PAGEPAGE31第3節(jié)金屬材料金屬礦物的開發(fā)利用備考要點(diǎn)素養(yǎng)要求1.能說明常見金屬及其化合物的應(yīng)用(如金屬冶煉等)、對(duì)社會(huì)的價(jià)值、對(duì)環(huán)境的影響。2.了解鋁、銅及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用。3.了解常見金屬的活潑性依次和常見金屬的制備方法。1.宏觀辨識(shí)與微觀探析:相識(shí)鋁與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的反應(yīng)及其化合物的兩性,理解鋁及其化合物的性質(zhì)。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識(shí),能基于證據(jù)對(duì)金屬材料性質(zhì)提出可能的假設(shè),通過分析推理加以證明,能運(yùn)用模型說明化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):能對(duì)金屬的性質(zhì)提出有探究價(jià)值的問題;能從問題和假設(shè)動(dòng)身,確定探究目的,設(shè)計(jì)探究方案,進(jìn)行試驗(yàn)探究。考點(diǎn)一金屬材料與金屬礦物的開發(fā)和利用必備學(xué)問自主預(yù)診學(xué)問梳理1.合金微點(diǎn)撥①合金是混合物,合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所變更,但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。②并非全部的金屬都能相互形成合金,若一種金屬的熔點(diǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn),則二者不能形成合金。2.常見金屬材料(1)分類。(2)常見的合金材料。 ③鋁合金:密度小,強(qiáng)度高,塑性好,易于加工,具有較強(qiáng)的抗腐蝕實(shí)力。3.金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在。(2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)。金屬的冶煉過程就是把金屬從態(tài)還原為態(tài)的過程。即(寫反應(yīng)通式,用M表示金屬)。

(3)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)。微點(diǎn)撥①金屬冶煉與金屬活潑性的關(guān)系:②冶煉Mg時(shí)電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO,緣由是MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)會(huì)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。③冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,緣由是AlCl3是共價(jià)化合物,熔融態(tài)不導(dǎo)電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。(4)鋁熱反應(yīng)。試驗(yàn)原理Al和某些金屬氧化物在高溫下進(jìn)行,反應(yīng)快速并放出大量的熱,新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分別試驗(yàn)裝置試驗(yàn)現(xiàn)象①鎂帶猛烈燃燒,放出大量的熱,并發(fā)出刺眼的白光,氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生猛烈的反應(yīng)②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中試驗(yàn)結(jié)論高溫下,鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng),放出大量的熱,化學(xué)方程式為

原理應(yīng)用①可制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬,如鐵、鉻、錳、鎢等②常用于金屬焊接,如野外焊接鋼軌等自我診斷1.推斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)合金中至少含有兩種金屬元素,不含非金屬元素。()(2)合金中各種元素的含量肯定,所以合金是純凈物。()(3)合金的硬度一般大于成分金屬,而熔點(diǎn)一般低于成分金屬。()(4)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí),陰極上依次析出Cu、Fe、Al。()(5)可以用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦來制取單質(zhì)鈦。()(6)人類歷史上運(yùn)用鋁的時(shí)間比鐵晚,緣由是鋁不如鐵活潑。()2.冶煉金屬常用以下幾種方法:①熱分解法②以活潑金屬Na、Mg等作為還原劑③以C、CO或H2作為還原劑④電解法⑤利用鋁熱反應(yīng)原理還原下列金屬各采納哪種方法冶煉最佳(用上述方法的序號(hào)填空)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬。

(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬。

(3)Hg、Ag等不活潑金屬。

(4)V、Cr、Mn、W等高熔點(diǎn)金屬。

關(guān)鍵實(shí)力考向突破考向1合金的性質(zhì)及應(yīng)用【典例1】(2024福建莆田第七中學(xué)期中)明末科學(xué)家宋應(yīng)星出版的《天工開物》中記載了有關(guān)“五金”的內(nèi)容:“……黃金美者,其值去黑鐵(生鐵)一萬六千倍,然使釜、鬵(xín,一種炊具)、斤(這里指菜刀、鐮刀、鋤頭等)、斧不呈效于日用之間……貿(mào)遷有無,……”下列說明正確的是()A.明代運(yùn)用的釜、鬵一類的炊具都屬于青銅合金B(yǎng).添加了鉻、鎳的不銹鋼菜刀和農(nóng)具運(yùn)用后即使不保養(yǎng),也不會(huì)生銹C.金屬的另一個(gè)用途就是鑄成錢幣作為貿(mào)易交往中的流通手段D.黑鐵在空氣中發(fā)生的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕對(duì)點(diǎn)演練1下列說法中正確的是()A.鐵是人類最早運(yùn)用的金屬,鋼鐵屬于鐵碳合金B(yǎng).黑色金屬材料及它們的合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料C.金屬鎂有“國防金屬”的美譽(yù),也被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”D.銅綠的主要成分是堿式碳酸銅,這是銅在潮濕空氣中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的結(jié)果考向2金屬礦物的開發(fā)與利用【典例2】(2024河北邢臺(tái)月考)古代煉丹的五金通常是指金、銀、銅、鐵、錫。下列說法錯(cuò)誤的是()A.用焦炭熱還原SnO2可得到SnB.用H2還原Fe2O3可得到FeC.Cu2S與過量O2共熱產(chǎn)物中只含CuD.Ag2O干脆熱分解可得到Ag特殊提示(1)電解法冶煉活潑金屬運(yùn)用的是熔融的金屬鹽或金屬氧化物,而不是鹽溶液。(2)銅除了用熱還原法冶煉外,還可以用濕法煉銅或電解法進(jìn)行冶煉。對(duì)點(diǎn)演練2《五金·鐵》中記載:“若造熟鐵,則生鐵流出時(shí),相連數(shù)尺內(nèi),低下數(shù)寸,筑一方塘,短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi),數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪,即時(shí)炒成熟鐵。”以下說法不正確的是()A.金屬冶煉方法由金屬活潑性確定B.熟鐵比生鐵質(zhì)地更硬,延展性稍差C.炒鐵是為了降低鐵水中的含碳量D.該法與近代往生鐵水中吹空氣煉鋼異曲同工考點(diǎn)二鋁及其化合物必備學(xué)問自主預(yù)診學(xué)問梳理1.鋁的原子結(jié)構(gòu)和在自然界中的存在鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁位于元素周期表,自然界中的鋁全部以態(tài)存在。

2.鋁的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)。鋁是色、具有金屬光澤的固體,硬度,具有良好的、導(dǎo)熱性和延展性。

(2)化學(xué)性質(zhì)。寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:①Al形成致密的氧化膜,

②

③④離子方程式:

⑤

3.氧化鋁(1)物理性質(zhì):Al2O3是高熔點(diǎn)的氧化物,常作為材料及冶煉的原料。

(2)化學(xué)性質(zhì)(用離子方程式表示):兩性與強(qiáng)酸反應(yīng):4.氫氧化鋁(1)物理性質(zhì):Al(OH)3是難溶于水的白色膠狀沉淀,它能吸附水中的,常用于水的凈化,并能色素。

(2)化學(xué)性質(zhì)。①兩性與強(qiáng)酸反應(yīng):②受熱分解:化學(xué)方程式為。

(3)制備(用離子方程式表示)。微點(diǎn)撥(1)Al(OH)3具有兩性,能溶于強(qiáng)酸溶液(如鹽酸)、強(qiáng)堿溶液(如NaOH溶液),但不溶于弱酸溶液(如H2CO3溶液)、弱堿溶液(如氨水)。(2)既能與鹽酸反應(yīng)又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)有Al、Al2O3、Al(OH)3、多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、KHS、KHSO3、NaH2PO4等)及弱堿弱酸鹽(如CH3COONH4)等。(3)用鋁鹽與堿溶液反應(yīng)制取Al(OH)3時(shí),采納弱堿溶液氨水而不用強(qiáng)堿溶液。(4)用偏鋁酸鹽與酸反應(yīng)制取Al(OH)3時(shí),一般是向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,而不運(yùn)用強(qiáng)酸。5.Al3+、Al(OH)3、AlO2寫出上述轉(zhuǎn)化的離子方程式:(1)①;

②;

③。

(2)。

(3)。

(4)。

(5)①;

②。

(6)。

自我診斷1.推斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因?yàn)殇X不活潑。()(2)冶煉鋁時(shí)常用焦炭作為還原劑。()(3)氫氧化鋁可用于中和過多胃酸。()(4)Al2O3的熔點(diǎn)高,可作為耐高溫材料,試驗(yàn)室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等。()(5)常溫下不能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸,因它們都具有強(qiáng)氧化性。()(6)鋁與少量NaOH溶液反應(yīng)得到鋁鹽,與足量NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鹽。()(7)AlO2-與NH4(8)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)。()2.(2024江西新余第四中學(xué)檢測(cè))某化學(xué)愛好小組要在“校內(nèi)科藝節(jié)活動(dòng)”中運(yùn)用氫氣球表演節(jié)目。經(jīng)過測(cè)量,每個(gè)氫氣球的體積約為1.12L(已折成標(biāo)準(zhǔn)狀況)。已知愛好小組采納Al和氫氧化鈉溶液反應(yīng)制取氫氣。(1)若試驗(yàn)須要1L2.5mol·L-1的NaOH溶液,則要用拖盤天平稱取NaOH固體g。配制溶液過程中所需儀器除托盤天平、鑰匙、燒杯、玻璃棒外,還須要、(填儀器名稱)。

(2)該化學(xué)愛好小組為了營造氣氛,做了驚艷全場(chǎng)的鋁熱反應(yīng)(如下圖),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。愛好小組同學(xué)取反應(yīng)后的“鐵塊”溶于鹽酸,向其中滴加KSCN溶液,發(fā)覺溶液變紅色。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的緣由可能是。

(3)若要除去上述所得“鐵塊”中含有的氧化鋁,可選擇(填試劑名稱),所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

關(guān)鍵實(shí)力考向突破考向1鋁的性質(zhì)【典例1】如表中,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關(guān)系的推斷,完全正確的是()選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述Ⅱ推斷A鋁制炊具最好不要盛放酸性或堿性較強(qiáng)的液體食物因?yàn)锳l和Al2O3既可以與強(qiáng)酸反應(yīng)又可以與強(qiáng)堿反應(yīng)Ⅰ對(duì),Ⅱ?qū)?有B鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落鋁箔對(duì)熔化的鋁有較強(qiáng)的吸附作用Ⅰ對(duì),Ⅱ?qū)?有C海嘯使水源發(fā)生污染,可用明礬進(jìn)行消毒和凈化因?yàn)槊鞯\水解生成Al(OH)3膠體,具有吸附性Ⅰ對(duì),Ⅱ錯(cuò),無D鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運(yùn)濃硫酸或濃硝酸因?yàn)殍F和鋁不能與濃硫酸或濃硝酸反應(yīng)Ⅰ錯(cuò),Ⅱ?qū)?無對(duì)點(diǎn)演練1鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出H2的金屬,就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題:(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng),所得H2的體積之比是。

(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中,產(chǎn)生H2的體積之比是。

(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、肯定物質(zhì)的量濃度的HCl、NaOH溶液中,二者產(chǎn)生的H2相等,則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是。

(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩燒杯中分別加入等質(zhì)量的鋁粉,反應(yīng)結(jié)束后,測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質(zhì)量為(填字母)。

A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8g深度指津(1)鋁能與酸溶液反應(yīng)生成H2和鋁鹽(含Al3+),但與稀硝酸反應(yīng)不生成H2,且常溫下在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化。(2)鋁與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成H2和偏鋁酸鹽(含AlO2(3)鋁與酸或堿溶液反應(yīng)生成H2的量的計(jì)算及比較。Al與酸、堿反應(yīng),實(shí)質(zhì)上都是Al0Al+3,2H+1H02①等質(zhì)量的鋁分別與足量鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為V(H2②足量的鋁分別與含等物質(zhì)的量HCl和NaOH的溶液反應(yīng),產(chǎn)生氫氣的體積比為V(H2③等質(zhì)量的鋁分別與溶質(zhì)物質(zhì)的量相等的鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),若產(chǎn)生氫氣的體積比為13a.鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí),鋁過量而鹽酸不足。b.鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí),鋁不足而氫氧化鈉溶液過量。考向2含鋁化合物的性質(zhì)【典例2】(2024甘肅武威第十八中學(xué)診斷考試)工業(yè)上用鋁土礦(主要成分為Al2O3,含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下:下列敘述正確的是()A.試劑X可以是氫氧化鈉溶液,也可以是鹽酸B.反應(yīng)①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D.反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3對(duì)點(diǎn)演練2(2024北京月考)鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)金屬,某小組探究Al粉與Fe3O4發(fā)生反應(yīng)所得黑色固體的成分,試驗(yàn)過程及現(xiàn)象如下:下列說法不正確的是()A.反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H2B.反應(yīng)②為Al2O3+2OH-2AlO2-+H2C.反應(yīng)③的白色沉淀是Al(OH)3D.黑色固體中不含Al和Fe3O4深度指津含鋁化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用(1)Al3+、AlO2-、Al(OH)(2)可溶性鋁鹽與強(qiáng)堿(如NaOH)溶液反應(yīng),鋁元素的存在形式。(3)含鋁化合物轉(zhuǎn)化關(guān)系的應(yīng)用。①推斷離子共存問題:Al3+與OH-及AlO2-、CO32-、S2-等弱酸根陰離子或AlO2-與H+②鑒別物質(zhì)(利用滴加試劑依次不同,現(xiàn)象不同):a.向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后沉淀溶解。b.向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液,起先無明顯現(xiàn)象,后產(chǎn)生白色沉淀,沉淀不溶解。(4)含鋁元素雜質(zhì)的除雜方法歸類。利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強(qiáng)堿溶液的特性,可除去很多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì),如下列除雜過程(括號(hào)中物質(zhì)為雜質(zhì)):①M(fèi)g(Al):加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、干燥;②Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、干燥;③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液,過濾、洗滌、干燥;④Mg2+(Al3+):加過量NaOH溶液,過濾、洗滌,再加酸充分溶解得到的沉淀。考點(diǎn)三銅及其重要化合物必備學(xué)問自主預(yù)診學(xué)問梳理1.單質(zhì)銅(1)銅的物理性質(zhì):銅是一種有金屬光澤的色固體,有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性(僅次于銀,可用于制電纜),有良好的延展性。

(2)銅的化學(xué)性質(zhì):與Cu反應(yīng)的物質(zhì)化學(xué)方程式非金屬O2(產(chǎn)物為色固體)

Cl2(產(chǎn)生棕黃色煙)

氧化性酸濃硫酸

濃硝酸

稀硝酸

鹽溶液AgNO3溶液

FeCl3溶液

微點(diǎn)撥(1)通常利用反應(yīng)2Cu+O22CuO除去某些混合氣體中的少量O2。(2)銅為變價(jià)金屬,與Cl2反應(yīng)生成CuCl2,與S反應(yīng)生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。(3)Cu與稀硫酸不反應(yīng),但在通入O2的條件下,Cu可在稀硫酸中漸漸溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。2.銅的重要化合物(1)黑色氧化銅在高溫下分解為磚紅色的Cu2O,化學(xué)方程式為;磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應(yīng),溶液變藍(lán),同時(shí)生成紅色的單質(zhì)銅,離子方程式為。

(2)氫氧化銅,色水的固體。其化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用如下:

反應(yīng)①的化學(xué)方程式:;

反應(yīng)②的離子方程式:。

(3)Cu2(OH)2CO3的名稱為,是銅綠、孔雀石的主要成分,受熱分解可生成黑色的氧化銅,化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,可溶于稀硫酸,離子方程式為Cu2(OH)2CO3+4H+2Cu2++CO2↑+3H2O。

(4)藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末,化學(xué)方程式為CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。微點(diǎn)撥(1)無水CuSO4可作為檢驗(yàn)水的試劑,但不能作為水蒸氣的汲取試劑而用于除雜。(2)銅鹽溶液有毒,主要是因?yàn)镃u2+作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液,用來殺滅植物病毒而削減病蟲害。3.銅的冶煉(1)濕法煉銅:Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(2)高溫?zé)掋~:工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅):2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)2Cu2S+3O22Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑電解精煉銅的原理是用粗銅為陽極,銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2+,用純銅棒為陰極,Cu2+在陰極上得電子生成銅。自我診斷1.推斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)CuO是黑色固體,與水反應(yīng)生成Cu(OH)2。()(2)將氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣。()(3)CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變更。()(4)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分,在干燥的空氣中銅不易生銹。()(5)1molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子。()(6)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。()(7)將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,可制得無水CuCl2固體。()2.孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學(xué)設(shè)計(jì)從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸):(1)反應(yīng)①能視察到的現(xiàn)象是,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)反應(yīng)②加入的金屬可能是,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為。

(3)操作a可能的方法是,欲除掉的雜質(zhì)為;要從操作a所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體,須要進(jìn)行的操作是。

關(guān)鍵實(shí)力考向突破考向1銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用【典例1】(2024黑龍江牡丹江第一高級(jí)中學(xué)期末)為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì),某同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行了下列試驗(yàn)。下列說法錯(cuò)誤的是()A.高溫加熱裝置中發(fā)生的反應(yīng)為3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)B.虛線框處宜選擇的裝置是甲C.試驗(yàn)時(shí)將螺旋狀銅絲加熱變黑后再趁熱快速伸入試管中,可視察到銅絲由黑色變?yōu)榧t色D.試驗(yàn)后,可用鋁粉在高溫下還原玻璃管中的固體獲得鐵單質(zhì)對(duì)點(diǎn)演練1(2024全國3,7)宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的漂亮景色,歷經(jīng)千年色調(diào)依舊,其中綠色來自孔雀石顏料[主要成分為Cu(OH)2·CuCO3],青色來自藍(lán)銅礦顏料[主要成分為Cu(OH)2·2CuCO3]。下列說法錯(cuò)誤的是()A.保存《千里江山圖》需限制溫度和濕度B.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化C.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿D.Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3深度指津銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性Cu紫紅色,有金屬光澤固態(tài),難溶于非氧化性酸,易溶于強(qiáng)氧化性酸CuSO4白色粉末,易溶于水,水溶液呈藍(lán)色CuO黑色粉末,可溶于酸溶液CuSO4·5H2O藍(lán)色晶體Cu2O磚紅色固體,難溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+)Cu2(OH)2CO3綠色粉末,難溶于水,可溶于酸溶液續(xù)表物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性CuClCuI白色粉末,難溶于水Cu(OH)2藍(lán)色難溶于水,可溶于酸溶液CuS黑色粉末,難溶于水及非氧化性強(qiáng)酸[Cu(NH3)4]2+深藍(lán)色絡(luò)合離子,溶于水提示:反應(yīng)CuSO4+H2SCuS+H2SO4可說明CuS難溶于非氧化性強(qiáng)酸。考向2銅及其化合物的制備【典例2】工業(yè)上由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的汲取。

a.濃硫酸b.濃硝酸c.NaOH溶液d.氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在(填離子符號(hào)),檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2+的方法是(注明試劑、現(xiàn)象)。

(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。

(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。

a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)c.溶液中Cu2+向陽極移動(dòng)d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用化學(xué)反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極電極反應(yīng)式為。

對(duì)點(diǎn)演練2(2024江西撫州南城一中期末)CuSO4是一種重要的化工原料,其制備途徑及性質(zhì)如圖所示(假設(shè)恰好完全反應(yīng))。下列說法正確的是()A.途徑①所用混酸中,H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比為2∶3B.1molCuSO4在1100℃反應(yīng)所得混合氣體中O2為0.75molC.Z只能是葡萄糖D.相對(duì)于途徑①③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心速記1.金屬的制法(1)電解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活潑金屬)(2)熱還原法(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu等較活潑金屬)(3)熱分解法(Hg、Ag等不活潑金屬)2.駕馭3種制備氫氧化鋁的方法(1)向鋁鹽溶液中加入氨水,離子方程式為Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+(2)NaAlO2溶液中通入足量CO2,離子方程式為AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HCO(3)NaAlO2溶液與AlCl3溶液混合:3AlO2-+Al3++6H2O4Al(OH)3↓3.必記五反應(yīng)(1)工業(yè)上冶煉Mg:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑(2)工業(yè)上冶煉Al:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(3)工業(yè)上冶煉Fe:3CO+Fe2O32Fe+3CO2(4)鋁熱反應(yīng):Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(5)銅綠的生成:2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO303學(xué)科素養(yǎng)提升無機(jī)化工流程解題指導(dǎo)素養(yǎng)解讀1.無機(jī)化工流程題要求學(xué)生能相識(shí)化學(xué)現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系,能運(yùn)用多種模型來描述和說明化學(xué)現(xiàn)象,預(yù)料物質(zhì)及其變更的可能結(jié)果;能依據(jù)物質(zhì)及其變更的信息建構(gòu)模型,建立解決困難化學(xué)問題的思維框架,考查學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知實(shí)力。2.無機(jī)化工流程題涉及的問題包括:原料的預(yù)處理、反應(yīng)條件的限制、化學(xué)反應(yīng)原理、綠色化學(xué)問題、化工生產(chǎn)平安等。上述問題要求學(xué)生具有終身學(xué)習(xí)的意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)看法;崇尚真理,形成真理面前人人同等的意識(shí);關(guān)注與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題,相識(shí)環(huán)境愛護(hù)和資源合理開發(fā)的重要性,具有可持續(xù)發(fā)展意識(shí)和綠色化學(xué)觀念;深刻理解化學(xué)、技術(shù)、社會(huì)和環(huán)境之間的相互關(guān)系,贊許化學(xué)對(duì)社會(huì)發(fā)展的重大貢獻(xiàn),能運(yùn)用已有學(xué)問和方法綜合分析化學(xué)過程對(duì)自然可能帶來的各種影響,權(quán)衡利弊,勇于擔(dān)當(dāng)責(zé)任,主動(dòng)參與有關(guān)化學(xué)問題的社會(huì)決策。培育學(xué)生的科學(xué)看法與社會(huì)責(zé)任。案例探究情境:新型負(fù)載鎳催化劑的應(yīng)用是近年來加氫工藝技術(shù)革新的起先,負(fù)載鎳催化劑在空氣中平安穩(wěn)定,投料好稱量,操作平安性高。最重要的是新型負(fù)載鎳催化劑具有平穩(wěn)的活性釋放特性,在生產(chǎn)制作的過程中比骨架鎳要?jiǎng)蚍Q,且單位質(zhì)量或體積的活性中心差別不大,但骨架鎳會(huì)有比較大的區(qū)分。新型負(fù)載催化劑是一種特別適合將來連續(xù)化大生產(chǎn)的催化劑,目前多采納無定形硅藻土為載體,其比表面積大,結(jié)合力強(qiáng),能讓鎳分散得很勻稱,有效地降低了反應(yīng)“熱點(diǎn)”,使活性釋放緩慢。【典例】(2024全國3,27)某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質(zhì)。采納如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O):溶液中金屬離子起先沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Ni2+Al3+Fe3+Fe2+起先沉淀時(shí)(c=0.01mol·L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(shí)(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH8.74.73.29.0回答下列問題:(1)“堿浸”中NaOH的兩個(gè)作用分別是。為回收金屬,用稀硫酸將“濾液①”調(diào)為中性,生成沉淀。寫出該反應(yīng)的離子方程式。

(2)“濾液②”中含有的金屬離子是。

(3)“轉(zhuǎn)化”中可替代H2O2的物質(zhì)是。若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,即,“濾液③”中可能含有的雜質(zhì)離子為。

(4)利用上述表格數(shù)據(jù),計(jì)算Ni(OH)2的Ksp=(列出計(jì)算式)。假如“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應(yīng)限制的pH范圍是。

(5)硫酸鎳在強(qiáng)堿溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應(yīng)的離子方程式。

(6)將分別出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)運(yùn)用,其意義是。

解析(1)廢鎳催化劑中能與NaOH溶液反應(yīng)的有油脂、鋁及其氧化物。濾液①中的溶質(zhì)為NaAlO2、高級(jí)脂肪酸鈉和甘油,當(dāng)向該濾液中滴加稀硫酸將溶液調(diào)為中性時(shí),其中的NaAlO2可與稀硫酸反應(yīng)得到Al(OH)3沉淀。(2)濾餅①的成分為Ni、Fe及其氧化物等,用稀硫酸酸浸時(shí)可得到NiSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3等,則濾液②中的金屬陽離子有Ni2+、Fe2+、Fe3+。(3)加H2O2溶液“轉(zhuǎn)化”的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,替代起氧化作用的H2O2溶液的可以為O2或空氣,這樣既能將Fe2+氧化,又不引進(jìn)新雜質(zhì)。由于Fe2+起先沉淀、沉淀完全時(shí)的pH與Ni2+的相近,所以若工藝流程改為先“調(diào)pH”后“轉(zhuǎn)化”,則“調(diào)pH”得到Fe(OH)3沉淀,Fe2+與Ni2+一起存在于溶液中,通過“轉(zhuǎn)化”(氧化)使Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)镕e3+而被沉淀出來,則濾液③中可能的雜質(zhì)離子為氧化得到的Fe3+。(4)依據(jù)Ni2+起先沉淀時(shí)的pH為7.2,可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)·c2(OH-)=0.01×(107.2-14)2;依據(jù)Ni2+完全沉淀時(shí)的pH為8.7,也可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)·c2(OH-)=10-5×(108.7-14)2。“調(diào)pH”是為了使Fe3+沉淀完全,依據(jù)Fe3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2可知,pH應(yīng)大于3.2;同時(shí)不能使Ni2+沉淀,則c(Ni2+)·c2(OH-)<0.01×(107.2-14)2,依據(jù)c(Ni2+)=1.0mol·L-1,可求得c(OH-)<10-7.8mol·L-1,對(duì)應(yīng)c(H+)>10-6.2mol·L-1,則“調(diào)pH”的pH應(yīng)小于6.2,則“調(diào)pH”限制的pH范圍是3.2~6.2。(5)Ni2+被ClO-氧化為NiOOH,ClO-被還原為Cl-,依據(jù)電子守恒可配平得:2Ni2++ClO-2NiOOH↓+Cl-,最終可配平得:2Ni2++ClO-+4OH-2NiOOH↓+Cl-+H2O。(6)母液中含有未結(jié)晶的硫酸鎳,循環(huán)運(yùn)用母液可提高鎳的回收率。答案(1)除去油脂、溶解鋁及其氧化物AlO2-+H2O+H+Al(OH)3(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+(3)O2或空氣Fe3+(4)0.01×(107.2-14)2[或10-5×(108.7-14)2]3.2~6.2(5)2Ni2++ClO-+4OH-2NiOOH↓+Cl-+H2O(6)提高鎳回收率方法規(guī)律1.工藝流程題過程解讀(1)讀流程圖。①箭頭:箭頭進(jìn)入的是投料(反應(yīng)物),出去的是主產(chǎn)物或副產(chǎn)物(生成物)。②三線:出線和進(jìn)線均表示物料流向或操作流程,可逆線表示物質(zhì)循環(huán)。(2)解題要點(diǎn)。①審題要點(diǎn):a.了解生產(chǎn)目的、原料及產(chǎn)品;b.了解題目供應(yīng)的信息;c.分析各步的反應(yīng)條件、原理及物質(zhì)成分;d.理解物質(zhì)分別、提純、條件限制等操作的目的及要點(diǎn)。②答題切入點(diǎn):a.原料及產(chǎn)品的分別提純;b.生產(chǎn)目的及反應(yīng)原理;c.生產(chǎn)要求及反應(yīng)條件;d.有關(guān)產(chǎn)率、產(chǎn)量及組成的計(jì)算;e.綠色化學(xué)。(3)解題方法。①首尾分析法:對(duì)線型流程工藝(從原料到產(chǎn)品為一條線的生產(chǎn)工序)試題,首先對(duì)比分析流程圖中的第一種物質(zhì)(原材料)與最終一種物質(zhì)(產(chǎn)品),從今分析中找出它們的關(guān)系,弄清原料轉(zhuǎn)化的基本原理和除雜、分別、提純的化工工藝,再結(jié)合題設(shè)問題,逐一解答。②分段分析法:對(duì)于用同樣的原料生產(chǎn)多種(兩種或兩種以上)產(chǎn)品(含副產(chǎn)品)的工藝流程題,用此法更簡單找到解題的切入點(diǎn)。③交叉分析法:有些化工生產(chǎn)選用多組原材料,先合成一種或幾種中間產(chǎn)品,再用這一中間產(chǎn)品與部分其他原材料生產(chǎn)所需的主要產(chǎn)品,這種題適合用交叉分析法。就是將供應(yīng)的流程示意圖結(jié)合常見化合物的制取原理劃分成幾條生產(chǎn)流水線,然后上下交叉分析。2.無機(jī)化工流程題中表述性詞匯“十大答題方向”化工生產(chǎn)流程和綜合試驗(yàn)題中常常會(huì)出現(xiàn)一些表述性詞語,這些表述性詞語就是隱性的信息,它可以示意我們所應(yīng)考慮的答題角度。①“限制較低溫度”——常考慮物質(zhì)的揮發(fā)、物質(zhì)的不穩(wěn)定性和物質(zhì)的轉(zhuǎn)化等。②“加過量試劑”——常考慮反應(yīng)完全或增大轉(zhuǎn)化率、提高產(chǎn)率等。③“能否加其他物質(zhì)”——常考慮會(huì)不會(huì)引入雜質(zhì)或是否影響產(chǎn)品的純度。④“在空氣中或在其他氣體中”——主要考慮O2、H2O、CO2或其他氣體是否參與反應(yīng)或達(dá)到防氧化、防水解、防潮解等目的。⑤“推斷沉淀是否洗凈”——常取少量最終一次洗滌液置于試管中,向其中滴加某試劑,以檢驗(yàn)?zāi)撤N離子是否存在。⑥“檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)的設(shè)計(jì)方案”——通常取少量某液體置于試管中,加入另一試劑,通過產(chǎn)生的某種現(xiàn)象得出結(jié)論。⑦“限制pH”——常考慮防水解、促進(jìn)生成沉淀或除去雜質(zhì)等。⑧“用某些有機(jī)試劑清洗”——常考慮降低物質(zhì)溶解度有利于析出、削減損耗和提高利用率等。⑨“趁熱過濾(或冰水洗滌)”的目的——防止某些物質(zhì)降溫時(shí)會(huì)析出(或升溫時(shí)會(huì)溶解)而帶入新的雜質(zhì)。⑩“反應(yīng)中實(shí)行加熱措施”的作用——一般是為了增大反應(yīng)速率或加速某固體的溶解。素養(yǎng)提升1.(2024北京化學(xué),18)MnO2是重要的化工原料,由軟錳礦制備MnO2的一種工藝流程如圖:軟錳礦Mn2+溶出液Mn2+純化液MnO2資料:①軟錳礦的主要成分為MnO2,主要雜質(zhì)有Al2O3和SiO2。②金屬離子沉淀的pH:離子Fe3+Al3+Mn2+Fe2+起先沉淀時(shí)1.53.45.86.3完全沉淀時(shí)2.84.77.88.3③該工藝條件下,MnO2與H2SO4反應(yīng)。(1)溶出。①溶出前,軟錳礦需研磨。目的是。

②溶出時(shí),Fe的氧化過程及得到Mn2+的主要途徑如圖所示:ⅰ.步驟Ⅱ是從軟錳礦中溶出Mn2+的主要反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式是。

ⅱ.若Fe2+全部來自于反應(yīng)Fe+2H+Fe2++H2↑,完全溶出Mn2+所需Fe與MnO2的物質(zhì)的量比值為2。而實(shí)際比值(0.9)小于2,緣由是。

(2)純化。已知:MnO2的氧化性與溶液pH有關(guān)。純化時(shí)先加入MnO2,后加入NH3·H2O,調(diào)溶液pH≈5,說明試劑加入依次及調(diào)整pH的緣由:。

(3)電解。Mn2+純化液經(jīng)電解得MnO2。生成MnO2的電極反應(yīng)式是。

(4)產(chǎn)品純度測(cè)定。向ag產(chǎn)品中依次加入足量bgNa2C2O4和足量稀硫酸,加熱至充分反應(yīng)。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液的體積為dL(已知:MnO2及MnO4-均被還原為Mn2+。相對(duì)分子質(zhì)量:MnO2—86.94;Na2C2O4—134.0),產(chǎn)品純度為2.(2024山東化學(xué),16)用軟錳礦(主要成分為MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制備高純MnCO3的工藝流程如下:已知:MnO2是一種兩性氧化物;25℃時(shí)相關(guān)物質(zhì)的Ksp見下表。物質(zhì)Fe(OH)2Fe(OH)3Al(OH)3Mn(OH)2Ksp1×10-16.31×10-38.61×10-32.31×10-12.7回答下列問題:(1)軟錳礦預(yù)先粉碎的目的是,MnO2與BaS溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為MnO的化學(xué)方程式為。

(2)保持BaS投料量不變,隨MnO2與BaS投料比增大,S的量達(dá)到最大值后無明顯變更,而Ba(OH)2的量達(dá)到最大值后會(huì)減小,減小的緣由是。

(3)濾液Ⅰ可循環(huán)運(yùn)用,應(yīng)當(dāng)將其導(dǎo)入到操作中(填操作單元的名稱)。

(4)凈化時(shí)需先加入的試劑X為(填化學(xué)式),再運(yùn)用氨水調(diào)溶液的pH,則pH的理論最小值為(當(dāng)溶液中某離子濃度c≤1.0×10-5mol·L-1時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全)。

(5)碳化過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

3.(2024全國1,26)硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工業(yè)。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:回答下列問題:(1)在95℃“溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“汲取”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(2)“濾渣1”的主要成分有。為檢驗(yàn)“過濾1”后的濾液中是否含有Fe3+離子,可選用的化學(xué)試劑是。

(3)依據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)4-,Ka=5.81×10-10,可推斷H3BO3是酸;在“過濾2”前,將溶液pH調(diào)整至3(4)在“沉鎂”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的離子方程式為

,母液經(jīng)加熱后可返回工序循環(huán)運(yùn)用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是。

第3節(jié)金屬材料金屬礦物的開發(fā)利用考點(diǎn)一金屬材料與金屬礦物的開發(fā)和利用必備學(xué)問·自主預(yù)診1.金屬與非金屬金屬特性低大2.(2)①高碳中碳低碳鉻(Cr)和鎳(Ni)3.(1)正(2)化合游離Mn++ne-M(3)MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO22CuO+C2Cu+CO2↑(4)Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3自我診斷1.答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×2.答案(1)③(2)④(3)①(4)⑤關(guān)鍵實(shí)力·考向突破典例1C明代運(yùn)用的釜、鬵都屬于鐵合金,故A錯(cuò)誤;不銹鋼制作就是在一般鋼中添加鉻、鎳等元素變更了鋼鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu),不銹鋼不簡單生銹;家里用的農(nóng)具是鐵合金,假如沒剛好洗干凈后晾干,鐵能與氧氣、水分同時(shí)接觸,簡單發(fā)生電化學(xué)腐蝕而生銹,故B錯(cuò)誤;金屬可以用來鑄成錢幣作為貿(mào)易交往中的流通手段,故C正確;生鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕,故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)演練1B銅是人類最早運(yùn)用的金屬,A錯(cuò)誤;金屬鈦被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”,C錯(cuò)誤;銅綠是銅與空氣中的氧氣、水蒸氣和二氧化碳干脆作用生成的,并未發(fā)生電化學(xué)腐蝕,D錯(cuò)誤。典例2C依據(jù)金屬活潑性依次可知,可以用熱還原法冶煉Sn,因此可以用焦炭熱還原SnO2得到Sn,故A正確;依據(jù)金屬活潑性依次可知,也可以用熱還原法冶煉Fe,因此可以用H2還原Fe2O3得到Fe,故B正確;銅能夠與氧氣反應(yīng),Cu2S與過量O2共熱產(chǎn)物中含有CuO等,故C錯(cuò)誤;銀的活潑性較差,工業(yè)上將Ag2O干脆加熱分解可得到Ag,故D正確。對(duì)點(diǎn)演練2B活潑性不同的金屬,其冶煉方法不同,即金屬冶煉方法由金屬活潑性確定,故A正確;熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟,且延展性好,故B錯(cuò)誤;炒鐵過程中降低了鐵水中的含碳量,從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵,故C正確;該冶煉方法和近代往生鐵水中吹空氣煉鋼,都是利用空氣中的氧氣氧化碳元素,其原理基本相同,故D正確。考點(diǎn)二鋁及其化合物必備學(xué)問·自主預(yù)診1.第三周期第ⅢA族化合2.(1)銀白較小導(dǎo)電性(2)①4Al+3O22Al2O3②2Al+3Cl22AlCl3③2Al+6H+2Al3++3H2↑④2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O33.(1)耐火金屬鋁(2)Al2O3+6H+2Al3++3H2OAl2O3+2OH-2AlO2-+H24.(1)懸浮物吸附(2)①Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-AlO2-+2H2O②2Al(OH)3Al2O3+3H2O(3)Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4Al3++3AlO2-+6H2O4Al(OH)3AlO2-+CO2+2H2OAl(OH)3↓+HC5.(1)①Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4②Al3++3AlO2-+6H2O4Al(OH)3③Al3++3OH-Al(OH)3↓(2)Al(OH)3+3H+Al3++3H2O(3)Al3++4OH-AlO2-+2H2(4)AlO2-+4H+Al3++2H2(5)①2AlO2-+CO2+3H2O2Al(OH)3↓+C②AlO2-+H++H2OAl(OH)3(6)Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2自我診斷1.答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)×2.答案(1)1001000mL容量瓶膠頭滴管(2)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe固體中有沒反應(yīng)完的磁性氧化鐵或熔融的鐵被空氣中的氧氣氧化(3)氫氧化鈉溶液Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O關(guān)鍵實(shí)力·考向突破典例1A因?yàn)锳l和Al2O3既可以與強(qiáng)酸反應(yīng),又可以與強(qiáng)堿反應(yīng),故最好不要盛放酸性或堿性較強(qiáng)的液體食物,兩者有因果關(guān)系,A正確;鋁與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁,其熔點(diǎn)高,鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落,Ⅱ錯(cuò),B錯(cuò)誤;明礬中鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體,膠體吸附水中的懸浮物而凈化水,不能殺菌消毒,C錯(cuò)誤;鐵和鋁與濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化反應(yīng),D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)演練1答案(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A解析(1)依據(jù)化學(xué)方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,Al與H2的關(guān)系式均為2Al~3H2,故只要參與反應(yīng)的Al的量相等,所得H2的量必相等。(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中Al過量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量確定。依據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式:6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故當(dāng)HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí),二者產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量之比是1∶3,即產(chǎn)生H2的體積之比為1∶3。(3)因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生H2的量相等,依據(jù)關(guān)系式可得n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因?yàn)閮扇芤后w積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。(4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。可見當(dāng)參與反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量相同時(shí),產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設(shè)條件體積比為1∶2,說明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來說是過量的,而對(duì)于NaOH來說是不足的。2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ 6mol 3mol 3mol·L-1×0.1L 0.15mol則Al與NaOH溶液反應(yīng)生成的H2為0.15mol×2=0.3mol。2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑ 2×27g 3mol 5.4g 0.3mol即投入的鋁粉的質(zhì)量為5.4g。典例2D由溶液乙通入過量的Y生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉可知,溶液乙中含有偏鋁酸根、氣體Y為二氧化碳,故試劑X可以是氫氧化鈉溶液,不行能為鹽酸,故A錯(cuò)誤;氧化鐵與氫氧化鈉不反應(yīng),反應(yīng)①后過濾所得沉淀為氧化鐵,故B錯(cuò)誤;電解熔融氧化鋁生成鋁,屬于氧化還原反應(yīng),故C錯(cuò)誤;反應(yīng)②為過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3,故D正確。對(duì)點(diǎn)演練2D探究Al粉與Fe3O4發(fā)生反應(yīng)所得黑色固體的成分,由試驗(yàn)可知,黑色固體與稀硫酸反應(yīng)生成氣體,黑色固體可能含有鋁或者鐵或者二者都有。向溶液b中加KSCN溶液不變紅,可知溶液b不含鐵離子;黑色固體與NaOH溶液反應(yīng)無氣體產(chǎn)生,則肯定不含Al,則黑色固體含有鐵。溶液a與二氧化碳反應(yīng)生成白色沉淀為氫氧化鋁,則黑色固體中肯定含氧化鋁。反應(yīng)①產(chǎn)生的氣體是H2,為金屬與稀硫酸反應(yīng)生成,故A正確;黑色固體含氧化鋁,則反應(yīng)②為Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O,故B正確;反應(yīng)③中AlO2-與二氧化碳反應(yīng),可知白色沉淀是Al(OH)3,故C正確;黑色固體中不含Al,可能含F(xiàn)e3考點(diǎn)三銅及其重要化合物必備學(xué)問·自主預(yù)診1.(1)紫紅(2)2Cu+O22CuO黑Cu+Cl2CuCl2Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2OCu+4HNO3(濃)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2AgNO3Cu(NO3)2+2AgCu+2FeCl3CuCl2+2FeCl22.(1)4CuO2Cu2O+O2↑Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O(2)藍(lán)不溶于Cu(OH)2CuO+H2OCu(OH)2+2H+Cu2++2H2O(3)堿式碳酸銅自我診斷1.答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√(7)×2.答案(1)固體漸漸消逝,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,有氣泡產(chǎn)生Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2↑+3H2O(2)鐵Fe+Cu2+Fe2++Cu(答案合理即可)(3)過濾難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶關(guān)鍵實(shí)力·考向突破典例1B高溫加熱裝置中鐵粉與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵與氫氣,化學(xué)方程式為3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g),故A正確;生成氫氣的密度比空氣的密度小,所以用向下排空氣法收集H2,應(yīng)選擇裝置乙,故B錯(cuò)誤;氧化銅與氫氣在加熱時(shí)反應(yīng)生成銅和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H2Cu+H2O,所以銅絲由黑色變?yōu)榧t色,故C正確;玻璃管中的固體含有Fe3O4,鋁粉與Fe3O4發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成氧化鋁和鐵單質(zhì),故D正確。對(duì)點(diǎn)演練1C字畫保存須要限制相宜的溫度和濕度,溫度、濕度過高或過低,均對(duì)字畫的保存造成危害,A項(xiàng)正確;Cu(OH)2、CuCO3中Cu、H、C元素都處于最高價(jià),無還原性,不易被O2氧化,B項(xiàng)正確;Cu(OH)2、CuCO3都可與酸性物質(zhì)反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于Cu(OH)2中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),故Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),D項(xiàng)正確。典例2答案(1)cd(2)Fe3+取少量待測(cè)液置于試管中,加入酸性高錳酸鉀溶液,紫色褪去,則含有Fe2+(3)3Cu2O+2Al6Cu+Al2O3(4)bd(5)O2+4e-+4H+2H2O解析(1)依據(jù)題意分析,氣體A中的大氣污染物為二氧化硫,能夠被NaOH溶液或氨水汲取。濃硫酸不能汲取二氧化硫。濃硝酸與二氧化硫反應(yīng)會(huì)生成一氧化氮,從而污染環(huán)境。(2)熔渣B中含有鐵元素的化合物,加入稀硫酸溶解,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在Fe3+,檢驗(yàn)Fe2+時(shí),可加入酸性KMnO4溶液,溶液紫色褪去,說明含有Fe2+。(3)泡銅中化合態(tài)的銅在高溫下可被金屬鋁置換出來:3Cu2O+2Al6Cu+Al2O3。(4)精煉粗銅時(shí),粗銅為陽極,純銅為陰極,硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液,a.電能不能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,還會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能,錯(cuò)誤;b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng),正確;c.溶液中Cu2+向陰極移動(dòng),錯(cuò)誤;d.利用陽極沒有參與反應(yīng)的剩余金屬,即陽極泥,可回收Ag、Pt、Au等金屬,正確。(5)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,其正極發(fā)生還原反應(yīng),O2在正極被還原,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+2H2O。對(duì)點(diǎn)演練2D途徑①的反應(yīng)為銅與稀硝酸、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、一氧化氮和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu+2HNO3+3H2SO43CuSO4+2NO↑+4H2O,由方程式可知混酸中H2SO4與HNO3的物質(zhì)的量之比為3∶2,故A錯(cuò)誤。CuSO4在1100℃時(shí)分解生成氧化亞銅,銅元素化合價(jià)降低被還原,硫酸銅中硫元素為最高價(jià)態(tài),只能表現(xiàn)氧化性,則只能是氧元素被氧化,則X可能是O2和SO3或O2和SO2或O2、SO2和SO3的混合氣體。若X為O2和SO3的混合氣體,由得失電子數(shù)目守恒可知1molCuSO4在1100℃所得混合氣體中O2為0.25mol;若X為O2和SO2的混合氣體,由得失電子數(shù)目守恒可知1molCuSO4在1100℃所得混合氣體中O2為0.75mol;若X為O2、SO2和SO3的混合氣體,由得失電子數(shù)目守恒可知1molCuSO4在1100℃所得混合氣體中O2介于0.25mol和0.75mol之間,故B錯(cuò)誤。含有醛基的有機(jī)化合物都能與新制的氫氧化銅共熱反應(yīng)生成氧化亞銅,故C錯(cuò)誤。途徑①中會(huì)生成有害氣體一氧化氮,途徑③中會(huì)生成有害氣體二氧化硫,相對(duì)于途徑①③,途徑②生