专题9 金属与人类文明（期末复习讲义）高一化学下学期苏教版

专题9 金属与人类文明 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 金属的冶炼方法 根据金属的活动性判断金属的冶炼方法；高炉炼铁的原理；铝热反应；工业上提取铝的流程。 铁及其化合物的转化 Fe2+、Fe3+的检验方法；Fe2+、Fe3+的相互转化；Fe(OH)2的制备实验；铁及其化合物的“价-类二维图”及相互转化关系 金属材料性能及应用 金属材料的性能；常见合金的特性及应用。 无机非金属材 无机非金属材的分类；常见无机非金属材的性能及应用 要点01 金属的冶炼方法 1．金属的存在形式 (1)金属的存在形式 ①大量的金属元素存在于地壳的_______中，地壳中的大部分金属元素都是以_______形式存在的。如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为_______)中，铝元素存在于铝土矿(主要成分为_______)中。 ②在自然界中，只有少量的金属元素以_______形式存在于地壳中，如_______和_______等。 ③除了地壳外，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。 (2)金属的存在形式与其活动性的关系 ①活动性较_____的金属，在自然界以各种各样的_______存在。 ②活动性较______的金属，有可能以_______形式存在。 ③有的金属元素存在形式既有_______又有_______，如铁元素有_______(主要存在于_______中)、_______和硫酸盐等存在形式；银元素有_______、辉银矿(Ag2S)、碲银矿(Ag2Te)等存在形式。 2．金属的冶炼方法 (1)电解熔融法 适合冶炼金属活动性_______的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。 工业上冶炼金属钠的方程式为___________________________________。 工业上冶炼金属镁的方程式为___________________________________。 (2)高温还原法 用_______还原金属化合物，适合冶炼金属活动性顺序表中_______之间的大多数金属。常用的还原剂有_____________________。 CuO与CO反应的化学方程式为____________________________。 ZnO与焦炭反应的化学方程式为____________________________。 (3)热分解法 不活泼的金属，可以采用热分解法进行冶炼 热分解Ag2O制取Ag：____________________________。 热分解HgO制取Hg：____________________________。 3．铁的冶炼——高炉炼铁 (1)原料：____________________________。 (2)设备：_______。 (3)冶炼过程（以赤铁矿为原料）： ①焦炭与空气反应，提供热量：_____________________（写化学方程式）。 ②制取还原剂CO：_____________________（写化学方程式）。 ③CO还原Fe2O3 ：____________________________（写化学方程式）。 (4)焦炭的作用：___________________________________。 (5)石灰石的作用是将铁矿石中的_______形成炉渣除去，反应方程式为： ____________________________、____________________________。 4．铝热反应和铝的提取 (1)铝热反应 ①铝热反应实验 实验现象：镁条___________________________________，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗____________________________ 实验结论：高温下，铝与氧化铁发生反应，放出_______，反应的化学方程式：_____________________ ②铝热反应： 指工业上用_______来还原一些____________(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)得到金属_______的一类反应。_______与某些难熔的______________(如Fe2O3等)以一定比例形成的混合物称为铝热剂。 ③应用 a．冶炼_______、活动性______于Al的金属，如钒、铬、锰等； b．金属焊接，如_______等。 (2)从铝土矿中提取铝的工艺 有关反应的化学方程式： ①碱溶：_________________________________________________； ②酸化：_________________________________________________； ③灼烧：___________________________________； ④电解：___________________________________。 要点02 铁及其化合物的转化 1．Fe2+和Fe3+的检验 (1)观察法：_______色溶液中含有Fe2＋；_______色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生_______沉淀又迅速变为_______色，最后变为_______色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生_______色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，___________，再加新制氯水溶液变_______色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变_______色，则为Fe3＋。 易｜错｜点｜拨 (1)Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，就选择KSCN溶液或NH4SCN溶液，因为此法既灵敏(试剂用量小)又有明显现象。 (2)Fe3＋与SCN－反应生成的是Fe(SCN)3血红色溶液，而不是沉淀。 2．Fe2+、Fe3+的相互转化 (1) Fe2+、Fe3+的相互转化 为了实现Fe2+、Fe3+的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。 ①Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为：____________________________。 ②Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋的离子方程式为_____________________。 (2)转化应用实例 ①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量_______，目的是防止Fe2+被氧气氧化形Fe3＋。 ②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋_______为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为_______色的_______沉淀析出。 ③印刷电路板的制作——Fe3＋与Cu反应的实验探究 实验操作 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中 实验现象 铜片上会出现______________ 原因 Cu与FeCl3溶液发生反应：__________________________，FeCl3溶液腐蚀了铜片 3．Fe(OH)2的制备 (1)Fe(OH)2的制备实验 实验操作 实验现象 ①A试管中_________________________________________________________； ②B试管中_____________________ 反应的化学方程式 ___________________________________、___________________________________ 实验结论 在不同的反应条件下，FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同，得到的产物也不同 (2)制备Fe(OH)2反应中条件的控制 ①反应的原料必须是_______、不含_______的亚铁盐溶液与不含_______的NaOH溶液。 ②反应过程中防止反应混合物与_______或_______——————接触。 归｜纳｜总｜结 (1)成功制取Fe(OH)2的三个关键措施： ①煮沸NaOH溶液赶走溶解的氧。 ②采用铁粉和稀H2SO4新制备FeSO4溶液。 ③将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入液面以下，再将NaOH溶液慢慢挤出。 (2)铁的氢氧化物的性质比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 和非氧化性酸反应(离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 4．铁及其化合物的相互转化 (1)基于物质类别和元素价态的视角，构建铁及其化合物相互转化的铁元素的价—类二维图，如图所示： 上述有关反应的离子方程式： ①___________________________________； ②___________________________________； ③___________________________________； ④___________________________________； ⑤___________________________________； ⑥___________________________________。 归｜纳｜总｜结 Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。 Fe2＋Fe3＋ 要点03 金属材料的性能及应用 1．金属材料的性能及应用 (1)金属材料的性能 从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 使用要求 材料性能 体现出一些_______ _______、_______、_______等 起到______________的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 金属材料的_______、_______、_______、_______等物理性能密切相关 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有_______、_______等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 _______、_______、__________等工艺性能 (2)合金及其应用 ①合金的概念：合金是将两种或两种以上的_______（或______________）共熔，制备出的金属材料。 ②合金的性能 a．硬度一般比组成它的纯金属______。 b．多数合金的熔点_______组分金属。 c．导电性和导热性一般_______组分金属。 ③常见的合金 名称 主要组成元素 用途或性能 硬铝 Al(Cu、Mg、Mn) 制造______________ 武德合金 Sn、Bi、Cd、Pb 熔点_____，作_______ 铝锂合金 Al、Li 制造_____________ 不锈钢 Fe(Cr) 抗_______、耐_______ 钛合金 Ti与其他元素 强度_____、密度____、耐热性好、易于加工、_______性强 易｜错｜点｜拨 (1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金是混合物，不是化合物。 (3)合金具有金属特性，如导电、导热等。 (4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．常见的无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，又称硅酸盐材料，包括_______、_______、_______。 (2)硅材料 ①硅的导电性介于______________之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于_______的各个领域。工业上利用_______可以制得高纯度的硅。 ②光导纤维的主要成分是_______，可用来制造_______，用于光纤通信或传送高强度的激光等。 (3)新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 结构陶瓷具有_______功能、______功能和_______化学功能，如高温结构陶瓷等，高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 功能陶瓷具有_____________________等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 归｜纳｜总｜结 无机材料的分类 题型01 金属的冶炼 【典例1】（25-26高一下·黑龙江·阶段检测）下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 A．2HgO2Hg+O2↑ B．2Fe+Al2O3Fe2O3 +2Al C．MgCl2 (熔融)Mg+Cl2↑ D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 方｜法｜点｜拨 (1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系： (2)在工业上还有一种冶炼方法叫作湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。 【变式1-1】（25-26高一下·江苏连云港·阶段检测）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．工业制钛：饱和溶液 B．工业制镁：海水(含) C．工业提溴： D．制胶体：胶体 【变式1-2】（25-26高一下·全国·课后作业）金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 题型02 铝热反应 【典例2】（25-26高一·全国·课堂例题）目前人们在铺设无缝铁轨时，常利用铝和氧化铁发生铝热反应，得到熔融的铁水。下列关于铝热反应的认识错误的是 A．反应过程中放出大量的热 B．将原料混合即可反应 C．铝发生氧化反应 D．该反应还可用于冶炼其它高熔点的金属 方｜法｜点｜拨 (1)铝热反应的本质：利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来： 2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM。 (2)反应特点：在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 (3)铝热剂 ①在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。 ②能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。 (4)镁条、KClO3的作用是引燃、助燃作用。 【变式2-1】铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置如图所示，有关该反应的下列说法正确的是(　　) A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应转移电子的数目为6NA D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 【变式2-2】某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，它可用于某些金属的冶炼。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是(　　) 题型03 金属铝的提取 【典例3】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 信息提示：③发生的反应是：NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 下列说法中错误的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是加热，而且d是氧化铝 D．⑤可采用活泼金属置换的方法 【变式3-1】铝土矿的主要成分为，主要杂质为、，某实验小组设计了如图流程制备铝： 下列说法不正确的是 A．步骤①过滤得到的滤渣主要为 B．步骤②的沉淀剂可以选用NaOH、氨水或，考虑成本，最合适 C．步骤④加入冰晶石的目的是降低熔融的温度，降低能耗 D．该方案的缺陷在于未能很好的将杂质除去 【变式3-2】（25-26高一下·北京·期中）镓()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。下列判断不合理的是 A．、均处于ⅢA族 B．可与盐酸反应生成 C．向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解 D．与反应生成 题型04 Fe2＋、Fe3＋的检验 【典例4】（25-26高一下·北京·阶段检测）向碱性溶液中通入，产生暗红褐色沉淀。中可能含有、、、，为确定其成分，取进行如下实验。 实验 操作与现象 ① 向中加入足量盐酸，沉淀溶解。取少量溶液，滴加溶液后变红；另取少量溶液滴加溶液，产生白色沉淀 ② 向中加入溶液，沉淀溶解。继续滴加过量溶液，产生白色沉淀，过滤，向沉淀中加入盐酸，白色沉淀全部溶解 ③ 向中加入足量盐酸，沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉)，蓝色立即褪去。静置，一段时间后蓝色复现，振荡，不褪色 已知：与形成，不再具有明显氧化性。 下列说法正确的是 A．实验①说明X中含有和 B．实验②中溶液溶解沉淀可排除对检验的干扰 C．实验③中蓝色褪去的原因是 D．上述实验说明，中一定含有与，可能含有 方｜法｜点｜拨 Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生白色沉淀又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生红褐色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 【变式4-1】（25-26高一下·福建福州·期中）针对实验：2Fe3++2I-=2Fe2++I2(过量KI溶液与少量FeCl3溶液反应)，充分反应后，用苯多次萃取，再向下层溶液滴加KSCN溶液，溶液显红色。下列分析错误的是 A．该反应为可逆反应 B．下层溶液中含Fe3+，遇KSCN溶液变红 C．萃取过程中苯层出现紫红色 D．萃取过程需要用到的玻璃仪器有长颈漏斗、玻璃棒、烧杯 【变式4-2】（25-26高一下·福建福州·期中）某学习小组通过化学实验的方法检验黑木耳中的铁元素，部分实验流程如下（灼烧能将铁元素转化为铁的氧化物）： 下列说法错误的是 A．灼烧时使用的实验装置为上图 B．酸浸时可用硫酸 C．酸浸的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐 D．取少量滤液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若显红色，说明黑木耳中含有 题型05 Fe(OH)2的制备 【典例5】（25-26高一上·浙江杭州·期末）实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是 A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K，继续滴加稀硫酸 C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 方｜法｜点｜拨 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有： (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要先煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 【变式5-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【变式5-2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 题型06 铁及其化合物的相互转化 【典例6】（24-25高一上·江苏南京·期中）在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，下列判断正确的是 A．