第二节 金属材料（举一反三专项训练，广东专用）【上好课】化学人教版必修第一册

第二节 金属材料 题型01 合金及其性能 题型02 铁合金及其用途 题型03 铝及其重要化合物 题型04 铝合金及其用途 题型05 新型合金及其用途 题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型07 基于金属元素的工艺流程题 题型01 合金及其性能 概念 由两种或两种以上的______(或______)熔合而成的具有______特性的物质 性能 硬度 硬度一般______它的成分金属 熔点 熔点一般______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 【典例1】（24-25高一上·广东广州·期末）“大国重器”标注中国新高度。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1-1】（24-25高一上·广东广州·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列产品所用的主要材料不属于合金的是 A．山东舰航母甲板 B．国产大飞机C919外壳 C．广州塔外部钢柱 D．中科院钽酸锂光子芯片 【变式1-2】（24-25高一上·广东茂名·期中）下列说法不正确的是 A．铝热反应可冶炼钒、铬等熔点高的金属 B．生铁的熔点比纯铁的熔点低 C．实验室保存硫酸亚铁溶液时需加少量铁粉 D．常温下铁罐用来盛放浓硝酸，说明Fe与冷的浓硝酸不反应 【变式1-3】合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，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，可以得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性能更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 题型02 铁合金及其用途 1．铁合金的两大类型——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是______。 2．钢的分类 不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是______，不易生锈，抗腐蚀能力强。 【典例2】（24-25高一上·广东中山·阶段练习）下列对陈述Ⅱ中因果关系的描述不正确的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝 氧化性Fe3+>I2 B 用Na2O2作呼吸面具的氧气来源 Na2O2能氧化CO2 C 向碳素钢中加入不同的合金元素制得不同性能的合金钢 碳素钢加入其他元素后组织结构发生变化 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，出现“熔而不滴”的现象 铝表面新生成致密氧化膜包在铝的表面，其熔点高于Al熔点 A．A B．B C．C D．D 【变式2-1】（24-25高一上·广东江门·期末）合金的使用对于促进生产发展，改善人类生活发挥了巨大作用。下列关于合金的说法中正确的是 A．稀土金属可用于生产合金 B．我国使用最早的合金是钢 C．生铁的含碳量比钢的含碳量低 D．合金的熔点一定比各金属成分的低 【变式2-2】中华优秀传统文化对人类文明贡献巨大，下列关于古代化学的应用和记载叙述正确的是 A．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，该过程属于化学变化 B．《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”里的“碱”为 C．《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，说明黑火药含硫磺和硝酸钾 D．《梦溪笔谈》中对宝剑的记载“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”，说明铁的硬度比钢大 【变式2-3】我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成果登上了著名学术期刊《科学》杂志。下列关于合金说法正确的是 A．我国最早使用的合金是黄铜 B．合金中只含有金属元素 C．合金都比纯金属的熔点更高，硬度更大 D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度 题型03 铝及其重要化合物 1．金属铝 (1)铝是地壳中含量______的金属元素。 (2)铝是一种活泼金属，在______下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的______薄膜，其作用是保护内部金属不受腐蚀。 2．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 化学方程式:Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式:Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)两性氧化物 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如：Al2O3。 3．氢氧化铝 Al(OH)3是不溶于水的两性氢氧化物(既能和酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物)，既能与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，又能与强碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (1)氢氧化铝是白色胶状沉淀，有吸附作用。 (2)Al(OH)3的实验室制法：用可溶性铝盐和氨水反应制取。 化学方程式：AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。 【典例3】（24-25高一下·广东湛江·期末）在劳动中应用化学知识。下表所列劳动内容与相应的化学解读均正确的是 选项 劳动内容 化学解读 A 氯水可以漂白棉、麻和纸张 氯水中有氯气，氯气具有强氧化性 B 不宜用铝制餐具长时间存放酸性或碱性食物 铝和氧化铝均能与酸、碱反应 C 炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥，不得留有水 铁在潮湿的空气中易生锈 D 清洗卫生间时，将“洁厕灵”和“84”消毒液混合使用 盐酸和次氯酸钠反应生成次氯酸，效果更好 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】（24-25高一下·广东汕头·期末）下列有关说法不正确的是 A．工业上一般通过电解熔融NaCl得到钠单质 B．可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁 C．镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛 D．火烧焦炭与孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中转移4 mol电子时，2 mol铜离子被还原 【变式3-2】（24-25高一下·广东云浮·期末）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3-3】（24-25高一下·广东韶关·期末）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．溶液中：、、、 B．酸性溶液中：、、、 C．澄清透明的溶液中：、、、 D．加入铝能产生氢气的溶液：、、、 题型04 铝合金及其用途 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。 【典例4】（24-25高一上·广东深圳·阶段性测试）关于物质的用途，下列说法错误的是 A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂 B．还原性铁粉用作食品干燥剂 C．硬铝用于制造飞机的外壳 D．用于治疗缺铁性贫血 【变式4-1】（22-23高一上·广东肇庆·期末）物质的性质决定其用途。下列有关物质的性质与用途对应正确的是 选项 物质性质 物质用途 A 难溶于水 可用于治疗胃酸过多 B 生石灰能与酸反应 生石灰能用作食品干燥剂 C 铝合金导电导热性好 硬铝用于制造飞机 D 能与、反应生成 可用作呼吸面具的供氧剂 A．A B．B C．C D．D 【变式4-2】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】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、镁三种金属 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属 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；含有金属镁 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 A．A B．B C．C D．D 题型05 新型合金及其用途 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5】（24-25高一上·广东中山·阶段性考试）化学与材料密切相关。下列有关材料在生产生活中的应用的说法不正确的是 A．耐高温、耐腐蚀的铱合金可用于制造发动机的火花塞 B．氧化铁可用作颜料，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色 C．碱金属单质导热性好，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质 D．储氢合金是一类储氢材料，可用于解决氢能储存和运输的难题 【变式5-1】（24-25高一上·广东广州·期中）“中国名片”、“中国制造”发展在众多领域受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列不正确的是 A．新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久，运用作供氧剂 B．港珠澳大桥桥梁采用先进的抗腐蚀方法，钢铁桥梁被腐蚀是氧化还原反应 C．C919大型客机使用了大量先进碳纤维复合材料、铝锂合金等，铝锂合金可减轻机身自重 D．五彩缤纷的烟花利用了焰色试验的原理，焰色反应是化学变化 【变式5-2】稀土元素是指元素周期表中15个镧系元素以及钪和钇，它们在科技、生产中有广泛的应 用，被称为万能之土，还被称为工业上的维生素。我国拥有丰富的稀土资源，约占世界 已知储量的80%．其中稀土铈(Ce)元素可作为反应核燃料的稀释剂，金属铈在空气中易氧 化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应并产生气体。已知：铈常见的化合价为+3和+4，且Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+，下列说法正确的是(　　) A．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，合金具有硬度大，熔点大等性能 B．用少量碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，离子方程式为Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+ C．金属铈着火，可用水灭火 D．金属铈应储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源 【变式5-3】经研究发现，含有95%铝和5%镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列有关说法不正确的是 A．此合金一定比纯铝柔软 B．铝作为还原剂，有资源丰富的优势 C．合金与水反应的总反应式为2Al＋3H2O=Al2O3＋3H2↑ D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用 题型06 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6】（24-25高一下·广东深圳·期中）属于严重的大气污染物，可用与高温反应消除的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正确的是 A．在300℃时发生的是置换反应 B．X应该是 C．上述反应参与反应能消除 D．工业上可用稀硝酸处理工业尾气中的 【变式6-1】（24-25高一上·广东揭阳·阶段练习）等物质的量的锌粉和铝粉各一份，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中充分反应，产生的氢气在同温同压下的体积比为 A． B． C． D． 【变式6-2】（24-25高一上·广东·期中）利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为：(未配平)下列说法正确的是 A．是氧化产物 B．可用替换 C．氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 D．若生成，则理论上消耗 【变式6-3】（24-25高一上·广东·阶段练习）设为阿伏加德罗常数，现向的溶液中通入一定量的，使溶液的紫色恰好褪尽，若反应前后溶液的体积不变，则下列说法不正确的是 A．通入的在标准状况下的体积为 B．反应后溶液中的数目为 C．该反应中转移的电子数为 D．反应后的溶液中 题型07 基于金属元素的工艺流程题 基于金属元素的工艺流程题 (1)要灵活应用元素守恒和物料转化思想 原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意金属元素的变化过程。 (2)要做好知识和生产实际的密切联系 一是工艺流程中的大部分反应都源于教材，部分陌生反应的反应原理也是源于教材； 二是涉及实际工艺，因此要注意环境保护和资源的利用，最终废弃物尽可能少且无害，部分物质需要循环利用等。 (3)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7】（25-26高一上·广东·月考）某硫酸厂用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、、)，制备绿矾粗产品的流程如图所示： 已知：1.不溶于水和硫酸。 2.常温下，金属离子沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.4 完全沉淀的pH 2.8 8.3 4.7 回答下列问题： (1)“酸浸”中Al2O3反应的化学方程式为 。 (2)“还原”中溶液由黄色变浅绿色的离子方程式为 。 (3)两次“操作”步骤需用到的玻璃仪器有烧杯、 。 (4)“滤渣”的主要成分除铁粉外，还有 (写化学式)。 (5)鉴别滤液a中金属阳离子的实验方案如下，按要求填空： 操作 现象 结论或离子方程式 取少量滤液a进行 (填实验名称)。 滤液a中含有。 另取少量滤液a于试管中，依次滴入 (填化学式)溶液和氯水。 溶液无明显现象，后变红色。 滤液a中含有，不含。写出该过程中发生氧化还原反应的离子方程式④ 。 (6)甲同学认为可以将“还原”和“调pH至5-6”这两个步骤进行对调，乙同学认为此方案不可行，理由是 。 【变式7-1】（24-25高一下·广东江门·期末）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物，现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是：①将金属单质转化为氧化物；② 。 (2)“碱浸”时发生反应的物质为 (填化学式)，该反应的离子反应方程式为 。 (3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。 (4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al，写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式 。 (5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为 (填化学式)，加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有 (写出离子反应方程式)。 (6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质 。 【变式7-2】（24-25高一上·广东深圳·期末）可用于电子工业生产软磁铁氧体，用作电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘等。工业上以软锰矿(主要成分是，还含有少量的、、)为原料生产的工艺流程如下： 25℃时，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.4 8.1 沉淀完全的pH 2.8 8.3 4.7 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸、还原”时，软锰矿的成分中 (填物质名称)没有发生反应。 (2)“酸浸、还原”后，溶液中含有的金属阳离子有、 (填离子符号)，铁屑、与反应的离子方程式为 。 (3)“调节pH”时，加入溶液的目的是 (用离子方程式表示)。 (4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 。滤液2的用途是 。 【变式7-3】利用硫铁矿焙烧后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取绿矾（FeSO4·7H2O），实验室模拟该流程如图所示： 已知：Al2O3既可与强酸反应又可与强碱反应，均生成可溶于水的盐。 回答下列问题： (1)为提高烧渣的酸浸速率，可采取的措施为 （答出两点即可）。 (2)若步骤①使用盐酸溶解，该流程中固体1的主要成分为 （填化学式），溶液2中主要含有的离子为 （填离子符号），步骤③中选用酸的名称为 。 (3)步骤①中Fe2O3与酸反应的离子方程式为 步骤④涉及反应的离子方程式为 。 (4)步骤⑤可采取的操作方法为 、 ，过滤、洗涤、干燥。 / 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 $ 第二节 金属材料 题型01 合金及其性能 题型02 铁合金及其用途 题型03 铝及其重要化合物 题型04 铝合金及其用途 题型05 新型合金及其用途 题型06 物质的量在化学方程式计算中的应用 题型07 基于金属元素的工艺流程题 题型01 合金及其性能 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 【典例1】（24-25高一上·广东广州·期末）“大国重器”标注中国新高度。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1-1】（24-25高一上·广东广州·期末）合金的应用促进了人类社会的发展。下列产品所用的主要材料不属于合金的是 A．山东舰航母甲板 B．国产大飞机C919外壳 C．广州塔外部钢柱 D．中科院钽酸锂光子芯片 【答案】D 【详解】合金是金属与金属/非金属熔合而成的混合物。A（钢）、B（铝合金/钛合金）、C（钢）均为典型合金。D中钽酸锂是钽、锂、氧组成的离子晶体化合物，属于陶瓷材料，不具备合金的混合金属特性，因此答案为D。 【变式1-2】（24-25高一上·广东茂名·期中）下列说法不正确的是 A．铝热反应可冶炼钒、铬等熔点高的金属 B．生铁的熔点比纯铁的熔点低 C．实验室保存硫酸亚铁溶液时需加少量铁粉 D．常温下铁罐用来盛放浓硝酸，说明Fe与冷的浓硝酸不反应 【答案】D 【详解】A．铝热反应利用铝的强还原性，在高温下还原金属氧化物，释放大量热量使金属熔化，适合冶炼高熔点金属如钒、铬，A正确； B．生铁是铁碳合金，合金的熔点通常低于纯金属，因此生铁熔点比纯铁低，B正确； C．硫酸亚铁溶液中Fe2+易被氧化，加入铁粉可通过反应Fe + 2Fe3+ =3Fe2+防止氧化，C正确； D．铁在常温下遇浓硝酸会发生钝化（表面生成致密氧化膜）为化学变化，并非“不反应”，D错误； 故答案选D。 【变式1-3】合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是 ①合金的硬度一般比它的各成分金属的大　②一般地，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，可以得到具有不同性能的合金　④合金比纯金属的导电性能更强　⑤合金比纯金属的应用范围更广泛 A．①②③⑤ B．②③④ C．①②④ D．①②④⑤ 【答案】A 【详解】一般情况下纯金属的导电性比合金的导电性好。 题型02 铁合金及其用途 1．铁合金的两大类型——生铁和钢 用量最大、用途最广的铁合金是钢。 2．钢的分类 不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍，不易生锈，抗腐蚀能力强。 【典例2】（24-25高一上·广东中山·阶段练习）下列对陈述Ⅱ中因果关系的描述不正确的是 选项 陈述I 陈述Ⅱ A 向FeCl3溶液中加入淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝 氧化性Fe3+>I2 B 用Na2O2作呼吸面具的氧气来源 Na2O2能氧化CO2 C 向碳素钢中加入不同的合金元素制得不同性能的合金钢 碳素钢加入其他元素后组织结构发生变化 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，出现“熔而不滴”的现象 铝表面新生成致密氧化膜包在铝的表面，其熔点高于Al熔点 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．向淀粉碘化钾溶液中滴加 FeCl3溶液，溶液变蓝，铁离子将碘离子氧化为碘单质，氧化性：Fe3+>I2，故A正确； B．发生自身的氧化还原和二氧化生成氧气，可用作呼吸面具的氧气来源，故B错误； C．向碳素钢加入其他元素改变其组织结构，使其具有不同性能，故C正确； D．氧化铝的熔点高于Al，高温下生成的氧化铝呈固态，包裹液态铝，出现“熔而不滴”的现象，故D正确； 故选B。 【变式2-1】（24-25高一上·广东江门·期末）合金的使用对于促进生产发展，改善人类生活发挥了巨大作用。下列关于合金的说法中正确的是 A．稀土金属可用于生产合金 B．我国使用最早的合金是钢 C．生铁的含碳量比钢的含碳量低 D．合金的熔点一定比各金属成分的低 【答案】A 【详解】A．稀土金属可以用于生产合金，能够提高合金的性能，A正确； B．我国使用最早的合金是青铜，B错误； C．生铁的含碳量为2%~4%，钢的含碳量为0.03%~0.2%，生铁的含碳量比钢的含碳量高，C错误； D．合金的熔点大多数情况下，比各成分金属的低，但是汞与其它金属形成合金时，合金的熔点大于汞，D错误； 故选A。 【变式2-2】中华优秀传统文化对人类文明贡献巨大，下列关于古代化学的应用和记载叙述正确的是 A．《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，该过程属于化学变化 B．《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰，令人以灰淋汁，取碱浣衣”里的“碱”为 C．《天工开物》记载“凡火药，硫为纯阳，硝为纯阴”，说明黑火药含硫磺和硝酸钾 D．《梦溪笔谈》中对宝剑的记载“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”，说明铁的硬度比钢大 【答案】C 【详解】A．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，该过程没有新物质生成，属于物理变化，故A错误； B．薪柴燃烧后所得草木灰中含有的“碱”是 K2CO3，故B错误； C．黑火药含硫磺和硝酸钾，故C正确； D．“剂钢”指的是铁的合金，其硬度比纯铁的大，熔点比纯铁的低，故D错误； 故选C。 【变式2-3】我国已成功完成某种性能优异的超级钢的研制，这一突破性的科技成果登上了著名学术期刊《科学》杂志。下列关于合金说法正确的是 A．我国最早使用的合金是黄铜 B．合金中只含有金属元素 C．合金都比纯金属的熔点更高，硬度更大 D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度 【答案】D 【详解】A．我国最早使用的合金是青铜，故A错误； B．合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素，故B错误； C．合金一般比纯金属的熔点低，硬度大，故C错误； D．用于铸造硬币的合金需耐磨损、抗腐蚀且具有一定的硬度，以便于流通和保存，故D正确； 答案选D。 题型03 铝及其重要化合物 1．金属铝 (1)铝是地壳中含量最多的金属元素。 (2)铝是一种活泼金属，在常温下就能与空气中的氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，其作用是保护内部金属不受腐蚀。 2．铝、氧化铝的性质 (1)铝、氧化铝与稀盐酸反应 化学方程式:Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O、2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ (2)铝、氧化铝与NaOH溶液反应 化学方程式:Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑ (3)两性氧化物 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，如：Al2O3。 3．氢氧化铝 Al(OH)3是不溶于水的两性氢氧化物(既能和酸反应生成盐和水，又能和碱反应生成盐和水的氢氧化物叫做两性氢氧化物)，既能与强酸反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，又能与强碱反应：Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 (1)氢氧化铝是白色胶状沉淀，有吸附作用。 (2)Al(OH)3的实验室制法：用可溶性铝盐和氨水反应制取。 化学方程式：AlCl3＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH4Cl。 【典例3】（24-25高一下·广东湛江·期末）在劳动中应用化学知识。下表所列劳动内容与相应的化学解读均正确的是 选项 劳动内容 化学解读 A 氯水可以漂白棉、麻和纸张 氯水中有氯气，氯气具有强氧化性 B 不宜用铝制餐具长时间存放酸性或碱性食物 铝和氧化铝均能与酸、碱反应 C 炽热的铁水注入模具之前，模具必须充分干燥，不得留有水 铁在潮湿的空气中易生锈 D 清洗卫生间时，将“洁厕灵”和“84”消毒液混合使用 盐酸和次氯酸钠反应生成次氯酸，效果更好 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．氯水的漂白作用主要来自次氯酸（），而非氯气（）。虽然具有氧化性，但分解产生的活性氧才是漂白的关键，A错误； B．铝和氧化铝均能与酸、碱反应，导致铝制餐具被腐蚀，B正确； C．模具干燥是为了防止高温铁水与水接触发生化学反应生成氢气，引发爆炸，而非防止生锈（生锈是缓慢氧化过程），C错误； D．洁厕灵（含）与84消毒液（含）混合会生成有毒，而非，D错误。 故选B。 【变式3-1】（24-25高一下·广东汕头·期末）下列有关说法不正确的是 A．工业上一般通过电解熔融NaCl得到钠单质 B．可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁 C．镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛 D．火烧焦炭与孔雀石[Cu2(OH)2CO3]炼铜的方法中转移4 mol电子时，2 mol铜离子被还原 【答案】C 【详解】A．因熔融NaCl电解生成Na和Cl2，工业上电解熔融NaCl制钠，A正确； B．铝能还原铁氧化物，可通过铝热反应从铁的氧化物中冶炼铁，B正确； C．镁与CO2反应，镁还原TiCl4需惰性气体环境，C错误； D．孔雀石炼铜时+2价铜生成0价铜，得到2个电子；当转移4mol电子有2mol Cu2+被还原，D正确； 故选C。 【变式3-2】（24-25高一下·广东云浮·期末）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3-3】（24-25高一下·广东韶关·期末）常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．溶液中：、、、 B．酸性溶液中：、、、 C．澄清透明的溶液中：、、、 D．加入铝能产生氢气的溶液：、、、 【答案】C 【详解】A．Fe3+与SCN-会形成络合物，且Fe3+在酸性条件下会氧化I-，不能大量共存，A错误； B．酸性条件下具有强氧化性，会氧化Fe2+，不能大量共存，B错误； C．Cu2+、Na+、Cl-、在溶液中均无沉淀、气体生成或氧化还原反应发生，可以共存，C正确； D．加入铝生成氢气的溶液可能为强酸或强碱，在酸性溶液中不存在，在碱性溶液中不存在，D错误； 故答案为：C。 题型04 铝合金及其用途 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。 【典例4】（24-25高一上·广东深圳·阶段性测试）关于物质的用途，下列说法错误的是 A．钠钾合金用作核反应堆的导热剂 B．还原性铁粉用作食品干燥剂 C．硬铝用于制造飞机的外壳 D．用于治疗缺铁性贫血 【答案】B 【详解】A．钠钾合金熔点低，常温下为液态，其中的粒子可以对流，所以钠钾合金可以对流导热；又由于钠钾合金内部有大量的自由电子，所以钠钾合金又可以传导导热。因此可用作核反应堆的导热剂，故A正确； B．还原性铁粉具有还原性，做抗氧化剂，不能做干燥剂，故B错误； C．硬铝具有密度小、强度大等特性，可用于制造飞机外壳，故C正确； D．FeSO4可提供铁元素，用于治疗缺铁性贫血，故D正确； 答案为B。 【变式4-1】（22-23高一上·广东肇庆·期末）物质的性质决定其用途。下列有关物质的性质与用途对应正确的是 选项 物质性质 物质用途 A 难溶于水 可用于治疗胃酸过多 B 生石灰能与酸反应 生石灰能用作食品干燥剂 C 铝合金导电导热性好 硬铝用于制造飞机 D 能与、反应生成 可用作呼吸面具的供氧剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．可用于治疗胃酸过多是因为氢氧化铝能与酸发生中和反应，故不选A； B．生石灰能用作食品干燥剂是因为氧化钙能与水反应，故不选B； C．硬铝用于制造飞机是因为铝合金密度小、硬度大，故不选C； D．可用作呼吸面具的供氧剂是因为能与、反应生成，故选D； 选D。 【变式4-2】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】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、镁三种金属 B 加入NaOH溶液 有无色气体产生；含有镁、铝两种金属 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；含有金属镁 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 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．铝、铁、镁均能和盐酸反应，加入盐酸，产生无色气体，不能说明含有含铝、铁、镁三种金属，故A错误； B．只有铝能和NaOH溶液反应生成无色气体产生，只能说明含有铝，故B错误； C．Al(OH)3也是白色沉淀，所以可能还有铝，故C错误； D．用盐酸溶解后，金属以离子形式存在，并放置一会儿，加入KSCN溶液溶液呈红色，说明含有铁元素，故D正确； 故答案选D。 题型05 新型合金及其用途 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5】（24-25高一上·广东中山·阶段性考试）化学与材料密切相关。下列有关材料在生产生活中的应用的说法不正确的是 A．耐高温、耐腐蚀的铱合金可用于制造发动机的火花塞 B．氧化铁可用作颜料，如应用于瓷器制作中使釉呈绿色 C．碱金属单质导热性好，钠钾合金可用作核反应堆的传热介质 D．储氢合金是一类储氢材料，可用于解决氢能储存和运输的难题 【答案】B 【详解】A．铱合金耐高温、耐腐蚀，可用于制造发动机的火花塞，A正确； B．氧化铁为红色固体，瓷器制作中加入氧化铁不可能使釉呈绿色，B错误； C．碱金属单质导热性能好，故钠钾合金可用作核反应堆的热传导介质，C正确； D．储氢合金在一定条件下与氢气反应吸收氢气，并在条件合适时反应释放氢气，是储氢材料，可用于解决氢能储存和运输难的问题，D正确； 故答案选B。 【变式5-1】（24-25高一上·广东广州·期中）“中国名片”、“中国制造”发展在众多领域受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。下列不正确的是 A．新型核潜艇“长征18”可以在海底潜伏数月之久，运用作供氧剂 B．港珠澳大桥桥梁采用先进的抗腐蚀方法，钢铁桥梁被腐蚀是氧化还原反应 C．C919大型客机使用了大量先进碳纤维复合材料、铝锂合金等，铝锂合金可减轻机身自重 D．五彩缤纷的烟花利用了焰色试验的原理，焰色反应是化学变化 【答案】D 【详解】A．能分别与、反应生成，可用作供氧剂，A正确； B．钢铁被腐蚀时，铁失去电子，化合价升高，被氧化，属于氧化还原反应，B正确； C．铝、锂相对原子质量较小，铝锂合金密度低，强度高，可减轻飞机机身自重，C正确； D．焰色试验属于物理变化，D错误； 故选D。 【变式5-2】稀土元素是指元素周期表中15个镧系元素以及钪和钇，它们在科技、生产中有广泛的应 用，被称为万能之土，还被称为工业上的维生素。我国拥有丰富的稀土资源，约占世界 已知储量的80%．其中稀土铈(Ce)元素可作为反应核燃料的稀释剂，金属铈在空气中易氧 化变暗，受热时燃烧，遇水很快反应并产生气体。已知：铈常见的化合价为+3和+4，且Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+，下列说法正确的是(　　) A．在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，合金具有硬度大，熔点大等性能 B．用少量碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，离子方程式为Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+ C．金属铈着火，可用水灭火 D．金属铈应储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源 【答案】D 【详解】A．合金具有硬度大、熔点低的性能，在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，A错误； B．根据Ce4++Fe2+＝Ce3++Fe3+可知还原性：Fe2+＞Ce3+，而I-的还原性比Fe2+强，所以少量碘化亚铁溶液滴加到Ce(SO4)2溶液中，I-、Fe2+均会被氧化，B错误； C．金属铈与水会很快反应并产生气体，金属铈着火，不能用水灭火，C错误； D．金属铈在空气中易被氧气氧化变暗，受热时燃烧，则金属铈应储存在阴凉、通风的地方，要远离火种和热源，D正确； 故答案为D。 【变式5-3】经研究发现，含有95%铝和5%镓、铟及锡组成的新型合金与水能快速反应制得氢气，整个反应中只消耗铝，而反应生成的Al2O3可回收再利用，这样不仅降低了制氢气的成本，而且方便快捷，这一发现将燃氢汽车的研发推向新的里程碑。下列有关说法不正确的是 A．此合金一定比纯铝柔软 B．铝作为还原剂，有资源丰富的优势 C．合金与水反应的总反应式为2Al＋3H2O=Al2O3＋3H2↑ D．合金中的镓、铟及锡对铝与水的反应可能起催化作用 【答案】A 【详解】A．一般情况下，合金的硬度比其组成金属的组分的硬度都大，故A错误； B．在此反应中，铝发生氧化还原反应生成了氧化铝，化合价升高，做还原剂，故B正确； C．在此反应中，铝与水发生反应，生成氢气，方程式为：2Al+3H2O=Al2O3 +3H2↑，故C正确； D．常温下，铝与水的反应缓慢，而加入镓、铟及锡后，化学反应速率变快，且镓、铟及锡的含量及化学性质均不发生变化，故其可能是催化剂，故D正确； 故答案为A。 题型06 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6】（24-25高一下·广东深圳·期中）属于严重的大气污染物，可用与高温反应消除的污染，其反应原理可分为两步，过程如图所示。下列说法正确的是 A．在300℃时发生的是置换反应 B．X应该是 C．上述反应参与反应能消除 D．工业上可用稀硝酸处理工业尾气中的 【答案】B 【分析】根据反应原理，300℃时H2和SO2反应生成X为H2S，H2S在100～200℃和SO2反应生成S，据此解答。 【详解】A．300℃时H2和SO2反应生成X为H2S，方程式为并非置换反应，A错误； B．根据分析300℃时H2和SO2反应生成X为H2S，B正确； C．根据分析有方程式、则1molH2参与反应能消除0.5molSO2，C错误； D．用稀硝酸处理工业尾气中的二氧化硫会生成NO，NO有毒同样会污染空气，D错误； 故选B。 【变式6-1】（24-25高一上·广东揭阳·阶段练习）等物质的量的锌粉和铝粉各一份，分别放入足量的盐酸和氢氧化钠溶液中充分反应，产生的氢气在同温同压下的体积比为 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑，则由阿伏加德罗定律可知，1mol锌和铝充分反应，产生的氢气在同温同压下的体积比为1：=2：3，故选C。 【变式6-2】（24-25高一上·广东·期中）利用可将废水中的转化为对环境无害的物质后排放。反应原理为：(未配平)下列说法正确的是 A．是氧化产物 B．可用替换 C．氧化剂与还原剂的化学计量数之比为 D．若生成，则理论上消耗 【答案】C 【详解】A．该反应中N元素由+5价下降到0价，是还原产物，A错误； B．该反应中被氧化为CO2，是还原剂，常作氧化剂，不能用替换，B错误； C．根据得失电子守恒和电荷守恒配平该离子方程式为：，是还原剂，是氧化剂，氧化剂与还原剂的化学计量数之比为，C正确； D．的物质的量为=3mol，由可知，生成3molN2，理论上消耗5mol×32g/mol=160g，D错误； 故选C。 【变式6-3】（24-25高一上·广东·阶段练习）设为阿伏加德罗常数，现向的溶液中通入一定量的，使溶液的紫色恰好褪尽，若反应前后溶液的体积不变，则下列说法不正确的是 A．通入的在标准状况下的体积为 B．反应后溶液中的数目为 C．该反应中转移的电子数为 D．反应后的溶液中 【答案】C 【详解】A．通过反应可知，的溶液中，因此可吸收0.005mol二氧化硫，通入的在标准状况下的体积为，A正确； B．因为完全反应生成，所以溶液中，数目为，B正确； C．该反应中转移的电子数为，C错误； D．根据反应方程式可知，反应后的溶液中氢离子的物质的量是0.004mol，，D正确； 所以答案选C。 题型07 基于金属元素的工艺流程题 基于金属元素的工艺流程题 (1)要灵活应用元素守恒和物料转化思想 原料中的“核心元素”经多步转化最终“留存”于目标产物中，因此解题时要注意金属元素的变化过程。 (2)要做好知识和生产实际的密切联系 一是工艺流程中的大部分反应都源于教材，部分陌生反应的反应原理也是源于教材； 二是涉及实际工艺，因此要注意环境保护和资源的利用，最终废弃物尽可能少且无害，部分物质需要循环利用等。 (3)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7】（25-26高一上·广东·月考）某硫酸厂用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、、)，制备绿矾粗产品的流程如图所示： 已知：1.不溶于水和硫酸。 2.常温下，金属离子沉淀的pH如下表： 金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.4 完全沉淀的pH 2.8 8.3 4.7 回答下列问题： (1)“酸浸”中Al2O3反应的化学方程式为 。 (2)“还原”中溶液由黄色变浅绿色的离子方程式为 。 (3)两次“操作”步骤需用到的玻璃仪器有烧杯、 。 (4)“滤渣”的主要成分除铁粉外，还有 (写化学式)。 (5)鉴别滤液a中金属阳离子的实验方案如下，按要求填空： 操作 现象 结论或离子方程式 取少量滤液a进行 (填实验名称)。 滤液a中含有。 另取少量滤液a于试管中，依次滴入 (填化学式)溶液和氯水。 溶液无明显现象，后变红色。 滤液a中含有，不含。写出该过程中发生氧化还原反应的离子方程式④ 。 (6)甲同学认为可以将“还原”和“调pH至5-6”这两个步骤进行对调，乙同学认为此方案不可行，理由是 。 【答案】(1)Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O (2) (3)漏斗、玻璃棒 (4)SiO2 (5) 焰色试验 火焰呈黄色 KSCN (6)若“还原”和“调pH至5-6”对调，在pH为5-6时Fe3+已完全转化为Fe(OH)3除去，将无法在后续实验中得到绿矾粗产品 【分析】烧渣的主要成分为氧化铁、氧化铝、二氧化硅，根据所得产品，加入稀硫酸，此时二氧化硅不反应，氧化铝和氧化铁分别反应生成硫酸铝和硫酸铁，加入铁粉还原，过滤后得到硫酸亚铁和硫酸铝的混合液。加入氢氧化钠溶液调pH除去硫酸铝得到硫酸亚铁和硫酸钠的混合液，经过处理得到硫酸亚铁粗产品，据此分析解答； 【详解】（1）“酸浸”中Al2O3反应生成硫酸铝和水，化学方程式为：Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O； （2）“还原”中溶液由黄色()变浅绿色()的离子方程式为：； （3）由分析可知，两次“操作”步骤为过滤，需用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒； （4）“滤渣”的主要成分除铁粉外，还有不反应的SiO2； （5）滤液a中含有硫酸钠和硫酸亚铁，取少量滤液a进行焰色试验，若观察到火焰呈黄色，则证明滤液a中含有钠离子；另外取少量滤液a于试管中，依次滴入硫氰化钾溶液和氯水，若观察到溶液先无红色，后变红色，则证明含有亚铁离子，氯水与亚铁离子发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-； （6）若“还原”和“调pH至5-6”对调，根据金属离子沉淀的pH范围，在pH为5-6时Fe3+已完全转化为Fe(OH)3除去，将无法在后续实验中得到绿矾粗产品。 【变式7-1】（24-25高一下·广东江门·期末）某废旧金属材料中主要含Fe、Cu、Al及其氧化物和可燃性有机物，现利用如图所示工艺流程回收部分金属及其化合物。 回答下列问题： (1)“焙烧”的目的是：①将金属单质转化为氧化物；② 。 (2)“碱浸”时发生反应的物质为 (填化学式)，该反应的离子反应方程式为 。 (3)“操作Ⅰ”需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和 。 (4)“滤液1”经过一系列转化得到单质Al，写出该转化过程中由冶炼生成Al的化学方程式 。 (5)已知滤渣1的主要成分是铁和铜的氧化物。试剂a为 (填化学式)，加入试剂a后与金属阳离子发生的主要反应有 (写出离子反应方程式)。 (6)绿矾晶体在空气中久置易变质。请设计实验验证绿矾晶体是否已变质 。 【答案】(1)除去有机物 (2) Al2O3 Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]- (3)漏斗 (4)↑ (5) Fe Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+ (6)将久置绿矾晶体溶于稀硫酸，滴加2-3滴KSCN溶液，若溶液变红，则绿矾晶体已变质 【分析】废旧金属材料焙烧得到Fe2O3、Al2O3、CuO，碱浸溶解Al2O3，滤渣Ⅰ含有铁的氧化物、CuO，硫酸溶解滤渣Ⅰ，得到铁的硫酸盐、硫酸铜溶液，加过量的铁粉，置换出铜，并把硫酸铁还原为硫酸亚铁，过滤所得滤渣Ⅱ中含有铁、铜，用硫酸溶解铁粉，分离出铜，滤液2溶质为硫酸亚铁，蒸发浓缩硫酸亚铁溶液、冷却结晶得FeSO4⋅7H2O；滤液Ⅰ中溶质主要为Na[Al(OH)4]，通过系列操作可回收Al。 【详解】（1）“焙烧”的目的是将金属单质转化为氧化物，并除去有机物； （2）“碱浸”时发生反应的物质为Al2O3，反应的离子反应方程式为Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-； （3）“操作Ⅰ”为过滤，需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗； （4）由冶炼生成Al的化学方程式为↑； （5）试剂a为铁粉(Fe)，加入铁粉后，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜、铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，反应的离子方程式有Fe+2H+=H2↑+Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu和Fe+2Fe3+=3Fe2+； （6）绿矾晶体具有还原性，容易被氧气氧化生成硫酸铁，故在空气中久置易变质，设计实验验证绿矾晶体是否已变质即检验晶体中是否含Fe3+，实验设计：将久置绿矾晶体溶于稀硫酸，滴加2-3滴KSCN溶液，若溶液变红，则绿矾晶体已变质。 【变式7-2】（24-25高一上·广东深圳·期末）可用于电子工业生产软磁铁氧体，用作电子计算机中存储信息的磁芯、磁盘等。工业上以软锰矿(主要成分是，还含有少量的、、)为原料生产的工艺流程如下： 25℃时，相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： 金属离子 开始沉淀的pH 1.5 6.3 3.4 8.1 沉淀完全的pH 2.8 8.3 4.7 10.1 回答下列问题： (1)“酸浸、还原”时，软锰矿的成分中 (填物质名称)没有发生反应。 (2)“酸浸、还原”后，溶液中含有的金属阳离子有、 (填离子符号)，铁屑、与反应的离子方程式为 。 (3)“调节pH”时，加入溶液的目的是 (用离子方程式表示)。 (4)“沉锰”时发生反应的离子方程式为 。滤液2的用途是 。 【答案】(1)二氧化硅 (2) 、 (3) (4) 施肥/制化肥 【分析】向软锰矿中加入过量稀硫酸和铁屑酸浸、还原得到含有锰离子、亚铁离子、铝离子的溶液，向溶液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子后，再加入碳酸锰调节溶液pH在4.7~8.1范围内，将铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有二氧化硅、氢氧化铁、氢氧化铝的滤渣和滤液；向滤液中加入氨水，将滤液中锰离子转化为氢氧化锰沉淀，过滤得到滤液和氢氧化锰；向氢氧化锰中加入过氧化氢溶液，共热将氢氧化锰转化为四氧化三锰。 【详解】（1）二氧化硅是酸性氧化物，不与稀硫酸反应； （2）①向软锰矿中加入过量稀硫酸和铁屑酸浸、还原得到含有锰离子、亚铁离子、铝离子的溶液； ②铁屑、H2SO4与MnO2反应生成亚铁离子，锰离子与水，离子方程式为：； （3）向溶液中加入过氧化氢溶液，将亚铁离子氧化为铁离子，离子方程式为：； （4）①向滤液中加入氨水，将滤液中锰离子转化为氢氧化锰沉淀，离子方程式为：； ②滤液的主要成分是硫酸铵，可以施肥或者制化肥。 【变式7-3】利用硫铁矿焙烧后的烧渣（主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取绿矾（FeSO4·7H2O），实验室模拟该流程如图所示： 已知：Al2O3既可与强酸反应又可与强碱反应，均生成可溶于水的盐。 回答下列问题： (1)为提高烧渣的酸浸速率，可采取的措施为 （答出两点即可）。 (2)若步骤①使用盐酸溶解，该流程中固体1的主要成分为 （填化学式），溶液2中主要含有的离子为 （填离子符号），步骤③中选用酸的名称为 。 (3)步骤①中Fe2O3与酸反应的离子方程式为 步骤④涉及反应的离子方程式为 。 (4)步骤⑤可采取的操作方法为 、 ，过滤、洗涤、干燥。 【答案】(1)将烧渣粉碎、适当加热（或增加酸的浓度或搅拌，合理即可） (2) 、、、 （稀）硫酸 (3) (4) 蒸发浓缩 降温结晶 【分析】烧渣的主要成分为、、，若加入足量稀盐酸，与稀盐酸不反应，固体1的主要成分为，溶液1的溶质为氯化铁、氯化铝以及过量的盐酸，向溶液1中加入过量的NaOH溶液，得到固体2为Fe(OH)3，溶液2中主要含有、、、，向固体2中加入足量的硫酸，反应得到硫酸铁溶液，再加入铁粉，生成硫酸亚铁溶液，经过一系列处理得到绿矾。 【详解】（1）提高烧渣的酸浸速率的措施有将烧渣粉碎、适当加热、增加酸的浓度、搅拌等，故答案为：将烧渣粉碎、适当加热（或增加酸的浓度或搅拌）； （2）若步骤①使用盐酸溶解，该流程中固体1的主要成分为，溶液2中主要含有的离子为、、、，步骤③中选用酸的名称为（稀）硫酸，故答案为：；、、、；（稀）硫酸； （3）步骤①中与酸反应的离子方程式为；步骤④涉及反应的离子方程式为； （4）步骤⑤可采取的操作方法为：蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥；故答案为：蒸发浓缩、降温结晶。 / 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 $