04 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用-（学生用书）【高考快车道】2027年高考化学大一轮总复习

该高中化学高考复习学案系统梳理了金属材料专题，涵盖镁铝及其化合物、铜及其化合物、金属材料与矿物开发利用三大核心考点，按单质性质、化合物转化、工业应用逻辑构建知识网络，通过填空、反应方程式书写等问题导向设计，引导学生自主梳理考点，形成层次分明的知识体系。 亮点在于自主诊断与科学探究设计，如每个考点设置“对点自测”判断正误题帮助学生即时检测，题组练习融入铝土矿提铝、铜制备工艺流程分析，培养科学思维与科学探究素养。经典真题演练对接高考，教师可通过学生自测和题组反馈精准指导，助力学生自主提升与个性化复习。

第14讲　金属材料　金属矿物的开发和利用 　 1.了解金属材料及其重要化合物的主要性质,了解其在生产、生活中的应用。 2.了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步,自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。 考点一　镁、铝及其化合物　铝矿石提铝 1.镁、铝单质 (1)镁、铝的结构和存在形态 名称 镁 铝 周期表中位置 　　　　　　　  　　　　　　　  原子结构示意图 　　　　　   　　　　　   自然界存在形态 　　　   　 　　  (2)金属铝的物理性质 银白色、有金属光泽的固体,具有良好的　　　、　　　　和　　　　等,密度较小,质地柔软。  (3)铝的主要化学性质 铝原子最外层有3个电子,在反应中易　　　　　电子,具有较强的　　　　性。  写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式: ①　 ;  ②　 ;  ③　 ;  ④　 ;  ⑤　 。  [补充说明] 对比记忆金属镁的化学性质: 1.与非金属单质反应:2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2。 2.能与沸水反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。 3.与非氧化性酸反应:Mg+2H+Mg2++H2↑,反应速率比Al快。 4.与碱不反应。 5.与某些氧化物反应:能在CO2中燃烧,2Mg+CO22MgO+C(金属镁着火不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火)。 2.铝的重要化合物 (1)铝的氧化物(Al2O3)——两性氧化物 (2)铝的氢氧化物[Al(OH)3]——两性氢氧化物 ①Al(OH)3的两性表现 ②Al(OH)3受热分解:2Al(OH)3Al2O3+3H2O。 (3)铝盐——明矾 ①化学式为　　　　　　 　　　　,为复盐。  ②电离方程式为KAl(SO4)2K++Al3++2S。 ③应用:净水,净水原理为明矾电离出的Al3+在水中水解生成　　　　胶体,吸附水中悬浮物而沉淀,使水净化,其离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)四羟基合铝酸盐——四羟基合铝酸钠 ①向Na[Al(OH)4]溶液中滴加盐酸至过量,反应现象为先生成白色沉淀,然后沉淀又逐渐溶解至消失,有关反应的离子方程式为  　。  ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为　 。  3.铝矿石提铝 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与碱溶液反应,Fe2O3、MgO与酸溶液反应,因而可设计出两种提纯Al2O3的方案。 方案一:碱溶法 方案二:酸溶法 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和Al2O3都能与酸、碱反应 (　) (2)Al(OH)3能与胃酸(主要成分是盐酸)反应,常用作胃酸中和剂 (　) (3)1 mol Al与足量的硫酸或足量的NaOH溶液反应转移电子数相同 (　) (4)对铝制品的表面进行处理,常采用化学方法,如增加膜的厚度、对氧化膜进行着色等 (　) (5)下列物质的转化在给定条件下能够实现:Al2O3Na[Al(OH)4](aq)Al(OH)3 (　) (6)向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2的离子方程式:2[Al(OH)4]-+CO2 2Al(OH)3↓+C+H2O (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　镁、铝及其化合物性质及应用 1.[2025·广东汕头二模] 铝及其化合物具有广泛应用价值。下列用于解释事实的化学或离子方程式书写正确的是 (　) A.电解冶炼铝:2AlCl32Al+3Cl2↑ B.利用明矾进行净水:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+ C.往AlCl3溶液中通入过量氨水:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4N D.泡沫灭火器喷出白色泡沫用于灭火:Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑ 2.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后再过滤 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 题组二　铝土矿中提取铝的工艺流程 3.铝土矿中主要含有Al2O3,还有少量Fe2O3、SiO2杂质,从铝土矿中冶炼金属铝的方法如图所示(步骤①②③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列有关说法不正确的是(　) A.电解熔融Al2O3制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低Al2O3熔融所需的温度 B.步骤②的作用是除去母液1中的Fe3+和H+ C.步骤③生成沉淀的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2HC+Al(OH)3↓ D.将步骤①和步骤②顺序颠倒,再通入过量CO2也能得到Al(OH)3沉淀 4.[2025·河南郑州十校模拟] 铁路施工建设中常用铝热反应来焊接钢轨。某工厂以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有杂质Fe2O3和SiO2)为原料制备Al和Fe2O3,部分工艺流程如图所示。 请回答下列问题: (1)为了加快铝土矿酸浸时的反应速率,可以采取的措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(任写1点)。  (2)滤渣1的主要成分是　　　 　(写化学式)。  (3)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式:　　　　　　　　 　　　　　　　。  (4)“碱浸过滤”的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　,请设计实验验证此目的是否达成:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)CO2的结构式为　　　　　　;写出沉铝时生成Al(OH)3的离子方程式:　　 　　　　 　　　　　　　　　　。  (6)写出“熔融电解”步骤中生成Al的化学方程式:　　　　　　　　　 　　　。  考点二　铜及其重要化合物 1.铜单质 (1)物理性质:　　　 　色固体,具有导电性、导热性和延展性,不能被磁铁吸引。  (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化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(绿色固体)。  ②化学方程式:  　　　　　　　　　　。  ③与氧化性酸 a.与浓硫酸共热的化学方程式: 　　　　　　　　 　　。  b.与稀硝酸反应的离子方程式:　　　　 　　。  c.与浓硝酸反应的离子方程式:　　　　　　　 　　　。  ④与FeCl3溶液反应的离子方程式:　　　　　　　　　 　。  [微点拨1] ①铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。 ②Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解: 2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 　　　   　 　　  与酸反应(H+) 　　　　　　 　　  Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O 与H2反应 　　　　　　 　　  Cu2O+H22Cu+H2O 转化关系 4CuO2Cu2O+O2↑ [微点拨2] Cu+的性质及检验 ①+1价的铜有较强的还原性,易被氧化剂氧化为+2价。 ②+1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2+,利用这一原理可区分Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸(注意不能用硝酸检验),若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O。 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①的化学方程式:  　　　　　　　　　　。  反应②的离子方程式:  　　　　　　　　　　。  4.铜盐——硫酸铜 CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称　　 　　或　　　　 　。无水CuSO4为白色粉末,遇水变 　　　　色(生成CuSO4·5H2O)。  [微点拨3] ①无水CuSO4能用作检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂以干燥气体。 ②铜盐溶液有毒,具有杀菌作用,这是因为Cu2+是一种重金属离子,能使蛋白质变性而失去生理活性。 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2 (　) (2)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水(　) (3)将铁片置于CuSO4溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼 (　) (4)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 (　) (5)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈 (　) (6)“曾青得铁,则化为铜”,发生的反应为置换反应 (　) (7)除去Cu粉中混有的CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥 (　) (8)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成1 mol SO3分子 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组　铜及其化合物的性质和应用 1.[2025·河北衡水模拟] 以含有少量杂质Fe的粗铜为原料,制备蓝矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如图所示。 下列说法正确的是 (　) A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2 B.气体A为酸性氧化物,可与适量的氧气和水反应生成硝酸,循环利用 C.物质X可以使用氨水,且X过量对产物无影响 D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤 2.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]制备胆矾并测定其中结晶水的含量。流程如下: 回答问题: (1)步骤①的目的是　　　　 　　。  (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。  (3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为　。  (4)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是　　　 　　　　　　　　　　。  (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　　　　 　　　　　　 　　　　　　　　。  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)。  (6)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为　　　　　(写表达式)。  (7)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是　　　　(填标号)。  ①胆矾未充分干燥　②坩埚未置于干燥器中冷却　③加热时有少量胆矾迸溅出来 考点三　金属材料与金属矿物的开发利用 1.合金 [微点拨1] ①合金具有金属的大多共性。 ②合金中成分元素的含量影响着合金的性能。 2.常见金属材料 (1)分类 (2)三种常见的合金 3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在形式 (2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程是指将金属从其　　　　　　中还原出来,用于生产各种金属材料的过程,即　　　　　　　　　　(写反应通式,用M表示金属)。  (3)金属冶炼的方法 例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示) [微点拨2] ①冶炼Mg时只能电解MgCl2而不能电解MgO,原因是MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本。 ②冶炼Al时只能电解Al2O3而不能电解AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 ③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 【对点自测】 判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)合金的硬度一般大于它的成分金属,而熔点一般低于它的成分金属 (　) (2)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 (　) (3)利用MgO和铝粉在高温下发生铝热反应冶炼金属镁 (　) (4)钙单质可以从熔融TiCl4中置换出Ti (　) (5)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 (　) (6)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 (　) (7)用海水为原料制得精盐,再电解NaCl溶液制取金属钠 (　) 　　　　　　　　　　　　　　　 题组一　合金与金属材料 1.[2025·河南开封三模] 河南省作为文物大省,出土了大量珍贵文物。下列文物中,主要材质属于合金的是 (　) A.贾湖骨笛 B.后母戊鼎 C.武则天金简 D.四神云气图 2.[2024·湖南雅礼中学模拟] 航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是 (　) A.金属材料包括纯金属和它们的合金 B.合金的硬度一般比其成分金属大,但熔点一般比其成分金属低 C.铝合金应用十分广泛,因为它不仅价格合适,耐酸、碱腐蚀,而且具有优良的机械性能 D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温,广泛用于航空航天领域,如飞机发动机零件和火箭结构件 题组二　金属矿物的开发利用 3.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 4.[2025·陕西西安模拟] 金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是 (　) A.用电解法制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B.用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti:2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2 C.用Al作还原剂冶炼金属V:3V2O5+10Al6V+5Al2O3 D.用H2作还原剂冶炼金属Hg:HgO+H2Hg+H2O 经典真题·明考向 　　　　　　　　　　　　　　　 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)[2023·湖南卷] 青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 (　) (2)[2023·辽宁卷] 冶炼镁:2MgO(熔融)2Mg+O2↑ (　) (3)[2023·浙江卷] 铝有强还原性,可用于制作门窗框架 (　) (4)[2023·湖北卷] 用离子方程式表示Al(OH)3溶于烧碱溶液:Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]- (　) (5)[2022·湖北卷] Be2+与Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性 (　) (6)[2022·浙江卷] 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 (　) (7)[2022·广东卷] 铝能形成致密氧化膜,故技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 (　) 2.[2025·湖南卷] 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” 3.[2025·江苏卷] 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↑ 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14讲　金属材料　金属矿物的开发和利用 考点一 ● 夯实必备知识 1.(1)第三周期第ⅡA族　第三周期第ⅢA族　　　化合态　化合态 (2)延展性　导电性　导热性 (3)失去　还原 ①4Al+3O22Al2O3 ②Al+N+4H+Al3++NO↑+2H2O ③2Al+6H+2Al3++3H2↑ ④2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑ ⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 2.(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2O Al2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]- (2)①Al(OH)3+3H+Al3++3H2O Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]- (3)①KAl(SO4)2·12H2O　③Al(OH)3　Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+ (4)①[Al(OH)4 ]-+H+Al(OH)3↓+H2O,Al(OH)3+3H+Al3++3H2O ②2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O 【对点自测】 (1)√　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√　(6)× ● 提升关键能力 题组一 1.D　[解析] 工业上电解熔融氧化铝冶炼铝,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,A错误;明矾进行净水的原理是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,B错误;往AlCl3溶液中通入过量氨水生成Al(OH)3,Al(OH)3不溶于氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,C错误;泡沫灭火器中,Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑,D正确。 2.B　[解析] 向含有少量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,B错误。 题组二 3.D　[解析] Al2O3熔点较高,需要加入冰晶石,降低Al2O3熔融所需的温度,A正确;母液1含有AlCl3、FeCl3、HCl,步骤②中加入过量NaOH溶液,作用是除去H+、Fe3+,B正确;步骤③中通入过量CO2与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和HC,离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2HC+Al(OH)3↓,C正确;将步骤①和步骤②顺序颠倒,母液1含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,母液2中含有Al3+,再通入过量CO2不能得到Al(OH)3沉淀,D错误。 4.(1)适当升温(或粉碎铝土矿或酸浸时不断搅拌) (2)SiO2 (3)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O (4)分离Al3+和Fe3+[或将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀]　取少量滤液2,滴加少量KSCN溶液,若溶液不变红,则滤液2中不含Fe3+,碱浸过滤的目的达成 (5)OCO　CO2+[Al(OH)4]-HC+Al(OH)3↓ (6)2Al2O34Al+3O2↑ [解析] 铝土矿(主要成分为Al2O3,含有杂质Fe2O3和SiO2)加入过量稀硫酸,Al2O3、Fe2O3分别和硫酸反应生成Al3+、Fe3+,SiO2不与硫酸反应,则滤渣1为SiO2,滤液1中加入过量NaOH溶液,过滤得到的滤渣2为 Fe(OH)3, Fe(OH)3高温加热分解生成Fe2O3,滤液2中含[Al(OH)4]-,再通入过量CO2使[Al(OH)4]-完全沉淀为Al(OH)3并得到含HC的滤液3,Al(OH)3高温加热生成Al2O3,熔融电解生成铝单质和氧气。(1)为了加快铝土矿酸浸时的反应速率,可以采取的措施有适当升温、粉碎铝土矿和酸浸时不断搅拌。(2)由分析可知,滤渣1的主要成分是SiO2。(3)酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水,离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。(4)滤液1中的Al3+和过量NaOH溶液反应生成可溶的Na[Al(OH)4],Fe3+和NaOH反应生成不溶的Fe(OH)3沉淀,“碱浸过滤”的目的是分离Al3+和Fe3+或将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;设计实验验证此目的是否达成只需要检验滤液2中是否还含有Fe3+,操作为取少量滤液2,滴加少量KSCN溶液,若溶液不变红,则滤液2中不含Fe3+,碱浸过滤的目的达成。(5)CO2为直线形结构,结构式为;沉铝时,向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3和NaHCO3,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-HC+Al(OH)3↓。(6)“熔融电解”步骤中生成氧气和Al,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。 考点二 ● 夯实必备知识 1.(1)紫红 (2)①2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3 ②2Cu+SCu2S ③a.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O b.3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O c.Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O ④Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+ 2.黑色　砖红色　CuO+2H+Cu2++H2O　CuO+H2Cu+H2O 3.(2)Cu(OH)2CuO+H2O　Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O 4.蓝矾　胆矾　蓝 【对点自测】 (1)×　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)× ● 提升关键能力 题组 1.A　[解析] 粗铜(含少量Fe)加稀硫酸、稀硝酸溶解,生成NO和含Cu2+、Fe3+的溶液,向溶液中加物质X沉淀Fe3+,过滤,所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,根据3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O知,要使H+与N的物质的量比为4∶1,则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2,A正确;由分析可知,气体A为NO,不属于酸性氧化物,B错误;若物质X为氨水,则过量氨水会沉淀Cu2+生成Cu(OH)2沉淀进而得到[Cu(NH3)4]2+,使蓝矾产量降低,C错误;“操作Z”为从CuSO4溶液得到蓝矾晶体,步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D错误。 2.(1)除油污　(2)SO2 (3)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O (4)胆矾晶体易溶于水 (5)溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解　取滤液,向其中加入适量硫化钠溶液,使铜离子恰好完全沉淀,再加入I-,不能被氧化 (6)　(7)①③ [解析] 由流程中的信息可知,原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤,可以除去原料表面的油污;固体B与过量的稀硫酸、双氧水反应,其中的Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2均转化为CuSO4,溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合液,加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。 (1)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。(2)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。(3)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+H2SO4CuSO4+2H2O。(4)胆矾是一种易溶于水的晶体,用水洗涤会导致胆矾的产率降低,因此,经步骤④得到的胆矾不能用水洗涤。(5)ⅰ.H2O2常温下即能发生分解反应,在加热的条件下,其分解速率更快,溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解,因此,甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2。ⅱ.I-被氧化为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;除去溶液中的Cu2+的方法有多种,可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物,如加入Na2S将其转化为CuS沉淀,因此,乙同学的实验方案为取少量滤液D,向其中加入适量Na2S溶液,直至不再有沉淀生成,静置后向上层清液中加入少量KI溶液;实验结果为上层清液不变色,证明I-不能被除去Cu2+的溶液氧化,故只能是Cu2+将I-氧化为I2。(6)称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3,则水的质量是(m2-m3) g,根据CuSO4~nH2O知,=,解得n=。(7)胆矾未充分干燥,导致所测m2偏大,根据n=知,最终会导致所测结晶水数目偏高,①正确;坩埚未置于干燥器中冷却,部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾,导致所测m3偏大,根据n=,最终会导致所测结晶水数目偏低,②错误;加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出,会使m3数值偏小,根据n=知,最终会导致所测结晶水数目偏高,③正确。 考点三 ● 夯实必备知识 1.金属与非金属　低　大 2.(1)铁　铬 (2)组织结构　Cr　Ni　小　高　Cu、Zn 3.(1)化合物　金、铂 (2)化合物　Mn++ne-M (3)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑　MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ 2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　2CuO+C2Cu+CO2↑　2HgO2Hg+O2↑ 【对点自测】 (1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)× [解析] (2)生铁、钢中都含有非金属碳。 (7)电解NaCl溶液得到的是NaOH溶液而不是金属钠,应电解熔融态NaCl。 ● 提升关键能力 题组一 1.B　[解析] 贾湖骨笛主要成分为钙质盐类,不是合金,A错误;后母戊鼎是商代青铜器,是铜和锡的合金,B正确;武则天金简主体为金,是金属单质,不属于合金,C错误;四神云气图为壁画,其颜料采用矿物颜料,包括朱砂、孔雀石、石青等,不是合金, D错误。 2.C　[解析] 金属材料包括纯金属和它们的合金,A正确;合金的硬度一般比各成分金属大,熔点一般比各成分金属低,B正确;铝和氧化铝易与酸、碱溶液发生反应,不耐酸、碱腐蚀,C错误;新型钛合金强度高、质量轻、耐高温,广泛用于航空航天领域,如飞机发动机零件和火箭结构件,D正确。 题组二 3.D　[解析] 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。同时注意,此题易误选C,一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得,但在实际生活中,如在铁轨焊接等方面,是用铝热反应来制取的。 4.D　[解析] 电解熔融NaCl制取金属钠,反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,A正确;Mg的活泼性大于Ti,可用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti,反应的化学方程式是2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2,B正确;铝的还原性大于钒,用Al作还原剂可以冶炼金属V,反应的化学方程式是3V2O5+10Al6V+5Al2O3,C正确;Hg是不活泼金属,一般采用加热HgO的方法冶炼Hg,D错误。 经典真题·明考向 1.(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×　(7)√ [解析] (2)工业冶炼金属镁是通过电解熔融氯化镁,反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,错误。 (3)铝用于制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质,而不是利用它的还原性,错误。 (6)工业上通过电解熔融的无水MgCl2制取金属镁,错误 2.A　[解析] 金属材料包括纯金属及其合金,选项中的不锈钢是铁基合金,属于金属材料,A正确;金刚石是碳单质,属于无机非金属材料,B错误;玄武岩纤维是由天然玄武岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融拉丝制成的无机非金属材料,C错误;玻璃纤维的主要成分是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙,属于无机非金属材料,D错误。 3.B　[解析] [Cu(NH3)4]SO4可溶于水,步骤Ⅰ中,向CuSO4溶液中加入适量浓氨水,Cu2+与NH3·H2O反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,A错误;步骤Ⅱ中,向Cu(OH)2沉淀中加入浓氨水,得到的深蓝色溶液中铜元素的存在形式为[Cu(NH3)4]2+,Cu2+在配离子的内界,很难电离出来,而向Cu(OH)2沉淀中加入稀盐酸,得到的蓝色溶液中铜元素的存在形式为Cu2+,则c深蓝色(Cu2+)<c蓝色(Cu2+),B正确;步骤Ⅲ中无明显现象是因为[Cu(NH3)4]2+极难电离出Cu2+,溶液中Cu2+浓度太低,与铁发生反应的速率极慢,无明显现象,C错误;步骤Ⅲ中加入稀盐酸后,H+会与NH3结合生成N,使[Cu(NH3)4]2+Cu2++4NH3平衡正移,溶液中c(Cu2+)增大,Cu2+与铁发生置换反应析出红色的Cu,离子方程式为Fe+[Cu(NH3)4]2++4H+Fe2++Cu+4N,产生气泡表明加入的稀盐酸与铁钉发生置换反应:Fe+2H+H2↑+Fe2+,D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $