一輪學(xué)案第三章第三講用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。第三講用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物考點一合金及金屬材料(命題指數(shù)★★★★★)1．合金：2．常見金屬材料：(1)分類。(2)常見合金材料。1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)任何金屬都能形成合金。()提示：×。并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。(2)鋼與純鐵相比較，鋼不易生銹。()提示：×。鋼中含有碳等雜質(zhì)容易形成原電池，腐蝕更快。(3)不銹鋼、硬鋁都是合金，青銅是銅單質(zhì)，不屬于合金。()提示：×。青銅為銅錫等形成的合金。(4)高溫鋁易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉。()提示：√。高溫時鋁很容易被氧化。(5)鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料。()提示：√。鑭鎳合金可作儲氫材料。(6)用稀硝酸清除銅制品上的銅銹。()提示：×。銅能夠溶于稀硝酸，故用鹽酸或稀硫酸除去銅銹。2．(1)金屬與金屬或金屬與非金屬形成合金時是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？提示：沒有。合金屬于混合物，金屬與金屬或金屬與非金屬形成合金時，兩者沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各成分的化學(xué)性質(zhì)沒有發(fā)生變化。(2)合金的性質(zhì)是各成分金屬的性質(zhì)之和嗎？提示：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能，在物理性質(zhì)、機械性能方面優(yōu)于各成分金屬，不是簡單加和；但一般認為在化學(xué)性質(zhì)上，合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。(3)已知銅的熔點為1083℃，鈉的沸點為883提示：不能。當(dāng)銅開始熔化時，鈉已經(jīng)氣化，所以二者不能形成合金。命題角度1：合金性質(zhì)與金屬材料的應(yīng)用【典例1】C919大型客機是我國自主研發(fā)的，C919機身部分采用第三代新型鋁鋰合金材料。下列關(guān)于鋁鋰合金的認識不正確的是()A．鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質(zhì)B．改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金C．鋁鋰合金具有金屬光澤，可導(dǎo)電導(dǎo)熱D．鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)完全相同【解析】選D。合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，A正確；合金的性質(zhì)與成分的含量有關(guān)，所以改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金，B正確；鋁鋰合金具有金屬材料的一些通性，有金屬光澤，可導(dǎo)電導(dǎo)熱，C正確；合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，所以鋁鋰合金的性質(zhì)與各成分金屬的性質(zhì)不完全相同，D錯誤。命題角度2：合金成分的實驗探究與測定【典例2】(2021·鄭州模擬)某同學(xué)設(shè)計了如下實驗測量mg銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)：下列說法中不正確的是()A．合金的熔點比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性B．銅銀都能與稀硝酸反應(yīng)，收集到的VL氣體可能全為NOC．操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ應(yīng)是烘干D．根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計算銅和銀的質(zhì)量分數(shù)【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】選C。合金的熔點比其成分金屬低，A正確；不論是濃HNO3還是稀HNO3，用排水法收集到的氣體一定全部是NO，B正確；Wg固體為AgCl，由于AgCl具有受熱不穩(wěn)定性，故操作Ⅲ應(yīng)是低溫干燥而不是烘干，C錯誤；根據(jù)反應(yīng)收集的氣體體積，利用電子守恒及質(zhì)量關(guān)系列式可求得銅和Ag的質(zhì)量分數(shù)，D正確。在題干條件不變的情況下，下列說法不正確的是()A．收集到的VL氣體為NOB．若缺少操作Ⅱ，會導(dǎo)致實驗結(jié)果偏小C．被銅銀合金還原的硝酸可能為eq\f(V,22.4)molD．依據(jù)m、W不能確定銅的質(zhì)量分數(shù)【解析】選D。由流程圖可知，實驗排水法收集，二氧化氮能與水反應(yīng)生成NO，故金屬與硝酸反應(yīng)生成氣體是NO或NO2或NO、NO2，最后收集的氣體為NO，A正確；由流程圖可知，溶液中加入氯化鈉，將銀離子轉(zhuǎn)化為氯化銀沉淀，通過測定氯化銀沉淀的質(zhì)量，計算銀的質(zhì)量，進而計算銅的含量，操作Ⅱ是在過濾之后，低溫干燥之前，由于過濾后的氯化銀附著一些離子，應(yīng)洗滌附著的物質(zhì)，防止測定的氯化銀的質(zhì)量增大，導(dǎo)致合金中銀的質(zhì)量增大，銅的質(zhì)量偏小，測量銅的含量偏低，B正確；當(dāng)為稀HNO3時，生成的氣體是NO，物質(zhì)的量為eq\f(V,22.4)mol，根據(jù)原子轉(zhuǎn)移守恒可知被還原的硝酸為eq\f(V,22.4)mol，C正確；氯化銀的質(zhì)量為Wg，利用元素守恒計算合金中銀的質(zhì)量，合金質(zhì)量減去Ag的質(zhì)量為Cu的質(zhì)量，可以確定Cu的質(zhì)量分數(shù)，D錯誤。【備選例題】部分氧化的Fe-Cu合金樣品(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76g，經(jīng)如圖處理，下列說法正確的是()A.濾液A中的陽離子為Fe2＋、Fe3＋、H＋B．樣品中Fe元素的質(zhì)量為2.14gC．樣品中CuO的質(zhì)量為4.0gD．V＝448【解析】選D。A項，生成的濾渣3.2g是銅，金屬銅可以和Fe3＋反應(yīng)，所以濾液A中一定不含有Fe3＋，錯誤；B項，灼燒后的固體為Fe2O3，其物質(zhì)的量為0.02mol，鐵元素的物質(zhì)的量為0.02mol×2＝0.04mol，質(zhì)量為0.04mol×56g·mol－1＝2.24g，錯誤；C項，鐵元素的質(zhì)量為2.24g，而原來固體為5.76g，所以CuO的質(zhì)量不超過5.76g－2.24g＝3.52g，錯誤；D項，根據(jù)最后溶液中的溶質(zhì)為過量H2SO4和FeSO4，而鐵元素的物質(zhì)的量為0.04mol，說明參加反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量為0.04mol，含H＋0.08mol，其中部分H＋生成氫氣，另外的H＋和合金中的氧結(jié)合生成了水，由于合金中氧的物質(zhì)的量為eq\f(5.76g－3.2g－2.24g,16g·mol－1)＝0.02mol，它結(jié)合0.04molH＋，所以硫酸中有0.04molH＋生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標準狀況下的體積為448mL，正確。合金組成的分析方法1．