2025屆新教材高考化學一輪復習第三單元金屬及其化合物第3節(jié)金屬材料金屬礦物的開發(fā)利用學案新人教版

PAGEPAGE31第3節(jié)金屬材料金屬礦物的開發(fā)利用備考要點素養(yǎng)要求1.能說明常見金屬及其化合物的應用(如金屬冶煉等)、對社會的價值、對環(huán)境的影響。2.了解鋁、銅及其重要化合物的性質(zhì)及應用。3.了解常見金屬的活潑性依次和常見金屬的制備方法。1.宏觀辨識與微觀探析:相識鋁與強酸、強堿的反應及其化合物的兩性,理解鋁及其化合物的性質(zhì)。2.證據(jù)推理與模型認知:具有證據(jù)意識,能基于證據(jù)對金屬材料性質(zhì)提出可能的假設,通過分析推理加以證明,能運用模型說明化學現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。3.科學探究與創(chuàng)新意識:能對金屬的性質(zhì)提出有探究價值的問題;能從問題和假設動身,確定探究目的,設計探究方案,進行試驗探究?？键c一金屬材料與金屬礦物的開發(fā)和利用必備學問自主預診學問梳理1.合金微點撥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,若一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點,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,強度高,塑性好,易于加工,具有較強的抗腐蝕實力。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(寫反應通式,用M表示金屬)。

(3)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)。微點撥①金屬冶煉與金屬活潑性的關系:②冶煉Mg時電解熔融MgCl2而不電解熔融MgO,緣由是MgO的熔點高,熔融時會耗費更多能源,增加生產(chǎn)成本。③冶煉Al時只能電解熔融Al2O3而不能電解熔融AlCl3,緣由是AlCl3是共價化合物,熔融態(tài)不導電;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。(4)鋁熱反應。試驗原理Al和某些金屬氧化物在高溫下進行,反應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分別試驗裝置試驗現(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②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中試驗結(jié)論高溫下,鋁與氧化鐵發(fā)生反應,放出大量的熱,化學方程式為

原理應用①可制取熔點較高、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,而熔點一般低于成分金屬。()(4)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時,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)人類歷史上運用鋁的時間比鐵晚,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等高熔點金屬。

關鍵實力考向突破考向1合金的性質(zhì)及應用【典例1】(2024福建莆田第七中學期中)明末科學家宋應星出版的《天工開物》中記載了有關“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)具運用后即使不保養(yǎng),也不會生銹C.金屬的另一個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腐蝕對點演練1下列說法中正確的是()A.鐵是人類最早運用的金屬,鋼鐵屬于鐵碳合金B(yǎng).黑色金屬材料及它們的合金是應用最廣泛的金屬材料C.金屬鎂有“國防金屬”的美譽,也被譽為“21世紀的金屬”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河北邢臺月考)古代煉丹的五金通常是指金、銀、銅、鐵、錫。下列說法錯誤的是()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行冶煉。對點演練2《五金·鐵》中記載:“若造熟鐵,則生鐵流出時,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,即時炒成熟鐵?！币韵抡f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二鋁及其化合物必備學問自主預診學問梳理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、導熱性和延展性。

(2)化學性質(zhì)。寫出圖中有關反應的化學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是高熔點的氧化物,常作為材料及冶煉的原料。

(2)化學性質(zhì)(用離子方程式表示):兩性與強酸反應: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)化學性質(zhì)。①兩性與強酸反應:②受熱分解:化學方程式為。

(3)制備(用離子方程式表示)。微點撥(1)Al(OH)3具有兩性,能溶于強酸溶液(如鹽酸)、強堿溶液(如NaOH溶液),但不溶于弱酸溶液(如H2CO3溶液)、弱堿溶液(如氨水)。(2)既能與鹽酸反應又能與NaOH溶液反應的物質(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制取Al(OH)3時,采納弱堿溶液氨水而不用強堿溶液。(4)用偏鋁酸鹽與酸反應制取Al(OH)3時,一般是向偏鋁酸鹽溶液中通入CO2,而不運用強酸。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“√”,錯誤的打“×”。(1)鋁制品在空氣中能穩(wěn)定存在是因為鋁不活潑。()(2)冶煉鋁時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的熔點高,可作為耐高溫材料,試驗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,因它們都具有強氧化性。()(6)鋁與少量NaOH溶液反應得到鋁鹽,與足量NaOH溶液反應生成偏鋁酸鹽。()(7)AlO2-與NH4(8)Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)。()2.(2024江西新余第四中學檢測)某化學愛好小組要在“校內(nèi)科藝節(jié)活動”中運用氫氣球表演節(jié)目。經(jīng)過測量,每個氫氣球的體積約為1.12L(已折成標準狀況)。已知愛好小組采納Al和氫氧化鈉溶液反應制取氫氣。(1)若試驗須要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)該化學愛好小組為了營造氣氛,做了驚艷全場的鋁熱反應(如下圖),寫出該反應的化學方程式:。愛好小組同學取反應后的“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)生反應的化學方程式為。

關鍵實力考向突破考向1鋁的性質(zhì)【典例1】如表中,對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及兩者間因果關系的推斷,完全正確的是()選項陳述Ⅰ陳述Ⅱ推斷A鋁制炊具最好不要盛放酸性或堿性較強的液體食物因為Al和Al2O3既可以與強酸反應又可以與強堿反應Ⅰ對,Ⅱ?qū)?有B鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落鋁箔對熔化的鋁有較強的吸附作用Ⅰ對,Ⅱ?qū)?有C海嘯使水源發(fā)生污染,可用明礬進行消毒和凈化因為明礬水解生成Al(OH)3膠體,具有吸附性Ⅰ對,Ⅱ錯,無D鐵或鋁制成的槽車可以密封貯運濃硫酸或濃硝酸因為鐵和鋁不能與濃硫酸或濃硝酸反應Ⅰ錯,Ⅱ?qū)?無對點演練1鋁是中學化學學習階段的一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出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,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,反應結(jié)束后,測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)鋁能與酸溶液反應生成H2和鋁鹽(含Al3+),但與稀硝酸反應不生成H2,且常溫下在濃硝酸、濃硫酸中發(fā)生鈍化。(2)鋁與強堿溶液反應生成H2和偏鋁酸鹽(含AlO2(3)鋁與酸或堿溶液反應生成H2的量的計算及比較。Al與酸、堿反應,實質(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,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,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,若產(chǎn)生氫氣的體積比為13a.鋁與鹽酸反應時,鋁過量而鹽酸不足。b.鋁與氫氧化鈉溶液反應時,鋁不足而氫氧化鈉溶液過量?？枷?含鋁化合物的性質(zhì)【典例2】(2024甘肅武威第十八中學診斷考試)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①過濾后所得沉淀為氫氧化鐵C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應都不是氧化還原反應D.反應②的化學方程式為NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3對點演練2(2024北京月考)鋁熱反應常用于冶煉高熔點金屬,某小組探究Al粉與Fe3O4發(fā)生反應所得黑色固體的成分,試驗過程及現(xiàn)象如下:下列說法不正確的是()A.反應①產(chǎn)生的氣體是H2B.反應②為Al2O3+2OH-2AlO2-+H2C.反應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)化關系及其應用(1)Al3+、AlO2-、Al(OH)(2)可溶性鋁鹽與強堿(如NaOH)溶液反應,鋁元素的存在形式。(3)含鋁化合物轉(zhuǎn)化關系的應用。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(括號中物質(zhì)為雜質(zhì)):①Mg(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?？键c三銅及其重要化合物必備學問自主預診學問梳理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,有良好的導電、導熱性(僅次于銀,可用于制電纜),有良好的延展性。

(2)銅的化學性質(zhì):與Cu反應的物質(zhì)化學方程式非金屬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

微點撥(1)通常利用反應2Cu+O22CuO除去某些混合氣體中的少量O2。(2)銅為變價金屬,與Cl2反應生成CuCl2,與S反應生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。(3)Cu與稀硫酸不反應,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,化學方程式為;磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應,溶液變藍,同時生成紅色的單質(zhì)銅,離子方程式為。

(2)氫氧化銅,色水的固體。其化學性質(zhì)及應用如下:

反應①的化學方程式:;

反應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)藍色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末,化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。微點撥(1)無水CuSO4可作為檢驗水的試劑,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,主要是因為Cu2+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)高溫煉銅: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“√”,錯誤的打“×”。(1)CuO是黑色固體,與水反應生成Cu(OH)2。()(2)將氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍,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可生成NA個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。某同學設計從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸):(1)反應①能視察到的現(xiàn)象是,有關反應的化學方程式為。

(2)反應②加入的金屬可能是,有關反應的離子方程式為。

(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,須要進行的操作是。

關鍵實力考向突破考向1銅及其化合物的性質(zhì)和應用【典例1】(2024黑龍江牡丹江第一高級中學期末)為了探究鐵、銅及其化合物的性質(zhì),某同學設計并進行了下列試驗。下列說法錯誤的是()A.高溫加熱裝置中發(fā)生的反應為3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)B.虛線框處宜選擇的裝置是甲C.試驗時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)對點演練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],青色來自藍銅礦顏料[主要成分為Cu(OH)2·2CuCO3]。下列說法錯誤的是()A.保存《千里江山圖》需限制溫度和濕度B.孔雀石、藍銅礦顏料不易被空氣氧化C.孔雀石、藍銅礦顏料耐酸耐堿D.Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分數(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,易溶于強氧化性酸CuSO4白色粉末,易溶于水,水溶液呈藍色CuO黑色粉末,可溶于酸溶液CuSO4·5H2O藍色晶體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酸[Cu(NH3)4]2+深藍色絡合離子,溶于水提示:反應CuSO4+H2SCuS+H2SO4可說明CuS難溶于非氧化性強酸?？枷?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),檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是(注明試劑、現(xiàn)象)。

(3)由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為。

(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(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)化為化學能b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應c.溶液中Cu2+向陽極移動d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用化學反應2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應設計為原電池,其正極電極反應式為。

對點演練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(假設恰好完全反應)。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℃反應所得混合氣體中O2為0.75molC.Z只能是葡萄糖D.相對于途徑①③,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學思想網(wǎng)絡構(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(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:Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe(5)銅綠的生成:2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO303學科素養(yǎng)提升無機化工流程解題指導素養(yǎng)解讀1.無機化工流程題要求學生能相識化學現(xiàn)象與模型之間的聯(lián)系,能運用多種模型來描述和說明化學現(xiàn)象,預料物質(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,建立解決困難化學問題的思維框架,考查學生的證據(jù)推理與模型認知實力。2.無機化工流程題涉及的問題包括:原料的預處理、反應條件的限制、化學反應原理、綠色化學問題、化工生產(chǎn)平安等。上述問題要求學生具有終身學習的意識和嚴謹求實的科學看法;崇尚真理,形成真理面前人人同等的意識;關注與化學有關的社會熱點問題,相識環(huán)境愛護和資源合理開發(fā)的重要性,具有可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學觀念;深刻理解化學、技術(shù)、社會和環(huán)境之間的相互關系,贊許化學對社會發(fā)展的重大貢獻,能運用已有學問和方法綜合分析化學過程對自然可能帶來的各種影響,權(quán)衡利弊,勇于擔當責任,主動參與有關化學問題的社會決策。培育學生的科學看法與社會責任。案例探究情境:新型負載鎳催化劑的應用是近年來加氫工藝技術(shù)革新的起先,負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勻稱,且單位質(zhì)量或體積的活性中心差別不大,但骨架鎳會有比較大的區(qū)分。新型負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,能讓鎳分散得很勻稱,有效地降低了反應“熱點”,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(c=0.01mol·L-1)的pH7.23.72.27.5沉淀完全時(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),計算Ni(OH)2的Ksp=(列出計算式)。假如“轉(zhuǎn)化”后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,則“調(diào)pH”應限制的pH范圍是。

(5)硫酸鎳在強堿溶液中用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)運用,其意義是。

解析(1)廢鎳催化劑中能與NaOH溶液反應的有油脂、鋁及其氧化物。濾液①中的溶質(zhì)為NaAlO2、高級脂肪酸鈉和甘油,當向該濾液中滴加稀硫酸將溶液調(diào)為中性時,其中的NaAlO2可與稀硫酸反應得到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,又不引進新雜質(zhì)。由于Fe2+起先沉淀、沉淀完全時的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+完全沉淀時的pH為8.7,也可得Ni(OH)2的Ksp=c(Ni2+)·c2(OH-)=10-5×(108.7-14)2?！罢{(diào)pH”是為了使Fe3+沉淀完全,依據(jù)Fe3+完全沉淀時的pH為3.2可知,pH應大于3.2;同時不能使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,對應c(H+)>10-6.2mol·L-1,則“調(diào)pH”的pH應小于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:箭頭進入的是投料(反應物),出去的是主產(chǎn)物或副產(chǎn)物(生成物)。②三線:出線和進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。①審題要點:a.了解生產(chǎn)目的、原料及產(chǎn)品;b.了解題目供應的信息;c.分析各步的反應條件、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。②答題切入點:a.原料及產(chǎn)品的分別提純;b.生產(chǎn)目的及反應原理;c.生產(chǎn)要求及反應條件;d.有關產(chǎn)率、產(chǎn)量及組成的計算;e.綠色化學。(3)解題方法。①首尾分析法:對線型流程工藝(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)合題設問題,逐一解答。②分段分析法:對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。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)流程和綜合試驗題中常常會出現(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”——?？紤]反應完全或增大轉(zhuǎn)化率、提高產(chǎn)率等。③“能否加其他物質(zhì)”——?？紤]會不會引入雜質(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或達到防氧化、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,以檢驗某種離子是否存在。⑥“檢驗某物質(zhì)的設計方案”——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”——?？紤]防水解、促進生成沉淀或除去雜質(zhì)等。⑧“用某些有機試劑清洗”——?？紤]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)降溫時會析出(或升溫時會溶解)而帶入新的雜質(zhì)。⑩“反應中實行加熱措施”的作用——一般是為了增大反應速率或加速某固體的溶解。素養(yǎng)提升1.(2024北京化學,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1.53.45.86.3完全沉淀時2.84.77.88.3③該工藝條件下,MnO2與H2SO4反應。(1)溶出。①溶出前,軟錳礦需研磨。目的是。

②溶出時,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,反應的離子方程式是。

ⅱ.若Fe2+全部來自于反應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。純化時先加入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的電極反應式是。

(4)產(chǎn)品純度測定。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。再用cmol·L-1KMnO4溶液滴定剩余Na2C2O4至終點,消耗KMnO4溶液的體積為dL(已知:MnO2及MnO4-均被還原為Mn2+。相對分子質(zhì)量:MnO2—86.94;Na2C2O4—134.0),產(chǎn)品純度為2.(2024山東化學,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℃時相關物質(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)軟錳礦預先粉碎的目的是,MnO2與BaS溶液反應轉(zhuǎn)化為MnO的化學方程式為。

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

(3)濾液Ⅰ可循環(huán)運用,應當將其導入到操作中(填操作單元的名稱)。

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

(5)碳化過程中發(fā)生反應的離子方程式為。

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”中反應的化學方程式為。

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

(3)依據(jù)H3BO3的解離反應: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)利用考點一金屬材料與金屬礦物的開發(fā)和利用必備學問·自主預診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關鍵實力·考向突破典例1C明代運用的釜、鬵都屬于鐵合金,故A錯誤;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、水分同時接觸,簡單發(fā)生電化學腐蝕而生銹,故B錯誤;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腐蝕,故D錯誤。對點演練1B銅是人類最早運用的金屬,A錯誤;金屬鈦被譽為“21世紀的金屬”,C錯誤;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)生電化學腐蝕,D錯誤。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,Cu2S與過量O2共熱產(chǎn)物中含有CuO等,故C錯誤;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。對點演練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。考點二鋁及其化合物必備學問·自主預診1.第三周期第ⅢA族化合2.(1)銀白較小導電性(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關鍵實力·考向突破典例1A因為Al和Al2O3既可以與強酸反應,又可以與強堿反應,故最好不要盛放酸性或堿性較強的液體食物,兩者有因果關系,A正確;鋁與氧氣反應生成氧化鋁,其熔點高,鋁箔在酒精燈火焰上加熱熔化但不滴落,Ⅱ錯,B錯誤;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錯誤;鐵和鋁與濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化反應,D錯誤。對點演練1答案(1)1∶1(2)1∶3(3)3∶1(4)A解析(1)依據(jù)化學方程式:2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑可知,Al與H2的關系式均為2Al~3H2,故只要參與反應的Al的量相等,所得H2的量必相等。(2)因為在反應中Al過量,產(chǎn)生的H2由HCl和NaOH的量確定。依據(jù)化學反應中的關系式:6HCl~3H2、2NaOH~3H2,故當HCl、NaOH物質(zhì)的量相等時,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)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等,依據(jù)關系式可得n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1,又因為兩溶液體積相等,故物質(zhì)的量濃度c(HCl)∶c(NaOH)=n(HCl)∶n(NaOH)=3∶1。(4)其反應原理分別為2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑?？梢姰攨⑴c反應的HCl和NaOH的物質(zhì)的量相同時,產(chǎn)生H2的體積比是1∶3,而題設條件體積比為1∶2,說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的,而對于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錯誤;氧化鐵與氫氧化鈉不反應,反應①后過濾所得沉淀為氧化鐵,故B錯誤;電解熔融氧化鋁生成鋁,屬于氧化還原反應,故C錯誤;反應②為過量的二氧化碳與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀與碳酸氫鈉,該反應的化學方程式為NaAlO2+CO2+2H2OAl(OH)3↓+NaHCO3,故D正確。對點演練2D探究Al粉與Fe3O4發(fā)生反應所得黑色固體的成分,由試驗可知,黑色固體與稀硫酸反應生成氣體,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①產(chǎn)生的氣體是H2,為金屬與稀硫酸反應生成,故A正確;黑色固體含氧化鋁,則反應②為Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O,故B正確;反應③中AlO2-與二氧化碳反應,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考點三銅及其重要化合物必備學問·自主預診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{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)晶關鍵實力·考向突破典例1B高溫加熱裝置中鐵粉與水蒸氣反應生成四氧化三鐵與氫氣,化學方程式為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,應選擇裝置乙,故B錯誤;氧化銅與氫氣在加熱時反應生成銅和水,該反應的化學方程式為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)生鋁熱反應生成氧化鋁和鐵單質(zhì),故D正確。對點演練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,均對字畫的保存造成危害,A項正確;Cu(OH)2、CuCO3中Cu、H、C元素都處于最高價,無還原性,不易被O2氧化,B項正確;Cu(OH)2、CuCO3都可與酸性物質(zhì)反應,C項錯誤;由于Cu(OH)2中銅的質(zhì)量分數(shù)高于CuCO3中銅的質(zhì)量分數(shù),故Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分數(shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3中銅的質(zhì)量分數(shù),D項正確。典例2答案(1)cd(2)Fe3+取少量待測液置于試管中,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會生成一氧化氮,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Fe2+時,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,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)化為化學能,還會轉(zhuǎn)化為熱能,錯誤;b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應,正確;c.溶液中Cu2+向陰極移動,錯誤;d.利用陽極沒有參與反應的剩余金屬,即陽極泥,可回收Ag、Pt、Au等金屬,正確。(5)利用反應2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應設計為原電池,其正極發(fā)生還原反應,O2在正極被還原,電極反應式為O2+4e-+4H+2H2O。對點演練2D途徑①的反應為銅與稀硝酸、稀硫酸反應生成硫酸銅、一氧化氮和水,該反應的化學方程式為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錯誤。CuSO4在1100℃時分解生成氧化亞銅,銅元素化合價降低被還原,硫酸銅中硫元素為最高價態(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錯誤。含有醛基的有機化合物都能與新制的氫氧化銅共熱反應生成氧化亞銅,故C錯誤。途徑①中會生成有害氣體一氧化氮,途徑③中會生成有害氣體二氧化硫,相對于途徑①③,途徑②生