3.2 金属材料（5大题型专项训练，黑吉辽蒙专用）化学人教版必修第一册

3.2 金属材料 题型01合金及其用途 题型02 铝及其重要化合物 题型03 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型04 化学计算中的常用方法 题型05 基于金属元素的工艺流程题 题型01 合金及其用途 铁合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般大于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 铁合金——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是钢，不锈钢是最常见的一种合金钢。 铝合金：向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 新型合金：用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 【典例1】（25-26高一上·吉林长春·阶段测试）相对于纯金属制成的金属材料来说合金的优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③ 【变式1-1】（25-26高一上·辽宁本溪·阶段测试）下列关于“大国重器”的描述中属于合金的是 A．福建舰使用的特种钢 B．“中国天眼”使用的碳化硅 C．登月国旗所用的“玄武岩纤维” D．北斗卫星使用的隔热材料玻璃钢 A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】（25-26高一上·辽宁大连·阶段测试）中华文化源远流长，下列文物材质不属于合金的是 A．战国铁火盆 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．三星堆青铜面具 A．A B．B C．C D．D 【变式1-3】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段测试）首钢滑雪大跳台由赛道、裁判塔和看台区域三部分组成，跳台造型设计来自敦煌“飞天”飘带形象，曲线优美，如图所示。 (1)首钢滑雪大跳台主体为钢结构，生铁与钢的性能不同的原因是 。 (2)裁判塔采用的是耐候钢。这种钢材自带防火和防腐功能，无须再涂刷防火和防腐产品。铁制品锈蚀是铁与空气中的 共同作用的结果，工业上常用稀盐酸除铁锈，该反应的化学方程式为 。 (3)耐候钢中常含有铜、镍、钛等金属，耐候钢属于 (填“化合物”或“混合物”)。 题型02 铝及其重要化合物 一、金属铝 铝是地壳中含量最多的金属元素。 1.与氧气反应 （1）常温下与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属不受腐蚀。 （2）4Al＋3O22Al2O3 现象：铝箔熔化但不滴落 2.与酸与碱反应 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O=== 2 [Al(OH)4]－＋3H2↑ 不能用铝制容器来贮存酸性或碱性物质。 二、氧化铝（Al2O3）——两性氧化物 白色难溶，熔点高，可做耐火材料 与酸与碱反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－＋3H2O === 2[Al(OH)4]－ 三、氢氧化铝（Al(OH)3）——两性氢氧化物 白色胶状沉淀，有吸附作用，可用作净水剂。 氢氧化铝溶于强酸、强碱。 1、与强酸反应 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 2、与强碱反应 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 3、受热分解 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 四、铝盐 Al(OH)3的实验室制法：用可溶性铝盐和氨水反应制取。 AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl 【典例2】（25-26高一上·内蒙古包头·阶段测试）铝及其化合物的用途广泛。部分含铝物质的类别与所含铝元素化合价的关系如图所示。下列推断不正确的是 A．a可与反应转化为b B．a可与盐酸反应转化为c C．b可与KOH溶液反应转化为c D．c的溶液可与反应转化为a 【变式2-1】（25-26高一上·吉林佳木斯·阶段测试）既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的物质是 ①Al(OH)3   ②Al2O3   ③Al   ④NaHCO3   ⑤Mg(OH)2 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①②④⑤ 【变式2-2】（25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段测试）镁、铝或铁的部分“价-类”二维图如图所示，下列叙述错误的是 A．若a为铝，铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生，则d能与NaOH反应生成e B．若a为铁，铁在氧气中燃烧火星四射，产生黑色固体，则c在空气中能稳定存在 C．若a为镁，则在空气中灼烧c可以生成b D．若强磁铁能吸附a粉末，则均能与稀硝酸反应生成e 【变式2-3】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）溶液的电导率可以表示溶液的导电能力，电导率越大，溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体，在反应初期生成氢氧化铝、水和碳酸钠。溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关 B．点对应溶液中溶质的主要成分为 C．段发生反应的离子方程式为 D．段电导率上升的原因是与和发生反应生成 题型03 物质的量在化学方程式计算中的应用 物质的量在化学方程式计算中六个基本步骤： 【典例3】（25-26高一上·吉林通化·阶段测试）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L(标准状况)气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L(标准状况)气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为 A．