定性分析型：形成合金的各種成分的特殊化學(xué)性質(zhì)仍按單一組分的性質(zhì)(例如鋁合金中的鋁既能溶于酸又能溶于堿的性質(zhì)不變，銅能溶于稀硝酸，且硝酸的還原產(chǎn)物為NO氣體)，一般是將合金酸溶或堿溶，根據(jù)反應(yīng)中的特殊現(xiàn)象或根據(jù)溶解后所得溶液繼續(xù)加沉淀劑產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷其成分。此類試題常以流程的形式呈現(xiàn)，解答的關(guān)鍵是理清每一步加入的物質(zhì)和生成物質(zhì)的成分。2．定量分析型：定量測定合金的成分常用量氣或沉淀兩種方法。(1)定量集氣法。定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶解時所產(chǎn)生的氣體的量，應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來判斷合金的組成。其原理的關(guān)鍵點是根據(jù)某組分的特殊性質(zhì)(特別是與酸或堿反應(yīng)能產(chǎn)生氣體)，其操作要點和注意事項有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。(2)沉淀法。沉淀法測定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時，涉及的基本實驗操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)；沉淀(重點是沉淀試劑的選擇)；過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量；數(shù)據(jù)的處理(包括測定結(jié)果的誤差分析)。命題點1：合金性質(zhì)與金屬材料的應(yīng)用(基礎(chǔ)性考點)1．2020年賀歲紀念幣滿足廣大人民群眾在歲末年初迎接新春、慶賀新年的需求，更好傳播和弘揚中國傳統(tǒng)文化。該套紀念幣共2枚，其中銀質(zhì)紀念幣1枚，雙色銅合金紀念幣1枚，均為中華人民共和國法定貨幣。下列關(guān)于合金的敘述不正確的是()A．銅合金和單質(zhì)銅一樣，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性B．銅合金的硬度比單質(zhì)銅大C．銅合金的熔點比單質(zhì)銅低D．該紀念幣能完全溶解于稀硫酸中【解析】選D。合金有別于成分金屬的特性是熔點低、硬度大，共性是具有金屬的物理通性，但是化學(xué)性質(zhì)沒有改變，D項錯誤。2．武德合金(由50%鉍、25%鉛、12.5%錫和12.5%鎘制成，熔點為70℃A．武德合金常用于制作電器保險絲是因為它的熔點低B．鎂鋁合金能全部溶解于過量FeCl3溶液中C．兩種合金的熔點、硬度比鎂和鋁的熔點、硬度都高D．商代后期鑄造出工藝精湛的后(司)母戊鼎，該鼎屬于銅合金制品【解析】選C。武德合金常用于制作電器保險絲是因為它的熔點低，A正確；鎂鋁都能溶解于過量FeCl3溶液中，B正確；合金的熔點一般低于它的成分金屬，C錯誤；商代后期鑄造出工藝精湛的后(司)母戊鼎屬于青銅器，青銅是銅錫合金，D正確。命題點2：合金成分的實驗探究與測定(綜合性考點)3．美國普度大學(xué)研究開發(fā)出一種利用鋁鎵合金制備氫氣的新工藝(工業(yè)流程如圖所示)。下列有關(guān)該工藝的說法中錯誤的是()A.該過程能量轉(zhuǎn)化的形式有三種B．鋁鎵合金可以循環(huán)使用C．鋁鎵合金與水的反應(yīng)屬于化合反應(yīng)D．總反應(yīng)式為2H2O=2H2↑＋O2↑【解析】選C。該過程能量轉(zhuǎn)化的形式有三種，A正確。由所給工業(yè)流程圖可知B正確。鋁鎵合金與水反應(yīng)的實質(zhì)是鋁把水中的H置換出來，屬于置換反應(yīng)，C錯誤。由圖可知該流程的總反應(yīng)為2H2O=2H2↑＋O2↑，D正確?！炯庸逃?xùn)練——拔高】1．下列對合金的說法正確的是()A．合金中至少含有兩種金屬元素，不含非金屬元素B．合金中的金屬元素以化合物的形式存在C．合金中各種元素的含量一定，所以合金是純凈物D．合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬【解析】選D。合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，A錯誤；合金中的金屬以單質(zhì)的形式存在，屬于混合物，選項B、C錯誤。2．金屬鉀和金屬鈉的金屬性相近，但K比Na略強，當(dāng)利用金屬鈉與KCl共熔制金屬鉀時，發(fā)現(xiàn)鉀與鈉的共熔體難以分離，如調(diào)整溫度到一定程度，則可利用鈉與KCl反應(yīng)制取K，下面是四種物質(zhì)的熔沸點：KNaKClNaCl熔點/℃63.697.8770801沸點/℃774882.915001413根據(jù)平衡移動原理，可推知用Na和KCl反應(yīng)制取金屬鉀的適宜溫度是()A．低于770℃B．C．高于882.9℃D．1413～1【解析】選B。在金屬活動性順序中，Na雖然排在K的后面，但從表中提供的數(shù)據(jù)可知，鉀的熔點和沸點都比鈉低，當(dāng)鈉與KCl混合加熱熔化后，溫度升高到774℃以上，鉀變成蒸氣逸出，平衡右移，但溫度不得高于882.93．某課外活動小組，收集了一種合金進行研究(已知Cu的焰色反應(yīng)為綠色)。(1)外觀暗灰色，表面光滑；(2)在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色；合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的金屬10.0g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到標準狀況下的H29.96L；(4)另取刮去表皮的金屬10.0g，放入足量NaOH溶液中，也收集到標準狀況下的H29.96L。試據(jù)此判斷，合金中一定含有的元素是________(寫元素符號)；下列元素可能含有的是________(填選項編號)。a．Agb．Mgc．Pbd．Fe如果該合金中，只含兩種元素，它們的質(zhì)量比是______________________?！窘馕觥扛鶕?jù)(2)可以判斷，合金中一定含有Al和Cu。由(3)(4)可得，能與硫酸和NaOH反應(yīng)放出H2的只有Al，而不能含Mg、Pb、Fe。m(Al)＝eq\f(9.96L,22.4L·mol－1)×eq\f(2,3)×27g·mol－1≈8.0g。所以m(Cu)＝2.0g。其質(zhì)量之比為m(Al)∶m(Cu)＝4∶1。答案：Cu、Alam(Al)∶m(Cu)＝4∶14．某鋁合金中含有元素鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設(shè)計了如下實驗，請回答有關(guān)問題：(1)稱取樣品ag(精確到0.1g)，稱量時通常使用的主要儀器的名稱是________。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾并洗滌濾渣。濾液中主要含有________，濾渣中含有________，溶解、過濾用到的玻璃儀器是________________。(3)濾液中加過量的氫氧化鈉溶液，過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是______________________________。(4)步驟(3)的濾液中通入足量的二氧化碳氣體，過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是________________________。(5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次，烘干并灼燒至恒重、冷卻后稱量，其質(zhì)量為bg。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________________，原樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是__________。(6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“不影響”，下同)；若步驟(5)中濾渣沒有洗滌，則實驗結(jié)果________，若濾渣灼燒不充分，則實驗結(jié)果________?！窘馕觥?1)稱量時應(yīng)該使用的主要儀器的名稱是托盤天平。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾。濾液中主要含有MgCl2、AlCl3、HCl；濾渣中含有Cu、Si，溶解、過濾用到的玻璃儀器是燒杯、玻璃棒、普通漏斗。(3)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式有H＋＋OH－=H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O。(4)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、2OH－＋CO2=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O。(5)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O；原樣品中鋁的質(zhì)量分數(shù)是eq\f(9b,17a)×100%。(6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足，則實驗結(jié)果偏低；若步驟(5)中濾渣沒有洗滌，則實驗結(jié)果偏高；若濾渣灼燒不充分，則實驗結(jié)果偏高。答案：(1)托盤天平(2)MgCl2、AlCl3、HClCu、Si燒杯、玻璃棒、普通漏斗(3)H＋＋OH－=H2O、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓、Al3＋＋4OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O(4)AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))、2OH－＋CO2=COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))＋H2O(5)2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2Oeq\f(9b,17a)×100%(6)偏低偏高偏高考點二鎂及其化合物(命題指數(shù)★★★★★)1．鎂的物理性質(zhì)：(1)鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體，密度較小，硬度較低、有延展性，是電和熱的良導(dǎo)體。(2)鎂合金：密度較小，硬度和強度都較大。2．鎂及其化合物的化學(xué)性質(zhì)：1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氧化鎂(熔點2800℃提示：√。氧化鎂是優(yōu)良的耐高溫材料。(2)2.4g鎂在足量的氧氣中燃燒，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1NA。()提示：×。2.4g鎂的物質(zhì)的量為0.1mol，0.1mol鎂反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA。(3)鎂鋁合金在冷的濃硫酸中鈍化。()提示：×。Mg在冷的濃硫酸中不鈍化。(4)鎂放入氯化銨溶液中，充分反應(yīng)后可以得到一種氣體。()提示：×。Mg＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2↑得到兩種氣體。(5)鎂是可以在空氣中燃燒的，燃燒時火花四射，十分美麗，因此煙花中通常都摻有一定量的鎂粉，來達到美觀的效果。()提示：√。鎂粉燃燒時發(fā)出耀眼的光。(6)鎂著火后，可以用泡沫滅火器滅火。()提示：×。鎂能在CO2中燃燒。2．(1)鎂是活潑金屬，故不具有抗腐蝕性，這句話正確嗎？提示：不正確。鎂是活潑的金屬，易被氧化，但鎂具有抗腐蝕性能。這是因為在常溫下，鎂在空氣中與氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化物薄膜，這層氧化物薄膜能夠阻止金屬繼續(xù)被氧化，故鎂有抗腐蝕性能。(2)鎂在空氣中燃燒，生成物為純凈物嗎？提示：鎂在空氣中燃燒，除了可與空氣中的O2反應(yīng)生成MgO外，還能與N2、CO2反應(yīng)，生成Mg3N2和C，為混合物。命題角度1：鎂及其化合物的性質(zhì)【典例1】實驗室以空氣和鎂為原料制備Mg3N2的裝置如圖所示(夾持和加熱裝置略去)：下列說法正確的是()A．裝置A、B中可依次加入濃硫酸、NaOH溶液B．若去掉裝置C，對產(chǎn)品純度無影響C．實驗時應(yīng)先加熱裝置C，通入一段時間空氣后再加熱DD．裝置E中堿石灰的作用是吸收尾氣【解析】選C。要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、CO2和水蒸氣，則裝置A、B中可依次加入NaOH溶液、濃硫酸，A錯誤；若去掉裝置C，鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，對產(chǎn)品純度有影響，B錯誤；實驗時，應(yīng)先加熱裝置C，通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱裝置D,C正確；裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，避免進入D中干擾實驗，D錯誤。(1)(宏觀辨識與微觀探析)如果讓空氣與鎂直接反應(yīng)，會得到幾種固體產(chǎn)物？提示：3種。生成Mg3N2、MgO、C。(2)已知裝置D中生成的Mg3N2容易與水反應(yīng)生成白色沉淀和氣體，試分析其與鹽酸反應(yīng)的產(chǎn)物是什么？提示：MgCl2和NH4Cl。Mg3N2容易與水反應(yīng)生成的白色沉淀和氣體分別是Mg(OH)2和NH3，故與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)物為MgCl2和NH4Cl。命題角度2：鎂的制備——海水提鎂【典例2】(雙選)如圖為海水制鎂的工藝流程示意圖。下列敘述不正確的是 ()A.“石灰窯”“消化池”發(fā)生的依次是放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)B.“過濾器”的母液中主要是CaCl2溶液,可直接返回海洋C.“中和”時反應(yīng)的離子方程式為H++OH-H2OD.電解槽中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑【解析】選A、C。石灰窯中發(fā)生反應(yīng)為碳酸鈣的分解反應(yīng),為吸熱反應(yīng),消化池中發(fā)生化合反應(yīng):CaO+H2OCa(OH)2,為放熱反應(yīng),A項錯誤;沉淀池中發(fā)生反應(yīng):MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2,過濾后所得濾液主要含CaCl2,可直接返回海洋,B項正確;中和時發(fā)生Mg(OH)2和鹽酸的反應(yīng),離子方程式為Mg(OH)2+2H+Mg2++2H2O,C項錯誤;由圖知,將得到的氯化鎂溶液經(jīng)濃縮、干燥制成無水氯化鎂,在電解槽中電解熔融的氯化鎂,化學(xué)方程式為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,D項正確。在題干條件不變的情況下，下列說法正確的是()A．圖中涉及的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)B．圖中的反應(yīng)涉及四種基本反應(yīng)類型C．以海水為原料提取鎂的過程中，有3處措施明顯提高了經(jīng)濟效益D．圖中發(fā)生的反應(yīng)均屬于氧化還原反應(yīng)【解析】選C。碳酸鈣分解、電解氯化鎂都是吸熱反應(yīng)，A項錯誤；圖中反應(yīng)不涉及置換反應(yīng)，B項錯誤；海水提取鎂的工廠設(shè)在海邊，需要的堿取自海邊豐富的貝殼(CaCO3)，CaCO3分解后產(chǎn)生的CaO再與水反應(yīng)即得堿[Ca(OH)2]。電解MgCl2制鎂時產(chǎn)生的氯氣又可作為制鹽酸的原料。制得的鹽酸再跟Mg(OH)2反應(yīng)而進入循環(huán)，提高了綜合經(jīng)濟效益，C項正確；CaCO3→CaO的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)，D項錯誤?！局R拓展】海水提鎂的注意事項：(1)海水提鎂時，從MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O的主要操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥。(2)由MgCl2·6H2O得到無水MgCl2需要在HCl氣流中加熱脫去結(jié)晶水，以抑制MgCl2的水解。(3)電解熔融氯化鎂所得的鎂蒸氣冷卻后即為固體鎂，鎂蒸氣可以在Ar氛圍中冷卻。(4)工業(yè)上冶煉鎂時電解熔融的MgCl2而不是電解熔融的MgO的原因是MgO的熔點高于MgCl2，耗能大。從海水中提取鎂(1)工藝流程。(2)基本步驟及主要反應(yīng)。制熟石灰CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑，CaO＋H2O=Ca(OH)2沉淀Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓酸化Mg(OH)2＋2HCl=MgCl2＋2H2O蒸發(fā)結(jié)晶析出MgCl2·6H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑命題點1：鎂及其化合物的性質(zhì)(基礎(chǔ)性考點)1．以下說法正確的是()A．Mg在CO2中的燃燒是置換反應(yīng)B．將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2，是鎂原子失電子轉(zhuǎn)化為Mg2＋C．電解得到鎂的過程可以寫出離子反應(yīng)方程式，但不是氧化還原反應(yīng)D．Mg在N2中燃燒的反應(yīng)中，N2既是氧化劑又是還原劑【解析】選A。Mg在CO2中燃燒為置換反應(yīng)，A正確；將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCl2的過程是復(fù)分解反應(yīng)，B錯誤；電解得到鎂的過程有化合價的變化，是氧化還原反應(yīng)，C錯誤；Mg在N2中燃燒的反應(yīng)中，N2作氧化劑，鎂是還原劑，D錯誤。2．下列關(guān)于鎂和鈉的比較，結(jié)論正確的是()A．鋁鎂合金的硬度較大，鈉鉀合金的硬度較小B．因為鈉的金屬性比鎂要強，所以鈉的熔點比鎂要高C．鎂能置換硫酸銅溶液中的銅，鈉也能置換硫酸銅溶液中的銅D．在空氣中都能被點燃，生成的產(chǎn)物都是氧化物，氧在產(chǎn)物中的化合價都是－2【解析】選A。鈉鉀合金在常溫時呈液態(tài)，故A正確；鈉的熔點比鎂的低，故B項錯誤；鈉不能置換CuSO4溶液中的銅，鈉先與H2O反應(yīng)，故C項錯誤；在空氣中點燃Na和Mg產(chǎn)物分別是Na2O2和MgO、Mg3N2，其中Na2O2為過氧化物，氧的化合價為－1，故D項錯誤。命題點2：鎂的制備——海水提鎂(綜合性考點)3．由海水制備無水氯化鎂，主要有以下步驟：①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤蒸發(fā)結(jié)晶。其先后順序正確的是()A．②④⑤③①B．③②④①⑤C．③④②⑤①D．②④③⑤①【解析】選D。4．如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCO3(含雜質(zhì)Al2O3、FeCO3)制取鎂的工藝流程?；卮鹩嘘P(guān)問題：(1)菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是__________________________________________________________________。(2)氧化池中通入氯氣的目的是氧化________，工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是____________________和____________________。(3)沉淀混合物為____________和____________(填化學(xué)式)。(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是________(填字母)。A．電解法B．氧氣還原法C．碳還原法D．分解法【解析】(1)將菱鎂礦粉碎可以增大與酸液的接觸面積，進而提高酸浸速率和轉(zhuǎn)化率。(2)因為菱鎂礦中含有FeCO3，經(jīng)過酸浸之后生成Fe2＋，然后通入Cl2氧化為Fe3＋，然后再沉淀；如果采用硝酸作氧化劑，反應(yīng)會產(chǎn)生NO2氣體，另外過量的硝酸產(chǎn)生雜質(zhì)離子NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))不易除去。(3)經(jīng)過氧化后，溶液中含有Al3＋、Fe3＋和Mg2＋，加入MgO可以促進Al3＋和Fe3＋的水解，進而生成沉淀，沉淀為Al(OH)3和Fe(OH)3。(4)制取金屬鎂時，采用電解熔融MgCl2的方法，故選A項。答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe2＋會產(chǎn)生污染性氣體NOx會引入雜質(zhì)離子NOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(3)Al(OH)3Fe(OH)3(4)A【加固訓(xùn)練——拔高】1．硼及其化合物具有重要的工業(yè)用途。某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收鎂和其中另一種金屬單質(zhì)A的工藝流程如圖：部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如表：沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2pH3.25.212.4請回答下列問題：(1)濾液Ⅰ中所含陰離子主要是________；可回收到的金屬A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____________________。(2)試劑B為________；“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有__________________________________________________________________________________________________________________(要求寫出兩條措施)。(3)濾液Ⅱ所含金屬離子為________________，調(diào)pH時需要調(diào)多次，第一次調(diào)pH主要是為了除去________。(4)Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上有廣泛的用途，可用NaClO3與MgCl2制備，已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示。①寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________________________________。②將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計量數(shù)之比混合制備Mg(ClO3)2，簡述可制備Mg(ClO3)2的原因：___________________________________________________?！窘馕觥?1)MgCO3、MgSiO3、CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3中氧化鋁與過量氫氧化鈉反應(yīng)，故堿浸后的濾液Ⅰ中含有AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))和OH－，最終制得的金屬A是Al，Al有3個電子層，最外層電子數(shù)為3。(2)浸出時，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來分析判斷。(3)依據(jù)表格中pH得知，最先調(diào)pH至完全析出氫氧化鐵沉淀。答案：(1)AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))、OH－(2)鹽酸升溫、攪拌或適當(dāng)增大酸的濃度(任寫兩種即可)(3)Mg2＋、Ca2＋、Fe3＋Fe3＋(4)①2NaClO3＋MgCl2=Mg(ClO3)2＋2NaCl↓②在相同溫度下，NaCl的溶解度較小，最先析出，Mg(ClO3)2留在溶液中，通過蒸發(fā)結(jié)晶可得2．已知：Mg能在NO2中燃燒，可能產(chǎn)物為Mg3N2、MgO和N2。Mg3N2容易與水反應(yīng)。(1)某實驗探究小組探究Mg與NO2反應(yīng)的固體產(chǎn)物成分，對固體產(chǎn)物提出三種假設(shè)：Ⅰ.假設(shè)：固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ.假設(shè)：________；Ⅲ.假設(shè)：____________________。(2)該小組通過如下實驗裝置來驗證Mg在NO2中燃燒反應(yīng)產(chǎn)物(夾持裝置省略，部分儀器可重復(fù)使用)。①實驗裝置連接的順序為________(填字母序號)；②裝置B中盛裝的試劑可以是________(填字母)；a．濃硫酸b．堿石灰c．無水CaCl2D．五氧化二磷③確定產(chǎn)物中有N2生成的實驗現(xiàn)象為____________。(3)設(shè)計實驗證明：產(chǎn)物中存在Mg3N2：_________________________________。(4)已知裝置C中初始加入Mg粉質(zhì)量為13.2g，在足量的NO2中充分燃燒，實驗結(jié)束后，硬質(zhì)玻璃管冷卻至室溫、稱量，測得硬質(zhì)玻璃管中剩余固體的質(zhì)量為21.0g，產(chǎn)生N2的體積為1120mL(標準狀況)。寫出玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_______________________________________________________?！窘馕觥?1)根據(jù)已知的Mg在NO2中燃燒產(chǎn)物的可能性分析判斷，Ⅰ.固體產(chǎn)物為MgO；Ⅱ.固體產(chǎn)物為Mg3N2；Ⅲ.固體產(chǎn)物為MgO和Mg3N2。(2)①A中銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化氮，用B中干燥劑干燥后，通入硬質(zhì)玻璃管C中與鎂粉反應(yīng)，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮氣，為確保C中無水蒸氣，在C和E之間也應(yīng)連接吸水干燥裝置，故裝置的連接順序為ABCBED；②二氧化氮不能使用堿性干燥劑來干燥，U形管裝的是固體干燥劑，故盛放的干燥劑可以是無水氯化鈣或五氧化二磷等，選c、d；③從C中導(dǎo)出的氣體通過NaOH溶液吸收NO2后，仍有氣體將D中試劑瓶中的水壓入燒杯中，則確定產(chǎn)物中有N2生成。(3)Mg3N2能與水反應(yīng)生成氨氣，氨氣是具有刺激性氣味的堿性氣體，所以取少量反應(yīng)后的固體產(chǎn)物，加入水中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變成藍色，則證明產(chǎn)物中有Mg3N2。(4)13.2g鎂的物質(zhì)的量為0.55mol，設(shè)生成Mg3N2的物質(zhì)的量為xmol，MgO的物質(zhì)的量為ymol，根據(jù)鎂原子守恒得：3x＋y＝0.55mol，根據(jù)固體質(zhì)量得：100x＋40y＝21.0g，解得：x＝0.05，y＝0.4；氮氣的物質(zhì)的量為1.12L÷22.4L·mol－1＝0.05mol，綜上分析反應(yīng)物為Mg和NO2，生成物為Mg3N2、MgO和N2，且物質(zhì)的量之比為1∶8∶1，所以化學(xué)方程式為11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2。答案：(1)Ⅱ.固體產(chǎn)物為Mg3N2Ⅲ.固體產(chǎn)物為MgO和Mg3N2(2)①ABCBED②cd③D中試劑瓶中的水被氣體壓入燒杯中(3)取C中少量反應(yīng)產(chǎn)物，加入水中產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，該氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(4)11Mg＋4NO2eq\o(=,\s\up7(△))Mg3N2＋8MgO＋N2考點三鋁及其化合物的性質(zhì)(命題指數(shù)★★★★★)一、鋁1．鋁的結(jié)構(gòu)、存在：鋁元素位于元素周期表中的第三周期ⅢA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖為。鋁是地殼中含量最多的金屬元素，主要以化合態(tài)形式存在。2．鋁的物理性質(zhì)：顏色狀態(tài)密度質(zhì)地延展性、導(dǎo)電性、傳熱性銀白色有金屬光澤固體較小柔軟良好3.鋁的化學(xué)性質(zhì)：寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①eq\a\vs4\al(Al)eq\a\vs4\al(\f(O2,))eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(常溫),\s\do5()))eq\a\vs4\al(形成致密的氧化膜)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(點燃),\s\do5()))4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Al2O3②2Al＋3Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2AlCl3③2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑④2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑⑤2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe(鋁熱反應(yīng))4．鋁的用途：純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。二、氧化鋁、氫氧化鋁1．氧化鋁：(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。(2)化學(xué)性質(zhì)。2．氫氧化鋁：(1)物理性質(zhì)。白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)。Al(OH)3的電離方程式：寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；②Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋2H2O；③2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。3．常見的鋁鹽：(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH<7(填“<”“>”或“＝”)。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氫氧化鋁可用于治療胃酸過多。()提示：√。氫氧化鋁屬于兩性氫氧化物，能與酸反應(yīng)，可作胃酸的中和劑。(2)明礬用作凈水劑不涉及化學(xué)變化。()提示：×。明礬用作凈水劑是因為Al3＋水解生成Al(OH)3膠體的緣故。(3)鋁制餐具不能長時間存放酸性、堿性食物。()提示：√。鋁能與酸、堿反應(yīng)。(4)向氯化銨溶液中投入一鋁片，鋁片上產(chǎn)生大量氣泡，該氣體是氨氣。()提示：×。氯化銨溶液顯酸性，與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。(5)能用鋁槽車儲運濃硫酸與濃硝酸，是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)。()提示：×。鋁遇濃硫酸與濃硝酸鈍化。(6)投入鋁片產(chǎn)生氫氣的溶液一定呈強酸性。()提示：×。能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性?！炯庸逃?xùn)練—拔高】用鐵、鋁的混合物進行如下實驗：(1)操作X的名稱是____________。(2)氣體A是____________。(3)加入足量NaOH溶液時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________；加入稀鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________。(4)溶液B中陰離子除OH－外還有________，溶液D中存在的金屬離子為________?！窘馕觥?1)進行操作X后得到溶液和固體，故操作X為過濾。(2)Al與氫氧化鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，故氣體A為H2。(3)混合物中加入足量NaOH溶液，Al與NaOH溶液反應(yīng)；固體C為鐵，加入稀鹽酸，F(xiàn)e與稀鹽酸反應(yīng)。(4)溶液B中陰離子有OH－、AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))，溶液D中金屬離子為Fe2＋。答案：(1)過濾(2)H2(或氫氣)(3)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑(4)AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))Fe2＋Ｋ命題角度1：鋁的性質(zhì)及其應(yīng)用【典例1】(2021·廣州模擬)化學(xué)在生產(chǎn)和日常生活中有著重要的應(yīng)用。下列說法不正確的是()A．鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕B．鋁熱反應(yīng)不僅用于焊接鋼軌，而且還常用于冶煉熔點較高的金屬C．電解AlCl3飽和溶液可制得金屬鋁D．Al2O3、MgO的熔點很高，可用于制作耐高溫材料【解析】選C。鋁比鐵活潑，但鋁制品表面容易形成致密的氧化物薄膜，比鐵制品在空氣中耐腐蝕，故A不符合題意；鋁屬于活潑的金屬元素，具有較強的還原性，鋁熱反應(yīng)不僅被用于焊接鋼軌，而且還常用于冶煉熔點較高的金屬，B不符合題意；冶煉鋁，一般電解熔融狀態(tài)的氧化鋁，鋁屬于活潑的金屬元素，電解氯化鋁飽和溶液，得不到鋁，C符合題意；Al2O3、MgO的熔點很高，可用于制作耐高溫材料，D不符合題意。(1)(宏觀辨識與微觀探析)鋁粉與氧化鎂混合能否利用鋁熱反應(yīng)冶煉金屬鎂？提示：不能。鎂的金屬性強于鋁。鋁粉與氧化鎂不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(2)(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識)欲除去鐵粉中混有的少量鋁粉，應(yīng)選用什么試劑？提示：氫氧化鈉溶液。鐵粉不能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，而鋁粉能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)。命題角度2：鋁化合物的性質(zhì)【典例2】KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用________(填標號)。a．HCl溶液b．H2SO4溶液c．氨水d．NaOH溶液(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。(3)沉淀B的化學(xué)式為________；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是________________________?！窘馕觥?1)易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))，它們都是比較活潑的金屬，都可以與酸發(fā)生反應(yīng)，而Al可以與強堿溶液反應(yīng)變?yōu)镹aAlO2進入溶液，而Fe、Mg不能與堿發(fā)生反應(yīng)，所以要以含Al的易拉罐為原料制取明礬，應(yīng)該用強堿NaOH溶液溶解，選項d正確；(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；(3)濾液A的主要成分是NaAlO2，向其水溶液中加入NH4HCO3溶液，發(fā)生HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))＋AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋H2O=Al(OH)3↓＋COeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(3))，所以沉淀B的化學(xué)式為Al(OH)3；將少量明礬溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是Al3＋為弱堿陽離子，發(fā)生水解反應(yīng)，消耗水電離產(chǎn)生的OH－，當(dāng)最終達到平衡時溶液中c(H＋)＞c(OH－)，所以溶液顯酸性。答案：(1)d(2)2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑(3)Al(OH)3Al3＋水解，使溶液中H＋濃度增大為了確定上題易拉罐的主要成分含有鋁、鐵、鎂，某同學(xué)取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗，其中實驗方案與現(xiàn)象、結(jié)論正確的是()選項實驗方案現(xiàn)象、結(jié)論A加入鹽酸產(chǎn)生無色氣體；含鋁、鐵、鎂三種金屬B加入NaOH溶液有無色氣體產(chǎn)生；含有鎂、鋁兩種金屬C加入鹽酸后，所得溶液中再加入少量NaOH溶液產(chǎn)生白色沉淀；含有金屬鎂D用鹽酸溶解并放置一會兒后，加入KSCN溶液溶液呈紅色；含有鐵元素【解析】選D。鋁、鐵、鎂都可與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，不能得出含鋁、鐵、鎂三種金屬的結(jié)論，A錯誤；鋁、鐵、鎂三種金屬中只有鋁能與NaOH溶液反應(yīng)產(chǎn)生無色氣體，B錯誤；氫氧化鎂與氫氧化鋁均為白色沉淀，C錯誤；用鹽酸溶解后生成的亞鐵離子在空氣中易被氧化成Fe3＋，加入KSCN溶液呈紅色，D正確?！疽?guī)律方法】含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類利用Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液；(4)Mg2＋(Al3＋)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。命題角度3：鋁的冶煉【典例3】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是Al2O3，還含有Fe2O3、SiO2)提取氧化鋁作冶煉鋁的原料。其中一種提取方法的操作過程如下：請回答下列問題：(1)請寫出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式___________________________________________________________________。(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量鹽酸，寫出反應(yīng)的離子方程式________________________，充分反應(yīng)后過濾，將濾液加熱蒸干灼燒，最后可得到紅棕色固體，用簡要的文字和化學(xué)方程式說明這一變化過程________________________________。【以圖析題·培養(yǎng)關(guān)鍵能力】【解析】(1)該反應(yīng)為NaAlO2溶液與CO2的反應(yīng)，離子方程式為AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))。(2)沉淀乙中只有Fe2O3與鹽酸反應(yīng)，該反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O。充分反應(yīng)過濾后所得濾液為FeCl3與HCl的混合溶液，加熱蒸干時FeCl3發(fā)生水解反應(yīng)得到Fe(OH)3，灼燒時Fe(OH)3發(fā)生分解反應(yīng)得到Fe2O3。答案：(1)AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(3))(2)Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2OFeCl3＋3H2OFe(OH)3＋3HCl，加熱促進水解，且氯化氫揮發(fā)，使平衡右移，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解，生成氧化鐵，2Fe(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Fe2O3＋3H2O命題點1：鋁的性質(zhì)及其應(yīng)用(基礎(chǔ)性考點)1．日常生活中有一些鋁制炊具，它們質(zhì)輕且堅固耐用，其中的原因是()A．鋁很不活潑，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)B．鋁雖然很活潑，但是在高溫下才能反應(yīng)C．鋁制品表面有一層致密的氧化物薄膜，起保護作用D．鋁制品表面鍍有一層銅，可以保護鋁【解析】選C。鋁盡管很活潑，但由于表面能形成致密的氧化物薄膜，故可用于制作鋁制炊具。命題點2：鋁的冶煉及鋁的化合物的制備(綜合性考點)2．用含有少量鎂的鋁片制取純凈的Al(OH)3，可能有的步驟為：①加鹽酸溶解；②加過量苛性鈉溶液；③過濾；④通入過量CO2；⑤加過量純堿溶液，實驗操作最合理的組合及順序是()A．①②③④⑤B．①⑤④③C．②③④③D．①⑤③【解析】選C。根據(jù)題干提供信息，制取Al(OH)3可有兩個途徑：途徑(1)：Al(OH)3，即：①②③④③途徑(2)：即：②③④③，故C正確?？键c四金屬礦物的開發(fā)和利用(命題指數(shù)★★★★★)1．金屬礦物開發(fā)利用的方法：(1)金屬在自然界中的存在。(2)金屬冶煉的一般步驟。(3)金屬冶煉的實質(zhì)。金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：Mn＋＋ne－=M(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬)。(4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)。2．鋁熱反應(yīng)實驗：1．判斷下列說法是否正確，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)冶煉鋁和鈉都可以用電解法。()提示：√。冶煉鋁和鈉都是用電解法。(2)所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)。()提示：×。活潑性比Al弱的難熔金屬，如釩、鉻、錳、鐵、銅的氧化物與Al可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(3)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物。()提示：√。CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物。(4)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時，陰極上依次析出Cu、Fe、Al。()提示：×。陰極上析出Cu后，生成的是氫氣。(5)火燒孔雀石煉銅是采用的焦炭法來冶煉金屬。()提示：√。火燒孔雀石煉銅是熱還原法。(6)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高。()提示：×。人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，是由于鋁的活潑性大于鐵。2．明代《天工開物》記載“火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煅紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也”(注：爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)(1)倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物嗎？提示：由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是金屬鋅和鉛的混合物。(2)冶煉Zn的化學(xué)方程式是什么？提示：ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up7(高溫))Zn＋3CO↑。(3)該冶煉鋅的方法屬于哪種方法？提示：熱還原法。由(2)知反應(yīng)中C作還原劑，屬于熱還原法。命題角度1：鋁熱反應(yīng)【典例1】鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Fe。某同學(xué)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱《化學(xué)手冊》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下：物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點/℃660205415351462沸點/℃246729802750(1)該同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。這種推測有一定的道理，理由是________________________________________________。(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是___________________________________________________________，當(dāng)觀察到________________________________________________的現(xiàn)象時，說明熔融物中含有金屬鋁。(3)實驗室溶解該熔融物，最好選用下列試劑中的__________(填序號)。A．濃硫酸B．稀硫酸C．稀硝酸D．氫氧化鈉溶液【解析】(1)鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可看出，金屬鋁熔點比金屬鐵低，當(dāng)生成的鐵熔化，金屬鋁也已經(jīng)熔化并與液態(tài)鐵形成合金。(2)鋁與NaOH溶液反應(yīng)，產(chǎn)生H2。(3)濃硫酸使鐵、鋁鈍化，稀硝酸會產(chǎn)生NO，污染環(huán)境，NaOH溶液不能溶解鐵。答案：(1)該反應(yīng)溫度下鋁已熔化，未反應(yīng)的鋁可與生成的鐵熔合在一起，形成合金(2)NaOH溶液有氣泡生成(3)B命題角度2：金屬冶煉、金屬礦物的開發(fā)利用【典例2】不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是()A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制B．鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳【解析】選D。A項，鐵用CO還原法煉制，錯誤；B項，是因為Al有良好的性能，才被廣泛使用，錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁方法制取鋁，錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。1．金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關(guān)系：金屬的活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu原子失電子能力強→弱離子得電子能力弱→強主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理方法2.特殊金屬的冶煉方法：有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如Na＋KCleq\o(=,\s\up7(850℃))K↑＋NaCl、2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up7(700～800℃))MgCl2＋2Rb↑等，主要運用了化學(xué)平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，氣化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進行。命題點1：金屬的冶煉方法與鋁熱反應(yīng)(基礎(chǔ)性考點)1．下列常見金屬的冶煉原理中不合理的是()選項金屬冶煉原理AFeFe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3BHg2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑CMgH2＋MgOeq\o(=,\s\up7(△))Mg＋H2ODCuCu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2【解析】選C。鎂比較活潑，不能用熱還原法制取。2．下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A．在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB．在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC．在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD．加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu【解析】選B。Mg的活潑性強，不能用H2還原法制備Mg，而是用電解熔融MgCl2的方法制備，電解飽和食鹽水得到NaOH而不是Na；CuO加強熱分解生成Cu2O而不是Cu。命題點2：金屬礦物的開發(fā)利用(綜合性考點)3．(2021年湖南適應(yīng)性測試)以某冶金工業(yè)產(chǎn)生的廢渣(含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3)為原料，根據(jù)下列流程可制備K2Cr2O7。下列說法正確的是()A．煅燒時沒有發(fā)生氧化還原反應(yīng)B．濾渣Ⅱ中主要成分是Al(OH)3C．可循環(huán)使用的物質(zhì)是CO2和Na2CO3D．由Na2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的過程中需加入KOH【解析】選C。A項：向廢渣中加入碳酸鈉和氧氣并煅燒，發(fā)生如下反應(yīng)，4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O2eq\o(=,\s\up7(煅燒))4Na2CrO4＋4CO2↑，Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(煅燒))Na2SiO3＋CO2↑，Na2CO3＋Al2O3eq\o(=,\s\up7(煅燒))2NaAlO2＋CO2↑，煅燒時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，A錯誤；B項：用水浸之后，溶液中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，向溶液中通入二氧化碳，會生成氫氧化鋁沉淀和硅酸沉淀，B錯誤；C項：從上述流程圖可知，CO2和Na2CO3均可循環(huán)使用，C正確；D項：由Na2CrO4轉(zhuǎn)化為K2Cr2O7的過程中需加入硫酸和KCl固體，首先反應(yīng)如下：2Na2CrO4＋H2SO4=Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，再向溶液中加入KCl固體，就會有K2Cr2O7晶體析出，D錯誤?！炯庸逃?xùn)練——拔高】1．在實驗室里用鐵屑、氧化銅、稀硫酸為原料制備銅，有下列兩種途徑：(1)Feeq\o(→,\s\up7(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu(2)CuOeq\o(→,\s\up7(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用這兩種方法制得的銅質(zhì)量相等，則下列有關(guān)說法符合實際情況的是()A．消耗氧化銅的質(zhì)量不同B．消耗鐵的質(zhì)量相同C．消耗硫酸的質(zhì)量相同D．生成硫酸亞鐵的質(zhì)量不同【解析】選D。途徑(1)中用H2還原CuO時，實驗前先通H2排出裝置中的空氣，實驗結(jié)束時要繼續(xù)通H2至試管冷卻，故利用途徑(1)制取1molCu，消耗的H2大于1mol，即Fe和H2SO4的消耗量：(1)>(2)，生成FeSO4的質(zhì)量：(1)>(2)，但兩途徑中消耗CuO的質(zhì)量相等。2．我國湘黔渝三省交界地區(qū)是中國電解錳企業(yè)最集中的地區(qū)，被稱為中國的“錳三角”。金屬錳的熔點很高，常用鋁熱法制得粗錳。再用電解法制得純的金屬錳。鋁被用于冶煉金屬錳，是因為鋁具有()A．熔點低B．導(dǎo)電性好C．兩性D．還原性及冶煉反應(yīng)中放出大量的熱【解析】選D。鋁能用于冶煉難熔金屬(如Mn、W等)，是因為鋁是一種活潑金屬，還原性強，可將較不活潑金屬從其化合物中還原出來，同時反應(yīng)中放出大量的熱，使被還原出的金屬熔融析出。3．利用黃銅礦冶煉的主要原理為8CuFeS2＋21O2eq\o(=,\s\up7(高溫))8Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，下列有關(guān)判斷合理的是()A．避免污染，排放的尾氣用98.3%的濃硫酸吸