加入KSCN溶液可能变红色 B．溶液中可能含有Fe2+ C．溶液中一定不含Cu2+ D．剩余固体中不一定含有Fe 方｜法｜点｜拨 (1)Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ Fe―→Fe2＋：Fe能被I2、S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂氧化为Fe2＋。 Fe―→Fe3＋：Fe能被Cl2、Br2、足量稀HNO3、酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为Fe3＋。 (2)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(Fe2＋被O2氧化) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(Fe2＋可被Cl2、Br2氧化) 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(Fe2＋可使酸性KMnO4溶液褪色) (3)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋具有较强的氧化性，在金属阳离子中氧化性是比较强的，其氧化性强于H＋、Cu2＋等，但弱于Ag＋，强于I2，而弱于Br2。与S2－、I－、SO等能发生氧化还原反应。 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板) 2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2(Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝) 2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 【变式6-1】（25-26高一下·福建福州·期中）针对实验：2Fe3++2I-=2Fe2++I2(过量KI溶液与少量FeCl3溶液反应)，充分反应后，用苯多次萃取，再向下层溶液滴加KSCN溶液，溶液显红色。下列分析错误的是 A．该反应为可逆反应 B．下层溶液中含Fe3+，遇KSCN溶液变红 C．萃取过程中苯层出现紫红色 D．萃取过程需要用到的玻璃仪器有长颈漏斗、玻璃棒、烧杯 【变式6-2】（25-26高一下·河南商丘·阶段检测）铁及其化合物的转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．反应①中每生成(标准状况)消耗铁 B．反应②所得溶液中的可以用酸性溶液来检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色 D．反应⑤的离子方程式为 题型07 金属材料和无机非金属材料 【典例7】（24-25高一上·云南文山·阶段检测）为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金的，关于铝合金的说法正确的是 A．铝合金属于纯净物 B．铝合金可以和强酸、强碱溶液反应 C．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点 D．铝合金的熔点比金属铝高 【变式7-1】（25-26高一下·辽宁鞍山·期中）鞍山与本溪，并称辽宁“双子钢城”，因深厚的钢铁底蕴闻名全国。下列关于铁及其合金的说法正确的是 A．铁在自然界中只以化合态形式存在 B．Fe具有氧化性，可用作食品抗氧化剂 C．合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 D．炼铁时，盛装炽热铁水的模具必须进行充分的干燥 【变式7-2】化学与生产、科技和环境密切相关下列说法不正确的是 A．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为硅 B．国产大型飞机C919用到的氮化硅陶瓷是传统无机非金属材料 C．壮族传统乐器铜鼓的主要材质为合金 D．粒子直径为1nm~100nm的碳纳米材料，不属于胶体 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·辽宁鞍山·期中）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法正确的是 A．碳化硅属于新型陶瓷，可用作耐高温半导体材料 B．生产水泥的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．高考涂答题卡用的铅笔芯的主要成分是铅 D．白瓷的白色是因铁含量较高 2．（25-26高一下·山东·期中）化学在生产和日常生活中有重要的应用，下列说法错误的是 A．黏土可用于烧制陶瓷餐具 B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 C．节日燃放的五彩缤纷的烟花，所呈现的就是某些金属元素的焰色 D．因铝表面能形成致密的氧化膜，所以铝制餐具可以长期使用 3．（25-26高一下·河南安阳·期中）汝瓷是宋代五大名窑之首，以高岭土为主要原料高温烧制而成，釉料中含有硅、铝的氧化物及微量铁、铜金属氧化物，金属氧化物是形成独特天青色釉面的关键。下列说法错误的是 A．汝瓷常温下耐腐蚀，化学性质稳定 B．汝瓷属于硅酸盐制品，其主要成分属于传统无机非金属材料 C．高岭土高温烧制汝瓷的过程存在复杂的物理和化学变化 D．汝瓷天青色来自 4．（25-26高一上·北京·期末）钛精矿（主要成分TiO2）制备Ti的主要流程如下（部分产物未标出）。 下列说法不正确的是 A．加入的物质X为还原剂 B．加入Ar的作用是防止金属被氧化 C．电解熔融MgCl2的化学方程式：MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑ D．反应制得1 mol Ti，需要投入2 mol Cl2 5．（25-26高一下·湖南长沙·期中）下列有关反应的离子方程式书写正确的是 A．用铁片与稀盐酸制取： B．利用覆铜板制作印刷电路板： C．向溶液通入少量溶液中反应： D．向次氯酸钠溶液中通入少量： 6．（25-26高一上·北京·期中）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。 (1)设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。 ①硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为__________________________________。 ②实验过程中可观察到E中的现象是____________________。 (2)为确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体中铁元素的价态，待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体，用盐酸溶解，并继续实验： ①取少量溶液，滴加溶液，产生_________________，证明有。 ②另取少量溶液滴加__________，溶液变红，证明有。 ③上述实验结果，能否说明黑色固体中含有和，结合离子方程式说明理由： ________________________________________________________。 (3)某同学用“共沉淀法”在实验室模拟制备纳米，流程如下： ①酸性条件下，和溶液反应生成溶液1，发生反应的离子方程式___________________。 ②在加入溶液前，溶液1需加热煮沸一段时间，目的是_________________。 ③为得到较纯净的纳米，理论上与的物质的量之比为，但实际操作中，投料比却选择，原因是________________________________。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·江苏南京·阶段检测）2026年央视春晚以“科技赋能”为亮点，下列说法不正确的是 A．表演武术的机器人机身采用的高强度铝合金，其硬度大于纯铝 B．机器人伺服电机使用的稀土永磁材料中，稀土元素的加入能够改善合金性能 C．晚会舞台的AR/XR沉浸式视觉效果，其核心技术芯片的主要成分为高纯单晶硅 D．春晚舞台使用的干冰特效，是CO2分子内共价键断裂形成气态二氧化碳的过程 2．（24-25高一上·广东广州·期末）明代宋应星所著《天工开物》记载火法炼锌工艺：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出。……即倭铅也。……以其似铅而性猛，故名之曰‘倭’云。”炉甘石的主要成分是碳酸锌。下列有关说法正确的是 A．“倭铅”是单质铅，不属于电解质 B．锌与铅的外观相似，但金属性更强 C．反应后每毁一泥罐可取出倭铅十斤 D．火法炼锌时发生的反应只有： 3．工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 4．（25-26高一下·广东珠海·期中）以高硫铝土矿(主要成分为、、、少量)为原料，生产的部分工艺流程如下，下列说法错误的是 A．“滤液”中的阴离子包含 B．矿粉“焙烧”产生的气体可以用或溶液吸收 C．向“滤液”中通入过量，铝元素存在的形式由转化为 D．与混合后“焙烧”时应隔绝空气(或氧气)以利于生成 5．（25-26高一下·四川南充·期中）将一定量的Fe、FeO和Fe2O3固体混合物投入到的HNO3溶液中，固体完全溶解，并生成标准状况下的NO气体2.24 L。然后往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。则原固体混合物中铁元素的质量为 A． B． C． D． 6．（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）铁粉活化方法如下：向烧杯中加入一定量表面被部分氧化的铁粉，再加入少量稀盐酸和(少量有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附形成胶体。活化过程中，溶液中、随时间变化如图所示。下列说法不合理的是 A．铁粉活化过程中，用激光笔垂直照射烧杯中液体，会有丁达尔效应 B．，增大，是因为铁粉表面的与盐酸反应 C．，增大，可能发生反应： D．5 min后，减小，可能是还原为Fe 7．（25-26高一上·河南濮阳·期末）I.高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法，其中一种方法的化学反应原理可用离子方程式表示为： 。 回答下列问题： (1)上述反应中的_____。 (2)由上述反应可知，氧化性强弱：_____（填“>”或“<”）。 (3)请用双线桥法表示该反应中电子的转移情况：_____。 (4)已知：在处理饮用水的过程中铁元素会被转化为，进而在水中产生胶体，胶体具有吸附性。下列关于胶体说法不正确的是_____。 A．胶体可以净水是由于其有较强的吸附能力 B．可以使用滤纸过滤的方法分离溶液和胶体 C．可以用丁达尔效应确定氯化铁溶液滴入沸水中是否产生胶体 D．胶体中分散质粒子直径在之间 Ⅱ.利用可制备高效非氯水处理剂高铁酸钠。制备过程中的主要反应为： (5)上述反应中作_____（填“氧化剂”或“还原剂”或“氧化剂和还原剂”）；中的阳离子和阴离子个数比是_____。 (6)当有参加反应时，被还原的是_____。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题9 金属与人类文明 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 金属的冶炼方法 根据金属的活动性判断金属的冶炼方法；高炉炼铁的原理；铝热反应；工业上提取铝的流程。 铁及其化合物的转化 Fe2+、Fe3+的检验方法；Fe2+、Fe3+的相互转化；Fe(OH)2的制备实验；铁及其化合物的“价-类二维图”及相互转化关系 金属材料性能及应用 金属材料的性能；常见合金的特性及应用。 无机非金属材 无机非金属材的分类；常见无机非金属材的性能及应用 要点01 金属的冶炼方法 1．金属的存在形式 (1)金属的存在形式 ①大量的金属元素存在于地壳的矿石中，地壳中的大部分金属元素都是以化合态形式存在的。如铁元素存在于赤铁矿(主要成分为Fe2O3)中，铝元素存在于铝土矿(主要成分为Al2O3)中。 ②在自然界中，只有少量的金属元素以游离态形式存在于地壳中，如自然金和自然银等。 ③除了地壳外，还有一些金属以离子或矿石的形式分布于海洋中，如钠、镁、锰等。 (2)金属的存在形式与其活动性的关系 ①活动性较强的金属，在自然界以各种各样的化合态存在。 ②活动性较弱的金属，有可能以游离态形式存在。 ③有的金属元素存在形式既有游离态又有化合态，如铁元素有单质(主要存在于陨石中)、氧化物和硫酸盐等存在形式；银元素有自然银、辉银矿(Ag2S)、碲银矿(Ag2Te)等存在形式。 2．金属的冶炼方法 (1)电解熔融法 适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。 工业上冶炼金属钠的方程式为2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑。 工业上冶炼金属镁的方程式为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 (2)高温还原法 用还原剂还原金属化合物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。常用的还原剂有CO、H2、C和活泼金属。 CuO与CO反应的化学方程式为CuO+H2Cu+H2O。 ZnO与焦炭反应的化学方程式为2ZnO+C2Zn+CO2↑。 (3)热分解法 不活泼的金属，可以采用热分解法进行冶炼 热分解Ag2O制取Ag：2Ag2O4Ag+O2↑。 热分解HgO制取Hg：2HgO2Hg+O2↑。 3．铁的冶炼——高炉炼铁 (1)原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石。 (2)设备：炼铁高炉。 (3)冶炼过程（以赤铁矿为原料）： ①焦炭与空气反应，提供热量：C＋O2CO2（写化学方程式）。 ②制取还原剂CO：C＋CO22CO（写化学方程式）。 ③CO还原Fe2O3 ：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2（写化学方程式）。 (4)焦炭的作用：提供热量、制取还原剂CO、作为生铁的成分。 (5)石灰石的作用是将铁矿石中的SiO2形成炉渣除去，反应方程式为： CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋SiO2CaSiO3。 4．铝热反应和铝的提取 (1)铝热反应 ①铝热反应实验 实验现象：镁条剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；纸漏斗下部被烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论：高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 ②铝热反应： 指工业上用铝粉来还原一些金属氧化物(如V2O5、Cr2O3、MnO2等)得到金属单质的一类反应。铝粉与某些难熔的金属氧化物(如Fe2O3等)以一定比例形成的混合物称为铝热剂。 ③应用 a．冶炼熔点较高、活动性弱于Al的金属，如钒、铬、锰等； b．金属焊接，如焊接钢轨等。 (2)从铝土矿中提取铝的工艺 有关反应的化学方程式： ①碱溶：Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O； ②酸化：NaAlO2＋CO2(过量)＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3； ③灼烧：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O； ④电解：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 要点02 铁及其化合物的转化 1．Fe2+和Fe3+的检验 (1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生白色沉淀又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生红褐色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 易｜错｜点｜拨 (1)Fe3＋的检验方法很多，但在没有特殊要求的条件下，就选择KSCN溶液或NH4SCN溶液，因为此法既灵敏(试剂用量小)又有明显现象。 (2)Fe3＋与SCN－反应生成的是Fe(SCN)3血红色溶液，而不是沉淀。 2．Fe2+、Fe3+的相互转化 (1) Fe2+、Fe3+的相互转化 为了实现Fe2+、Fe3+的相互转化，可以选择适当的氧化剂或还原剂。 ①Fe2＋容易被氧化剂氧化为Fe3＋，如与H2O2反应的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。 ②Fe3＋能够被还原剂还原为Fe2＋，如铁粉将Fe3＋还原为Fe2＋的离子方程式为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋。 (2)转化应用实例 ①在配制含Fe2＋的溶液时，向溶液中加入少量铁粉，目的是防止Fe2+被氧气氧化形Fe3＋。 ②为除去废水中的Fe2＋，常先将废水中的Fe2＋氧化为Fe3＋，再调节溶液的pH使Fe3＋转化为红褐色的Fe(OH)3沉淀析出。 ③印刷电路板的制作——Fe3＋与Cu反应的实验探究 实验操作 用毛笔蘸取少量30%的FeCl3溶液，在铜片上画一个“＋”，放置片刻后，用少量水将铜片上的溶液冲到小烧杯中 实验现象 铜片上会出现“＋”形凹槽 原因 Cu与FeCl3溶液发生反应：Cu＋2FeCl3===2FeCl2＋CuCl2，FeCl3溶液腐蚀了铜片 3．Fe(OH)2的制备 (1)Fe(OH)2的制备实验 实验操作 实验现象 ①A试管中开始生成白色絮状沉淀，逐步变成灰绿色，最后变成红褐色沉淀； ②B试管中有白色絮状沉淀生成 反应的化学方程式 FeSO4＋2NaOH===Fe(OH)2↓＋Na2SO4、4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3 实验结论 在不同的反应条件下，FeSO4溶液与NaOH溶液反应的实验现象不同，得到的产物也不同 (2)制备Fe(OH)2反应中条件的控制 ①反应的原料必须是新制的、不含三价铁盐的亚铁盐溶液与不含溶解氧的NaOH溶液。 ②反应过程中防止反应混合物与氧气或其他氧化剂接触。 归｜纳｜总｜结 (1)成功制取Fe(OH)2的三个关键措施： ①煮沸NaOH溶液赶走溶解的氧。 ②采用铁粉和稀H2SO4新制备FeSO4溶液。 ③将吸有NaOH溶液的长胶头滴管插入液面以下，再将NaOH溶液慢慢挤出。 (2)铁的氢氧化物的性质比较 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色固体 红褐色固体 溶解性 难溶于水 难溶于水 酸碱性 弱碱性 弱碱性 稳定性 在空气中易被氧化为Fe(OH)3 受热易分解2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O 和非氧化性酸反应(离子方程式) Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O 4．铁及其化合物的相互转化 (1)基于物质类别和元素价态的视角，构建铁及其化合物相互转化的铁元素的价—类二维图，如图所示： 上述有关反应的离子方程式： ①Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O； ②Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓； ③Fe(OH)3＋3H＋===Fe3＋＋3H2O； ④Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑； ⑤Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－； ⑥Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。 归｜纳｜总｜结 Fe有变价，所以反应后的产物与氧化剂的强弱及反应条件有关。 Fe2＋Fe3＋ 要点03 金属材料的性能及应用 1．金属材料的性能及应用 (1)金属材料的性能 从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来分析。 使用要求 材料性能 体现出一些力学性能 延展性、硬度、塑性等 起到导热和导电的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作 金属材料的密度、熔点、导电性、导热性等物理性能密切相关 在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品 具有抗氧化性、耐酸碱性等化学性能 从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少 可铸性、可锻性、切削加工性等工艺性能 (2)合金及其应用 ①合金的概念：合金是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）共熔，制备出的金属材料。 ②合金的性能 a．硬度一般比组成它的纯金属大。 b．多数合金的熔点低于组分金属。 c．导电性和导热性一般低于组分金属。 ③常见的合金 名称 主要组成元素 用途或性能 硬铝 Al(Cu、Mg、Mn) 制造飞机和门窗 武德合金 Sn、Bi、Cd、Pb 熔点低，作保险丝 铝锂合金 Al、Li 制造航空飞行器 不锈钢 Fe(Cr) 抗氧化、耐腐蚀 钛合金 Ti与其他元素 强度高、密度小、耐热性好、易于加工、抗腐蚀性强 易｜错｜点｜拨 (1)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (2)合金是混合物，不是化合物。 (3)合金具有金属特性，如导电、导热等。 (4)合金形成后会影响各成分金属的物理性质，如合金的熔点一般比各成分金属低，而硬度、机械强度一般比各成分金属高；但一般来说各成分金属均保持了其原有的化学性质。 2．常见的无机非金属材料 (1)传统无机非金属材料，又称硅酸盐材料，包括陶瓷、水泥、玻璃。 (2)硅材料 ①硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料，被广泛用于电子工业的各个领域。工业上利用二氧化硅可以制得高纯度的硅。 ②光导纤维的主要成分是二氧化硅，可用来制造通讯光缆，用于光纤通信或传送高强度的激光等。 (3)新型陶瓷材料 新型陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷两大类。 结构陶瓷具有机械功能、热功能和部分化学功能，如高温结构陶瓷等，高温结构陶瓷主要有高温氧化物(如氧化铝陶瓷)和高温非氧化物(如氮化硅陶瓷)两大类。 功能陶瓷具有光、电、磁、化学和生物等方面的特殊功能，如压电陶瓷等，压电陶瓷主要成分是钛酸钡和钛酸铅。 归｜纳｜总｜结 无机材料的分类 题型01 金属的冶炼 【典例1】（25-26高一下·黑龙江·阶段检测）下列反应原理不符合工业冶炼金属实际情况的是 A．2HgO2Hg+O2↑ B．2Fe+Al2O3Fe2O3 +2Al C．MgCl2 (熔融)Mg+Cl2↑ D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【答案】B 【解析】A．Hg为不活泼金属，工业上可通过加热分解HgO冶炼Hg，反应原理符合实际，A正确，A不符合题意； B．该反应为铝热反应的逆反应，无法自发进行，工业上冶炼Al采用电解熔融氧化铝的方法，冶炼Fe采用CO还原Fe2O3的方法，该反应原理不符合实际，B错误，B符合题意； C．Mg为活泼金属，工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，反应原理符合实际，C正确，C不符合题意； D．Fe为中等活泼金属，工业上高炉炼铁采用CO高温还原Fe2O3的方法，反应原理符合实际，D正确，D不符合题意； 故选B。 方｜法｜点｜拨 (1)金属的冶炼方法与金属活动性的关系： (2)在工业上还有一种冶炼方法叫作湿法冶金，即利用活泼金属把不活泼金属从它的盐溶液中置换出来。例如：CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4。 【变式1-1】（25-26高一下·江苏连云港·阶段检测）在给定条件下，下列制备过程涉及的物质转化均可实现的是 A．工业制钛：饱和溶液 B．工业制镁：海水(含) C．工业提溴： D．制胶体：胶体 【答案】C 【解析】A．电解饱和NaCl溶液生成、和NaOH，无法得到Na，需电解熔融NaCl才可制得Na，A错误； B．工业上常向海水中加入石灰乳制备，且MgO熔点极高，电解MgO制Mg能耗过大，工业上通过电解熔融制Mg，B错误； C．与、发生反应生成HBr溶液，再通入，可发生反应得到，两步转化均可实现，C正确； D．与NaOH溶液反应生成沉淀，无法得到胶体，制备胶体需将饱和溶液滴入沸水中，D错误； 故选C。 【变式1-2】（25-26高一下·全国·课后作业）金属冶炼的本质是将金属从其化合物中还原为单质。下列过程中，不属于金属冶炼的是 A．电解熔融氯化钠制取钠 B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁 C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应 D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜 【答案】B 【解析】A．电解熔融氯化钠制取钠，是从化合物(NaCl)中还原出金属单质(Na)，符合金属冶炼的定义，A正确； B．铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是将金属单质(Fe)转化为化合物(Fe3O4)，属于氧化反应，而非从化合物中还原出单质，B错误； C．高温下用一氧化碳与氧化铁反应，是从化合物(Fe2O3)中还原出铁单质(Fe)，是将化合态的铁还原为单质铁，属于热还原法冶炼金属，C正确； D．用铁片置换硫酸铜溶液中的铜，是从化合物(CuSO4)中还原出铜单质(Cu)，属于湿法冶金，符合金属冶炼的定义，D正确； 故答案选B。 题型02 铝热反应 【典例2】（25-26高一·全国·课堂例题）目前人们在铺设无缝铁轨时，常利用铝和氧化铁发生铝热反应，得到熔融的铁水。下列关于铝热反应的认识错误的是 A．反应过程中放出大量的热 B．将原料混合即可反应 C．铝发生氧化反应 D．该反应还可用于冶炼其它高熔点的金属 【答案】B 【解析】A．该反应中放出大量的热，并发出耀眼的光芒、纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中，A正确； B．为反应需要提供高温条件，镁带作引燃剂，B错误； C．铝热反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，铝发生氧化反应，C正确； D．铝的还原性强，且铝热反应放出大量的热，则可以通过铝热反应冶炼某些高熔点金属，D正确； 故选B。 方｜法｜点｜拨 (1)铝热反应的本质：利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来： 2mAl＋3MnOmmAl2O3＋3nM。 (2)反应特点：在高温下进行，反应迅速，放出大量的热。新生成的金属单质呈液态且易与Al2O3分离。 (3)铝热剂 ①在铝热反应中，反应混合物(铝粉、金属氧化物)称为铝热剂。 ②能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5等。 (4)镁条、KClO3的作用是引燃、助燃作用。 【变式2-1】铝热反应(2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe)的实验装置如图所示，有关该反应的下列说法正确的是(　　) A．a为镁条 B．b为氧化铁与铝粉的混合物 C．2 mol氧化剂参与反应转移电子的数目为6NA D．还原剂与氧化产物的物质的量之比为1∶2 【答案】A 【解析】a为镁条，起引燃作用，A项正确；b为氯酸钾，B项错误；该反应中的氧化剂是氧化铁，2 mol氧化铁参与反应转移电子的数目为12NA，C项错误；该反应中还原剂是铝，氧化产物是氧化铝，还原剂和氧化产物的物质的量之比为2∶1，D项错误。 【变式2-2】某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，它可用于某些金属的冶炼。下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是(　　) 【答案】B 【解析】镁条燃烧放出的热量使金属氧化物粉末和Al粉的温度升高到一定值时，铝热反应开始，铝热反应放出大量的热，又使金属氧化物粉末和Al粉的温度迅速升高，铝热反应速率大幅度增大。 题型03 金属铝的提取 【典例3】铝土矿的主要成分为氧化铝、氧化铁和二氧化硅，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝： 信息提示：③发生的反应是：NaAlO2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+NaHCO3 下列说法中错误的是 A．①②中除加试剂外，还需要进行过滤操作 B．a、b中铝元素的化合价相同 C．④进行的操作是加热，而且d是氧化铝 D．⑤可采用活泼金属置换的方法 【答案】D 【分析】铝土矿加盐酸生成Al3+和Fe3+，二氧化硅不溶于盐酸，所以要过滤，分离出二氧化硅；滤液中加过量NaOH，Al3+转化为偏铝酸根(b中含偏铝酸根)，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤除去Fe(OH)3沉淀，向滤液中通过量的二氧化碳，会生成Al(OH)3沉淀(c)，Al(OH)3受热分解生成Al2O3(d)，最后电解熔融Al2O3生成Al。 【解析】A．根据分析，①②中除加试剂外，还需要进行过滤操，A正确； B．a、b中铝元素的化合价相同，均为+3价，B正确； C．根据分析，Al(OH)3受热分解生成Al2O3，④进行的操作是加热，而且d是氧化铝，C正确； D．金属铝的冶炼通常采用电解熔融氧化铝的方法，不采用活泼金属置换的方法，D错误； 故选D。 【变式3-1】铝土矿的主要成分为，主要杂质为、，某实验小组设计了如图流程制备铝： 下列说法不正确的是 A．步骤①过滤得到的滤渣主要为 B．步骤②的沉淀剂可以选用NaOH、氨水或，考虑成本，最合适 C．步骤④加入冰晶石的目的是降低熔融的温度，降低能耗 D．该方案的缺陷在于未能很好的将杂质除去 【答案】B 【分析】铝土矿主要成分为Al2O3，主要杂质为Fe2O3、SiO2，加入盐酸，过滤，滤渣为二氧化硅，滤液中含有Al3+、Fe3+，将滤液加入弱碱，得到氢氧化铝，灼烧得到三氧化二铝，电解得到Al。 【解析】A．二氧化硅不溶于盐酸，故步骤①得到的滤渣主要为二氧化硅，A正确； B．步骤②的沉淀剂应选用弱碱，否则生成的氢氧化铝会溶于强碱，B错误； C．加入冰晶石可降低三氧化二铝熔融的温度，降低能耗，C正确； D．在步骤②时得到的沉淀有氢氧化铝和氢氧化铁，故灼烧会得到三氧化二铁，D正确； 故选B。 【变式3-2】（25-26高一下·北京·期中）镓()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。下列判断不合理的是 A．、均处于ⅢA族 B．可与盐酸反应生成 C．向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，先生成沉淀，后沉淀溶解 D．与反应生成 【答案】C 【解析】A．Al和Ga同主族，最外层均有3个电子，均处于第ⅢA族，A正确； B．为两性氧化物，性质与相似，可与盐酸反应生成和水，B正确； C．Al(OH)3难溶于氨水，所以Ga(OH)3也难溶于氨水，向GaCl3溶液中逐滴加入足量氨水，有Ga(OH)3沉淀生成，沉淀不溶解，C错误； D．为两性氢氧化物，性质与相似，可与NaOH反应生成，D正确； 故选C。 题型04 Fe2＋、Fe3＋的检验 【典例4】（25-26高一下·北京·阶段检测）向碱性溶液中通入，产生暗红褐色沉淀。中可能含有、、、，为确定其成分，取进行如下实验。 实验 操作与现象 ① 向中加入足量盐酸，沉淀溶解。取少量溶液，滴加溶液后变红；另取少量溶液滴加溶液，产生白色沉淀 ② 向中加入溶液，沉淀溶解。继续滴加过量溶液，产生白色沉淀，过滤，向沉淀中加入盐酸，白色沉淀全部溶解 ③ 向中加入足量盐酸，沉淀溶解。加入几滴碘水(含淀粉)，蓝色立即褪去。静置，一段时间后蓝色复现，振荡，不褪色 已知：与形成，不再具有明显氧化性。 下列说法正确的是 A．实验①说明X中含有和 B．实验②中溶液溶解沉淀可排除对检验的干扰 C．实验③中蓝色褪去的原因是 D．上述实验说明，中一定含有与，可能含有 【答案】B 【解析】A．实验①加盐酸后，可将可能存在的氧化为，无法证明X中原本含有，A错误； B．与形成，不再具有氧化性，无法氧化生成，可排除对检验的干扰，B正确； C．实验③加入足量的盐酸，亚硫酸根离子生成亚硫酸分子，亚硫酸还原碘单质生成碘离子，蓝色退去，又将碘离子氧化为碘单质，溶液又变蓝色，蓝色褪去的原因主要是生成H2SO3还原了I2，即H2SO3+I2+H2O=+4H++2I-，C错误； D．实验②中加产生的沉淀全部溶于盐酸，说明X中不含，D错误； 故选B。 方｜法｜点｜拨 Fe2＋、Fe3＋的检验方法 (1)观察法：浅绿色溶液中含有Fe2＋；棕黄色溶液中含有Fe3＋。 (2)用NaOH溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若先产生白色沉淀又迅速变为灰绿色，最后变为红褐色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加入NaOH溶液，若直接产生红褐色沉淀，则为为Fe3＋。 (3)用KSCN溶液检验： Fe2＋的检验：向试样中滴加KSCN溶液，无明显现象，再加新制氯水溶液变血红色，则为Fe2＋。 Fe3＋的检验：向试样中加KSCN溶液，若溶液变血红色，则为Fe3＋。 【变式4-1】（25-26高一下·福建福州·期中）针对实验：2Fe3++2I-=2Fe2++I2(过量KI溶液与少量FeCl3溶液反应)，充分反应后，用苯多次萃取，再向下层溶液滴加KSCN溶液，溶液显红色。下列分析错误的是 A．该反应为可逆反应 B．下层溶液中含Fe3+，遇KSCN溶液变红 C．萃取过程中苯层出现紫红色 D．萃取过程需要用到的玻璃仪器有长颈漏斗、玻璃棒、烧杯 【答案】D 【详解】A．过量KI溶液与少量反应后，仍能检测到存在，说明反应不能进行到底，属于可逆反应，故 A正确； B．与结合生成红色络合物，滴加KSCN溶液显红色，说明下层溶液含，故B正确； C．反应生成，易溶于苯，苯的密度比水小在上层，的苯溶液呈紫红色，故C正确； D．萃取操作需要的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯，不需要长颈漏斗和玻璃棒，故D错误； 选D。 【变式4-2】（25-26高一下·福建福州·期中）某学习小组通过化学实验的方法检验黑木耳中的铁元素，部分实验流程如下（灼烧能将铁元素转化为铁的氧化物）： 下列说法错误的是 A．灼烧时使用的实验装置为上图 B．酸浸时可用硫酸 C．酸浸的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐 D．取少量滤液于试管中，再滴加几滴KSCN溶液，若显红色，说明黑木耳中含有 【答案】D 【分析】该实验通过灼烧、酸浸实现黑木耳中的铁元素向铁离子转化，再加KSCN溶液检验。 【解析】A．灼烧实验酒精灯、泥三角、坩埚、三脚架，A正确； B．铁的氧化物会和稀硫酸反应，故酸浸时可用硫酸，B正确； C．将灼烧后的黑木耳灰转移到烧杯中，加入一定量的稀硫酸充分溶解的目的是将黑木耳灰中的铁元素转化为可溶性铁盐，C正确； D．滤液中的铁离子能与硫氰酸根离子反应生成红色的硫氰化铁，所以观察到试管中的滤液变红，说明滤液中含有铁离子，但不能说明黑木耳中含有铁离子，因为灼烧时会将亚铁离子转化为铁离子，D错误； 故选D。 题型05 Fe(OH)2的制备 【典例5】（25-26高一上·浙江杭州·期末）实验室用如图装置来制取，关于该实验的说法中正确的是 A．组装好仪器后，实验操作的第一步是向装置中加入对应的试剂 B．引发B中产生的操作是关闭K，继续滴加稀硫酸 C．从反应开始至关闭K时，C中集气瓶收集到的气体是纯净的氢气 D．打开B中瓶塞，可看到B中白色沉淀迅速变为红褐色沉淀 【答案】B 【分析】Fe(OH)2易被氧气氧化，本实验原理是：先利用Fe和稀硫酸反应生成的氢气排尽装置内空气，再通过压强差将溶液压入溶液中，在无氧环境下制备，据此回答 【解析】A．组装好仪器后，实验操作的第一步是检查装置气密性，A错误； B．实验开始时打开K，Fe和稀硫酸反应生成的氢气可以排尽整个装置内的空气，之后关闭K、继续滴加稀硫酸，A中不断生成氢气，压强增大，会把A中生成的FeSO4压入B中，和NaOH反应生成Fe(OH)2，B正确； C．反应开始后，装置内原有的空气会被氢气排入C中，因此C收集的气体是氢气和空气的混合物，C错误； D．打开B中瓶塞，氢氧化亚铁接触到空气中的氧气，白色沉淀迅速变为灰绿色，最终变为红褐色沉淀，D错误； 故选B。 方｜法｜点｜拨 制备Fe(OH)2的关键是隔绝空气(O2)，可采取的措施有： (1)Fe2＋极易被氧化，所以FeSO4溶液要现用现配。 (2)为了防止Fe2＋被氧化，配制FeSO4溶液的蒸馏水和NaOH溶液要先煮沸，尽可能除去O2。 (3)为了防止滴加NaOH溶液时带入空气，可将吸有NaOH溶液的长胶头滴管伸入FeSO4溶液的液面下，再慢慢挤出NaOH溶液。 (4)为防止Fe2＋被氧化，还可以向盛有FeSO4溶液的试管中加入少量的煤油或其他密度小于水而不溶于水的有机物，以隔绝空气。 【变式5-1】下列各图示中能较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀的是(　　) A．①②④ B．①②③ C．①② D．②③④ 【答案】A 【解析】Fe(OH)2在空气中很容易被氧化为红褐色的Fe(OH)3沉淀，即发生反应：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3。想要较长时间看到Fe(OH)2白色沉淀，就要排出装置中的氧气或空气。①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的Fe(OH)2处在氢气的保护中；③由于溶液与空气直接接触，空气中的氧气能迅速将Fe(OH)2氧化，因而不能较长时间看到白色沉淀；④中苯阻止了空气的进入，能较长时间看到白色沉淀。 【变式5-2】实验室用FeCl2和烧碱制备Fe(OH)2，为了生成的产物不容易被氧化，下列说法不正确的是(　　) A．配制FeCl2和烧碱溶液所用的蒸馏水通常要煮沸 B．可在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气 C．向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，胶头滴管尖嘴不能伸入到试管内 D．产生Fe(OH)2沉淀后，不能振荡试管 【答案】C 【解析】FeCl2和烧碱溶液要现用现配，且配制溶液的蒸馏水要煮沸以除去氧气，确保在无氧的环境里生成Fe(OH)2，故A正确；在FeCl2溶液的上面加一层苯，以隔绝空气防止氧气溶入，故B正确；向FeCl2溶液中滴加烧碱溶液时，要将胶头滴管尖嘴伸入到FeCl2溶液中，防止氢氧化钠溶液在滴入时接触空气而溶有氧气，故C错误；产生Fe(OH)2沉淀后，若振荡试管，会增大沉淀与空气接触的机会，使沉淀更易被氧化，故D正确。 题型06 铁及其化合物的相互转化 【典例6】（24-25高一上·江苏南京·期中）在含有FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后仍有固体存在，下列判断正确的是 A．加入KSCN溶液可能变红色 B．溶液中可能含有Fe2+ C．溶液中一定不含Cu2+ D．剩余固体中不一定含有Fe 【答案】D 【解析】A．充分反应后有固体剩余，说明溶液中一定无，加入KSCN溶液不会变红色，A错误； B．Fe与、反应的产物均含，因此溶液中一定含有，不是“可能含有”，B错误； C．若加入的铁粉量较少，仅将完全还原、部分还原，此时剩余固体只有Cu，溶液中仍存在，因此溶液中不一定不含，C错误； D．若铁粉不足，反应后剩余固体仅为Cu，不含Fe，因此剩余固体中不一定含有Fe，D正确； 故答案选D。 方｜法｜点｜拨 (1)Fe只具有还原性，可以被氧化剂氧化为Fe2＋、Fe3＋ Fe―→Fe2＋：Fe能被I2、S、Fe3＋、Cu2＋、H＋等较弱氧化剂氧化为Fe2＋。 Fe―→Fe3＋：Fe能被Cl2、Br2、足量稀HNO3、酸性KMnO4溶液等强氧化剂氧化为Fe3＋。 (2)Fe2＋既具有氧化性又具有还原性，可以被氧化为Fe3＋，也可以被还原为Fe Fe2＋Fe3＋ 4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O(Fe2＋被O2氧化) 2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－(Fe2＋可被Cl2、Br2氧化) 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O(Fe2＋可使酸性KMnO4溶液褪色) (3)Fe3＋具有较强氧化性，可被还原为Fe2＋或Fe Fe3＋具有较强的氧化性，在金属阳离子中氧化性是比较强的，其氧化性强于H＋、Cu2＋等，但弱于Ag＋，强于I2，而弱于Br2。与S2－、I－、SO等能发生氧化还原反应。 2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋(在铁盐溶液中加入Fe，Fe溶解) 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(用FeCl3溶液腐蚀铜，制作印刷电路板) 2Fe3＋＋2I－=== 2Fe2＋＋I2(Fe3＋能使淀粉KI试纸变蓝) 2Fe3＋＋S2－===2Fe2＋＋S↓ 【变式6-1】（25-26高一下·福建福州·期中）针对实验：2Fe3++2I-=2Fe2++I2(过量KI溶液与少量FeCl3溶液反应)，充分反应后，用苯多次萃取，再向下层溶液滴加KSCN溶液，溶液显红色。下列分析错误的是 A．该反应为可逆反应 B．下层溶液中含Fe3+，遇KSCN溶液变红 C．萃取过程中苯层出现紫红色 D．萃取过程需要用到的玻璃仪器有长颈漏斗、玻璃棒、烧杯 【答案】D 【解析】A．过量KI溶液与少量反应后，仍能检测到存在，说明反应不能进行到底，属于可逆反应，故 A正确； B．与结合生成红色络合物，滴加KSCN溶液显红色，说明下层溶液含，故B正确； C．反应生成，易溶于苯，苯的密度比水小在上层，的苯溶液呈紫红色，故C正确； D．萃取操作需要的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯，不需要长颈漏斗和玻璃棒，故D错误； 选D。 【变式6-2】（25-26高一下·河南商丘·阶段检测）铁及其化合物的转化关系如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．反应①中每生成(标准状况)消耗铁 B．反应②所得溶液中的可以用酸性溶液来检验 C．反应③得到的沉淀在空气中会发生反应④迅速变成红褐色 D．反应⑤的离子方程式为 【答案】A 【分析】该转化关系展示了铁及其化合物的一系列反应：①Fe在高温下与水蒸气反应生成 和 ；②Fe与盐酸反应生成 和 ；③ 与碱溶液反应生成 白色沉淀；④ 在空气中被氧气氧化为 红褐色沉淀；⑤ 与盐酸反应生成 。 【解析】A．反应①为与高温水蒸气的反应，化学方程式为：。 标准状况下的物质的量为，根据方程式，生成消耗，则生成消耗的物质的量为，质量，A正确； B．和都能被酸性溶液氧化，使其紫色褪去，故不能用酸性溶液检验反应②所得溶液中的 ，B错误； C．反应③中得到的沉淀氢氧化亚铁在空气中会发生反应④被氧气氧化，迅速变成灰绿色，一段时间后才最终变为红褐色，C错误； D．反应⑤的离子方程式为，其中是弱碱，不能拆成离子形式，D错误； 故选A。 题型07 金属材料和无机非金属材料 【典例7】（24-25高一上·云南文山·阶段检测）为增强口罩的密封性，均放了鼻梁条，有的鼻梁条是铝合金的，关于铝合金的说法正确的是 A．铝合金属于纯净物 B．铝合金可以和强酸、强碱溶液反应 C．鼻梁条使用铝合金，利用其密度大、抗腐蚀性好的优点 D．铝合金的熔点比金属铝高 【答案】B 【解析】A．合金属于混合物，A错误； B．铝既能与非氧化性强酸反应又能与强碱反应都生成氢气，B正确； C．鼻梁条使用铝合金，利用其密度小、抗腐蚀性好的优点，C错误； D．合金的熔点比成分金属低，铝合金的熔点比金属铝低，D错误； 故选B。 【变式7-1】（25-26高一下·辽宁鞍山·期中）鞍山与本溪，并称辽宁“双子钢城”，因深厚的钢铁底蕴闻名全国。下列关于铁及其合金的说法正确的是 A．铁在自然界中只以化合态形式存在 B．Fe具有氧化性，可用作食品抗氧化剂 C．合金是指含有两种或两种以上金属的混合物 D．炼铁时，盛装炽热铁水的模具必须进行充分的干燥 【答案】D 【解析】A．自然界中存在游离态的铁单质陨铁，铁并非只以化合态形式存在，A错误； B．为0价，反应中易失电子表现还原性，可用作食品抗氧化剂，其不具有氧化性，B错误； C．合金可以是金属与非金属熔合而成的混合物，如生铁为铁与碳的合金，组成不一定仅含金属元素，C错误； D．炽热的铁水遇水会反应生成氢气，易引发爆炸，因此盛装炽热铁水的模具必须进行充分干燥，D正确； 故选D。 【变式7-2】（23-24高一下·四川泸州·期中）化学与生产、科技和环境密切相关下列说法不正确的是 A．“北斗系统”组网成功，北斗芯片中的半导体材料为硅 B．国产大型飞机C919用到的氮化硅陶瓷是传统无机非金属材料 C．壮族传统乐器铜鼓的主要材质为合金 D．粒子直径为1nm~100nm的碳纳米材料，不属于胶体 【答案】B 【解析】A．硅是常用的半导体材料，北斗芯片中的半导体材料为硅，A 正确； B．国产C919大飞机用到的氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，B不正确； C．壮族传统乐器铜鼓的主要材质为铜合金，C正确； D．虽然碳纳米材料的粒子直径为1~100nm，但它是纯净物，不属于胶体，D正确； 答案选B。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·辽宁鞍山·期中）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列说法正确的是 A．碳化硅属于新型陶瓷，可用作耐高温半导体材料 B．生产水泥的原料是纯碱、石灰石、石英砂 C．高考涂答题卡用的铅笔芯的主要成分是铅 D．白瓷的白色是因铁含量较高 【答案】A 【解析】A．碳化硅属于新型高温陶瓷材料，具有耐高温、半导体的性质，可用作耐高温半导体材料，A正确； B．生产水泥的原料为石灰石和黏土，纯碱、石灰石、石英砂是生产玻璃的原料，B错误； C．铅笔芯的主要成分为石墨，不含金属铅，C错误； D．白瓷的白色是因为铁元素含量极低，铁含量较高时瓷体颜色会偏深，D错误； 故选A。 2．（25-26高一下·山东·期中）化学在生产和日常生活中有重要的应用，下列说法错误的是 A．黏土可用于烧制陶瓷餐具 B．目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 C．节日燃放的五彩缤纷的烟花，所呈现的就是某些金属元素的焰色 D．因铝表面能形成致密的氧化膜，所以铝制餐具可以长期使用 【答案】D 【解析】A．黏土是烧制陶瓷的传统原料，主要成分为硅酸盐，可用于烧制陶瓷餐具，A正确； B．我国流通的硬币为了保证硬度、耐磨性和耐腐蚀性，均由合金材料制造，B正确； C．不同金属元素灼烧时会呈现不同的特征焰色，节日烟花的缤纷色彩就是金属元素焰色的体现，C正确； D．铝表面的致密氧化膜可被酸性、碱性物质腐蚀，长期使用铝制餐具会导致铝元素过量摄入，危害人体健康，因此铝制餐具不能长期使用，D错误； 故答案选D。 3．（25-26高一下·河南安阳·期中）汝瓷是宋代五大名窑之首，以高岭土为主要原料高温烧制而成，釉料中含有硅、铝的氧化物及微量铁、铜金属氧化物，金属氧化物是形成独特天青色釉面的关键。下列说法错误的是 A．汝瓷常温下耐腐蚀，化学性质稳定 B．汝瓷属于硅酸盐制品，其主要成分属于传统无机非金属材料 C．高岭土高温烧制汝瓷的过程存在复杂的物理和化学变化 D．汝瓷天青色来自 【答案】D 【解析】A．陶瓷常温下化学性质稳定，耐腐蚀，A正确； B．陶瓷类器物主要成分为硅酸盐，属于传统无机非金属材料，B正确； C．黏土高温烧结、脱水、硅酸盐重构，有新物质生成，发生化学变化，高温下还存在物质的物理状态变化，C正确； D．是红棕色固体，汝瓷呈现天青色主要来源于在高温下还原气氛中的产物，D错误； 故选D。 4．（25-26高一上·北京·期末）钛精矿（主要成分TiO2）制备Ti的主要流程如下（部分产物未标出）。 下列说法不正确的是 A．加入的物质X为还原剂 B．加入Ar的作用是防止金属被氧化 C．电解熔融MgCl2的化学方程式：MgCl2(熔融) Mg + Cl2↑ D．反应制得1 mol Ti，需要投入2 mol Cl2 【答案】D 【分析】钛精矿（主要成分二氧化钛）与氯气、单质碳（X）反应生成粗四氯化钛；然后精制获得四氯化钛纯品，在氩气保护下，四氯化钛纯品与镁发生还原反应生成钛和氯化镁，氩气可防止金属被氧化；对氯化镁进行电解，产生的氯气可以循环利用。 【解析】A．此过程中钛元素化合价不变，加入单质碳（物质X）发生反应，，反应中碳元素化合价升高，故X作还原剂，A正确； B．在氩气保护下，四氯化钛纯品与镁发生还原反应生成钛和氯化镁，氩气可防止金属镁、钛被氧化，B正确； C．将生成的钛和氯化镁分离，同时对熔融的氯化镁进行电解，生成镁和氯气，C正确； D．根据反应、，需要2 mol Cl2才能生成1 mol TiCl4，从而间接得到1 mol Ti，但在完整的工艺流程中，所用Cl2会在后续电解MgCl2时被再生并循环使用，实际并不需要投入2 mol Cl2，D错误； 故选D。 5．（25-26高一下·湖南长沙·期中）下列有关反应的离子方程式书写正确的是 A．用铁片与稀盐酸制取： B．利用覆铜板制作印刷电路板： C．向溶液通入少量溶液中反应： D．向次氯酸钠溶液中通入少量： 【答案】B 【解析】A．铁片与稀盐酸反应生成而非，正确离子方程式为，A错误； B．具有氧化性，可将Cu氧化为，自身被还原为，所给离子方程式电荷、原子均守恒，B正确； C．还原性强于，少量优先与反应，正确离子方程式为，C错误； D．具有强氧化性，可将氧化为，与HClO会发生氧化还原反应，不能共存，D错误； 故选B。 6．（25-26高一上·北京·期中）是常用的磁性材料，可用于录音磁带等的制作。 (1)设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。 ①硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为__________________________________。 ②实验过程中可观察到E中的现象是____________________。 (2)为确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体中铁元素的价态，待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体，用盐酸溶解，并继续实验： ①取少量溶液，滴加溶液，产生_________________，证明有。 ②另取少量溶液滴加__________，溶液变红，证明有。 ③上述实验结果，能否说明黑色固体中含有和，结合离子方程式说明理由： ________________________________________________________。 (3)某同学用“共沉淀法”在实验室模拟制备纳米，流程如下： ①酸性条件下，和溶液反应生成溶液1，发生反应的离子方程式___________________。 ②在加入溶液前，溶液1需加热煮沸一段时间，目的是_________________。 ③为得到较纯净的纳米，理论上与的物质的量之比为，但实际操作中，投料比却选择，原因是________________________________。 【答案】(1)① ②黑色粉末逐渐变为红色，右端管壁有无色液滴凝结 (2)①蓝色沉淀 ②KSCN溶液 ③若黑色固体中有Fe剩余，发生反应或会干扰检验：实验过程中可能发生反应，干扰体检验 (3)① ②除去溶液中剩余的，防止其氧化后续加入的 ③碱性条件下部分(II)被空气中的氧气迅速氧化为(III) 【分析】装置A主要是提供水蒸气，进入装置B与铁粉在高温条件下反应生成四氧化三铁和氢气；氢气具有还原性，可将氧化铜还原为铜，自身被氧化成水； 【解析】（1）①装置 A 中水蒸气与 B 中的还原性铁粉反应，化学方程式为；②实验过程中可观察到E中黑色粉末逐渐变为红色，右端管壁有无色液滴凝结； （2）①遇Fe2+生成蓝色沉淀；②KSCN溶液可与Fe3+反应使溶液变红；③若黑色固体中有剩余，发生反应或会干扰检验：实验过程中可能发生反应，干扰检验； （3）①酸性条件下，和溶液反应的离子方程式为；②溶液1需加热煮沸一段时间，目的是除去溶液中剩余的，防止其氧化后续加入的；③投料比选择的原因是碱性条件下部分(II)被空气中的氧气迅速氧化为(III)。 期末重难突破练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·江苏南京·阶段检测）2026年央视春晚以“科技赋能”为亮点，下列说法不正确的是 A．表演武术的机器人机身采用的高强度铝合金，其硬度大于纯铝 B．机器人伺服电机使用的稀土永磁材料中，稀土元素的加入能够改善合金性能 C．晚会舞台的AR/XR沉浸式视觉效果，其核心技术芯片的主要成分为高纯单晶硅 D．春晚舞台使用的干冰特效，是CO2分子内共价键断裂形成气态二氧化碳的过程 【答案】D 【解析】A．合金的硬度通常高于其组成纯金属，高强度铝合金硬度大于纯铝，A正确； B．稀土元素作为合金添加剂，能够优化调整合金的物理、化学性能，可用于制备高性能永磁材料，B正确； C．高纯单晶硅是良好的半导体材料，是制造芯片的核心原料，C正确； D．干冰特效是干冰升华变为气态的过程，属于物理变化，仅破坏分子间作用力，分子内共价键不会断裂，D错误； 故答案选D。 2．（24-25高一上·广东广州·期末）明代宋应星所著《天工开物》记载火法炼锌工艺：“每炉甘石十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定毁罐取出。……即倭铅也。……以其似铅而性猛，故名之曰‘倭’云。”炉甘石的主要成分是碳酸锌。下列有关说法正确的是 A．“倭铅”是单质铅，不属于电解质 B．锌与铅的外观相似，但金属性更强 C．反应后每毁一泥罐可取出倭铅十斤 D．火法炼锌时发生的反应只有： 【答案】B 【解析】A．倭铅实际是金属锌而非铅，且单质既不是电解质也不是非电解质，A错误； B．锌的金属活动性比铅强，符合“性猛”的描述，B正确； C．炉甘石化学式，根据每炉甘石十斤，装入一泥罐内的描述，可知反应后生成Zn的质量应小于十斤，C错误； D．正确反应式为，D错误； 答案选B。 3．工业上获得金属材料方法多种多样，获取金属单质的方法如图所示，下列有关说法正确的是 A．可用代替电解的方法制备金属铝 B．炼铁高炉中焦炭将赤铁矿还原为生铁 C．由获取粗铜时，通入过量氧气有利于提高产量 D．黄铜矿冶炼铜时，副产物可用于生产硫酸，可用作冶炼铁的原料 【答案】D 【解析】A．氯化铝是共价化合物，熔融状态不导电，不能用氯化铝代替氧化铝电解的方法制备金属铝，故A错误； B．炼铁高炉中焦炭与空气中的氧气高温条件下反应生成一氧化碳，一氧化碳高温条件下赤铁矿还原为生铁，故B错误； C．由硫化亚铜获取粗铜时，通入过量氧气，过量的氧气高温下会将反应生成的铜氧化为氧化铜，降低铜的产量，故C错误； D．黄铜矿冶炼铜时，副产物二氧化硫是制备硫酸的原料，可以用于生产硫酸，氧化亚铁是炼铁的原料，可以用于炼铁，故D正确； 故选D。 4．（25-26高一下·广东珠海·期中）以高硫铝土矿(主要成分为、、、少量)为原料，生产的部分工艺流程如下，下列说法错误的是 A．“滤液”中的阴离子包含 B．矿粉“焙烧”产生的气体可以用或溶液吸收 C．向“滤液”中通入过量，铝元素存在的形式由转化为 D．与混合后“焙烧”时应隔绝空气(或氧气)以利于生成 【答案】C 【分析】高硫铝土矿通入空气、加入氧化钙焙烧，其中氧化钙可吸收反应产生的二氧化硫(FeS2焙烧产生)最终生成硫酸钙，得到的产物加入氢氧化钠溶液碱浸，其中氧化铝溶解生成四羟基合铝酸钠溶液，与反应生成可溶性的，经过滤得到的固体中含大量的Fe2O3，Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2，以此解答该题。 【解析】A．碱浸时与反应生成可溶性，因此滤液中阴离子含，A正确； B．焙烧产生，是酸性气体，可与溶液反应被吸收；也可与反应生成而被溶液吸收，B正确； C．滤液中铝元素以形式存在，通入过量后，铝元素转化为沉淀，不是(碳酸酸性弱，即使过量也不能溶解)，C错误； D．若焙烧时接触空气（氧气），FeS2会被氧化为Fe2O3和SO2，打破了原定的反应路径，不利于生成，D正确； 故选C。 5．（25-26高一下·四川南充·期中）将一定量的Fe、FeO和Fe2O3固体混合物投入到的HNO3溶液中，固体完全溶解，并生成标准状况下的NO气体2.24 L。然后往所得溶液中加入KSCN溶液，无血红色出现。则原固体混合物中铁元素的质量为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】总硝酸物质的量为，生成NO的物质的量为；加KSCN无血红色说明反应后溶质仅为，根据氮元素守恒，溶液中物质的量为，故铁元素物质的量为，质量为。 故选D。 6．（25-26高一下·浙江嘉兴·期中）铁粉活化方法如下：向烧杯中加入一定量表面被部分氧化的铁粉，再加入少量稀盐酸和(少量有利于铁粉活化)，搅拌。一段时间后，铁粉吸附形成胶体。活化过程中，溶液中、随时间变化如图所示。下列说法不合理的是 A．铁粉活化过程中，用激光笔垂直照射烧杯中液体，会有丁达尔效应 B．，增大，是因为铁粉表面的与盐酸反应 C．，增大，可能发生反应： D．5 min后，减小，可能是还原为Fe 【答案】D 【解析】A．根据题干信息，铁粉活化过程中，铁粉吸附形成胶体，具有胶体的特性，则用激光笔垂直照射烧杯中液体时，会出现丁达尔效应，A正确； B．由图可知，在时，和同时增加，根据题意可知最开始的主要来源为被氧化的铁粉和稀盐酸反应得到，B正确； C．由图可知，在时，已被消耗完全转化为，此时溶液中可能发生反应导致增大，减小，C正确； D．5 min后，减小，可能是铁粉吸附形成胶体所致 ，D错误； 故答案为D。 7．（25-26高一上·河南濮阳·期末）I.高铁酸钠是一种新型绿色消毒剂，主要用于饮用水处理。工业上有多种制备高铁酸钠的方法，其中一种方法的化学反应原理可用离子方程式表示为： 。 回答下列问题： (1)上述反应中的_____。 (2)由上述反应可知，氧化性强弱：_____（填“>”或“<”）。 (3)请用双线桥法表示该反应中电子的转移情况：_____。 (4)已知：在处理饮用水的过程中铁元素会被转化为，进而在水中产生胶体，胶体具有吸附性。下列关于胶体说法不正确的是_____。 A．胶体可以净水是由于其有较强的吸附能力 B．可以使用滤纸过滤的方法分离溶液和胶体 C．可以用丁达尔效应确定氯化铁溶液滴入沸水中是否产生胶体 D．胶体中分散质粒子直径在之间 Ⅱ.利用可制备高效非氯水处理剂高铁酸钠。制备过程中的主要反应为： (5)上述反应中作_____（填“氧化剂”或“还原剂”或“氧化剂和还原剂”）；中的阳离子和阴离子个数比是_____。 (6)当有参加反应时，被还原的是_____。 【答案】(1)10 (2)> (3) (4)B (5)氧化剂和还原剂 2:1 (6)156 【解析】（1）结合质量守恒和电荷守恒可将离子方程式配平为：，则； （2）由离子方程式可以看出，在反应过程中，Fe元素从+3价升至+6价，是该反应还原剂，生成氧化产物，Cl元素从+1价降至-1价，是该反应氧化剂，生成还原产物，根据氧化还原反应的强弱规律，氧化剂的氧化性强于氧化产物，则的氧化性强于； （3）由第（2）问分析可知，Fe元素在反应过程中从+3价升至+6价，每个失去3个电子。Cl元素从+1价降至-1价，每个得到2个电子，利用双线桥法表示的电子转移情况为：； （4）A．粒子具有较大的比表面积，且带有正电荷，可以通过静电作用吸附具有相反电荷的悬浮颗粒，因此具有较强的吸附能力，可以用于净水，A正确； B．溶液和胶体均可以透过滤纸，因此不能使用滤纸分离二者，B错误； C．胶体会产生丁达尔效应，溶液不会产生丁达尔效应，因此可以利用丁达尔效应确定是否产生胶体，C正确； D．根据定义，胶体是分散质粒子直径在1-100 nm之间的分散系，因此，胶体中分散质粒子直径在1-100 nm之间，D正确； 故答案选B； （5）从方程式可知，反应过程中，一部分中的 O从-1价升至0价，是还原剂，另一部分从-1价降至-2价，是反应氧化剂，因此，作氧化剂和还原剂。由和按2:1的比例组成，其中阳离子和阴离子的个数比为2:1； （6）反应2FeSO4＋6Na2O2＝2Na2FeO4＋2Na2O＋2Na2SO4＋O2↑中，化合价升高的元素有Fe，由+2价→+6价，化合价升高的元素还有O元素，由-1价→0价，2molFeSO4发生反应时，共有2mol×4+1mol×2=10mol电子转移，6 mol Na2O2有5 mol作氧化剂、1 mol Na2O2作还原剂，其中2 mol FeSO4还原4 mol Na2O2，。的物质的量为，其中有2 mol Na2O2被还原，则这部分的质量为。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $