第4章 第12讲 金属材料 金属矿物的开发利用-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习教用Word（提升版）

该高中化学高考复习讲义围绕金属材料及矿物开发利用，覆盖合金概念与应用、金属冶炼原理、镁铝铜锰铬等金属及其化合物性质与制备，按考点分块构建知识网络，通过考点梳理、易错辨析、考向例题、真题训练等环节，帮助学生系统掌握重点难点。 讲义突出科学思维与科学探究，如金属冶炼部分设计方法选择练习培养推理能力，工艺流程题引导分析反应与分离提升实践能力，分层练习配合即时反馈，助力学生高效构建知识体系，为教师把控复习节奏提供清晰框架，提升学生应考能力。

第12讲　金属材料　金属矿物的开发利用 1.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 2.了解铜、镁、铝等金属的冶炼方法，明确单质及其重要化合物的性质、用途。 3.能说明常见金属元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。 考点1　合金　金属冶炼 1.合金 （1）合金的概念及理解 概念 合金是指两种或两种以上的金属（或　金属与非金属　）熔合而成的具有　金属特性　的物质 性能 注意 ①合金的组成元素不但有金属还有非金属。 ②合金属于混合物。 ③金属材料包括金属单质及合金；通常分为黑色金属材料（包括铁、锰、铬及它们的合金）和有色金属材料（除黑色金属材料以外的） （2）三种常见的合金 （3）常见新型合金 【理解应用】 ①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　。用不锈钢刀具剁排骨，利用的是合金制品硬度　大　（填“大”或“小”）的性质。 ②镁合金用于制造飞机部件，利用的是　密度小、强度大　等合金特点。 ③黄铜和金的颜色均为黄色，前者　属于　（填“属于”或“不属于”）合金。鉴别二者的方法有：　测密度；观察是否溶于稀硝酸；测硬度　（至少写两种）等。 【教材挖掘】 　〔人教必修第一册〕结合教材中的相关描述。判断下列关于化学与职业说法正确的有　②③④⑤　（填序号）。 ①科技考古研究人员利用C衰变测定装置，对文物进行年代测定和研究 ②化学科研工作者通过研究物质的转化规律和控制手段，研发合成新型催化剂分子 ③测试工程师通过测定不锈钢中C、H、O、N、S等元素含量，对不锈钢进行等级判断 ④水质检验员对自来水中的S、Cl－、微生物等进行检测和分析，确保自来水出厂达标 ⑤使用氯气消毒自来水会产生余氯，水质检验员检测自来水中余氯含量 提示：科技考古研究人员在工作中可以利用14C衰变测定装置，对文物进行年代测定和研究，①错误。其他均正确。 2.金属的冶炼 （1）金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是利用化学反应把金属从　化合　态还原为　游离　态的过程，即　Mn＋＋ne－M　（写反应通式，用M表示金属）。 （2）金属冶炼的方法 冶炼方法 冶炼反应实例 【理解应用】 金属元素的原子结构决定了金属元素的性质、在自然界中的存在形式及冶炼方法。金属的冶炼一般有下列方法： a.焦炭法 b.水煤气（氢气和一氧化碳）法 c.活泼金属置换法 d.电解法 请从上述四种方法中选择相应的字母填入下表中： 高炉炼铁 湿法炼铜 铝热法炼铁 答案：a　c　c 易错辨析 （1）合金中不可能含有非金属，各组分金属元素以化合态形式存在。（　×　） （2）利用MgO和铝粉在高温下发生铝热反应冶炼金属镁。（　×　） （3）铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业。（　√　） （4）用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。（　√　） （5）用海水为原料制得精盐，再电解NaCl溶液制取金属钠。（　×　） 考向1　合金的性能及应用 1.下列有关合金性质的说法正确的是（　　） A.硬铝的强度比纯铝小但耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等 B.地铁列车中使用的不锈钢是一种常见的碳素钢 C.储氢合金可有效解决氢能源的安全存储和运输等问题 D.铁在地壳中的含量比铜丰富，所以人类发展经历了从石器时代到铁器时代，再到青铜器时代 解析：C　硬铝属于合金，其强度比纯铝大，且耐腐蚀，可用于制造宇宙飞船等，A不正确；地铁列车中使用的材料主要是不锈钢，不锈钢属于合金钢，B不正确；储氢合金能与氢气反应生成金属氢化物，从而有效解决氢能源的安全存储和运输等问题，C正确；铁在地壳中的含量比铜高，但铁比铜活泼，所以人类发展经历了从石器时代到青铜器时代，再到铁器时代，D不正确。 2.下列说法错误的是　CDG　（填字母）。 A.（2025·浙江舟山期末）储存和释放氢气用的储氢合金是金属材料，储氢后氢以化合态存在 B.（2025·三门峡期中）部分手机后盖采用“锦纤”材质与合金完美契合，其中合金属于金属材料 C.（2025·武汉武昌区期末）因为合金在潮湿的空气中易形成原电池，所以合金耐腐蚀性都较差 D.（2025·黑龙江哈尔滨九中月考）不锈钢中添加镍（Ni）和铬（Cr）等元素，不含非金属元素 E.（2025·黑龙江齐齐哈尔期末）航天器天线使用镍钛记忆合金，记忆合金属于金属材料 F.（2025·湖北腾云联盟联考）在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能，因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素” G.（2025·哈尔滨三中调研）用黄铜片刻画纯铜片，纯铜片上有划痕，可推测纯铜的硬度大于黄铜 H.（2025·长沙一中入学考）神舟飞船的轨道舱壳体采用的铝合金具有密度小、抗腐蚀能力强等特性 解析：合金在潮湿的空气中易形成原电池，但合金的耐腐蚀性不一定差，例如不锈钢的耐腐蚀性强，C错误；不锈钢中添加镍（Ni）和铬（Cr）等元素，还含有碳元素，D错误；用黄铜片刻画纯铜片，纯铜片上有划痕，可推测纯铜的硬度小于黄铜，G错误。 考向2　金属的冶炼 3.下列常见金属的冶炼原理不正确的是（　　） A.加热分解法炼汞：2HgO2Hg＋O2↑ B.湿法炼铜：CuSO4＋FeCu＋FeSO4 C.铝热法炼锰：3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3 D.电解法炼铝：2AlCl3（熔融）2Al＋3Cl2↑ 解析：D　汞（Hg）不活泼，直接加热氧化物分解即可，A正确；Fe的金属活动性比Cu强，可将Cu从其盐溶液中置换出来，B正确；Al的还原性大于Mn，可利用铝热反应将Mn从其氧化物中还原出来，C正确；AlCl3为共价化合物，熔融态不导电，工业电解熔融态Al2O3（加冰晶石）制备铝，D错误。 4.下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是（　　） 选项 金属 存在形式 冶炼方法 A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离 B 汞 化合态 汞的金属性弱，用加热HgO的方法冶炼 C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁 D 钠 化合态 钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼 解析：D　钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。 考点2　镁、铝及其化合物 一、镁及其化合物 1.海水提镁 提取流程 主要化学反应 ①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2OCa（OH）2； ②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca（OH）2　Mg（OH）2＋Ca2＋　； ③制备MgCl2：Mg（OH）2＋2HClMgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O； ④电解MgCl2（填写化学方程式）：　MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑　 2.镁单质的性质 （1）物理性质 镁是银白色、有金属光泽的固体，密度较小，硬度较低，有延展性，是电和热的良导体。 （2）化学性质 反应物质 反应方程式（或离子方程式） 与氧气反应 　2Mg＋O22MgO　（发出耀眼强光，生成白色物质，可制作信号弹或焰火） 与氮气反应 　3Mg＋N2Mg3N2　（在空气中燃烧得到MgO和Mg3N2的混合物） 与盐酸（或硫酸）反应 　Mg＋2H＋Mg2＋＋H2↑　 反应物质 反应方程式（或离子方程式） 与二氧化碳反应 　2Mg＋CO22MgO＋C　。（镁着火不能用CO2灭火） 与盐（硫酸铜）溶液反应 　Mg＋Cu2＋Mg2＋＋Cu　 与沸水反应 　Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑　 3.镁的重要化合物 （1）氧化镁：白色粉末状固体，　难　溶于水，属于　碱性　氧化物，与盐酸反应的离子方程式为　MgO＋2H＋Mg2＋＋H2O　。在水中溶解度很小，与水在一定条件下生成氢氧化镁。熔点高，可作耐高温材料。 （2）氢氧化镁：白色固体，　难　溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为　Mg（OH）2＋2H＋Mg2＋＋2H2O　。 （3）镁合金可用于制造火箭、导弹或飞机的部件等。 【理解应用】 ①Mg具有强还原性，通过电解熔融氯化镁的方法制备镁单质，不选用氧化镁的原因是　　。 ②Mg在空气中燃烧，生成的化合物有　　（填名称），镁着火不可以用干冰灭火器灭火，镁粉不能在氮气中冷却。 ③硬水（含有钙离子、镁离子）加热后容易形成水垢，镁元素在水垢中的存在形式是　　（填化学式）。碳酸镁在热水中也会生成上述镁的化合物，反应方程式为MgCO3＋H2O　　。 答案：①氧化镁的熔点较高，耗能高　②氧化镁、氮化镁　③Mg（OH）2　Mg（OH）2＋CO2↑ 二、铝及其化合物 1.铝元素的认识 2.铝单质的性质 （1）物理性质：铝是银白色的固体，密度较小，质地柔软，有延展性，是电和热的良导体。 （2）化学性质 写出图中有关反应的化学方程式： ① ②　2Al＋3Cl22AlCl3　 ④　2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑　 ⑤　2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe　（铝热反应） （3）制备和用途 铝的冶炼 电解熔融Al2O3：　2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑　 铝的用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等 3.铝的重要化合物 （1）两性化合物——氧化铝和氢氧化铝（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－＋3H2O2[Al（OH）4]－ 　Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－　 名称 氧化铝（Al2O3） 氢氧化铝[Al（OH）3] 化学性质 加热 — 2Al（OH）3Al2O3＋3H2O 主要用途 用作耐火材料；冶炼铝的原料 制药；Al（OH）3胶体用于净水 （2）Al（OH）3的制备（填写离子方程式） ①Al3＋与氨水反应：　Al3＋＋3NH3·H2OAl（OH）3↓＋3N　。 ②向含[Al（OH）4]－的溶液中通入过量CO2：　[Al（OH）4]－＋CO2Al（OH）3↓＋HC　。 ③向含[Al（OH）4]－的溶液中通入少量CO2：　2[Al（OH）4]－＋CO22Al（OH）3↓＋C＋H2O　。 ④Al3＋与[Al（OH）4]－发生相互促进的水解反应：　Al3＋＋3[Al（OH）4]－4Al（OH）3↓　。 （3）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：电离方程式为　KAl（SO4）2K＋＋Al3＋＋2S　，其中Al3＋发生水解反应，产生的　Al（OH）3　（填化学式）胶体可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 4.铝矿石提铝 碱溶法 酸溶法 说明 铝土矿的主要成分是Al2O3，含有的杂质是Fe2O3、MgO和SiO2，由于Al2O3具有两性，而杂质SiO2是酸性氧化物（与碱反应），Fe2O3、MgO是碱性氧化物（与酸反应），因而可设计出两种提纯Al2O3的方案 【理解应用】 ①某种固体疏通剂的主要成分含有NaOH和铝粉，管道中加入疏通剂与水发生反应，写出反应的化学方程式　2Al＋2NaOH＋6H2O2Na[Al（OH）4]＋3H2↑　。 ②利用酸溶法对铝土矿处理得到铝单质的过程中，生成氢氧化铝时不用盐酸（或H2SO4），而改为通入CO2的原因是　生成的Al（OH）3具有两性，可溶于强酸，不易控制酸的量；CO2形成的碳酸酸性较弱，且生成副产物NaHCO3，用途广泛，经济效益好　。 ③采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是　氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在　。 电解时加入冰晶石的目的是　降低Al2O3熔化的温度　。 易错辨析 （1）Mg分别与空气和氧气反应，生成的产物相同。（　×　） （2）冶炼镁的化学方程式：2MgO（熔融）2Mg＋O2↑。（　×　） （3）铝在自然界中有游离态和化合态两种形式。（　×　） （4）MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂。（　×　） （5）冶炼铝时常用焦炭作还原剂。（　×　） （6）铝能在空气中稳定存在是因为其表面覆盖着一层氧化铝薄膜。（　√　） 考向1　镁铝及其化合物 1.下列关于铝及其化合物的叙述中，正确的是　ACFG　（填字母）。 A.铝的化学性质很活泼，但在空气中不易锈蚀 B.将铝箔表面打磨后，立即放在酒精灯上加热，有熔融的铝液滴下 C.相同质量的铝分别与足量的盐酸和氢氧化钠反应，产生氢气的量相同 D.铝能与氧化镁在高温下发生铝热反应制备金属镁 E.用明矾[KAl（SO4）2·12H2O]处理污水，利用了氧化还原反应 F.（2023·山东高考）实验室配制AlCl3溶液时应加入适量稀盐酸 G.向某无色溶液中加入NaOH溶液后，出现白色沉淀，继续滴加后，沉淀消失，说明该无色溶液中含有Al3＋ H.（2023·湖南高考）取一定体积浓度均为0.1 mol·L－1的NaOH溶液和Al2（SO4）3溶液进行反应，改变两种试剂的滴加顺序，反应现象没有明显差别 解析：向NaOH溶液中滴加Al2（SO4）3溶液，NaOH过量，振荡后没有沉淀产生，发生的反应为4OH－＋Al3＋[Al（OH）4]－；向Al2（SO4）3溶液中滴加NaOH溶液，开始时生成白色沉淀且沉淀逐渐增多，发生的反应为3OH－＋Al3＋Al（OH）3↓；当NaOH过量后，沉淀逐渐减少直至完全溶解，发生的反应为OH－＋Al（OH）3[Al（OH）4]－，改变两种试剂的滴加顺序，反应现象有明显差别，H错误。 2.下列关于镁及其镁的化合物的说法，正确的有　GH　（填字母）。 A.镁能与NaOH溶液反应生成Mg（OH）2沉淀 B.镁条燃烧引起的火灾可以用干冰灭火器灭火 C.（2024·甘肃高考）氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成沉淀，说明氢氧化钠的碱性比氢氧化镁强 D.镁在CO2的气氛中热还原TiCl4制钛 E.镁能在N2中燃烧，且生成MgN F.（经典高考）用石灰沉淀富镁海水中的Mg2＋，生成碳酸镁 G.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 H.氮化镁需要密封保存，与水反应可产生氨气 解析：镁不具有两性，不能与NaOH溶液反应，A错误；氯化镁溶液中滴入氢氧化钠溶液，生成难溶的氢氧化镁沉淀，符合复分解反应发生的条件，与氢氧化钠和氢氧化镁的碱性强弱无关，C错误；镁能在CO2中燃烧，镁着火不可以用干冰灭火器灭火，CO2也不能作为镁的保护气，B和D均错误；镁能在N2中燃烧，且生成Mg3N2，E错误；用石灰沉淀富镁海水中的Mg2＋，生成氢氧化镁，不是碳酸镁（前者溶解度更小），F错误；点燃时Mg与二氧化碳反应生成MgO和碳，则集气瓶中产生浓烟并有黑色颗粒产生，G正确；Mg3N2与水发生反应：Mg3N2＋6H2O3Mg（OH）2＋2NH3↑，H正确。 考向2　与镁铝相关的工艺流程 3.（2026·湖南祁阳一中月考）以川西铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2等）为原料冶炼Al的工业生产流程如下图，关于该流程的下列说法不正确的是（　　） A.溶液A主要成分为氯化铝、氯化铁、盐酸 B.向溶液C中通入少量CO2生成Al（OH）3沉淀的离子方程式：2[Al（OH）4]－＋CO22Al（OH）3↓＋C＋H2O C.a吨铝土矿可以冶炼出b吨的铝（假设各生产环节中无损耗），则原铝土矿中Al2O3的纯度为×100％ D.生产过程中，可以循环使用的物质有CO2、CaO、NaOH 解析：C　由工艺流程可知，铝土矿（主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2等）与过量的盐酸反应得沉淀B和溶液A，则沉淀B为SiO2，过滤得溶液A含有氯化铝、氯化铁、盐酸等，滤液中加入过量的NaOH，可推知沉淀D为氢氧化铁，过滤得溶液C含有四羟基合铝酸钠、氯化钠，所以向溶液C中通入二氧化碳，生成氢氧化铝沉淀与溶液E，溶液E为碳酸氢钠或碳酸钠溶液，过滤后向E溶液中加入氧化钙得到的沉淀G为碳酸钙，同时得到氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液可以循环利用，碳酸钙煅烧分解得氧化钙和二氧化碳都可以循环利用，Al（OH）3灼烧得氧化铝，电解熔融的氧化铝可得铝。a吨铝土矿可以冶炼出b吨的铝（假设各生产环节中无损耗），则根据铝元素守恒可知，2Al～Al2O3，冶炼出b吨的铝，需要纯氧化铝的质量为吨，所以原铝土矿中Al2O3的纯度为×100％＝×100％，C错误；生产过程中，除CaO可以循环使用外，还可以循环使用的物质有CO2、NaOH，D正确。 4.海水中提取镁的工艺流程如图所示： （1）该工艺流程中属于分解反应的有　3　个，请写出其中属于氧化还原反应的化学方程式　MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑　。 （2）MgCl2·6H2O脱水得到MgCl2的过程中，通入HCl的作用是　抑制MgCl2的水解反应　。 （3）25 ℃时，在沉镁的过程中，将MgCl2溶液滴加到Ca（OH）2悬浊液中，当混合溶液pH＝12时，同时存在Ca（OH）2、Mg（OH）2两种沉淀，则此时溶液中＝　8×105　。判断此时Mg2＋　是　（填“是”或“否”）完全沉淀。{Ksp[Ca（OH）2]＝4.8×10－6，Ksp[Mg（OH）2]＝6.0×10－12，当某离子浓度降到1×10－5 mol·L－1以下时，认为该离子已经完全沉淀} （4）某实验小组对MgCl2·6H2O进行热重曲线分析，结果如图所示。 ①181 ℃时固体产物的化学式为　MgCl2·2H2O　。 ②写出在300 ℃时生成固体产物（一种含镁的碱式盐）的化学方程式　MgCl2·H2OMg（OH）Cl＋HCl↑。 解析：（3）25 ℃、pH＝12时，混合液中同时存在Ca（OH）2、Mg（OH）2两种沉淀，则此时溶液中＝＝＝＝8×105。此时c（Mg2＋）＝＝ mol·L－1＝6.0×10－8 mol·L－1＜10－5 mol·L－1，则Mg2＋完全沉淀。 （4）n（MgCl2·6H2O）＝＝1 mol，其中“MgCl2”的质量为95.0 g，181 ℃时固体产物中含结晶水的质量为131.0 g－95.0 g＝36.0 g，即2 mol，则该固体产物为MgCl2·2H2O，230 ℃时固体产物中含结晶水的质量为113.0 g－95.0 g＝18.0 g，即1 mol，则该固体产物为MgCl2·H2O，300 ℃时生成的固体产物为含镁的碱式盐，其质量为76.5 g，含1 mol Mg2＋、1 mol OH－、1 mol Cl－，则其化学式为Mg（OH）Cl，故反应的化学方程式为MgCl2·H2OMg（OH）Cl＋HCl↑。 考点3　铜、锰、铬等过渡金属 1.铜及其化合物 （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。 ②化学性质 反应物 化学方程式（请补充填写完整） 非金属单质 O2 常温下潮湿的空气中：　2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2（OH）2CO3　（碱式碳酸铜，绿色） 在空气中加热：2Cu＋O22CuO（黑色固体） Cl2 　Cu＋Cl2CuCl2　（棕黄色烟） 反应物 化学方程式（请补充填写完整） 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　 反应物 化学方程式（请补充填写完整） 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＋H2Cu＋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Ⅰ的化学方程式：　Cu（OH）2CuO＋H2O　。 反应Ⅱ的离子方程式：　Cu（OH）2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　。 （4）常见铜盐及应用 碱式碳酸铜 [Cu2（OH）2CO3] 碱式碳酸铜是铜绿的成分，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　 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） 应用 C能使蛋白质失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒 【教材挖掘】 　〔人教必修第一册〕实验室模拟如下图所示实验，并回收Cu和综合利用FeCl3溶液。回答下列问题： ①该流程体现了铜单质的　还原　性（填“还原”或“氧化”）。腐蚀原理中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　2∶1　。 ②X是　铁粉或铁　（填物质名称，下同），Y是　盐酸　；Z是　氯气或氯水或过氧化氢溶液　。 ③若Z代表H2O2，则发生反应的离子方程式是　2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋＋2H2O　。 2.锰的化合物 （1）二氧化锰（MnO2）——黑色不溶于水 作用 典型反应 催化剂 2KClO32KCl＋3O2↑；2H2O22H2O＋O2↑ 实验室制Cl2的氧化剂 MnO2＋4HCl（浓）　MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　 制干电池的正极材料（作氧化剂） 碱性锌锰干电池：MnO2＋e－＋H2OMnOOH＋OH－ （2）高锰酸钾（KMnO4）——紫黑色固体 ①最常用的强氧化剂之一，稀溶液在医药上可作消毒剂。 ②受热分解产生氧气，反应方程式为　2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑　；该反应生成的MnO2可作为自身反应的催化剂。 3.铬的化合物 Cr（黄色）与Cr2（橙色）的相互转化 ＋6价Cr常有两种存在形式：Cr（铬酸根离子）和Cr2（重铬酸根离子），在不同pH条件下相互转变，具体反应为　2Cr＋2H＋Cr2＋H2O　 Cr2的强氧化性 （1）酸性条件下Cr2具有强氧化性，还原产物为Cr3＋，能氧化I－、Fe2＋、S等。如Cr2＋14H＋＋6Fe2＋　2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O　，Cr2有毒，但Cr3＋无毒。 （2）滴定分析中，用AgNO3标准溶液滴定Cl－的溶液时，可用K2CrO4为指示剂，反应如下：2Ag＋＋CrAg2CrO4↓（砖红色） 易错辨析 （1）Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟，若反应后，向集气瓶中加少量水振荡，可得到棕黄色溶液。（　×　） （2）商代后期铸造出工艺精湛的后（司）母戊鼎，该鼎属于铜合金制品。（　√　） （3）铜绿的主要成分是碱式碳酸铜，可用稀盐酸除铜器表面的铜绿。（　√　） （4）酸性溶液中Na＋、K＋、Mn、I－等四种离子能大量共存。（　×　） （5）利用铬酸可以使铝制品氧化膜产生美丽的颜色，这是一种物理方法。（　×　） 考向1　铜及其化合物的性质和应用 1.（2026·宝鸡陈仓区模拟）下列与铜有关的说法正确的是（　　） A.火法炼铜，即将黄铜矿（CuFeS2）受热分解以获得铜单质 B.铜的氧化物有CuO和Cu2O，它们在稀硫酸中反应原理相同 C.《本草纲目》中载有一药物，名“铜青”，铜青是铜器上的绿色物质，则铜青就是青铜 D.《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，是古代湿法炼铜的方法，胆矾可作为湿法炼铜的原料 解析：D　黄铜矿（CuFeS2）中Fe的化合价为＋2，工业上用黄铜矿冶炼铜的反应：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，该反应不是分解反应，A错误；Cu2O在稀硫酸中发生歧化反应：Cu2O＋H2SO4Cu＋CuSO4＋H2O，CuO在稀硫酸中发生反应，化合价无变化，故原理不同，B错误；铜青是碱式碳酸铜，和青铜不是一种物质，C错误；湿法炼铜利用单质铁置换出铜，故胆矾可用作原料，D正确。 2.如图是铜及部分含铜粒子的“价—荷”图。下列推断不合理的是（　　） A.在酸性环境中，Cu变成a需要加氧化剂 B.Cu（OH转化成Cu（OH）2需要加碱 C.如果将高铜酸根离子（Cu）填入图中，应该填在b的位置 D.在酸性环境中，Cu2O可以歧化生成a和Cu 解析：B　a中Cu元素显＋2价，在酸性环境中，Cu变成a失电子，需要加氧化剂，A正确；由图可知，Cu（OH转化成Cu（OH）2需要加酸，B错误；Cu中铜元素显＋3价，整个离子带1个单位负电荷，应该填在b的位置，C正确；Cu2O中铜元素为＋1价，在酸性环境下可以发生歧化反应生成含＋2价铜的a和单质铜，D正确。 考向2　与锰、铬有关的工艺流程 3.（2026·山东枣庄八中月考）用铬铁合金（含少量Ni、Co单质）生产硫酸铬的工艺流程如下： 下列说法错误的是（　　） A.“浸出”产生的气体含有H2 B.“除杂”的目的是除去Ni、Co元素 C.流程中不会产生六价铬化合物 D.“滤渣2”的主要成分是Fe2（C2O4）3 解析：D　由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成气体为氢气，溶液中含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Cr3＋，加入Na2S分离出滤渣1含CoS和NiS，再加入草酸除铁生成FeC2O4，过滤分离出硫酸铬。四种金属均与稀硫酸反应生成H2，A正确；“除杂”加入Na2S与Ni2＋、Co2＋反应生成CoS和NiS，目的是除去Ni、Co元素，B正确；流程中未使用强氧化剂，不会产生六价铬化合物，C正确；浸出时铁转化为Fe2＋，在后续流程中Fe2＋未被氧化为Fe3＋，则“滤渣2”为Fe2＋与草酸反应生成的FeC2O4，D错误。 4.（2026·河北保定模拟）碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体、合成二氧化锰和制造其它锰盐的原料。制备碳酸锰的一种工艺流程如图所示。 MnCO3产品 回答下列问题： （1）浸锰液为MnO2与FeS2、FeS、MnS等在硫酸介质中反应得到的含有Mn2＋、Fe2＋、Fe3＋、HS、S的分散系，MnO2与MnS在酸性条件下反应生成HS的化学反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比是　4∶1　。 （2）“预氧化与除铁”最好采用　b　（填字母）作氧化剂；“铁渣”的主要成分是　Fe（OH）3、S　。 a.HClO溶液　　b.MnO2　　c.KMnO4溶液 （3）“洗液”可以返回到　预氧化与除铁　步骤进行循环使用。 （4）“操作”的名称为　过滤、洗涤、干燥　。 （5）在600～700 ℃下，将一定量的MnCO3置于空气中加热至恒重，此时测得固体的质量残留率为68.7％，则该反应中固体产物的化学式为　Mn2O3　。 （6）碳酸锰与水在加热条件下发生水解，生成碱式碳酸锰和一种气体，反应的化学方程式为　2MnCO3＋H2OMn2（OH）2CO3＋CO2↑　。 解析：（1）MnO2与MnS在酸性条件下反应生成HS的化学反应方程式为4MnO2＋MnS＋9H＋5Mn2＋＋HS＋4H2O，二氧化锰作氧化剂，硫化锰作还原剂，所以氧化剂与还原剂的物质的量之比是4∶1。 （2）“预氧化与除铁”最好采用二氧化锰作氧化剂，可以避免带入新的杂质离子，故选b；据分析，“铁渣”的主要成分是Fe（OH）3、S。 （3）用低酸对铁渣进行清洗是清洗铁渣表面的溶液，其成分与预氧化与除铁步骤中所得滤液的成分相同，所以得到的洗液应返回到预氧化与除铁步骤循环利用。 （4）沉锰后分离沉淀和溶液的操作为过滤、洗涤、干燥。 （5）设MnCO3的物质的量为1 mol，则其质量为115 g；其中锰元素的质量为55 g；加热至恒重，此时测得固体的质量残留率为68.7％，其质量为115 g×68.7％≈79 g，则氧元素的质量为（79－55）g＝24 g，则锰元素与氧元素的物质的量之比为2∶3，所以此时固体产物的化学式为Mn2O3。 （6）碳酸锰与水在加热条件下发生水解，生成碱式碳酸锰和一种气体，该气体为二氧化碳，所以反应的化学方程式为2MnCO3＋H2OMn2（OH）2CO3＋CO2↑。 过渡金属化学性质的主要特点 1.多变价 （1）高价态金属通常形成氧化物、含氧酸根离子的盐，具有较强的氧化性：如KMnO4、K2Cr2O7、K2FeO4、PbO2等，均能将浓盐酸氧化成Cl2。 （2）在空气中灼烧一些不稳定的低价金属的化合物，在分解的同时可能被氧化： MnOOHMnO2；Fe（OH）2Fe2O3；CoC2O4Co3O4。 （3）低价金属的氢氧化物为难溶性的弱碱，且易分解成氧化物：如Fe（OH）2、Mn（OH）2、Cr（OH）3、Cu（OH）2等。 （4）低价硫化物通常为有色难溶物：HgS（黑或红）、Ag2S（黑）、FeS（黑）、CuS（黑）、FeS2（金黄）。 工业生产中，常通过转化价态、调节pH将过渡金属生成氢氧化物沉淀或生成难溶硫化物分离除去。 2.低价态的离子通常是缺电子体，容易形成配合物 （1）金属离子常易水解，其水合离子通常显色，如Cu2＋（aq，蓝），Fe2＋（aq，浅绿）、Fe3＋（aq，黄）、Cr3＋（aq，绿）。 （2）形成配合物的中心离子，如[Cu（NH3）4]2＋、[Ag（NH3）2]＋、[Fe（SCN）6]3－、 [Cr（NH3）3（H2O）2Cl]2＋。 （3）向一些盐溶液中滴加氨水，先生成难溶性碱，继续滴加，生成含氨配合物。 1.（2025·湖南高考1题）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是（　　） A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 解析：A　不锈钢为Fe、C、Cr等的合金，属于金属材料，A项正确；金刚石是碳的一种单质，属于无机非金属材料，B项错误；玄武岩纤维的主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等，不属于金属材料，C项错误；玻璃纤维主要由二氧化硅和其他氧化物组成，属于无机非金属材料，D项错误。 2.化学与人类生活密切相关。下列叙述不正确的是（　　） A.（2025·新课标卷）硫酸铜具有杀菌作用，可用作饮用水消毒剂 B.（2025·广东高考）利用MoS2成功为金属材料“重塑金身”，MoS2中Mo的化合价为＋4 C.（2025·广东高考）使用MgCl2溶液点卤制豆腐，因为MgCl2能使蛋白质盐析 D.（2025·浙江1月选考）硬铝密度小、强度高、抗腐蚀能力强，可用作飞机材料 解析：A　硫酸铜虽然能杀菌，但铜离子（Cu2＋）对人体有毒，长期摄入会导致铜中毒（如肝脏损伤）。饮用水消毒通常用氯气、臭氧或紫外线，而不用硫酸铜，A错误；MoS2中S的化合价为－2，总负电荷为－4，Mo的化合价为＋4，B正确；MgCl2点卤使蛋白质胶体沉降，产生固体，属于蛋白质的盐析，C正确；硬铝合金具有密度小、强度高的优良特性，其表面会形成致密的氧化膜，抗腐蚀性强，因此可用作航空材料，D正确。 3.（2025·江苏高考11题）探究含铜化合物性质的实验如下： 步骤Ⅰ　取一定量5％ CuSO4溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。 步骤Ⅱ　将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。 步骤Ⅲ　向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。 下列说法正确的是（　　） A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu（NH3）4]SO4 B.步骤Ⅱ的两份溶液中：c深蓝色（Cu2＋）＜c蓝色（Cu2＋） C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化 D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu（NH3）4]2＋＋FeCu＋Fe2＋＋4NH3↑ 解析：B　步骤Ⅰ中硫酸铜溶液与适量浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，步骤Ⅱ中氢氧化铜沉淀分别与浓氨水、稀盐酸反应生成[Cu（NH3）4]2＋（深蓝色）、氯化铜（蓝色），步骤Ⅲ向含有[Cu（NH3）4]2＋的深蓝色溶液中插入打磨过的铁钉，无明显现象，说明[Cu（NH3）4]2＋与Fe不反应，加入稀盐酸，[Cu（NH3）4]2＋与HCl反应生成Cu2＋和氯化铵，Fe与HCl反应生成Fe2＋和氢气，Fe与Cu2＋发生置换反应生成Fe2＋和Cu，因此会有气泡产生，铁钉表面出现红色物质Cu。Cu元素在深蓝色溶液中主要以[Cu（NH3）4]2＋形式存在，在蓝色溶液中主要以Cu2＋形式存在，[Cu（NH3）4]2＋不能电离，故深蓝色溶液中Cu2＋浓度小于蓝色溶液中Cu2＋浓度，B正确；步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为氢氧化铜，A错误；步骤Ⅲ中无明显现象是因为[Cu（NH3）4]2＋与Fe不反应，与铁的钝化无关，C错误；步骤Ⅲ中Fe与HCl反应生成氢气：Fe＋2HClFeCl2＋H2↑，Fe与Cu2＋反应生成Cu：Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu，D错误。 4.（2025·甘肃高考11题）处理某酸浸液（主要含Li＋、Fe2＋、Cu2＋、Al3＋）的部分流程如下： 下列说法正确的是（　　） A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式：2Fe＋3Cu2＋3Cu＋2Fe3＋ B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多，Al（OH）3沉淀越完全 C.“氧化”过程中铁元素化合价降低 D.“沉锂”过程利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质 解析：D　“沉锂”过程中加入Na2CO3后有Li2CO3析出，利用了Li2CO3的溶解度比Na2CO3小的性质，D正确；“沉铜”过程中，Fe与Cu2＋发生置换反应生成Fe2＋和Cu，正确的离子方程式为Fe＋Cu2＋Fe2＋＋Cu，A错误；“碱浸”过程中若NaOH过量，会使Al（OH）3转化为可溶于水的[Al（OH）4]－，B错误；由上述分析知，“氧化”前Fe元素的化合价为＋2，“氧化”后得到Fe（OH）3沉淀，Fe的化合价升高，C错误。 5.（2025·河北高考16题）铬盐产品广泛应用于化工、医药、印染等领域。通过闭环生产工艺将铬铁矿转化为重铬酸钾，同时回收利用钾资源，可实现绿色化学的目标。流程如下： 已知：铬铁矿主要成分是Fe（CrO2）2、Mg（CrO2）2、Al2O3、SiO2。 回答下列问题： （1）基态铬原子的价层电子排布式：　3d54s1　。 （2）煅烧工序中Fe（CrO2）2反应生成K2CrO4的化学方程式：　4Fe（CrO2）2＋7O2＋16KOH8K2CrO4＋2Fe2O3＋8H2O　。 （3）浸取工序中滤渣Ⅰ的主要成分：Fe2O3、H2SiO3、　MgO　、　Al（OH）3　。（填化学式） （4）酸化工序中需加压的原因：　增大CO2的溶解度，保证酸化反应充分进行　。 （5）滤液Ⅱ的主要成分：　KHCO3　（填化学式）。 （6）补全还原、分离工序中发生反应的化学方程式：Fe（CO）5＋　K2CrO4　＋　4H2O　Cr（OH）3↓＋　Fe（OH）3↓　＋　2KOH　＋　5　CO↑ （7）滤渣Ⅱ可返回　煅烧　工序。（填工序名称） 解析：流程分析 （1）铬为24号元素，基态铬原子的价层电子排布式为3d54s1。 （2）在空气中煅烧时，Fe（CrO2）2与过量KOH、空气中的氧气发生反应，生成K2CrO4，铁元素被氧化为Fe2O3，根据得失电子守恒、原子守恒配平，可得该反应的化学方程式为4Fe（CrO2）2＋7O2＋16KOH8K2CrO4＋2Fe2O3＋8H2O。 （3）由流程分析可知，滤渣Ⅰ中除了Fe2O3、H2SiO3外，还有MgO和Al（OH）3。 （4）“酸化”过程中通入过量CO2调节pH，使K2CrO4转化为K2Cr2O7，加压是为了增大CO2的溶解度，从而提高“酸化”的反应速率和K2CrO4的转化率。 （5）由流程分析可知，“酸化”后溶液中主要含有K2Cr2O7和KHCO3，“分离”后得到K2Cr2O7和滤液Ⅱ，故滤液Ⅱ的主要成分为KHCO3。 （6）还原、分离工序中Fe（CO）5作还原剂，将滤液Ⅰ中剩余的K2CrO4还原为Cr（OH）3，自身转化为Fe（OH）3，根据得失电子守恒、原子守恒配平，可得该反应的化学方程式。（7）滤渣Ⅱ的主要成分为Cr（OH）3和Fe（OH）3，可返回煅烧工序中。 热点题型6　工艺微流程 1.必备知识 2.突破方法 （2025·山东高考13题）钢渣中富含CaO、SiO2、FeO、Fe2O3等氧化物，实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的Ca、Si、Fe元素，流程如下。已知：Fe2（C2O4）3能溶于水；Ksp（CaC2O4）＝2.3×10－9，Ksp（FeC2O4）＝3.2×10－7。下列说法错误的是（　　） A.试剂X可选用Fe粉 B.试剂Y可选用盐酸 C.“分离”后Fe元素主要存在于滤液Ⅱ中 D.“酸浸”后滤液Ⅰ的pH过小会导致滤渣Ⅱ质量减少 【要点图解】 答案：A 解析：钢渣用盐酸“酸浸”后，CaO、FeO、Fe2O3分别转化成Ca2＋、Fe2＋、Fe3＋进入滤液Ⅰ中，则滤渣Ⅰ为SiO2；根据已知信息，CaC2O4的Ksp与FeC2O4的接近，而Fe2（C2O4）3能溶于水，则要想有效分离Ca、Fe元素，滤渣Ⅱ只能是CaC2O4，为了防止生成FeC2O4，需要将滤液Ⅰ中的Fe2＋完全转化成Fe3＋以保证Fe元素留在滤液Ⅱ中，因此试剂X需氧化Fe2＋；滤渣Ⅰ用NaOH溶液“碱浸”得到Na2SiO3溶液，向其中加入试剂Y经一系列操作得到SiO2。结合上述分析可知，试剂X不能选用Fe粉，A错误；向Na2SiO3溶液中加酸可得到H2SiO3，H2SiO3受热分解可得到SiO2，因此试剂Y可以为盐酸，B正确；“分离”后，Fe元素在滤液Ⅱ中，C正确；CaC2O4存在沉淀溶解平衡：CaC2O4（s）Ca2＋（aq）＋C2（aq），若酸浸后滤液Ⅰ的pH过小，则C2与H＋结合导致C2浓度降低，平衡正向移动，导致CaC2O4的质量减少，D正确。 1.（2025·黑吉辽蒙11题）某工厂利用生物质（稻草）从高锰钴矿（含MnO2、Co3O4和少量Fe2O3）中提取金属元素，流程如图。已知“沉钴”温度下Ksp（CoS）＝10－20.4，下列说法错误的是（　　） A.硫酸用作催化剂和浸取剂 B.使用生物质的优点是其来源广泛且可再生 C.“浸出”时，3种金属元素均被还原 D.“沉钴”后上层清液中c（Co2＋）·c（S2－）＝10－20.4 解析：C　流程分析 “浸出”过程中，硫酸可作催化剂催化稻草中的纤维素水解生成葡萄糖，还可作浸取剂与金属氧化物反应得到含金属离子的溶液，A正确；该流程中所用生物质为稻草，而稻草来源广泛且可再生，B正确；结合“浸出”后的操作及产物可知，“浸出”时MnO2被葡萄糖还原为Mn2＋，Co3O4被还原为Co2＋，Fe2O3转化为Fe3＋，Fe的化合价不变，故Fe未被还原，C错误；“沉钴”后的上层清液为CoS的饱和溶液，存在c（Co2＋）·c（S2－）＝Ksp（CoS）＝10－20.4，D正确。 2.（2026·山东泰安模拟）某种电镀污泥主要含有碲化亚铜（Cu2Te）、三氧化二铬以及少量的金，用于制取K2Cr2O7、金属铜和粗碲工艺流程如下： 已知：煅烧时Cu2Te被氧化为CuO和TeO2；最高价铬酸根离子在酸性介质中以Cr2存在，在碱性介质中以Cr存在；酸浸时TeO2转化为TeO2＋。下列说法错误的是（　　） A.“煅烧”时，Cr2O3发生反应的化学方程式是2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2 B.滤液中加入KCl，通过适当的分离操作可得到K2Cr2O7 C.Te在元素周期表中与S同主族，TeO2＋既有氧化性又有还原性 D.“电解”后的溶液可用于“酸浸” 解析：B　由流程图可知，煅烧时，Cr2O3与Na2CO3、O2反应生成了Na2CrO4和CO2，化学方程式为2Cr2O3＋3O2＋4Na2CO34Na2CrO4＋4CO2，A正确；Cr2O3与纯碱和空气中的氧气反应生成Na2CrO4，但得到的滤液中还含有Na2CO3，滤液需要酸化除去Na2CO3，Na2CrO4转化为Na2Cr2O7，再加入KCl，Na2Cr2O7转化为K2Cr2O7，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得到K2Cr2O7，B错误；Te在元素周期表中与S同主族，均位于第ⅥA族，TeO2＋中Te的化合价为＋4价，Te元素化合价既可以上升，也可以下降，TeO2＋既有氧化性又有还原性，C正确；电解的溶液主要溶质为硫酸铜，电解时发生反应：通电2CuSO4＋2H2O2Cu＋O2↑＋2H2SO4，生成的硫酸可返回酸浸工序循环使用，D正确。 3.（2026·湖南岳阳模拟）实验室模拟利用含钴废料（主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔等杂质）制备碳酸钴的工艺流程如图： 已知：CoCO3、Co（OH）2难溶于水。 下列有关描述错误的是（　　） A.“碱浸”发生的反应为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na＋3H2↑ B.“操作①”用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒 C.“酸溶”反应中H2O2可以换成O2 D.“沉钴”时若Na2CO3浓度太大，可能导致产品不纯 解析：C　含钴废料（主要成分为Co3O4，还含有少量的铝箔等杂质）经第一步碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al（OH）4]除去，过滤后得到的滤渣主要含有Co3O4，加入硫酸、过氧化氢酸溶，Co元素转化为Co2＋，在酸溶步骤中Co元素被还原，H2O2被氧化作还原剂；经过操作①得到滤液②，则操作①为过滤操作，所得滤液②中主要含CoSO4，最后加入碳酸钠沉钴操作获得CoCO3。碱浸操作，废料中的铝箔溶解为Na[Al（OH）4]除去，发生反应的化学方程式为2Al＋2NaOH＋6H2O2Na＋3H2↑，A正确；操作①为过滤操作，用到的主要玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒，B正确；H2O2被氧化，作还原剂，不能换成O2，C错误；“沉钴”时若Na2CO3浓度太大，溶液碱性较强会产生Co（OH）2杂质，导致产品不纯，D正确。 1.下列不属于新型合金材料的是（　　） A.储氢合金 B.形状记忆合金 C.不锈钢 D.镍钴耐热合金 解析：C　新型合金包括储氢合金、钛合金、耐热合金和形状记忆合金。 2.《史记》中记载：“夏虞之币，金为三品，或黄或白或赤”。这里的“赤金”是指（　　） A.黄金 B.白银 C.铜 D.铁 解析：C　古人将金、银、铜、铁分别说成黄金、白金、赤金、黑金，赤金指铜，选C。 3.（2025·云南曲靖模拟）下列判断错误的是（　　） A.牛虎铜案（战国）的材质是青铜，青铜属于合金 B.“以剂钢为刃，柔铁为茎干”，诗中“剂钢”为铁的合金，其硬度比纯铁大 C.金镶红蓝宝石冠（明），镶嵌的红蓝宝石属于金属材料 D.航天器表面防热材料所用的镍基合金熔点低于镍 解析：C　青铜是铜锡合金，牛虎铜案（战国）的材质是青铜，青铜属于合金，A正确；合金硬度高于纯金属，“剂钢”为铁合金，描述正确，B正确；红蓝宝石的主要成分是氧化铝等，属于无机非金属材料，而不是金属材料，C错误；合金的熔点通常低于其组成金属，因此镍基合金熔点应低于纯镍，D正确。 4.下列冶炼金属的反应原理，不正确的是（　　） A.铝热法炼铬：Cr2O3＋2AlAl2O3＋2Cr B.火法炼铜：Cu2S＋O22Cu＋SO2 C.电解法制钠：2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑ D.热分解法制镁：2MgO（熔融）2Mg＋O2↑ 解析：D　铝热法利用铝的强还原性，在高温下将金属活动性较弱的铬从其氧化物中置换出来，A正确；火法炼铜通过硫化亚铜与氧气高温反应生成铜和二氧化硫，B正确；钠为活泼金属，需电解熔融NaCl制取，C正确；镁的金属活动性强，工业上通过电解熔融MgCl2而非高温分解MgO，方程式为MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑，D错误。 5.（2025·河北尚义一中月考）镁及其化合物在现代工业、国防建设中有着广泛的应用。下列说法错误的是（　　） A.单质镁在空气中燃烧的主要产物是MgO，还有少量的Mg3N2 B.CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价为＋2 C.CH3MgCl水解时除生成甲烷外，还生成一种碱和一种盐，该反应的化学方程式：2CH3MgCl＋2H2O2CH4↑＋MgCl2＋Mg（OH）2↓ D.Mg（OH）2是常用的阻燃材料，用氨水与氯化镁溶液制取Mg（OH）2的离子方程式为Mg2＋＋2OH－Mg（OH）2 解析：D　镁能在氧气、二氧化碳、氮气中燃烧，Mg与O2、CO2反应均生成MgO，Mg与N2反应生成Mg3N2，且氧气的氧化性比氮气强，所以单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的MgO，还生成少量的Mg3N2，A正确；CH3MgCl中，Cl元素的化合价是－1价，H元素的化合价是＋1价，C元素的化合价是－4价，所以镁元素的化合价是＋2价，B正确；CH3MgCl水解生成氢氧化镁、氯化镁和甲烷，水解方程式为2CH3MgCl＋2H2O2CH4↑＋MgCl2＋Mg（OH）2↓，C正确；NH3·H2O为弱碱，在离子方程式中不能拆，正确的离子方程式为Mg2＋＋2NH3·H2OMg（OH）2＋2N，D错误。 6.部分含Mg或含Al物质的类别与化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（　　） A.e可用于制造耐高温材料 B.可存在a→f→g→e→a的循环转化关系 C.a不能与H2O反应生成d或g D.直接加热蒸干c或f溶液无法得到无水氯化物 解析：C　由图知，a为Al或Mg，b为MgO，e为Al2O3，c为MgCl2，f为AlCl3，d为Mg（OH）2，g为Al（OH）3。e是Al2O3可用于制造耐高温材料，A正确；Al与盐酸反应得到AlCl3，AlCl3与氨水反应得到Al（OH）3，Al（OH）3加热分解得到Al2O3，电解Al2O3得到Al，存在Al→AlCl3→Al（OH）3→Al2O3→Al的循环转化关系，B正确；Mg能够在加热条件下与水反应生成Mg（OH）2，C错误；由于MgCl2或AlCl3均会水解，生成的氯化氢易挥发，直接加热蒸干MgCl2或AlCl3溶液无法得到无水氯化物，D正确。 7.工业上用某种氧化铝矿石（含Fe2O3杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如图： 对上述流程的判断正确的是（　　） A.反应Ⅱ中用过量的稀硫酸或稀盐酸代替CO2效果更佳 B.试剂X为氨水，目的是除去矿石中的氧化铁杂质 C.反应Ⅱ的离子方程式为[Al（OH）4]－＋CO2Al（OH）3↓＋HC D.Fe和Al2O3可以组成铝热剂，工业上通过铝热反应制备Al，成本更低 解析：C　溶液乙中通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，故溶液乙中主要成分为四羟基合铝酸钠，故X为NaOH溶液，沉淀为Fe2O3，Y为NaHCO3，B错误；氢氧化铝与过量的稀盐酸或稀硫酸可以发生反应，故反应Ⅱ中不能用过量的稀硫酸或稀盐酸代替CO2，A错误；反应Ⅱ中四羟基合铝酸钠溶液与过量的二氧化碳反应生成氢氧化铝和碳酸氢钠，离子方程式为[Al（OH）4]－＋CO2Al（OH）3↓＋HC，C正确；Fe的活泼性比Al低，不能用铝热法制备Al，工业上常采用电解熔融氧化铝制备Al，D错误。 8.按要求回答下列问题： （1）CuSO4既是一种肥料，又是一种普遍应用的杀菌剂。根据物质的分类方法，CuSO4属于　ce　（填字母）。 a.混合物　　b.酸　　c.盐　　d.弱电解质 e.强电解质　　f.难溶于水的物质 （2）人类最早使用的金属材料的主要成分是铜。下列有关铜元素的说法中，不正确的是　BD　（填字母）。 A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金 B.铜表面易形成致密的氧化膜 C.铜与O2反应生成黑色的CuO D.CuSO4·5H2O是一种混合物，加热后变为白色固体 （3）铜与过量H2O2反应的探究如下： 实验②中Cu溶解的离子方程式为　Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O　； 产生的气体为　O2　。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是　增强H2O2的氧化性　。 解析：（2）青铜是铜锡合金，不锈钢是铬、镍合金，硬铝是铝、铜、镁等形成的合金，A正确；铜生成碱式碳酸铜，较为疏松，B错误；铜与O2反应生成氧化铜，为黑色固体，C正确；CuSO4·5H2O为纯净物，加热后变为白色的固体CuSO4，D错误。 （3）根据实验现象，铜片溶解，溶液变蓝，可知在酸性条件下铜和过氧化氢发生反应，生成硫酸铜，离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋Cu2＋＋2H2O；铜离子可以催化过氧化氢分解生成氧气，则产生的气体为O2；在铜和过氧化氢的反应过程中，氢元素的化合价没有发生变化，但可以增强H2O2的氧化性。 9.以菱锰矿（主要成分为MnCO3，含少量的Fe、Ni、Si等元素）为原料合成碱锰电池材料MnO2的流程如下。 下列说法错误的是（　　） A.为加快酸浸速率可以适当提高H2SO4浓度 B.“氧化”时可以用H2O2代替 C.已知BaS可溶于水，滤渣3的成分有NiS、BaSO4 D.“沉锰”时发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCMnCO3↓＋CO2↑＋H2O 解析：B　将菱锰矿（主要成分为MnCO3，含少量的Fe、Ni、Si等元素）粉碎，加入H2SO4进行酸浸，过滤出不溶的滤渣1；往滤液中加入MnO2，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，MnO2被还原为Mn2＋；加入氨水调节pH，Fe3＋转化为Fe（OH）3沉淀；往滤液中加入BaS，Ni2＋转化为NiS沉淀；往滤液中加入NH4HCO3，锰元素转化为MnCO3沉淀。再处理MnCO3，最终生成MnO2。为加快酸浸速率，可以将矿石粉碎、适当升高温度、适当提高H2SO4浓度等，A正确；“氧化”时，使用MnO2既可以氧化Fe2＋，又可以提高MnCO3的产率，且过量的H2O2会将后续操作中加入的BaS氧化，所以不可以用H2O2代替，B错误；已知BaS可溶于水，加入BaS后，可与Ni2＋反应生成NiS沉淀，Ba2＋可转化为BaSO4沉淀，所以滤渣3的成分有NiS、BaSO4，C正确；“沉锰”时，Mn2＋与HC发生反应，生成MnCO3沉淀、二氧化碳气体等，发生反应的离子方程式为Mn2＋＋2HCMnCO3↓＋CO2↑＋H2O，D正确。 10.（2025·福建宁德模拟）一种用铬铁矿（主要成分是FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等）为原料生产重铬酸钾（K2Cr2O7）的主要工艺流程如图。 工艺流程中的部分反应如下： ①焙烧：Cr2O3＋2Na2CO3＋KClO32Na2CrO4＋KCl＋2CO2↑ ②酸化：2Cr＋2H＋Cr2＋H2O　K＝1014（298 K） 下列有关叙述正确的是（　　） A.滤渣1的主要成分为SiO2 B.中和的目的是除铁和铝 C.酸化过程中pH＝4.5时，若c（Cr）＝10－5 mol·L－1，Cr的转化率为50％ D.“转化”温度下溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7 解析：D　由流程图和已知信息①可知，铬铁矿粉（主要成分是FeO·Cr2O3，还含有SiO2、Al2O3等）与Na2CO3、KClO3、NaOH进行焙烧，SiO2转化为Na2SiO3，Al2O3转化为Na[Al（OH）4]，FeO·Cr2O3转化为Fe2O3和Na2CrO4，加入H2O进行浸取，得到的滤渣1为Fe2O3，A错误；在滤液中加入H2SO4调节pH＝7～8，Na2SiO3转化为H2SiO3，Na[Al（OH）4]转化为Al（OH）3沉淀，中和的目的是除硅和铝，B错误；再加入H2SO4进行酸化，由已知信息②可知，Cr转化为Cr2，加入KCl进行转化，最后经一系列操作得到K2Cr2O7晶体，由信息②可得酸化反应的K＝，当pH＝4.5时，c（H＋）＝10－4.5 mol·L－1，若c（Cr）＝10－5 mol·L－1，代入K＝1014，可求出c（Cr2）＝10－5 mol·L－1，根据Cr元素守恒，转化率＝×100％≈66.7％，不是50％，C错误；加入KCl，Na2Cr2O7会转化为K2Cr2O7，根据复分解反应原理，溶解度小的物质会析出，所以溶解度：Na2Cr2O7＞K2Cr2O7，D正确。 11.（2025·河南新乡期中）1825年，奥斯特首先分离出了铝的单质。他首先用钾汞齐（K·Hg）还原氯化铝（Al2Cl6），然后在低压下加热所得的铝汞齐（Al·3Hg）使汞气化（在空气中汞不和氧气反应）。回答下列问题： （1）生产、生活中铝合金材料应用广泛，其主要原因是　铝合金抗腐蚀性强（或密度较小或硬度大等）　。（任答一条） （2）钾汞齐与氯化铝反应的化学方程式为　6K·Hg＋Al2Cl62Al·3Hg＋6KCl　， 分离铝汞齐的操作原理类似下列哪项操作？　B　（填标号）。 A.过滤　　　　B.蒸馏　　　　C.结晶 （3）地壳中铝的含量在金属元素中最高，但铝大规模的生产和应用在铜之后，其主要原因是　铝的活泼性比铜强　。 （4）烧碱和铝粉组成的混合物常作下水道疏通剂，其原理是　烧碱和Al反应生成H2，增大气压，烧碱能溶解一些油脂、纸屑等废弃物　。 （5）铝粉可以除去碱性废水中的N，同时生成一种碱性气体，该反应的离子方程式为　8Al＋3N＋5OH－＋18H2O8[Al（OH）4]－＋3NH3↑　。 解析：（1）铝合金抗腐蚀性强、密度小、硬度大，所以铝合金在生产、生活中应用广泛。 （2）钾汞齐与氯化铝反应生成铝汞齐和KCl，反应方程式为6K·Hg＋Al2Cl62Al·3Hg＋6KCl；铝汞齐中Al、Hg的沸点不同，所以分离铝汞齐采用蒸馏的方法。 （3）铝的活泼性比铜强，所以冶炼铝的条件比铜难。 （4）Al和烧碱溶液反应生成Na[Al（OH）4]和H2，增大气压，烧碱能溶解一些油脂、纸屑等废弃物，所以烧碱和铝粉组成的混合物常作下水道疏通剂。 （5）铝粉可以除去碱性废水中的N，同时生成一种碱性气体，该碱性气体为NH3，同时还生成[Al（OH）4]－，离子方程式为8Al＋3N＋5OH－＋18H2O8[Al（OH）4]－＋3NH3↑。 12.（2026·江苏苏州十校联考）KMnO4是常见氧化剂，可由MnO2为原料进行制取。 （1）KMnO4的氧化性与溶液酸性相关，溶液酸性越强其氧化性越强。酸化后的KMnO4应尽快使用，放置后会变质，有褐色MnO2沉淀生成。写出KMnO4在酸性条件下变质的离子方程式：　4Mn＋4H＋4MnO2↓＋3O2↑＋2H2O　。 （2）由MnO2为原料进行制取KMnO4的过程如下： MnO2→制K2MnO4→制KMnO4 ①制K2MnO4：将KClO3固体与MnO2和KOH中的一种加入铁坩埚中，加热至熔融，分批加入另一种固体，充分反应后得到K2MnO4和KCl的混合物。铁坩埚中起始加入的固体是KClO3和　KOH　。 ②制KMnO4：Mn与H＋会歧化生成Mn和MnO2，向K2MnO4溶液中通入CO2或加入醋酸可制取KMnO4。 ⅰ.不可用盐酸与K2MnO4反应制取KMnO4，原因是　盐酸会将KMnO4（或K2MnO4）还原，无法制得KMnO4　。 ⅱ.向K2MnO4溶液中通入过量CO2会生成KMnO4和MnO2，写出该反应的离子方程式：　3Mn＋4CO2＋2H2O2Mn＋MnO2↓＋4HC　。 ⅲ.补充完整由K2MnO4溶液、醋酸和冰水制取KMnO4晶体的实验方案：向K2MnO4溶液中加入一定量的醋酸充分反应，　过滤，将所得滤液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，用冰水冷却到0 ℃，过滤，用冰水洗涤滤渣，将所得滤渣干燥　，得到KMnO4晶体。（已知KMnO4的溶解度随温度的变化曲线如图所示。CH3COOK易溶于水，0 ℃时，CH3COOK的溶解度为216 g） 解析：（1）酸化后的KMnO4会变质，有褐色MnO2沉淀生成，根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，KMnO4在酸性条件下变质的离子方程式：4Mn＋4H＋4MnO2↓＋3O2↑＋2H2O。 （2）①若先加入KClO3和MnO2，加热时KClO3在MnO2催化作用下会分解得到O2和KCl，因此铁坩埚中起始加入的固体是KClO3和KOH。②盐酸具有还原性，KMnO4（或K2MnO4）具有氧化性，二者会发生氧化还原反应；向K2MnO4溶液中通入过量CO2会生成KMnO4和MnO2，由于二氧化碳过量，还有碳酸氢钾生成，根据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，该反应的离子方程式：3Mn＋4CO2＋2H2O2Mn＋MnO2↓＋4HC；K2MnO4溶液、醋酸和冰水发生反应，生成KMnO4、MnO2和醋酸钾，MnO2不溶于水，0 ℃时，CH3COOK的溶解度比较大，KMnO4的溶解度随温度变化大，故得到KMnO4晶体的方法是：过滤，将所得滤液蒸发浓缩至出现晶膜，停止加热，用冰水冷却到0 ℃，过滤，用冰水洗涤滤渣，将所得滤渣干燥。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $