铝 镁 与非金属 单质反应 能被Cl2、O2氧化 2Mg＋O22MgO 3Mg＋N2Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与沸水反应： Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑ 与非氧化 性酸反应 能与H＋反应产生H2 Mg＋2H＋ Mg2＋＋H2↑反应速度比Al快 与碱反应 能溶于强碱溶液 不反应 与某些氧 化物反应 能与Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金属氧化物发生铝热反应 能在CO2中燃烧：2Mg＋CO22MgO＋C 2.铝的重要化合物 （1）氧化铝和氢氧化铝（能写离子方程式的写离子方程式） 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 主要用途 ①做耐火材料 ②冶炼铝的原料 ①制药 ②Al（OH）3胶体用于净水 （2）常见的铝盐——明矾 ①明矾的化学式为KAl（SO4）2·12H2O，属于复盐。 ②明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl（SO4）2K＋＋Al3＋＋2S ，其中Al3＋发生水解反应，产生Al（OH）3胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。 ( × ) 2.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3等固体。 ( × ) 3.铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱。 ( × ) 4.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。 ( × ) 5.将镁条点燃后迅速伸入集满CO2的集气瓶，集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生。 ( √ ) 6.用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋。 ( × ) 7.在给定条件下，可实现转化：MgCl2(aq)Mg(OH)2(s)MgO(s)。 ( √ ) 题组一　镁、铝单质的性质 1．(2024·山东德州检测)已知：镁的密度为1.738 g·cm－3，铝的密度为2.70 g·cm－3。镁、铝分别与足量的1.0 mol·L－1盐酸发生反应，下列说法中不正确的是(　　) A．相同质量时，镁与盐酸反应产生的氢气少 B．相同质量时，镁与盐酸反应的速率快 C．相同体积时，铝与盐酸反应产生的氢气少 D．相同体积时，铝与盐酸反应产生氢气的体积大(相同条件下) 解析　相同质量时，设Mg、Al的质量均为1 g，依据反应：Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑可知，Mg、Al产生的氢气分别为mol、mol，显然Mg与盐酸反应产生的氢气少，A项正确；由于Mg比Al更活泼，与等浓度盐酸反应时，Mg的反应速率更快，B项正确；相同体积时，设Mg、Al的体积均为1 cm3，则Mg、Al的质量分别为1.738 g、2.70 g，结合上述分析结论“相同质量时，Al产生的氢气多”，则相同体积时，铝与盐酸反应产生的氢气多，在相同条件下生成气体的体积大，C项错误，D项正确。 答案　C 2.将等物质的量的镁和铝混合，取四份等质量该混合物，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是 （　　） A.3mol·L－1 HCl B.4mol·L－1 HNO3 C.8mol·L－1 NaOH D.18mol·L－1 H2SO4 解析　在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入稀盐酸，镁、铝都与稀盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。 答案　A 题组二　铝及其化合物的性质 3．(2023·湖南长沙长郡中学模拟)下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　) A．明矾可用作净水剂和消毒剂 B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属 C．铝可用作包装材料和建筑材料 D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物 解析　明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解反应生成Al(OH)3胶体，可吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，但不能杀菌、消毒，A错误；铝热反应放出大量的热，可用于冶炼活动性比铝弱且熔点高的金属，B正确；铝具有良好的延展性，可用作包装材料，铝合金(如硬铝)的硬度大，可作建筑材料，C正确；Al(OH)3是两性氢氧化物，可与胃酸(HCl)反应，故可用作胃酸中和剂，D正确。 答案　A 4.(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________(填字母)。 A.5.4 g　 B.3.6 g　　 C.2.7 g　 D.1.8 g 解析　(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O=== 2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式知n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题中投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 6 mol　 　　　3 mol 3 mol·L－1×0.1 L　 　0.15 mol 则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。 2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ 2×27 g 3 mol 5.4 g 0.3 mol 即加入铝粉的质量为5.4 g。 答案　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A 考点2 铜及其重要化合物 ➢ 对应学生用书P49 1.铜单质 （1）物理性质：紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁体吸引。 （2）化学性质 反应物 化学方程式 非金属 单质 O2 ①常温下潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2（OH）2CO3（碱式碳酸铜，绿色） ②在空气中加热：2Cu＋O22CuO（黑色固体） Cl2 Cu＋Cl2CuCl2（棕黄色烟） 氧化 性酸 浓硫酸 Cu＋2H2SO4（浓）CuSO4＋SO2↑＋2H2O 浓硝酸 Cu＋4HNO3（浓）Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O 稀硝酸 3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O 盐 AgNO3溶液 Cu＋2AgNO3Cu（NO3）2＋2Ag FeCl3溶液 Cu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜（CuO） 氧化亚铜（Cu2O） 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＋H2 Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3.氢氧化铜 （1）物理性质：蓝色不溶于水的固体。 （2）化学性质及应用 反应①的化学方程式：Cu（OH）2CuO＋H2O。 反应②的离子方程式：Cu（OH）2＋2H＋Cu2＋＋2H2O。 4.铜盐 （1）碱式碳酸铜 碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2（OH）2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 （2）硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色（生成CuSO4·5H2O），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用于除杂或干燥。 ③铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu（OH）2。 （ × ） 2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。 （ √ ） 3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。 （ × ） 4.将CuCl2溶液在蒸发皿中蒸干，得到无水CuCl2固体。 （ × ） 5.将表面有铜绿的铜器放入盐酸中浸泡除去铜绿。 （ √ ） 题组一　铜及其化合物的性质和应用 1.部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断错误的是(　　) A.d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)具有强氧化性 B.将c加入浓碱液中可制得e的胶体 C.e→a的转化可用于检验葡萄糖 D.存在b→c→e→b的转化关系 解析　由图可知，d的代表物质高铜酸钾(KCuO2)中的铜元素为＋3价，化合价容易降低，具有强氧化性，A正确；c为正二价的铜盐，加入浓氢氧化钠会生成氢氧化铜沉淀，不会形成胶体，B错误；葡萄糖具有还原性，在碱性环境中可使Cu(OH)2转化为Cu2O，故e→a的转化可用于检验葡萄糖，C正确；氧化铜和稀硫酸生成硫酸铜，硫酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜，存在b→c→e→b的转化关系，D正确。故选B。 答案　B 2．(2024·陕西安康市重点名校联考)铁、铜及其化合物之间的转化具有重要应用。下列说法正确的是(　　) A．FeO粉末在空气中受热，迅速被氧化成Fe2O3 B．将废铜屑加入FeCl3溶液中，可以制取铁粉 C．铜盐能杀死细菌，并有抑制藻类生长，因此游泳馆常用硫酸铜作游泳池中水的消毒剂 D．Cu2O与FeO颜色相同 解析　氧化亚铁具有较强的还原性，在空气中受热容易被氧气氧化为四氧化三铁，A项错误；Cu不能置换出Fe，B项错误；铜盐为重金属盐，能使蛋白质变性，C项正确；Cu2O为红色，FeO为黑色，D项错误。 答案　C 题组二　铜及其化合物的制备 3.实验室用含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图： 下列有关说法正确的是 （　　） A.溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸 B.气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子 C.生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe（OH）3↓＋3Cu2＋ D.从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶 解析　过量的酸应为稀硫酸，不适合用稀硝酸，原因是引入硝酸根杂质，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯化铜杂质，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，促进水解使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu（OH）2或Cu2（OH）2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe（OH）3↓＋3Cu2＋，C正确；从溶液中冷却结晶是得到硫酸铜晶体，D错误。 答案　C 4.(2023·山东济宁一模)碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]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图。下列说法错误的是(　　) A.“加热”步骤可选用水浴加热 B.“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收 C.“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3 D.可用盐酸和Ba(OH)2溶液检验“滤液”中是否有CO 解析　流程分析：废铜屑与浓硝酸反应，产生的气体为氮氧化物；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，过滤，经过一系列反应最终得到碱式碳酸铜。“加热”的温度为70 ℃，可选用水浴加热，A正确；“酸浸”产生的气体为NO2，可用NaOH溶液吸收，B正确；根据流程推知，“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3，C正确；HCO与OH－能反应，会干扰CO的检验，D错误。故选D。 答案　D 考点3 金属材料及金属矿物的开发利用 ➢ 对应学生用书P50 1.合金 2.常见金属材料 （1）金属材料包括纯金属和合金。日常使用的金属材料，大多数属于合金。 （2）几种常见的合金 ① ② ③ 3.金属矿物的开发利用 （1）金属在自然界中的存在形态 （2）金属冶炼的实质：把金属从化合态还原为游离态。 （3）金属冶炼的方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 方法名称 主要反应原理（举例） 热分解法 2HgO2Hg＋O2↑ 2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO作还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2（高炉炼铁） H2作还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑ MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑ 2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ 易丨错丨易丨混 判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 1.合金中的金属元素都以化合态形式存在。 （ × ） 2.合金材料中不可能含有非金属元素。 （ × ） 3.铝合金的熔点比纯铝的低。 （ √ ） 4.人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。 （ × ） 5.电解氯化镁溶液制取金属镁。 （ × ） 6.工业上用电解熔融AlCl3的方法冶炼铝。 （ × ） 题组一　金属材料及其应用 1．(2023·辽宁抚顺期末)我国“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金。下面有关合金的说法中正确的是(　　) A．钛合金是一种新型金属单质 B．Ti­Fe合金是新型储氢合金 C．钛合金的性质与钛单质相同 D．钢和硬铝中都没有非金属元素 解析　合金是由金属与金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特征的物质，不是新的单质，A错误；合金与它的成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械加工性能，C错误；钢的含碳量为0.03%～2%，硬铝中含有少量硅，含有非金属元素，D错误。 答案　B 2.下列关于新型合金材料说法不正确的是 （　　） A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料 B.钛合金生物相容性好，强度大，可作人造骨骼 C.形状记忆合金可在使合金发生形变的作用力消失后恢复原状 D.利用合金的熔点低于成分金属这一特点可制得耐热合金 解析　耐热合金的熔点很高，与合金的特征无关。 答案　D 题组二　金属冶炼方法的选择 3.(2023·西安质检)金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是(　　) A.用电解法制取金属钠：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ B.用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti：2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2 C.用Al作还原剂冶炼金属V：3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3 D.用H2作还原剂冶炼金属Ag：Ag2O＋H22Ag＋H2O 解析　电解熔融氧化钠制取金属钠，反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，故A正确；Na、Mg的活泼性大于Ti，可用Na、Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti，反应的化学方程式是2Mg＋TiCl4(熔融)Ti＋2MgCl2，故B正确；铝的还原性大于钒，用Al作还原剂可以冶炼金属V，反应的化学方程式是3V2O5＋10Al6V＋5Al2O3，故C正确；银是不活泼金属，一般采用加热Ag2O的方法冶炼Ag，故D错误。故选D。 答案　D [对应学生用书P52] 真题·示例 1．(2024·高考贵州卷)贵州重晶石矿(主要成分BaSO4)储量占全国以上。某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究，开发了制备高纯纳米钛酸钡(BaTiO3)工艺。部分流程如下： 下列说法正确的是(　　) A．“气体”主要成分是H2S，“溶液1”的主要溶质是Na2S B．“系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 C．“合成反应”中生成BaTiO3的反应是氧化还原反应 D．“洗涤”时可用稀H2SO4去除残留的碱，以提高纯度 解析　重晶石矿(主要成分为BaSO4)通过一系列反应，转化为BaS溶液；加盐酸酸化，生成BaCl2和H2S气体；在BaCl2溶液中加入过量的NaOH，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到Ba(OH)2·8H2O；过滤得到的“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH；Ba(OH)2·8H2O加水溶解后，加入Ti(OC4H9)4进行合成反应，得到BaTiO3粗品，最后洗涤得到最终产品。A.由分析可知，“气体”主要成分为H2S气体，“溶液1”的溶质主要含NaCl及过量的NaOH，A项错误；B.由分析可知，“系列操作”得到的是Ba(OH)2·8H2O晶体，故“系列操作”可以是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，B项正确；C.“合成反应”是Ba(OH)2·8H2O和Ti(OC4H9)4反应生成BaTiO3，该反应中元素化合价未发生变化，不是氧化还原反应，C项错误；D.“洗涤”时，若使用稀H2SO4，BaTiO3会部分转化为难溶的BaSO4，故不能使用稀H2SO4，D项错误。故选B。 答案　B 2.(2023·高考辽宁卷)某工厂采用如下工艺制备Cr(OH)3，已知焙烧后Cr元素以＋6价形式存在，下列说法错误的是(　　) A.“焙烧”中产生CO2 B.滤渣的主要成分为Fe(OH)2 C.滤液①中Cr元素的主要存在形式为CrO D.淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用 解析　结合题图，“焙烧”的部分反应为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2，产生的气体为CO2，A项正确；Fe(OH)2易被O2氧化，滤渣的主要成分不可能为Fe(OH)2，B项错误；＋6价的Cr在中性或碱性溶液中主要以CrO的形式存在，C项正确；葡萄糖具有还原性，能将CrO还原为Cr(OH)3，D项正确。故选B。 答案　B 反思·总结 1.从海水中提取镁 （1）工业流程 （2）主要化学反应 ①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2OCa（OH）2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca（OH）2Mg（OH）2↓＋Ca2＋； ③制备MgCl2：Mg（OH）2＋2HClMgCl2＋2H2O； ④电解MgCl2：MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑。 2.工业炼铝的流程 铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质，冶炼金属铝很重要的一个过程是Al2O3的提纯。由于Al2O3是两性氧化物，而杂质SiO2是酸性氧化物，Fe2O3是碱性氧化物，因而可设计出两种提纯氧化铝的方案。 方案一：碱溶法 （1）①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式： ①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。 ③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。 （2）步骤③中不用盐酸（或H2SO4）酸化，因为[Al(OH)4]－与酸反应生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛，经济效益好。 （3）步骤④中得到较纯的Al2O3，可能含有SiO2杂质，在电解时它不会影响铝的纯度是因为SiO2的熔点很高，在加热到1 000℃ 左右时不会熔化。 方案二：酸溶法 （1）①、②中可能发生反应的离子方程式。 ①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。 ②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。 （2）步骤②中不用氨水沉淀Fe3＋是因为：Al（OH）3只能溶于强碱，不能溶于氨水，若用氨水则不能将Fe（OH）3和Al（OH）3分离。 模拟·演练 1．(2025·八省联考内蒙古卷)随着锂离子电池在众多领域的广泛应用，其废旧电池的回收工作愈发显得意义重大。现行的回收工艺通常采用酸浸碱浸的方法，从锂离子电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)中提取Li和Co，得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，可实现LiCoO2的再生。与此同时，为达成绿色回收Li和Co的目标，科研人员在研究一种新型电解回收工艺。已知：Ksp[Co(OH)2]＝6×10－15，Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20。一种现行回收工艺的流程如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．“浸取”反应中，正极材料成分为还原剂 B．“浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4 C．滤液2中＝3×105 D．LiCoO2再生：4Co(OH)2＋2Li2CO34LiCoO2＋2CO↑＋4H2O 解析　电池正极材料LiCoO2(含少量金属Cu)，加稀硫酸及过氧化氢反应，生成铜离子、钴离子、锂离子，再加氢氧化钠进行沉铜，进一步加氢氧化钠进行沉钴，进行一系列操作得到碳酸锂，将得到的Co(OH)2和Li2CO3在空气中煅烧，实现LiCoO2的再生。A.“浸取”反应中，正极材料LiCoO2中Co元素化合价由＋3价降低为＋2价，所以正极材料成分为氧化剂，故A错误；B.“浸取”时LiCoO2和稀硫酸及过氧化氢反应，由流程图可知，沉钴时加NaOH溶液生成Co(OH)2，则Co元素在“浸取”时转化为Co2＋，Li元素化合价不变，所以“浸取”时LiCoO2转化为Li2SO4和CoSO4，故B正确；C.滤液2中Cu(OH)2、Co(OH)2达到饱和，则滤液2中＝＝＝×10－5，故C错误；D.LiCoO2再生的过程中，在空气中煅烧，氧气为氧化剂，所以化学方程式为4Co(OH)2＋2Li2CO3＋O24LiCoO2＋2CO2↑＋4H2O，故D错误。故选B。 答案　B 2.(2023·山东淄博摸底)从砷化镓废料(主要成分为GaAs、Fe2O3、SiO2和CaCO3)中回收镓和砷的工艺流程如图所示。下列说法正确的是(　　) A.“碱浸”时，温度越高，浸取率越高 B.“碱浸”时，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2 C.滤渣Ⅲ的成分是SiO2 D.“操作”用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、坩埚、泥三角 解析　流程分析：砷化镓废料加入NaOH、H2O2碱浸，Fe2O3、CaCO3不反应，成为滤渣Ⅰ，GaAs、SiO2和碱反应进入浸出液。浸出液加入硫酸中和，Na2SiO3转化为硅酸沉淀，由最后Ga的路线判断Ga元素进入滤渣Ⅱ。加入稀硫酸溶解，硅酸沉淀进入滤渣Ⅲ。含镓溶液电积得到镓单质。中和后的滤液经过蒸发浓缩、降温结晶等操作得到Na3AsO4·12H2O。“碱浸”时使用的H2O2受热易分解，故反应中温度不能过高，A错误；“碱浸”时，As的化合价由－3价变为＋5价，H2O2中O的化合价由－1价变为－2价，根据得失电子守恒可知，每反应1 mol GaAs，理论上消耗4 mol H2O2，B正确；滤渣Ⅲ的成分是硅酸，C错误；“操作”为蒸发浓缩、降温结晶等，用到的主要仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿、铁架台，D错误。故选B。 答案　B 3．(2024·湖南天壹名校联盟高三4月大联考)锡在材料、医药、化工等方面有广泛的应用，锡精矿(SnO2)中主要有Fe、S、As、Sb、Pb等杂质元素。下图为锡的冶炼工艺流程： 已知：SnO2性质稳定，难溶于酸。下列说法错误的是(　　) A．焙烧产生的烟尘、烟气中主要杂质元素是S、As、Sb B．酸浸时，PbO生成[PbCl4]2－，为了提高铅的浸出率，可添加适量NaCl固体 C．[PbCl4]2－PbSPb的反应2中S元素化合价全部升高 D．电解精炼时，电源的正极与粗锡相连 解析　锡精矿(SnO2)中主要有Fe、S、As、Sb、Pb等杂质元素，焙烧时Fe、S、As、Sb、Pb杂质元素转化为氧化物，焙烧后加入稀盐酸溶解，由于SnO2性质稳定，难溶于酸，过滤得到SnO2，再使用焦炭还原SnO2得到粗锡，最后电解精炼得到精锡。焙烧时Fe、S、As、Sb、Pb杂质元素转化为氧化物，由题可知，加入稀盐酸后的滤液经过处理得到Fe和Pb，所以烟尘、烟气中的主要杂质元素是S、As、Sb，A正确；酸浸时，PbO生成[PbCl4]2－，离子方程式为PbO＋2H＋＋4Cl－===[PbCl4]2－＋H2O，浸出过程中添加氯化钠，可促使氯化铅转化成可溶性的离子，提高其浸出效果，B正确；PbS与熔融NaOH反应的化学方程式为4PbS＋8NaOH4Pb＋3Na2S＋Na2SO4＋4H2O，S元素化合价只有部分升高，C错误；电解精炼时，与电源的正极相连的是粗锡，D正确。 答案　C [对应学生用书P54] 1.（2022·高考广东卷）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 解析　兽骨是由有机物和无机物组成的，A项错误；青铜器是铜锡合金，B项正确；纸张的主要成分是纤维素，C项错误；液晶显示屏的主要材料是液晶，它是介于液态和固态之间的物质属于有机高分子化合物，不是合金，D项错误。 答案　B 2．(2024·高考山东卷)物质性质决定用途，下列两者对应关系错误的是(　　) A．石灰乳除去废气中二氧化硫，体现了Ca(OH)2的碱性 B．氯化铁溶液腐蚀铜电路板，体现了Fe3＋的氧化性 C．制作豆腐时添加石膏，体现了CaSO4的难溶性 D．用氨水配制银氨溶液，体现了NH3的配位性 解析　A．SO2是酸性氧化物，石灰乳为Ca(OH)2，呈碱性，吸收SO2体现了Ca(OH)2的碱性，A正确；B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板，发生的反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，体现了Fe3＋的氧化性，B正确；C.制作豆腐时添加石膏，利用的是在胶体中加入电解质发生聚沉这一性质，与CaSO4难溶性无关，C错误；D.银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水，先生成白色沉淀AgOH，最后生成易溶于水的[Ag(NH3)2]OH，[Ag(NH3)2]OH中Ag＋和NH3之间以配位键结合，体现了NH3的配位性，D正确。故选C。 答案　C 3．(2024·高考浙江6月选考)下列说法不正确的是(　　) A．Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多 B．Na2O2能与CO2反应产生O2，可作供氧剂 C．FeO有还原性，能被氧化成Fe3O4 D．HNO3见光易分解，应保存在棕色试剂瓶中 解析　A．Al(OH)3呈两性，不溶于水，但可以与胃酸反应生成无毒物质，因此其能用于治疗胃酸过多，A不正确；B.Na2O2能与CO2反应产生O2，该反应能安全发生且不生成有毒气体，故Na2O2可作供氧剂，B正确；C.FeO有还原性，其中Fe元素的化合价为＋2，用适当的氧化剂可以将其氧化成更高价态的Fe3O4，C正确；D.见光易分解的物质应保存在棕色试剂瓶中，HNO3见光易分解，故其应保存在棕色试剂瓶中，D正确。故选A。 答案　A 4.（2022·高考全国乙卷）二草酸合铜（Ⅱ）酸钾{K2[Cu（C2O4）2]}可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜（Ⅱ）酸钾可采用如下步骤： Ⅰ.取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。 Ⅱ.向草酸（H2C2O4）溶液中加入适量K2CO3固体，制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液。 Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80～85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。 Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体，进行表征和分析。 回答下列问题： （1）长期存放的CuSO4·5H2O中，会出现少量白色固体，原因是　　　　　　　　　　　　　。 （2）Ⅰ中的黑色沉淀是　　　　　　　　（写化学式）。 （3）Ⅱ中原料配比为n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，写出反应的化学方程式：　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 （4）Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入K2CO3应采取　　　　　　　的方法。 （5）Ⅲ中应采用　　　　进行加热。 （6）Ⅳ中“一系列操作”包括　　　　　　　　　　　　　　　。 解析　（1）长期存放的CuSO4·5H2O固体在空气中部分失去结晶水（风化），会出现少量白色CuSO4固体。（2）Ⅰ中取已知浓度的CuSO4溶液，搅拌下滴加足量NaOH溶液，产生浅蓝色Cu（OH）2沉淀。加热，Cu（OH）2沉淀脱水转变成黑色的CuO。（3）根据Ⅱ中原料配比为n（H2C2O4）∶n（K2CO3）＝1.5∶1，可以得到反应的化学方程式是3H2C2O4＋2K2CO32KHC2O4＋K2C2O4＋2CO2↑＋2H2O。（4）Ⅱ中反应生成CO2，产生CO2过快易引起喷溅，为避免CO2产生过快，应采取分批加入并持续搅拌K2CO3的方法。（5）Ⅲ中将混合溶液加热至80～85℃，应采用水浴加热。（6）Ⅳ中“将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜（Ⅱ）酸钾晶体”，“一系列操作”在“加热浓缩”与“干燥”之间，故“一系列操作”包括冷却结晶、过滤、洗涤。 答案　 （1）晶体部分失去结晶水（风化）　（2）CuO （3）3H2C2O4＋2K2CO32KHC2O4＋K2C2O4＋2CO2↑＋2H2O （4）分批加入并持续搅拌 （5）水浴法 （6）冷却结晶、过滤、洗涤 学科网（北京）股份有限公司 $$