大单元二 第四章 第15讲 金属材料 金属矿物的开发利用（课件PPT）-【步步高】2025年高考化学大一轮复习讲义（人教版 浙江专用）

第15讲 金属材料　金属矿物的开发利用 1.了解镁、铝、铜及其重要化合物的存在、性质和用途。 2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。 3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 复 习 目 标 内 容 索 引 考点一　　镁、铝及其重要化合物 考点二　　金属材料及金属冶炼 练真题　　明考向 课时精练 镁、铝及其重要化合物 > < 考点一 1.镁、铝单质的物理性质 均为 色有金属光泽的固体，有良好的 性、导电性和导热性等。 2.镁、铝的化学性质比较 物质 铝 镁 能与非金属单质反应 ①与空气中的氧气形成致密的氧化膜 ②加热条件下与氯气反应：2Al＋3Cl2 2AlCl3 在空气中燃烧发出耀眼的 光 与水反应 反应很困难 与沸水反应：Mg＋2H2O _______________ 银白 延展 白 Mg(OH)2＋H2↑ 必备知识 整合 物质 铝 镁 与酸反应 ①与H＋反应：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中______ 与H＋反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，相同条件下，反应速率比Al____ 与碱反应 不反应 与某些氧化物反应 与Fe2O3的铝热反应：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 — 钝化 大 必备知识 整合 3.MgO与Al2O3的比较 难 ＞ 耐火材料 必备知识 整合 4.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 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ① 。 ② 。 ③ 。 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O 必备知识 整合 (3)Al(OH)3的制备 写出下列反应的离子方程式： ①Al3＋与氨水反应： 。 ②向含 的溶液中通入过量的CO2： 。 ③Al3＋与 发生相互促进的水解反应： 。 必备知识 整合 5.明矾 (1)明矾的化学式为 ，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____________________ ，其中Al3＋发生水解反应，产生 ，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变澄清。 KAl(SO4)2·12H2O KAl(SO4)2===K＋＋ Al(OH)3胶体 必备知识 整合 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固体等(　　) 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(　　) × × × × 易错辨析 必备知识 整合 一、铝及其化合物的性质 1.下列有关铝及其化合物的性质、用途说法正确的有________(填序号)。 (1)铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物 (2)两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量前者多 (3)用氢氧化钠溶液去除铝条表面的氧化膜：Al2O3＋2OH－===2Al3＋＋H2O (4)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水的离子方程式：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋ (5)铝与少量NaOH溶液反应得到铝盐，与足量NaOH溶液反应生成偏铝酸盐 (6)常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸 (7)与Al反应能放出H2的溶液中可能大量存在：Fe2＋、K＋、 (1)(4) 提升 关键能力 2.称取两份铝粉，第一份加入足量氢氧化钠溶液，第二份加入足量盐酸，若要放出等量的气体，两份铝粉的质量之比为 A.1∶3 B.3∶1 C.1∶1 D.4∶3 √ 提升 关键能力 3.向含有HCl、MgCl2、AlCl3、NH4Cl的混合溶液中(假设各 1 mol)，逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物质的量随NaOH溶 液体积变化的图像如图。(假设Mg2＋、Al3＋结合OH－能力 相同) 分析图像的变化情况，回答下列问题： (1)H＋、Al3＋、Al(OH)3、 四种微粒与OH－反应的先后顺序依次为______________ ________________。 H＋、Al3＋、 提升 关键能力 (2)依次写出各阶段的离子方程式： ①OA：____________________。 ②AB：_____________________________________________ ____________。 ③BC：_______________________。 ④CD：______________________________。 H＋＋OH－===H2O Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Mg2＋＋2OH－=== Mg(OH)2↓ 返回 提升 关键能力 金属材料及金属冶炼 > < 考点二 1.金属材料分类 铁 铬 必备知识 整合 2.合金 低 大 必备知识 整合 3.金属冶炼的一般方法 2Fe＋3CO2 W＋3H2O 2Fe＋Al2O3 必备知识 整合 4Al＋3O2↑ Mg＋Cl2↑ 2Na＋Cl2↑ 必备知识 整合 1.奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料(　　) 2.金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3(　　) 3.热还原法制取汞、银(　　) 4.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等(　　) 5.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁(　　) 6.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al(　　) × × √ × × × 易错辨析 必备知识 整合 1.铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。 (1)氧化铝是______氧化物，资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此外，滤渣中还含有______(化学式)。写出“碱溶”时生成NaAlO2的离子方程式：____________________________。 一、从铝土矿中提取铝(碱溶法)的工艺流程 两性 Fe2O3 提升 关键能力 (2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是_____________________________ ______________________。 (3)冰晶石的化学式为________，电解时加入冰晶石的目的是____________________。 (4)写出Al(OH)3 Al转化的化学方程式：_________________________、 ______________________________。 氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在 Na3AlF6 降低Al2O3熔融的温度 提升 关键能力 (5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是_______________________________， 应该采取的措施是_______________。 石墨电极被阳极上产生的O2氧化　 定期补充石墨 提升 关键能力 2.从海水中提取镁的流程如图所示： 主要化学反应为 (1)制石灰乳： 、 。 (2)沉淀Mg2＋： 。 (3)制备MgCl2： 、____________________________。 (4)电解MgCl2： 。 二、海水提取镁 CaO＋H2O===Ca(OH)2 Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋ Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O 提升 关键能力 (一)铜及其化合物 1.熟记铜及其常见化合物的颜色 拓展视野 物质 颜色   物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4 白色 CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色 必备知识 整合 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]： _________________________________。 (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)新制的Cu(OH)2常用来检验 。 (4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验 。 (5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu_______ 。 (6)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为_________________________________ 。 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 醛基 H2O 继续 溶解 会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低 必备知识 整合 (7)Cu＋的性质 ①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。 ②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O中加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。 必备知识 整合 3.铜的冶炼 用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下： 已知：CuFeS2＋3CuCl2===4CuCl＋FeCl2＋2S。 (1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为_________ ___________________________。 (2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为_______。 CuFeS2＋ 3FeCl3===CuCl＋4FeCl2＋2S Fe2O3 必备知识 整合 FeCl2溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得到Fe2O3固体。 必备知识 整合 (3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是_______ (填离子符号)。 [CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。 Cu2＋ 必备知识 整合 (4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有______________，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为_________。 HCl和CuCl2 0.5 mol 由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 mol CuFeS2溶解需要3 mol CuCl2，生成4 mol CuCl,4 mol CuCl最终歧化生成2 mol Cu和2 mol CuCl2，此时还需要补充1 mol CuCl2。则生成1 mol Cu需要补充0.5 mol CuCl2。 必备知识 整合 艺相比主要缺点有__________________________________________________。 会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可) 必备知识 整合 (二)锌、铍的两性化合物 1.铝、铍(Be)及其化合物具有相似的化学性质。已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O ===2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是 A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液 B.BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物 C.Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeO D.BeCl2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物可能是BeCl2 Be(OH)2和Al(OH)3性质相似，BeCl2和AlCl3均是共价化合物；Na2BeO2溶液的pH>7，将其蒸干并灼烧得到的残留物为Na2BeO2；BeCl2是强酸弱碱盐，其溶液的pH＜7，蒸干并灼烧得到的残留物是BeO。 √ 必备知识 整合 2.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物均既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。 回答下列问题： (1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。 (2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________。 (3)下列各组中的两种溶液，用相互滴加的实验方法可以鉴别的是________(填序号)。 ①Al2(SO4)3和NaOH　②Al2(SO4)3和氨水　③ZnSO4和NaOH 　④ZnSO4和氨水 (4)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：___________________________________。 试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：_________________ ________________________________________________________________________。 ①③④ 可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制 返回 必备知识 整合 练真题 明考向 1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(2022·浙江6月选考，8C) (　　) (2)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022·浙江6月选考，9A) (　　) (3)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜 (2022·浙江6月选考，11B) (　　) (4)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 (2022·广东，6D) (　　) (5)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 (2022·海南，6A) (　　) 1 2 3 √ × √ √ × 练真题 2.(2022·湖南，7)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 √ 1 2 3 练真题 1 2 3 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； 烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应：6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3 ===Na3AlF6↓＋4Na2CO3＋2H2O，过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液，所以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，可进入吸收塔循环利用，故D正确。 练真题 3.(2022·海南，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化 工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分 是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2] 制备胆矾。流程如图。 回答问题： (1)步骤①的目的是____________________。 1 2 3 除去原料表面的油污 原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污。 练真题 (2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成______(填化学式)污染环境。 1 2 3 SO2 在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。 练真题 (3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为___________________________ ________。 1 2 3 Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O 步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。 练真题 (4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是__________________。 1 2 3 胆矾晶体易溶于水 胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤。 练真题 (5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。 ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是______________________________ ______________。 1 2 3 溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2。 练真题 ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果______________ ________________________________________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。 1 2 3 取滤液D，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，静置后，向上层清液中再加入KI溶液，溶液不变色，I－不能被氧化 I－氧化为I2时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有CuSO4和H2SO4，乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，较简单的方案是除去溶液中的Cu2＋，然后再向其中加入含有I－的溶液，观察溶液是否变色。 返回 练真题 课时精练 1.下列有关铝及其化合物的说法错误的是 A.氧化铝熔点较高，是一种优良的耐火材料 B.可用铝壶烧开水，不可用其长期存放食醋、碱水 C.铁易生锈，而铝在空气中较稳定，所以铁比铝活泼 D.氢氧化铝能中和胃酸，可用于制胃药 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 2.下列说法不正确的是 A.通过电解熔融MgCl2可以制得金属镁 B.镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物 C.氧化镁是优质的耐火材料 D.金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确； Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2和C，所得的固体物质是混合物，故B正确； MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，故C正确； 虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 3.探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是 A.Al、NaOH溶液、稀盐酸 B.Al2O3、氨水、稀盐酸 C.Al2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸 D.AlCl3溶液、氨水、稀盐酸 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 可溶性的铝盐Al2(SO4)3溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加盐酸也会溶解。 4.下列古诗或古文中的描述与化学方程式对应关系不正确的是 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 “丹砂烧之成水银”指硫化汞加热生成汞，化学方程式正确，A不符合题意； “爆竹声中一岁除”涉及黑火药爆炸，化学方程式正确，B不符合题意； “炉火照天地，红星乱紫烟”描述的是古代冶炼场景，化学方程式错误，C符合题意； “曾青得铁则化为铜”指湿法炼铜，化学方程式正确，D不符合题意。 5.下列除去杂质的方法不正确的是 A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B.用过量氨水除去Fe3＋溶液中的少量Al3＋ C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通 入过量CO2后过滤 D.MgO中混有少量Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到 MgO √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量Al3＋的Fe3＋溶液中加入过量氨水时，Fe3＋、Al3＋均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是 A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—② C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 (Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确； (Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误； (Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确； (Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。 7.(2023·浙江省名校协作体高三考试)不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是 A.钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制 B.铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单 C.由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物 的方式来获取它们的单质 D.炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A项，通常用CO还原法炼制铁，错误； B项，因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误； C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解熔融氧化铝的方法制取铝，错误； D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。 8.为研究废旧电池的再利用，实验室利用废旧电池的铜帽(主要成分为Zn和Cu)回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图所示。下列叙述错误的是 A.“溶解”操作中溶液温度不宜过高 B.铜帽溶解后，将溶液加热至沸腾以除去溶液 中过量的氧气或H2O2 C.与锌粉反应的离子可能为Cu2＋、H＋ D.“过滤”操作后，将滤液蒸发结晶、过滤、 洗涤、干燥后，高温灼烧即可得纯净的ZnO √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 “溶解”操作中溶液温度不宜过高，否则 过氧化氢会分解，故A正确； 铜帽溶解后，溶液中存在过氧化氢，将溶 液加热至沸腾以除去溶液中过量的氧气或 H2O2，防止后面消耗过多的锌粉，故B正确； 固体溶解后溶液中存在Cu2＋、H＋，都可以与锌粉反应，故C正确； “过滤”操作后滤液中含有硫酸锌和硫酸钠，将滤液蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥后，高温灼烧不能得到纯净的ZnO，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 9.铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是 A.X物质为KClO3 B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量 C.若转移0.3 mol电子，被还原的Fe2O3为16 g D.可利用铝热反应冶炼铁 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确； B项，镁条燃烧放出大量热，可为铝热反应提供引发反应所需的热量，正确； D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。 10.(2023·杭州学军中学模拟)将等物质的量的金属Na、Mg、Al分别与100 mL 2 mol· L－1盐酸反应，实验测得生成气体的体积V(已折合为标准状况)与时间t的关系如图所示，下列说法不正确的是 A.x＝2.24 B.反应时，Na、Mg、Al均过量 C.钠的物质的量为0.2 mol D.曲线b为Mg与盐酸反应的图像 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由于最后生成的气体量相同，所以这些金属置换出的氢气量 相等，即等物质的量的三种金属失去了相同数量的电子，若 盐酸过量，这些金属失去的电子数比值应是1∶2∶3，故可推 断出盐酸不可能过量，但可能刚好和Na反应完全，则Na完全 反应而Mg、Al还有剩余，由此分析。由于酸不足，所以生成氢气的物质的量为0.5n(HCl)＝0.5×0.1 L×2 mol·L－1＝0.1 mol，所以标准状况下的体积为2.24 L，故A项正确； 由金属活动性顺序Na＞Mg＞Al可知，钠的活动性最强，产生相同的氢气需要的时间最少，然后依次为Mg、Al，故曲线b是Mg与盐酸反应的图像，故D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 11.Mg与Br2反应可生成具有强吸水性的MgBr2，该反应剧烈且放出大量的热。实验室采用如图装置制备无水MgBr2。下列说法错误的是 A.a为冷却水进水口 B.装置A的作用是吸收水蒸气和挥发出的溴蒸气 C.实验时需缓慢通入N2，防止反应过于剧烈 D.不能用干燥空气代替N2，因为副产物MgO会阻碍反应的进行 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 冷凝管起到冷凝回流的作用，冷凝管内冷却水的方向为 下进上出，则a为冷却水进水口，故A正确； MgBr2具有较强的吸水性，制备无水MgBr2，需要防止空 气中的水蒸气进入三颈烧瓶，则装置A的作用是吸收水 蒸气，但无水CaCl2不能吸收溴蒸气，故B错误； 制取MgBr2的反应剧烈且放出大量的热，实验时利用干燥的氮气将溴蒸气带入三颈烧瓶中，为防止反应过于剧烈，实验时需缓慢通入N2，故C正确； 不能用干燥空气代替N2，空气中含有的氧气可将镁氧化为副产物MgO，会阻碍反应的进行，故D正确。 12.(2024·台州高三检测)镓(Ga)与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如图所示： 下列判断不合理的是 A.Al、Ga均位于第ⅢA族 B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3 C.Ga(OH)3可与NaOH反应生成NaGaO2 D.酸性：Al(OH)3>Ga(OH)3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 镓(Ga)与铝同主族，均位于 第ⅢA族，A项正确； Ga2O3与Al2O3的性质相似， 可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确； Ga(OH)3属于两性氢氧化物，与Al(OH)3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确； 在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al(OH)3沉淀，而没有Ga(OH)3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga(OH)3的酸性强于碳酸，则酸性：Al(OH)3<Ga(OH)3，D项错误。 13.[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题： (1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用____(填标号)。 a.HCl溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH溶液 (2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为________________________________ ______。 (3)沉淀B的化学式为________；将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是_____ __________________________。 d 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋ 3H2↑ Al(OH)3 水解，使溶液中H＋浓度增大 Al3＋ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 14.以水氯镁石(主要成分是MgCl2·6H2O)生产碱式碳酸镁[Mga(CO3)b(OH)c·nH2O]的主要流程如图： (1)溶解时将水氯镁石粉碎的目的是_____________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 提高溶解速率可将矿石粉碎、充分搅拌或适当升温。 提高溶解速率 (2)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成，该过程中发生反应的离子方程式为_____________________ __________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 预氨化过程中氯化镁与氨水反应生成氢氧化镁沉淀和氯化铵，则该过程中发生反应的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2O===Mg(OH)2↓＋ Mg2＋＋2NH3·H2O=== (3)沉淀镁时反应的温度不宜过高，原因是_______ ________________________________。 (4)将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 流程中过滤所得滤液的主要成分为NH4Cl，因此将上述流程中的滤液浓缩结晶，所得的主要固体物质的化学式为NH4Cl。 碳酸氢铵不稳定，加热易分解且氨易挥发 NH4Cl (5)上述流程中检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净的操作为_____________________________ ____________________________________________________________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 检验“过滤”后碱式碳酸镁洗涤是否干净，主要是检验最后一次洗涤液里是否含有氯离子，即取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净。 取最后一次洗涤液少许于一洁净的试管中，滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液，若产生白色沉淀，说明碱式碳酸镁未洗干净，反之则洗净 返回 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 物质 MgO Al2O3 物理性质 均为白色粉末， 溶于水，熔点高(MgO Al2O3)，是优良的_________ 化学性质 与热水反应：MgO＋H2OMg(OH)2 与水不反应 具有碱性氧化物的性质：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O 具有两性氧化物的性质： Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH AlO AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO AlO Al3＋＋2SO 3NH NO、SO 由反应：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑和2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑可知，等量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，生成的氢气的量相等。 二、Al3＋、NH、H＋等与OH－反应的顺序 NH NH、Al(OH)3 NH＋OH－===NH3·H2O Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O (1)热分解法：2HgO2Hg＋O2↑；2Ag2O4Ag＋O2↑。 (2)热还原法：Fe2O3＋3CO (高炉炼铁)；WO3＋3H2 ； Fe2O3＋2Al 。 (3)电解法：2Al2O3(熔融) ；MgCl2(熔融) ；2NaCl(熔融) 。 Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O Al2O3 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ CaCO3CaO＋CO2↑ MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ (5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工 AlO Zn＋2OH－===ZnO＋H2↑ Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH A.丹砂烧之成水银：HgSHg＋S B.爆竹声中一岁除：S＋2KNO3＋3CK2S＋3CO2↑＋N2↑ C.炉火照天地，红星乱紫烟：Cu22CO3＋2H2Cu＋CO2＋3H2O D.曾青得铁则化为铜：CuSO4＋Fe===FeSO4＋Cu C项，反应2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe中，Fe元素化合价从＋3价变为0价，还原1 mol Fe2O3转移6 mol电子，则转移0.3 mol电子还原Fe2O3的物质的量为＝0.05 mol，其质量为160 g·mol－1×0.05 mol＝8 g，错误； 滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2=== K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2O　　Al(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。 Mg(OH)2↓＋2NH 2NH。 $