2：1：1 B．3：1：1 C．3：2：1 D．3：1：2 【变式3-1】（25-26高一上·辽宁辽阳·阶段练习）铝热反应是铝粉与金属氧化物在高温下发生的剧烈氧化还原反应，生成金属单质和氧化铝并释放大量热能，在工业上常用这种方法冶炼难熔的金属。请回答下列问题： Ⅰ．高温下铝粉可与氧化铬（）反应，生成的单质铬在较高温度下呈熔融状态，跟形成的熔渣分离开来，从而获得较纯的单质铬。 (1)高温下铝粉与氧化铬反应的化学方程式为 ，该反应的基本反应类型为 ，氧化剂是 （填化学式）。 Ⅱ．为了测定某铝热剂（由铝粉和氧化铬组成）中铝元素的质量分数，同学们设计了如图所示装置（夹持装置省略）进行实验。 实验操作：①检查装置的气密性，调节水准管使量气管的液面与“0”刻度线齐平。 ②滴入过量稀硫酸与a g铝热剂充分反应。 ③待反应停止后，恢复至室温，使水准管与量气管中液面相平，读取量气管液面的读数并记录进入量气管的气体体积。 已知：氧化铬与稀硫酸反应生成硫酸铬和水；该实验所处环境下，的密度为， (2)仪器x的名称为 。 (3)检查该装置的气密性的方法是 （任写一种）。 (4)写出铝粉与稀硫酸反应的离子方程式： 。 (5)操作③中使水准管与量气管中液面相平的目的是 。 (6)通过该实验测得进入量气管的气体体积为V mL，则该铝热剂中铝元素的质量分数为 （用含有a、ρ、V的代数式表示）。 【变式3-2】（25-26高一上·内蒙古锡林浩特·阶段测试）将和铁的氧化物置于密闭容器中，一定条件下充分反应至完全，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是 A． B．当为时，的质量为 C．参加反应的铁的氧化物的质量为 D．铁的氧化物中 【变式3-3】（24-25高一上·黑龙江鹤岗·阶段测试）铝、铁、铜在工业和生产生活中有广泛应用。 (1)铝制品具有很好的耐腐蚀性能，原因是 ；按性质分类，属于 氧化物，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。 (2)已知铝是一种能够和强碱溶液反应生成氢气的一种特殊金属，其反应的化学方程式为，现向溶液中投入，二者恰好完全反应，计算： ①投入的物质的量为 。 ②参加反应的的物质的量为 ；溶液的物质的量浓度 。 ③生成的在标准状况下的体积为 L。 题型04 化学计算中的常用方法 1．关系式法 直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”即可求解未知量。 例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。 2．守恒法 化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。 1中例子也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 3．差量法 例：对化学反应CuO＋H2Cu＋H2O中的固体物质作定量研究会发现，每80 g CuO发生反应，同时有64 g Cu生成，反应前后固体的质量差为16 g，此质量关系可表示为： CuO＋H2Cu＋H2O　固体质量差(Δm) 80 g 64 g 16 g 这个固体质量差(Δm)我们称之为“差量”。若取任意量的CuO与H2发生化学反应，参加反应的固体与生成的固体在质量上有定量关系：＝＝。 4．方程组法 当反应中出现多个未知量时，可列方程组求解未知量。 【典例4】（25-26高一上·辽宁大连·阶段测试）将5．0 g CaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为 A．1．12 L B．2．24 L C．11．2 L D．22．4 L 【变式4-1】（24-25高一上·吉林长春·阶段测试）FeCl3溶液常用来处理回收废电路板中的铜。现将废电路板浸入200mL FeCl3溶液使铜全部溶解(其他物质不参与反应，溶液体积变化忽略不计)，电路板质量减少3.2g，向浸泡液中加足量Fe粉充分反应，过滤洗涤干燥后，测得剩余固体质量比加入的Fe粉质量减少了2.4g。请计算： (1)浸泡液中的Cu2+的物质的量为 mol。 (2)原溶液中c(Fe3+)= mol/L。 【变式4-2】（25-26高一上·内蒙古通辽·阶段测试）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L(标准状况)气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L(标准状况)气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为 A．2：1：1 B．3：1：1 C．3：2：1 D．3：1：2 【变式4-3】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。次氯酸溶液是常用的消毒剂，可利用Cl2O与水反应得到。根据该原理，某化学兴趣小组利用如图装置制备一定浓度的次氯酸溶液。已知：常温常压下，Cl2O为棕黄色气体，沸点为3.8℃，42℃以上会分解为Cl2和O2。实验时，将氯气和空气(不参与反应)按体积比为1：3混合通入含水8%的碳酸钠糊状物中，请回答下列问题： (1)实验室一般通过MnO2与浓盐酸加热制备氯气，发生反应的离子方程式为 。 (2)装置C中的仪器甲的名称为 ，仪器甲中发生反应的化学方程式为 。 (3)装置B的作用为 ，有同学建议将装置D中的仪器乙换为棕色瓶，原因是 。 (4)测定装置D中得到的次氯酸的物质的量浓度。量取20mL装置D中得到的次氯酸溶液，并稀释至100mL，再从中取出20.00mL至锥形瓶中，并加入过量KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，滴加0.5mol•L-1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液20.00mL(反应为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。 ①次氯酸与KI溶液反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 ②恰好反应时的现象为 。 ③装置D中得到的次氯酸的物质的量浓度为 mol/L。 题型05 基于金属元素的工艺流程题 (1) 关注“要什么”，不需要的统统在流程中需要去除。 (2)掌握工艺流程中常见的术语 如研磨、粉碎、浸出、酸溶、碱洗、燃烧等。 【典例5】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）在医学上常用作补血剂。工业上用硫铁矿烧渣(主要成分为含少量等杂质)制备的一种流程如下： 下列说法正确的是 A．第一次过滤的滤渣主要成分为 B．为得到纯净的产品，加入的“试剂1”为、“试剂2”为Fe C．第二次过滤的滤液中主要阴离子有 D．“操作a”包括蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥 【变式5-1】（25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习）铵明矾晶体［NH4Al(SO4)2·12H2O，M = 453 g·mol−1］可溶于水，不溶于乙醇，常用作净水剂及造纸工业的上浆剂等。一种以含铝废料(主要成分为Al及少量Fe、Fe2O3)为原料制备铵明矾晶体的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： (1)“浸取”需要在90 ℃下进行，适宜的加热方式为 ；所得滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)写出“沉铝”时的离子反应方程式 ；所得滤液的主要成分为 (填化学式)。 (3)铵明矾溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、 、用 (填试剂名称)洗涤、干燥可以得到铵明矾晶体。 (4)将10.0 g铵明矾晶体粗产品溶于水配成溶液，向该溶液中加入40 mL 1.0 mol−1 BaCl2溶液时，二者恰好完全反应(杂质不参与反应)。则铵明矾晶体的纯度为 。 【变式5-2】（25-26高一上·吉林四平·阶段测试）以锌灰(主要成分为，含少量)为原料制备的工艺流程如下(“→”表示部分过程略去)： (1)“浸取”时，与盐酸反应的化学方程式为 。 (2)图中出现的易溶电解质有 (填化学式)。 (3)“氧化”反应之一为与在稀盐酸中的反应，该反应只生成一种含的产物。 ①写出该反应的离子方程式 。 ②若“氧化”时使用，“滤渣1”仍为和，但工业生产时此步骤不选择，其原因是 。 (4)实验室进行“过滤”操作时，所需玻璃仪器有 。 (5)“置换”时，加入过量粉的目的是 。 (6)工业生产中若锌灰质量一定，为提高单位时间内的产量，可采取的措施为 。 【变式5-3】（25-26高一上·辽宁盘锦·阶段测试）一种以高镁卤水(主要含和硼酸根等)为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：相关化合物的溶解度与温度的关系如下图所示。 (1)浓缩结晶后得到等固体，煅烧、水浸是第一次除镁，煅烧时发生反应的化学方程式为 。 (2)精制Ⅰ是第二次除镁，滤渣Ⅰ的主要成分除外，还有 (填化学式)；若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加 (填化学式)的用量。 (3)为获得较纯净的，过滤后应选用 (填“冷水/常温水/热水”)对其进行洗涤。判断洗涤干净的操作为 。 (4)为验证产品中的纯度，称取1.00g样品溶于的硫酸，煮沸、冷却，加水定容至100mL。取定容后的溶液10.00mL，与1.00mol/LNaOH溶液反应，消耗NaOH溶液2.00mL，产品中的纯度 。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.2 金属材料 题型01合金及其用途 题型02 铝及其重要化合物 题型03 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型04 化学计算中的常用方法 题型05 基于金属元素的工艺流程题 题型01 合金及其用途 铁合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般大于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 铁合金——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是钢，不锈钢是最常见的一种合金钢。 铝合金：向铝中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等，可制成铝合金。铝合金是目前用途广泛的合金之一。例如，硬铝的密度小、强度高，具有较强的抗腐蚀能力，是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。 新型合金：用于贮氢的新型合金Ti­Fe合金和La­Ni合金；钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 【典例1】（25-26高一上·吉林长春·阶段测试）相对于纯金属制成的金属材料来说合金的优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大 ②一般合金的熔点比它的各成分金属的更低 ③改变原料的配比，改变生成合金的条件，可得到具有不同性能的合金 ④合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③④ B．②③④ C．①②④ D．①②③ 【答案】A 【详解】合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面优于它的各成分金属。例如，合金的硬度一般比各成分金属的硬度大，多数合金的熔点比各成分金属的熔点低。 【变式1-1】（25-26高一上·辽宁本溪·阶段测试）下列关于“大国重器”的描述中属于合金的是 A．福建舰使用的特种钢 B．“中国天眼”使用的碳化硅 C．登月国旗所用的“玄武岩纤维” D．北斗卫星使用的隔热材料玻璃钢 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．特种钢是铁与碳及其他金属元素熔合而成的具有金属特性的混合物，属于合金，A正确； B．碳化硅（SiC）是由硅和碳组成的化合物，属于无机非金属材料，不是合金，B错误； C．玄武岩纤维是由玄武岩矿石熔融拉制的无机纤维，主要成分为二氧化硅等非金属氧化物，属于无机非金属材料，不是合金，C错误； D．玻璃钢是玻璃纤维增强塑料，由合成树脂和玻璃纤维组成，属于复合材料，不是合金，D错误； 故答案选A。 【变式1-2】（25-26高一上·辽宁大连·阶段测试）中华文化源远流长，下列文物材质不属于合金的是 A．战国铁火盆 B．蒜头纹银盒 C．广彩瓷咖啡杯 D．三星堆青铜面具 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．战国铁火盆是铁的合金，故A正确； B．蒜头纹银盒是银的合金，故B正确； C．瓷器是由陶土烧制而成的，主要成分是硅酸盐，故C错误； D．三星堆青铜面具是铜的合金，故D正确； 故答案为：C。 【变式1-3】（25-26高一上·黑龙江哈尔滨·阶段测试）首钢滑雪大跳台由赛道、裁判塔和看台区域三部分组成，跳台造型设计来自敦煌“飞天”飘带形象，曲线优美，如图所示。 (1)首钢滑雪大跳台主体为钢结构，生铁与钢的性能不同的原因是 。 (2)裁判塔采用的是耐候钢。这种钢材自带防火和防腐功能，无须再涂刷防火和防腐产品。铁制品锈蚀是铁与空气中的 共同作用的结果，工业上常用稀盐酸除铁锈，该反应的化学方程式为 。 (3)耐候钢中常含有铜、镍、钛等金属，耐候钢属于 (填“化合物”或“混合物”)。 【答案】(1)含碳量不同 (2) 氧气和水蒸气 (3)混合物 【详解】（1）生铁与钢的性能不同是因为含碳量不同，生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金； （2）铁制品锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果。铁锈的主要成分是氧化铁，与盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为； （3）耐候钢中常含有铜、镍、钛等金属，属于混合物。 题型02 铝及其重要化合物 一、金属铝 铝是地壳中含量最多的金属元素。 1.与氧气反应 （1）常温下与空气中的O2发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，保护内部金属不受腐蚀。 （2）4Al＋3O22Al2O3 现象：铝箔熔化但不滴落 2.与酸与碱反应 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ 2Al＋2OH－＋2H2O=== 2 [Al(OH)4]－＋3H2↑ 不能用铝制容器来贮存酸性或碱性物质。 二、氧化铝（Al2O3）——两性氧化物 白色难溶，熔点高，可做耐火材料 与酸与碱反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O Al2O3＋2OH－＋3H2O === 2[Al(OH)4]－ 三、氢氧化铝（Al(OH)3）——两性氢氧化物 白色胶状沉淀，有吸附作用，可用作净水剂。 氢氧化铝溶于强酸、强碱。 1、与强酸反应 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 2、与强碱反应 Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－ 3、受热分解 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 四、铝盐 Al(OH)3的实验室制法：用可溶性铝盐和氨水反应制取。 AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl 【典例2】（25-26高一上·内蒙古包头·阶段测试）铝及其化合物的用途广泛。部分含铝物质的类别与所含铝元素化合价的关系如图所示。下列推断不正确的是 A．a可与反应转化为b B．a可与盐酸反应转化为c C．b可与KOH溶液反应转化为c D．c的溶液可与反应转化为a 【答案】D 【分析】a为Al单质，b为Al2O3，c为+3价的铝盐，可以是Al3+或者[Al(OH)4]-盐； 【详解】A．Al与O2反应可以生成Al2O3，A正确； B．Al与盐酸反应得到AlCl3，B正确； C．b为Al2O3，与KOH反应得到KAl(OH)4，C正确； D．c的溶液可以是Al3+或者[Al(OH)4]-的盐，与O2不能反应转化为Al单质，D错误； 答案选D。 【变式2-1】（25-26高一上·吉林佳木斯·阶段测试）既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的物质是 ①Al(OH)3   ②Al2O3   ③Al   ④NaHCO3   ⑤Mg(OH)2 A．①②③④⑤ B．①②③④ C．①②③ D．①②④⑤ 【答案】B 【详解】①Al(OH)3 属于两性氢氧化物，既能与盐酸反应，又能与NaOH反应； ②Al2O3属于两性氧化物，既能与盐酸反应，又能与NaOH反应； ③Al是金属单质，与盐酸反应生成AlCl3和H2，与NaOH反应生成NaAlO2和H2； ④NaHCO3是酸式盐，与盐酸反应生成CO2，与NaOH反应生成Na2CO3； ⑤Mg(OH)2只能与盐酸反应，不与NaOH反应； 因此既能与盐酸反应，又能与NaOH反应的有①②③④；答案选B。 【变式2-2】（25-26高一上·黑龙江齐齐哈尔·阶段测试）镁、铝或铁的部分“价-类”二维图如图所示，下列叙述错误的是 A．若a为铝，铝分别与盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生，则d能与NaOH反应生成e B．若a为铁，铁在氧气中燃烧火星四射，产生黑色固体，则c在空气中能稳定存在 C．若a为镁，则在空气中灼烧c可以生成b D．若强磁铁能吸附a粉末，则均能与稀硝酸反应生成e 【答案】B 【分析】根据Fe、Al、Mg元素的价类二维图，可知a是Al、Mg(或Fe)，b是MgO或FeO，c是Mg(OH)2或Fe(OH)2，d是Fe(OH)3或Al(OH)3，e是或盐或盐，然后根据物质的性质及转化关系分析解答。 【详解】A．若a为铝，铝和盐酸、氢氧化钠溶液反应均产生，d是Al(OH)3能和NaOH反应生成，A正确； B．若a为铁，铁在氧气中燃烧火星四射，产生黑色固体，c为Fe(OH)2，在空气中会被氧气氧化为Fe(OH)3，不能稳定存在，B错误； C．若a为镁，c为Mg(OH)2，在空气中灼烧生成MgO，化学方程式：，C正确； D．若强磁铁能吸附a粉末，a为铁，b为FeO，c为Fe(OH)2，d为Fe(OH)3，均能和稀硝酸反应生成，D正确； 故选B。 【变式2-3】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）溶液的电导率可以表示溶液的导电能力，电导率越大，溶液的导电能力越强。向的溶液中缓慢通入气体，在反应初期生成氢氧化铝、水和碳酸钠。溶液的电导率随通入气体时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．溶液的电导率大小仅与溶液中离子的浓度有关 B．点对应溶液中溶质的主要成分为 C．段发生反应的离子方程式为 D．段电导率上升的原因是与和发生反应生成 【答案】B 【分析】向150mL 0.05mol⋅L−1的Na[Al(OH)4]溶液中缓慢通入CO2气体，a→b段先发生反应2Na[Al(OH)4]+CO2=Na2CO3+2Al(OH)3↓+H2O，反应前Na[Al(OH)4]电离成Na+和[Al(OH)4]−，反应后Na2CO3电离成Na+和，由于反应生成水，离子浓度降低，溶液电导率降低，继续通CO2，b→c段发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，反应消耗水，离子浓度增大，溶液电导率升高； 【详解】A．溶液的电导率大小和离子浓度、离子电荷数、溶液温度等因素有关，A错误； B．由分析，b点对应溶液中溶质的主要成分为Na2CO3，B正确； C．由分析，将a→b段的反应改写成离子方程式为2[Al(OH)4]−+CO2=+2Al(OH)3↓+H2O，C错误； D．CO2通入水中生成碳酸，碳酸是弱酸，无法溶解氢氧化铝沉淀生成铝离子，D错误； 故选B。 题型03 物质的量在化学方程式计算中的应用 物质的量在化学方程式计算中六个基本步骤： 【典例3】（25-26高一上·吉林通化·阶段测试）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L(标准状况)气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L(标准状况)气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为 A．2：1：1 B．3：1：1 C．3：2：1 D．3：1：2 【答案】A 【详解】与NaOH反应时只有Al反应，生成H₂。标准状况下，与氢氧化钠溶液反应产生氢气的物质的量，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为，由化学方程式可知n(Al)=0.2mol，则原合金中Al总物质的量为0.4mol。与稀盐酸反应时，Al和Fe均反应，Cu不反应。标准状况下，与稀盐酸反应产生氢气的物质的量，铝与稀盐酸反应产生氢气的物质的量与氢氧化钠溶液反应产生氢气的物质的量相同，为0.3mol，则铁与稀盐酸反应产生氢气的物质的量为n=0.4mol-0.3mol=0.1mol。铁与稀盐酸反应的化学方程式为，由化学方程式可知n(Fe)=0.1mol，则原合金中Fe总物质的量为0.2mol。合金质量为34.8g，m(Al)= 0.4mol×27g/mol=10.8g，m(Fe)=0.2mol×56g/mol=11.2g，则m(Cu)=34.8g-10.8g-11.2g=12.8g，，原合金中Cu总物质的量为0.2mol。因此n（Al）：n（Fe）：n（Cu）= 0.4：0.2：0.2 = 2：1：1，故答案选A。 【变式3-1】（25-26高一上·辽宁辽阳·阶段练习）铝热反应是铝粉与金属氧化物在高温下发生的剧烈氧化还原反应，生成金属单质和氧化铝并释放大量热能，在工业上常用这种方法冶炼难熔的金属。请回答下列问题： Ⅰ．高温下铝粉可与氧化铬（）反应，生成的单质铬在较高温度下呈熔融状态，跟形成的熔渣分离开来，从而获得较纯的单质铬。 (1)高温下铝粉与氧化铬反应的化学方程式为 ，该反应的基本反应类型为 ，氧化剂是 （填化学式）。 Ⅱ．为了测定某铝热剂（由铝粉和氧化铬组成）中铝元素的质量分数，同学们设计了如图所示装置（夹持装置省略）进行实验。 实验操作：①检查装置的气密性，调节水准管使量气管的液面与“0”刻度线齐平。 ②滴入过量稀硫酸与a g铝热剂充分反应。 ③待反应停止后，恢复至室温，使水准管与量气管中液面相平，读取量气管液面的读数并记录进入量气管的气体体积。 已知：氧化铬与稀硫酸反应生成硫酸铬和水；该实验所处环境下，的密度为， (2)仪器x的名称为 。 (3)检查该装置的气密性的方法是 （任写一种）。 (4)写出铝粉与稀硫酸反应的离子方程式： 。 (5)操作③中使水准管与量气管中液面相平的目的是 。 (6)通过该实验测得进入量气管的气体体积为V mL，则该铝热剂中铝元素的质量分数为 （用含有a、ρ、V的代数式表示）。 【答案】(1) 置换反应 (2)锥形瓶 (3)向水准管中注水，向下移动水准管，静置片刻，若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差且一段时间内高度差未发生明显变化，说明装置气密性良好 (4) (5)保持装置内气体的压强和外界压强相同，减小实验误差 (6) 【详解】（1）铝热反应的本质是铝作为还原剂，将金属氧化物中的金属还原出来，自身被氧化为氧化铝（）。对于铝粉与氧化铬（）的反应，根据得失电子守恒和原子守恒，化学方程式为：；该反应是一种单质（Al）和一种化合物（​）反应，生成另一种单质（Cr）和另一种化合物（​），符合置换反应的定义，因此基本反应类型是置换反应；中Cr元素得到电子化合价由+3价降至0价，因此氧化剂为，故答案为：；置换反应；； （2）仪器 x 是锥形瓶，常用于固液反应的容器，故答案为：锥形瓶； （3）检查该装置的气密性可采用 “压强差法”，向水准管中注水，向下移动水准管，静置片刻，若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差且一段时间内高度差未发生明显变化，说明装置气密性良好，故答案为：向水准管中注水，向下移动水准管，静置片刻，若水准管中液面与量气管中液面维持一定的高度差且一段时间内高度差未发生明显变化，说明装置气密性良好； （4）铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，离子方程式为：，故答案为：； （5）量气管读数的原理是 “内外压强相等时，气体体积才等于量气管的读数”。若液面不平，量气管内气体压强与外界大气压不相等，会导致体积测量误差。因此，目的是保持装置内气体的压强和外界压强相同，减小实验误差，故答案为：保持装置内气体的压强和外界压强相同，减小实验误差； （6）Al和稀硫酸反应生成氢气的质量为，由反应方程式可得：，则消耗Al的质量为，，所以该铝热剂中铝元素的质量分数为，故答案为：。 【变式3-2】（25-26高一上·内蒙古锡林浩特·阶段测试）将和铁的氧化物置于密闭容器中，一定条件下充分反应至完全，反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示，下列说法正确的是 A． B．当为时，的质量为 C．参加反应的铁的氧化物的质量为 D．铁的氧化物中 【答案】B 【详解】A．由图像可知，纵坐标m为初始CO质量和最终Fe质量。根据反应，生成13.2g CO2（），则参加反应的CO为0.3mol（质量0.3×28=8.4g）。剩余CO质量8.4g，故初始CO质量m=8.4g（反应）+8.4g（剩余）=16.8g≠12.6g，A错误； B．当CO2为8.8g时，，参加反应的CO为0.2mol（质量0.2×28=5.6g）。初始CO质量16.8g，此时CO质量，B正确； C．参加反应的铁的氧化物质量=Fe质量+O质量=16.8g（Fe）+4.8g（O，4.8=13.2-8.4）=21.6g≠16g，C错误； D．生成Fe质量16.8g（），O质量4.8g（），则，即x:y=1:1≠2:3，D错误； 故选B。 【变式3-3】（24-25高一上·黑龙江鹤岗·阶段测试）铝、铁、铜在工业和生产生活中有广泛应用。 (1)铝制品具有很好的耐腐蚀性能，原因是 ；按性质分类，属于 氧化物，与氢氧化钠溶液反应的离子方程式 。 (2)已知铝是一种能够和强碱溶液反应生成氢气的一种特殊金属，其反应的化学方程式为，现向溶液中投入，二者恰好完全反应，计算： ①投入的物质的量为 。 ②参加反应的的物质的量为 ；溶液的物质的量浓度 。 ③生成的在标准状况下的体积为 L。 【答案】(1) 铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用 两性 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (2) 0.4 0.4 0.8 13.44 【详解】（1）①铝在常温下与空气中的氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜‌。这层保护膜能够有效地阻止铝进一步与氧气反应，从而保护铝制品不受腐蚀‌。 ②因为氧化铝既能与酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水，按性质分类，属于两性氧化物。 ③与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：。 答案为：铝与氧气反应生成致密的氧化膜，对铝起到保护作用；两性；。 （2）①； ②根据方程式，可知二者计量关系为：，则， ③根据方程式，可知二者计量关系为：，，。 答案为：；；；。 题型04 化学计算中的常用方法 1．关系式法 直接确定已知量和未知量之间的比例关系即“关系式”即可求解未知量。 例：把CO还原Fe2O3生成的CO2通入澄清的石灰水中，求生成沉淀的量。 发生反应的化学方程式：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。 则关系式为3CO～3CO2～3CaCO3，即CO～CaCO3。 2．守恒法 化学反应中的守恒关系有：质量守恒、得失电子守恒、电荷守恒。 1中例子也可直接根据碳原子守恒得出CO～CaCO3。 3．差量法 根据化学反应前后物质的有关物理量发生的变化，找出所谓的“理论差量”，如反应前后的质量差、物质的量差、气体体积差等。该差量的大小与反应物的有关量成正比。 例：对化学反应CuO＋H2Cu＋H2O中的固体物质作定量研究会发现，每80 g CuO发生反应，同时有64 g Cu生成，反应前后固体的质量差为16 g，此质量关系可表示为： CuO＋H2Cu＋H2O　固体质量差(Δm) 80 g 64 g 16 g 这个固体质量差(Δm)我们称之为“差量”。若取任意量的CuO与H2发生化学反应，参加反应的固体与生成的固体在质量上有定量关系：＝＝。 4．方程组法 当反应中出现多个未知量时，可列方程组求解未知量。 【典例4】（25-26高一上·辽宁大连·阶段测试）将5．0 g CaCO3加入足量盐酸中，并将生成的气体全部通入足量的红热的炭中充分反应，得到气体的体积(标准状况下)为 A．1．12 L B．2．24 L C．11．2 L D．22．4 L 答案：B 解析：设生成的气体体积为V，则根据化学方程式CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，C＋CO22CO可知： CaCO3～CO2～2CO 100 g 2×22．4 L 5．0 g V 故V＝2×22．4 L×＝2．24 L。 【变式4-1】（24-25高一上·吉林长春·阶段测试）FeCl3溶液常用来处理回收废电路板中的铜。现将废电路板浸入200mL FeCl3溶液使铜全部溶解(其他物质不参与反应，溶液体积变化忽略不计)，电路板质量减少3.2g，向浸泡液中加足量Fe粉充分反应，过滤洗涤干燥后，测得剩余固体质量比加入的Fe粉质量减少了2.4g。请计算： (1)浸泡液中的Cu2+的物质的量为 mol。 (2)原溶液中c(Fe3+)= mol/L。 【答案】(1)0.05 (2)1 【详解】（1）废电路板浸入200mL FeCl3溶液中，发生反应Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，m(Cu)=3.2g，n(Cu2+)=n(Cu)==0.05mol，n(FeCl3)=2n(Cu)=0.1mol。 （2）向浸泡液中加足量Fe粉，发生反应：Fe+2FeCl3=3FeCl2、Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，设与FeCl3反应的Fe的物质的量为x，则可建立如下等式：(x+0.05)×56-3.2=2.4，x=0.05mol。原溶液中FeCl3的物质的量为0.1mol+0.05mol×2=0.2mol，c(Fe3+)==1mol/L。 【变式4-2】（25-26高一上·内蒙古通辽·阶段测试）将34.8g铝铁铜合金分为两等份，一份投入足量的NaOH溶液中，产生6.72L(标准状况)气体，另一份投入足量的稀盐酸中，产生8.96L(标准状况)气体，则该合金中Al、Fe、Cu的物质的量之比为 A．2：1：1 B．3：1：1 C．3：2：1 D．3：1：2 【答案】A 【详解】与NaOH反应时只有Al反应，生成H₂。标准状况下，与氢氧化钠溶液反应产生氢气的物质的量，铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为，由化学方程式可知n(Al)=0.2mol，则原合金中Al总物质的量为0.4mol。与稀盐酸反应时，Al和Fe均反应，Cu不反应。标准状况下，与稀盐酸反应产生氢气的物质的量，铝与稀盐酸反应产生氢气的物质的量与氢氧化钠溶液反应产生氢气的物质的量相同，为0.3mol，则铁与稀盐酸反应产生氢气的物质的量为n=0.4mol-0.3mol=0.1mol。铁与稀盐酸反应的化学方程式为，由化学方程式可知n(Fe)=0.1mol，则原合金中Fe总物质的量为0.2mol。合金质量为34.8g，m(Al)= 0.4mol×27g/mol=10.8g，m(Fe)=0.2mol×56g/mol=11.2g，则m(Cu)=34.8g-10.8g-11.2g=12.8g，，原合金中Cu总物质的量为0.2mol。因此n（Al）：n（Fe）：n（Cu）= 0.4：0.2：0.2 = 2：1：1，故答案选A。 【变式4-3】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）化学工业为疫情防控提供了强有力的物质支撑。次氯酸溶液是常用的消毒剂，可利用Cl2O与水反应得到。根据该原理，某化学兴趣小组利用如图装置制备一定浓度的次氯酸溶液。已知：常温常压下，Cl2O为棕黄色气体，沸点为3.8℃，42℃以上会分解为Cl2和O2。实验时，将氯气和空气(不参与反应)按体积比为1：3混合通入含水8%的碳酸钠糊状物中，请回答下列问题： (1)实验室一般通过MnO2与浓盐酸加热制备氯气，发生反应的离子方程式为 。 (2)装置C中的仪器甲的名称为 ，仪器甲中发生反应的化学方程式为 。 (3)装置B的作用为 ，有同学建议将装置D中的仪器乙换为棕色瓶，原因是 。 (4)测定装置D中得到的次氯酸的物质的量浓度。量取20mL装置D中得到的次氯酸溶液，并稀释至100mL，再从中取出20.00mL至锥形瓶中，并加入过量KI溶液，充分反应后，加入几滴淀粉溶液，滴加0.5mol•L-1的Na2S2O3溶液至恰好反应，消耗Na2S2O3溶液20.00mL(反应为2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)。 ①次氯酸与KI溶液反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 ②恰好反应时的现象为 。 ③装置D中得到的次氯酸的物质的量浓度为 mol/L。 【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O (2) 三颈(口)烧瓶 2Cl2+Na2CO3=Cl2O+2NaCl+CO2或2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3 (3) 除去Cl2O中的Cl2 次氯酸见光易分解 (4) 1：2 锥形瓶中溶液蓝色刚好褪去 1.25 【详解】（1）实验室一般通过MnO2与浓盐酸加热制备氯气，发生反应的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。 （2）装置C中的仪器甲的名称为三颈(口)烧瓶，仪器甲中发生反应的化学方程式为2Cl2+Na2CO3=Cl2O+2NaCl+CO2或2Cl2+2Na2CO3+H2O=Cl2O+2NaCl+2NaHCO3。 （3）可以用饱和食盐水除去氯气，装置B的作用为除去Cl2O中的Cl2，次氯酸见光易分解，则将装置D中的仪器乙换为棕色瓶修熬过更好。 （4）①次氯酸与碘化钾反应的离子反应方程式为：HClO+2I-=Cl-+I2+OH-，次氯酸与KI溶液反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：2； ②根据滴定原理，滴定终点为：当滴入最后一滴标准溶液时，锥形瓶中溶液蓝色褪去，且半分钟内不发生变化，恰好反应时的现象为锥形瓶中溶液蓝色刚好褪去； ③根据反应原理得关系式：×10-2mol=0.025mol，。 题型05 基于金属元素的工艺流程题 (1) 关注“要什么”，不需要的统统在流程中需要去除。 (2)掌握工艺流程中常见的术语 如研磨、粉碎、浸出、酸溶、碱洗、燃烧等。 【典例5】（25-26高一上·辽宁沈阳·阶段测试）在医学上常用作补血剂。工业上用硫铁矿烧渣(主要成分为含少量等杂质)制备的一种流程如下： 下列说法正确的是 A．第一次过滤的滤渣主要成分为 B．为得到纯净的产品，加入的“试剂1”为、“试剂2”为Fe C．第二次过滤的滤液中主要阴离子有 D．“操作a”包括蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥 【答案】C 【分析】硫铁矿烧渣(主要成分为含少量等杂质)先用硫酸酸浸得到含有Fe3+、Al3+的溶液，SiO2不溶于硫酸，过滤得到的滤渣是SiO2，向滤液中加入过量的NaOH将Al3+转化为Na[Al(OH)4]，将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤得到滤渣为Fe(OH)3沉淀，向Fe(OH)3沉淀中加入H2SO4，得到Fe2(SO4)3，再向其中加入过量的Fe，得到FeSO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥，得到晶体，据分析答题。 【详解】A．据分析,第一次过滤的滤渣主要成分为SiO2，A不符合题意； B．据分析，为得到纯净的产品，加入的“试剂1”为H2SO4、“试剂2”为Fe，B不符合题意； C．加入稍微过量的稀硫酸、氢氧化钠，会引入硫酸根、氢氧根，且向第一次滤液中加入过量的NaOH将Al3+转化为Na[Al(OH)4]，则第二次过滤的滤液中主要阴离子有，C符合题意； D．目标产物为结晶水合物，应用冷却结晶法获得，则“操作a”包括蒸发浓缩、冷却结晶(降温结晶)、过滤、洗涤、干燥，D不符合题意； 故选C。 【变式5-1】（25-26高一上·黑龙江牡丹江·阶段练习）铵明矾晶体［NH4Al(SO4)2·12H2O，M = 453 g·mol−1］可溶于水，不溶于乙醇，常用作净水剂及造纸工业的上浆剂等。一种以含铝废料(主要成分为Al及少量Fe、Fe2O3)为原料制备铵明矾晶体的工艺流程如图所示。 请回答下列问题： (1)“浸取”需要在90 ℃下进行，适宜的加热方式为 ；所得滤渣的成分是 (填化学式)。 (2)写出“沉铝”时的离子反应方程式 ；所得滤液的主要成分为 (填化学式)。 (3)铵明矾溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、 、用 (填试剂名称)洗涤、干燥可以得到铵明矾晶体。 (4)将10.0 g铵明矾晶体粗产品溶于水配成溶液，向该溶液中加入40 mL 1.0 mol−1 BaCl2溶液时，二者恰好完全反应(杂质不参与反应)。则铵明矾晶体的纯度为 。 【答案】(1) 水浴加热 Fe、Fe2O3 (2) NaHCO3 (3) 过滤 乙醇 (4)90.6 % 【分析】含铝废料主要成分为Al及少量Fe、Fe2O3，将含铝废料加入NaOH浸取，Al与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，Fe、Fe2O3不溶，过滤滤渣为Fe、Fe2O3，滤液四羟基合铝酸钠溶液中加入足量的CO2，反应生成氢氧化铝沉淀，过滤得到氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液，加入硫酸溶解，得到硫酸铝，再加入硫酸铵溶液，得到铵明矾溶液，蒸发浓缩、冷却结晶得到晶体，据此解答。 【详解】（1）“浸取”需要在90℃下进行，温度低于100℃，适宜的加热方式为水浴加热； Al与氢氧化钠溶液发生反应，而Fe、不溶，则浸取后所得滤渣的成分是Fe、，故答案为：水溶加热；Fe、Fe2O3； （2）“沉铝”时，发生，则除生成外，滤液的主要成分为，故答案为：；NaHCO3； （3）根据题意，铵明矾晶体可溶于水，不溶于乙醇，故铵明矾溶液通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥可以得到铵明矾晶体，故答案为：过滤；乙醇； （4）有题意可知铵明矾()溶解后和反应为离子反应离子方程为：，列关系式得到，晶体纯度，故答案为：90.6%。 【变式5-2】（25-26高一上·吉林四平·阶段测试）以锌灰(主要成分为，含少量)为原料制备的工艺流程如下(“→”表示部分过程略去)： (1)“浸取”时，与盐酸反应的化学方程式为 。 (2)图中出现的易溶电解质有 (填化学式)。 (3)“氧化”反应之一为与在稀盐酸中的反应，该反应只生成一种含的产物。 ①写出该反应的离子方程式 。 ②若“氧化”时使用，“滤渣1”仍为和，但工业生产时此步骤不选择，其原因是 。 (4)实验室进行“过滤”操作时，所需玻璃仪器有 。 (5)“置换”时，加入过量粉的目的是 。 (6)工业生产中若锌灰质量一定，为提高单位时间内的产量，可采取的措施为 。 【答案】(1) (2) (3) 是分解的催化剂，造成的消耗量大(副反应较明显) (4)烧杯、漏斗、玻璃棒 (5)将溶液中的全部置换出来 (6)将锌灰粉碎，增大反应物接触面积，使反应更充分(或者适当提高盐酸的浓度等) 【分析】锌灰(主要成分为ZnO，含少量FeO、MnO、CuO)为原料制备的工艺流程为：“浸取”过程中加入盐酸，与固体物质反应，将金属元素溶解进入溶液中，在“氧化”步骤中加入KMnO4可以将Fe元素和Mn元素分别氧化为+3价的Fe(OH)3和+4价的MnO2，经过过滤后溶液中剩余Zn2+和Cu2+，加入Zn粉，将溶液中的Cu2+置换，并经过滤得到溶液，据此分析。 【详解】（1）ZnO为碱性氧化物，能与盐酸反应生成氯化锌和水，化学方程式为：； （2）电解质为电离状态下能导电的化合物，还符合易溶条件的为：； （3）据题分析，可知中锰元素显+2价，中锰元素显+4价，化合价升高，化学方程式为，离子方程式为；工业生产时不选择，其原因是在产物中的催化下会加速分解，造成的消耗量大，增加生产成本； （4）过滤操作需要的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒； （5）Zn的金属活动性比Cu强，能将Cu从其盐溶液中置换出来，“置换”时为保证溶液中的Cu2+全部置换出来，需要加入过量Zn粉； （6）工业生产中若锌灰质量一定，为提高的产量，可采取的措施为将锌灰粉碎，增大反应物接触面积，使反应更充分；或者适当提高盐酸的浓度等。 【变式5-3】（25-26高一上·辽宁盘锦·阶段测试）一种以高镁卤水(主要含和硼酸根等)为原料经两段除镁制备的工艺流程如下： 已知：相关化合物的溶解度与温度的关系如下图所示。 (1)浓缩结晶后得到等固体，煅烧、水浸是第一次除镁，煅烧时发生反应的化学方程式为 。 (2)精制Ⅰ是第二次除镁，滤渣Ⅰ的主要成分除外，还有 (填化学式)；若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，还将增加 (填化学式)的用量。 (3)为获得较纯净的，过滤后应选用 (填“冷水/常温水/热水”)对其进行洗涤。判断洗涤干净的操作为 。 (4)为验证产品中的纯度，称取1.00g样品溶于的硫酸，煮沸、冷却，加水定容至100mL。取定容后的溶液10.00mL，与1.00mol/LNaOH溶液反应，消耗NaOH溶液2.00mL，产品中的纯度 。 【答案】(1) (2) CaO、 (3) 热水 取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化的溶液，若未产生白色沉淀，则洗涤干净 (4)74% 【分析】高镁卤水(主要含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、和硼酸根等)中加入盐酸脱硼，生成B(OH)3沉淀；混合物过滤后，将所得滤液浓缩结晶，该晶体含Na+、Mg2+、Li+、Cl-、等，煅烧后生成HCl气体，表明MgCl2∙6H2O发生水解，生成的Mg(OH)2发生热分解，烧渣水浸后过滤，固体的主要成分为MgO；滤液中加生石灰后产生沉淀，在此条件下溶解度最小的是CaSO4和Mg(OH)2，则滤渣Ⅰ的主要成分为CaSO4和Mg(OH)2；由于CaSO4微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为CaCO3；精制Ⅱ所得滤液加盐酸除去过量，所得溶液经浓缩结晶，过滤得到氯化钠，浓缩后的滤液中加入饱和Na2CO3沉锂，得到Li2CO3，据此分析； 【详解】（1）煅烧、水浸是第一次除镁, 浓缩结晶得到的固体是MgCl2∙6H2O，煅烧晶体时生成氯化氢、氧化镁、水，所以煅烧时发生反应的化学方程式为； （2）精制Ⅰ是第二次除镁，滤渣Ⅰ的主要成分除Mg(OH)2外，还有CaSO4，若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收HCl外，HCl和CaO反应而导致消耗的CaO的量增多，精制Ⅱ时增加Na2CO3的用量； （3）根据碳酸锂的溶解度图知，温度越高，其溶解度越小，所以为获得较纯净的碳酸锂，过滤后应选用热水对碳酸锂进行洗涤；判断洗涤干净的操作为即检验是否含有氯离子，操作为取最后一次洗涤液，加入稀硝酸酸化的溶液，若未产生白色沉淀，则洗涤干净； （4）硫酸的物质的量n=cV=2.000mol/L×0.01L=0.02mol，Li2CO3与硫酸反应Li2CO3+H2SO4=Li2SO4+H2O+CO2↑，稀释前n(Li2SO4)=0.02mol-×10×1.000mol/L×0.002L=0.01mol，的纯度。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $