第4講用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物

1、第4講用途廣泛的金屬材料及開發(fā)利用金屬礦物考綱要求1知道銅及其重要化合物的性質(zhì)。2了解合金的概念及重要應(yīng)用。3了解常見金屬的活動(dòng)順序及金屬冶煉的一般方法。4了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源開發(fā)利用的作用?？键c(diǎn)一銅及其化合物知識(shí)梳理1 單質(zhì)銅物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學(xué)性質(zhì)!非金 fCL單質(zhì)SCuz(OH)，CO,CuOCuCI：Cj;SCu廉些ifc*寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式: 化學(xué)方程式：2CU+ O2+ CO2+ H2O=CU2(OH) 2CO3(綠色固體)。 化學(xué)方程式：2Cu+ S=Cu2S。 與氧化性酸一 ”a. 與濃硫酸共熱的化學(xué)方程

2、式：Cu+ 2H2SO4(濃)=CuSO4 + SO2T + 2H2O;b. 與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu + 8H + 2NO3 =3Cu2 + 2NO f + 4H2O。 與鹽溶液反應(yīng)(寫離子方程式)+2 +a. 與硝酸銀溶液：Cu + 2Ag =2Ag + Cu ；b. 與 FeCb溶液：Cu+ 2Fe3+ =2Fe2+ Cu2+。2. 氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(yīng)(H +)+2+ CuO + 2H =Cu+ H2O+ 2+Cu2O + 2H =Cu+ Cu+ H2O與H2反應(yīng)CuO + H 2=Cu + H2OCu2O+ H 2=2Cu + H2O轉(zhuǎn)化關(guān)

3、系高溫水4CuO2Cu2O+ O2T3. 氫氧化銅(1) 物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。(2) 化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用4. CuSO4 5H2OCuSO4 5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)磯、膽磯。無(wú)水CuS04為白色粉末，遇水變藍(lán)色（生成CUSO4 5H2O），可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。遞進(jìn)題組題組一銅及其化合物的性質(zhì)1 .某研究小組通過實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ〢 將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應(yīng)后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色B 常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCl2固體D .將表面有銅綠CU2（0

4、H） 2C03的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠答案 D解析 A項(xiàng)濃硫酸溶于水時(shí)放熱，應(yīng)該是把反應(yīng)后的溶液倒入水中，故該項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)需要先加熱銅才與氯氣發(fā) 生反應(yīng)，故該項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)氯化銅溶液中存在水解平衡，加熱蒸干最終得到的是氫氧化銅，故該項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)銅和鹽酸不反應(yīng)，只有銅綠CU2（0H） 2CO3與鹽酸反應(yīng)，故該項(xiàng)正確。2 .銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產(chǎn)和使用對(duì)國(guó)計(jì)民生各個(gè)方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，請(qǐng)完成（1）（3）題：在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅即曾青（CuS04）跟鐵反應(yīng)生成銅。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：（2）銅器表面有時(shí)會(huì)生成銅綠，請(qǐng)寫出生成銅綠的化學(xué)方

5、程式：這層銅綠可以用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而不損 傷器物的化學(xué)方程式（3）銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣：（銅的熔點(diǎn)是1 183.4 C,鐵的熔點(diǎn)是 1 534.8 C ）答案（1）Fe+ CuSO4=FeSO4+ Cu（2）2Cu + O2+ 出0+ CO2=CU2（OH）2CO3Cu2（OH）2CO3+ 4HCI=2CuCI 2+ CO2 f + 3出0（3）選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕解析 （2）2Cu + O2+ H2O+ CO2=Cu2（OH） 2CO3；要除去

6、銅器表面的銅綠，考慮選擇鹽酸，因鹽酸不和銅反應(yīng)，且鹽酸具有揮發(fā)性。化學(xué)反應(yīng)方程式如下：CU2（OH）2CO3+ 4HCI=2CuCI 2+ CO2 T + 3出0。（3）根據(jù)題給信息以及做貨幣的實(shí)際要求，選擇銅做貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕。題組二廢銅的利用3.某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO,其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為罐猙1r.,雜銅粗制氧化銅 I-硫嚴(yán)錮常液1Cuo途植IIA1 CuQ 1邯就贈(zèng)如儲(chǔ)通氧吒（1）雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是（填字母序號(hào)）。a. 灼燒過程中

7、部分氧化銅被還原b. 灼燒不充分銅未被完全氧化c. 氧化銅在加熱過程中分解生成銅d. 該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化（2）由粗制氧化銅通過兩種途徑制取純凈CuO,與途徑1相比，途徑n有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)答案 （1）ab（2）耗酸少；無(wú)污染性氣體 SO2產(chǎn)生解析（1）灼燒后含有少量銅，其原因可能是灼燒不充分，銅未被完全氧化，也可能是灼燒過程中部分氧化銅被還原。根據(jù)途徑I的反應(yīng)方程式 Cu + 2H2SO4（濃）=CuSO4 + SO2? + 2H2O和途徑n的反應(yīng)方程式2Cu + O2+ 2H2SO4=2CuSO4+ 2出O,可以看出途徑n的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生等量的CuS04,比途徑i消耗硫酸少；途徑n不產(chǎn)生污染

8、大氣的氣體 so?。反思?xì)w納廢銅綜合利用的常見流程框圖模式廈舸屬【含CuUOjCOj.CujS,鐵的氧牝物等 康電路機(jī)（舎有機(jī)髙分子材料）Utt任亠重化劑* 灌液4溶液吒依及處理-不濬固依融晶體結(jié)晶CliO *- Cu（OHj純輻-粗犧考點(diǎn)二合金的概念及其重要應(yīng)用知識(shí)梳理1 熟記金屬活動(dòng)性順序金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與02反應(yīng)常溫下 易氧化， 點(diǎn)燃生 成過氧 化物或 其他復(fù) 雜氧化 物常溫生成氧化膜加熱化合不與出0反應(yīng)常溫下生成堿和氫氣與熱水反應(yīng)有堿存在 與水 反應(yīng)與咼 溫水 烝氣 反應(yīng)不反應(yīng)與H +反應(yīng)生成鹽和氫氣不反應(yīng)與鹽溶

9、液反應(yīng)先與水反應(yīng)，生排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來成的堿再與鹽反應(yīng)自然界存在形態(tài)化合態(tài)游離態(tài)2. 合金(1) 概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬 (或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的 物質(zhì)。(2) 性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。 熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低；_ 硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。3. 常見金屬材料金屬J黑色金屬材料：鐵、錯(cuò)、鈕以及它們的合金材料L有色金屬材料:除照色金屬以外的其他金屬及其合金(i)重要的黑色金屬材料一一鋼 鋼是用量最大、用途最廣的合金。低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低碳素鋼$中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工

10、性好鋼.高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼 及各種特種鋼性能：良好的延展性利導(dǎo)電性 用途：制導(dǎo)線f性能:密度小、強(qiáng)度高塑性好、易于成型、鋁及三 鋁合金(2)幾種有色金屬材料制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉用途：主耍用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等i性能：II好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性銅及J銅(用途：主要用于電器和電子工業(yè)r建筑業(yè) 銅合金銅合金：青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見的還有黃銅和白銅遞進(jìn)題組題組一 金屬的性質(zhì)和應(yīng)用1 下列關(guān)于金屬元素的敘述正確的是( )A 金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性B 金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體C 金屬元素在不同

11、化合物中化合價(jià)均相同D 大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)為電的良導(dǎo)體答案 D解析 金屬離子中的中間價(jià)態(tài)離子，比如Fe2 +,既有氧化性又有還原性， A錯(cuò)；常溫下金屬汞呈液態(tài)，B錯(cuò)；有的金屬元素存在變價(jià)，比如Fe、Cu等，C錯(cuò)。2 下列說法中正確的是()A 鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料B 金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料C 鈦被譽(yù)為“ 21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊D 銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬答案 C解析 銅是人類使用最早的金屬材料，A錯(cuò)；鐵、鋁及鋁合金是應(yīng)用最廣泛的金屬材料，B 錯(cuò)；銀的導(dǎo)電性比銅好， D 項(xiàng)錯(cuò)。題組二 合金的性能特點(diǎn)及應(yīng)用3 合金與純金屬制成的金屬材料相比，優(yōu)點(diǎn)是(

12、) 合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 一般地，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低 改變?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件，得到有不同性能的合金 合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng) 合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A B C D 答案 B題組三 合金組成的分析4 現(xiàn)代建筑的門窗架常用電解加工成的古銅色硬鋁制造。取硬鋁樣品進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) (每一步試劑均過量),由此可以推知硬鋁的組成可能為 (提示：Si+ 2OH+ H20=Si03+ 2H?f )()氣體溶液樣品稀鹽酸氣體難溶物濃NaOHI溶液溶液L灘溶物A . Al、Mg、Si、ZnB. Al、Fe、Zn、NaC. Al、Na、Cu、FeD . Al、Cu、Mg、S

13、i、Mn答案 D解析 通過反應(yīng)知合金中必須含有排在金屬活動(dòng)性順序中H之前的金屬和H之后的金屬；由反應(yīng) 知合金中必須含有 Si及排在金屬活動(dòng)性順序表H之后的金屬或其他非金屬。件金樣晶5.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)測(cè)量mg銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：+足ht硝感tI n m下列說法中不正確的是（）A .合金的熔點(diǎn)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H是洗滌，操作川應(yīng)是烘干D .根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)答案 D解析 解答本題要注意以下兩點(diǎn)：（1）沒有告訴硝酸的濃度，合金與硝酸反應(yīng)放出的氣體

14、中可能含有N02；W g固體應(yīng)該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。方法指導(dǎo)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氣體等性質(zhì)不變）, 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(cè)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(shí)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

15、的組成。其原理的關(guān)鍵點(diǎn)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(diǎn)和注意事項(xiàng)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(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法，采用沉淀法時(shí)，涉及到的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)；沉淀(重點(diǎn)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(cè)定結(jié)果的誤差分析)?？键c(diǎn)三金屬礦物的開發(fā)和利用知識(shí)梳理1.金屬在自然界中存在的形態(tài)除了金、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物的形式存在于自然界中。在這些金 屬化合物中，金屬元素都顯正化合價(jià)。2 .金屬冶煉的實(shí)質(zhì)使金屬化合物中的金屬離子得電子

16、被還原為金屬單質(zhì)的過程:M + ne=M。3. 金屬冶煉的一般步驟4. 金屬冶煉方法(1) 熱分解法“入入例如：2HgO=2Hg + O2 f, 2Ag 2O=4Ag + O2 f。用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點(diǎn)：金屬元素的金屬性弱， 金屬元素的原子不易失去電子,其金屬離子容易得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差。(2) 熱還原法冶煉金屬 焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO,其化學(xué)方程式依次為C+ 2ZnO=2Zn +木木CO/ C+ 2CuO=2Cu+ CO?丄。 一氧化碳還原法。 例如：CO還原Fe2O3、CuO ,其化學(xué)方程式依次為 3CO + Fe2O3=2Fe+ 3CO2，

17、CO + CuO=Cu+ CO2 氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為 3H2+ WOa=W +2AI + Cr 2O3高溫=3H?O,4H2+ FQO4=3Fe+ 4H 2O。 活潑金屬還原法。 例如：Al還原C2O3、V2O5,其化學(xué)方程式依次為AI2O3+ 2Cr,10Al + 3V 2O5高溫=6V + 5AI 仝。(3) 電解法冶煉金屬例如：電解AI2O3、MgCD、NaCI,其化學(xué)方程式依次為2AI2O&熔融)冰=晶石=4AI + 3O”,電解木宀卡電解木MgCI 2(熔融)=Mg + Cl2 f, 2NaCI(熔融)=2Na + Cl2丄。:深度思考：

18、1.能否用電解 AICI 3和MgO的方法冶煉 Al、Mg?答案 不能。因?yàn)?AICI 3是共價(jià)化合物，熔融時(shí)無(wú)法電離出自由移動(dòng)的離子，不導(dǎo)電; 而MgO雖是離子化合物，但其熔點(diǎn)太高，熔融會(huì)消耗大量的電能，成本較高。2 .鋁是地殼中含量最高的金屬元素，為什么人類對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚得多？答案 鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng)，難于冶煉，古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到，不能冶煉 鋁，故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多。3.鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬?gòu)钠溲趸镏兄脫Q出來，關(guān)于鋁熱反應(yīng) 思考下列問題：(1) 是否所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)？MgO和AI不能發(fā)生答案 否，判斷鋁熱反應(yīng)能否發(fā)

19、生，應(yīng)首先看金屬的活動(dòng)性。例如 鋁熱反應(yīng)。(2) 在鋁熱反應(yīng)中，鎂條、KCIO 3的作用是 。答案引燃、助燃作用(3) 做鋁熱反應(yīng)時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？答案要保證紙漏斗重疊時(shí)四周均為四層，且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤(rùn)濕，以防止高 溫物質(zhì)從四周濺出，同時(shí)損壞紙漏斗。 蒸發(fā)皿中的細(xì)紗要適量，既要防止蒸發(fā)皿炸裂，又要防止熔融的液體濺出傷人。 實(shí)驗(yàn)裝置不要距人群太近，應(yīng)遠(yuǎn)離易燃物。遞進(jìn)題組思堆過模總結(jié)升華題組一 金屬冶煉原理的考查1.下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是（）A .制鈦：用金屬鈉置換四氯化鈦（TiCl4）溶液中的鈦B .煉鐵：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C.制鈉：用海水

20、為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCI溶液D 煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅答案 B解析 A中不能用TiCl4溶液，要用熔融態(tài)的 TiCl4;電解NaCI溶液得到NaOH、CI2和H2；電解法精煉銅的原料是粗銅。2 .下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是（）一 電解木A . MgCI 2（熔融）=Mg + CI2 fB . AI 2O3+ 3H2=2AI + 3H2O高溫C. Fe3O4+ 4CO=3Fe+ 4CO2木D . 2HgO=2Hg + 02 f答案 B解析 金屬冶煉的方法很多，由于金屬離子得電子的能力不同，因此必須采取不同的冶煉方法。在金屬活動(dòng)性順序表中，位于氫后面的金

21、屬（Hg、Ag等）的氧化物受熱就能分解 得到單質(zhì)；位于前面的幾種金屬 （如K、Na、Ca、Al等）的還原性太強(qiáng)，這些金屬都很容 易失去電子，只能用通電電解其熔融鹽或氧化物的方法冶煉。歸納總結(jié)（1）選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活潑性。金屬活動(dòng)性順序表中，金屬的位置越靠后，越容易被還原；金屬的位置越靠前，越難被還原。（2）化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定的金屬如Au、Pt等，在自然界中呈游離態(tài)，用物理方法即可得到。（3）有些活潑性很強(qiáng)的金屬也可以用還原法來冶煉，如850 C 入Na + KCI= K f + NaCI700 C 800 C入 士2RbCI + Mg = MgCl2+ 2R

22、b f 等，在此主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理，利用K 、Rb 沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。題組二 對(duì)鋁熱反應(yīng)的定性及定量考查3. 粉末狀試樣 A是由等物質(zhì)的量的 MgO和Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)： 取適量 A 進(jìn)行鋁熱反應(yīng)，產(chǎn)物中有單質(zhì) B 生成； 另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol L (3) 中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是 。22 若溶液 D的體積仍視為0.15 L,則該溶液中c(Mg )為, c(Fe )為 。答案 (1)加少量 KClO 3，插上鎂條并將其點(diǎn)燃 Fe Fe2O3 6HCl=2FeCl 33H2O、MgO 2HCl

23、=MgCl 2 H2O Fe2H=Fe2H2 f 、 Fe2Fe3=3Fe2(4) 0.67 mol L 2.3 mol L 1解析 此題將實(shí)驗(yàn)操作與元素化合物知識(shí)巧妙結(jié)合在一起考查，增大了試題的容量，增 強(qiáng)了試題的測(cè)試能力。(1)鋁熱反應(yīng)是指單質(zhì) Al 和某些金屬氧化物發(fā)生的反應(yīng)，反應(yīng)過程中放出大量熱，但該 反應(yīng)需要較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量 KClO 3固體并插上 Mg 條，點(diǎn)燃 Mg 條后放出熱量，使KCIO3固體分解放出。2,進(jìn)一步加劇Mg的燃燒，可在短時(shí)間內(nèi)使混 合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)為FezO3+ 2Al=Al2O3+ 2Fe，所以產(chǎn)物中單質(zhì) B 為 Fe

24、。鹽酸中，得溶液 C; 將中得到的單質(zhì) B和溶液C反應(yīng)，放出1.12 L(標(biāo)況)氣體，同時(shí)生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì) B； 用 KSCN 溶液檢驗(yàn)時(shí)，溶液 D 不變色。請(qǐng)?zhí)羁眨?1) 中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是 ，產(chǎn)物中的單質(zhì) B是。(2) 中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物，能和酸反應(yīng)生成鹽和水:Fe2O3+ 6HCI=2FeCI 3 +3H2O、MgO + 2HCI=MgCI 2+ 出0?；旌衔镏兄挥蠪e2O3能和AI發(fā)生鋁熱反應(yīng)，生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)生成的 FeCh,還有未反應(yīng)的 HCI。發(fā)生的離子反應(yīng)為 Fe+ 2H +=Fe2 + +出匸

25、、Fe+ 2Fe3+ =3Fe2 +。假設(shè)步驟用去的20 g固體中，MgO的物質(zhì)的量為x,則Fe2O3的物質(zhì)的量也為x,則 40 g mol一,+ 160 g mol1x= 20 g,解得：x= 0.1 mol。根據(jù)MgOMgCl2的關(guān)系，則溶液中 MgCI 2的濃度為10. 1 mol &15 L = 0.67 mol L 廠。步驟說明溶液中沒有 Fe3 +,也就是溶質(zhì)為 FeCl2和MgCI 2。根據(jù)CI-不變的關(guān)系，可10.15 L X 6.0 mol L；知MgCI 2和FeCb的總的物質(zhì)的量等于二0.45 mol,所以，F(xiàn)eCb的濃0.45 mol 0.1 mol1度為 茴 =23

26、moIL。卜列說法錯(cuò)誤的是(2012廣東理綜，)10B)A .工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al 2O3制備AI涉及氧化還原反應(yīng)B .四川災(zāi)區(qū)重建使用了大量鋼材，鋼材是合金(2009廣東，5)C.金屬材料都是導(dǎo)體，非金屬材料都是絕緣體(2008山東理綜，9A)D .合金材料中可能含有非金屬兀素(2009山東理綜，9A)1 .答案 C探究咼考 明確考向2 .2013山東理綜，28(1)(2)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應(yīng)。(1)由下列物質(zhì)冶煉相應(yīng)金屬時(shí)采用電解法的是a. Fe23 b. NaCI c. CU2S d. AI2O3輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應(yīng)：2CU2S + 2H2SO4 + 5O2=4C

27、uSO4 + 2H 2。,該反應(yīng)的還原劑。當(dāng)1 moI O2發(fā)生反應(yīng)時(shí)，還原劑所失電子的物質(zhì)的量為moI。向CuSO4 溶液中加入鎂條時(shí)有氣體生成，該氣體是答案(1)bd CU2S 4 H2解析 (1)Na、K、Mg、Al等活潑金屬的冶煉均采用電解法，F(xiàn)e、Cu的冶煉采用熱還原法。在輝銅礦和H2SO4、02的反應(yīng)中，02作氧化劑，所以1 mol O2得4 mol e-,還原劑也失去 4 mol e-, Cu2 + + 2H2O=Cu(OH) 2 + 2H + , Mg + 2H + =Mg 2 + + H2T，所以放出的氣體應(yīng)為H2。3.(2013 東理綜,32)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切

28、割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下:金廢料空弋熔煉廠銀熔休粗銀電堺耕嘛tt:A1(OH)3和開始分解的溫度劈別為450 C利SO吒(1)電解精煉銀時(shí)，陰極反應(yīng)式為 ;濾渣A與稀HN0 3反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為 固體混合物B的組成為;在生成固體 B的過程中，需控制 NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為 。(3) 完成煅燒過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:CuO +Al 2。3=高溫=CuAlO 2 +仁若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%，理論上 5.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為mol CuAlO 2,至少需要 1.0

29、 mol L-1 的 AD(SO4)3 溶液L。(5) CuSO4溶液也可用于制備膽磯，其基本操作是 、過濾、洗滌和干燥。答案 (1)Ag + e =Ag 2NO + O2=2NO2(2)AI(0H) 3、Cu(OH) 2 Al(OH) 3+ OH - =AlO 2 + 2出042402(4) 5025(5) 蒸發(fā)結(jié)晶解析 根據(jù)電解原理、物質(zhì)的性質(zhì)及工藝流程、氧化還原反應(yīng)、守恒計(jì)算等分析。(1)電解精煉銀時(shí)，陰極反應(yīng)式為Ag + + e- =Ag。氣體變色發(fā)生的反應(yīng)為2NO +O2=2NO2。(2)固體 B 含有 Cu(OH)2、Al(OH) 3。若 NaOH 過量，則 Al(OH) 3會(huì)轉(zhuǎn)化

30、為NaAlO 20 (3)該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，根據(jù)得失電子守恒、原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)，然后5 000 g X 63.5%配平化學(xué)方程式。(4)生成CuAlO 2的物質(zhì)的量為=50 mol，據(jù)Al元素守63.5 g mol-恒可知，至少需要 Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為25 mol，則需溶液體積為 25 L。CuSO4從飽和溶液中結(jié)晶生成 CuSO4 5H2O(膽磯)，由CuSO4溶液制備膽磯需要的操作為蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。4. 2012天津理綜，9(1)(2)(3)(4)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到含

31、70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請(qǐng)回答下列問題：(1)第步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為 得到濾渣1的主要成分為。(2)第步加 H2O2的作用是 ，使用 H2O2的優(yōu)點(diǎn)是 ；調(diào)溶液pH的目的是使 生成沉淀。用第步所得 CuSO4 5H 2O制備無(wú)水 CuSO4的方法是。由濾渣2制取Al 2(SO4)3 18H2O，探究小組設(shè)計(jì)了三種方案：甲：濾渣2卻酸浸液，蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾Al 2（SO4）3 18H2O乙:濾渣2|24|酸浸液適量Al粉St濾液濾渣2NaO溶液,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾Al2(SO4)3 18H2

32、O丙:,蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、過濾Al2(SO4)3 18H2O上述三種方案中， 方案不可行，原因是 將Fe2*氧化為Fe3+不引入雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染Fe31 Al3+(3) 加熱脫水(4) 甲 所得產(chǎn)品中含有較多 Fe2(SO4)3雜質(zhì) 乙解析 根據(jù)制備路線可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀 H2SO4、濃硝酸，貝U 可以將Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以濾渣 1的主要成分為 Au、Pt，濾液1中 含有Cu、Fe、Al的離子。根據(jù)濾液 2和CuSO4 5出0可知，濾液2為CuSO4溶液，濾 渣 2 中含有 Fe(OH) 3 和 Al(OH) 3。2(1) 第步中Cu與

33、酸發(fā)生的反應(yīng)為 Cu與濃硝酸的反應(yīng)：Cu+ 4H + + 2NO3- =Cu2 + +2NO2 T + 2H2O或濃硝酸與稀硫酸的混合過程中硝酸變稀，發(fā)生的反應(yīng)也可能為3Cu +28H + + 2NO* =3Cu2 + + 2NO f + 4出0。根據(jù)分析可知濾渣 1的主要成分為 Pt、Au。第步操作中加H2O2的目的是將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+ ,從而將Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀除去，防 止對(duì)CuSO4晶體的制備產(chǎn)生干擾。H2O2的優(yōu)點(diǎn)是還原產(chǎn)物為 出0，不引入雜質(zhì)，同時(shí)對(duì)環(huán)境沒有污染，調(diào)節(jié) pH的目的是將Fe3+和Al3 +轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。(3) 用CuSO4 5H2O制備無(wú)水CuSO4,只要除去

34、結(jié)晶水即可。在加熱過程中CuSO4發(fā)生水解，但是因?yàn)榱蛩岵粨]發(fā)，所以最終得到的仍然是CuSO4,所以只要加熱脫水即可。(4) 甲中制備的Al2(SO4)3晶體中含有Fe2(SO4)3。乙、丙兩種方案中，乙方案的原子利用 率更高。練出高分1 金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是()A 合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同B 工業(yè)上金屬 Mg、Cu都是用熱還原法制得的C 金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D 越活潑的金屬越難冶煉答案 B解析 合金的化學(xué)性質(zhì)與成分金屬的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)略有不同，A 正確； Mg在工業(yè)上用電解法冶煉， Cu

35、用熱還原法冶煉， B 錯(cuò)誤；金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是 Mn*neD 正確。=M ， C 正確；金屬越活潑，貝金屬離子的氧化性越弱，越難被還原，2 .下列有關(guān)金屬的說法中，不正確的是（）A .青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金B(yǎng) 銅表面易形成致密的氧化膜C .工業(yè)上用電解熔融 MgCl2的方法制取金屬鎂D 鋁是活潑金屬，但在空氣中耐腐蝕答案 B解析銅銹的主要成分是 CU2（OH）2CO3,不是氧化膜。3. 下列說法正確的是（）A .所有不銹鋼都只含有金屬元素B 我國(guó)流通的硬幣材質(zhì)是金屬單質(zhì)C .廣東打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具D .鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂答案 D解析 A項(xiàng)不銹鋼都含有 C等非金屬元素；

36、流通硬幣材質(zhì)是合金，明代還沒有鋁制品，B、C錯(cuò)；D項(xiàng)一般來說合金熔點(diǎn)比其成分金屬低，硬度、強(qiáng)度比其成分金屬大。4. 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 Al 2O3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(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu答案 B解析 制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融 MgCl2的方法；制備單質(zhì)Na采用電解熔融NaCI的方法；制備單質(zhì) Cu用熱還原法。5 .氫化亞銅（CuH）是一難溶物質(zhì)，用CuSO4溶液和另一種“反應(yīng)物”在 4050 C時(shí)反應(yīng)可 生成它。CuH不穩(wěn)定

37、，易分解；CuH在氯氣中能燃燒，跟鹽酸反應(yīng)能產(chǎn)生氣體。下列有 關(guān)推斷中錯(cuò)誤的是（）A .這里的“另一種反應(yīng)物”具有還原性B . CuH可作氧化劑、還原劑C . CuH + Cl2=CuCl + HCl（燃燒）D . CuH + HCl=CuCl + 出匸（常溫）答案 C解析 C項(xiàng)中Cl 2具有強(qiáng)氧化性，產(chǎn)物應(yīng)為 CuCl2和HCI。6. 已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu =Cu + Cu。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生 Cu或CU20，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn) 所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：加入試劑稀硫酸濃硫酸、加執(zhí)八、稀硝酸

38、濃硝酸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色固體和藍(lán)色溶液無(wú)色氣體和藍(lán)色溶液無(wú)色氣體和藍(lán)色溶液紅棕色氣體和藍(lán)色溶液由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是（ ）A . CuB . Cu20C.一定有Cu,可能有Cu20D .一定有 CU20，可能有Cu答案 D解析 H2還原CuO生成紅色固體，可能是 Cu和CU2O中的一種或兩種，產(chǎn)物中加入稀H2SO4溶液變藍(lán)和得到紅色固體，證明產(chǎn)物中含CU2O,在酸性條件下 2Cu + =Cu2 + +Cu，故不能證明產(chǎn)物中是否含有 Cu。7. 某化學(xué)小組為測(cè)定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：足量溶液A方案I:銅鋁混合物足量分反應(yīng)測(cè)定生成氣體的體積方案n：銅鋁

39、混合物足量分反應(yīng)B測(cè)定剩余固體的質(zhì)量下列有關(guān)判斷中不正確的是（ ）A .溶液A和B均可以是鹽酸或 NaOH溶液B .溶液A和B均可以選用稀硝酸C. 若溶液B選用濃硝酸，則測(cè)得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小D. 實(shí)驗(yàn)方案n更便于實(shí)施答案 B解析 銅鋁混合物與鹽酸或 NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，均只有 Al參加反應(yīng)，因此 A正確；若 A、B均選用稀HNO3，則兩種金屬均可反應(yīng)，方案 n中無(wú)固體剩余，B錯(cuò)誤；當(dāng)B選用 濃HNO3時(shí)，鋁鈍化生成氧化膜，所測(cè)鋁的質(zhì)量偏大，則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小，C正確；方案I需收集氣體，并需要將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況， 不如方案n稱固體質(zhì)量方便，D正確。8. 所謂合金，就是不同種金屬 （也包括一些非金

40、屬）在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物，下表 為四種金屬的熔、沸點(diǎn)：NaCuAlFe熔點(diǎn)（C）97.51 0836601 535沸點(diǎn)（C ）8832 5952 2003 000根據(jù)以上數(shù)據(jù)判斷其中不能形成合金的是（）A . Cu 和 AlB. Fe 和 CuC. Fe 和 NaD . Al 和 Na答案 C解析 兩種金屬若形成合金，一種金屬的熔點(diǎn)不能超過另一種金屬的沸點(diǎn)。0.004 2H 2(1302陰42429.右圖是三種稀酸對(duì) Fe-Cr合金隨Cr含量變化的腐蝕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 下列有關(guān)說法正確的是（）A .稀硝酸對(duì)Fe-Cr合金的腐蝕性比稀硫酸和稀鹽酸的弱B .稀硝酸和鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe+

41、6HN0 3（?。?Fe（NO3）3+ 3NO 2 + 3H 2OC. Cr含量大于13%時(shí)，因?yàn)槿N酸中硫酸的氫離子濃度最大，所以對(duì)Fe-Cr合金的腐蝕性最強(qiáng)D .隨著Cr含量增加，稀硝酸對(duì) Fe-Cr合金的腐蝕性減弱答案 D解析 根據(jù)圖可知，Cr的含量不同，三種酸對(duì) Fe-Cr合金的腐蝕性不同，當(dāng) w（Cr）較小 時(shí)，稀硝酸對(duì)其腐蝕性最強(qiáng)， A不正確；鐵與稀硝酸反應(yīng)生成的是 NO而不是NO2, B 錯(cuò)；三種酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，鹽酸中的氫離子濃度最大，C錯(cuò)；根據(jù)圖中稀 HNO3的曲線變化，可知D正確。10 .銅有兩種常見的氧化物CuO和CU2O。某學(xué)習(xí)小組取 0.98 g（用精密天平測(cè)量）Cu

42、（OH） 2固體，將其加熱有銅的氧化物生成，其質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖1所示。金屆氧代物的質(zhì)曲&圖2另外，某同學(xué)繪制了三條表示金屬氧化物與其所含金屬元素質(zhì)量的關(guān)系曲線，如圖2所示。則下列分析正確的是（）A .圖1中產(chǎn)物a、b的化學(xué)式分別為 CU20和CuOB .圖1整個(gè)過程中共生成 0.26 g H2OC 圖2三條曲線中，表示 CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量的關(guān)系曲線是曲線AD .圖2中繪制錯(cuò)誤的曲線共 2條答案 D解析 0.98 g Cu（OH） 2的物質(zhì)的量為0.01 mol,若全部生成CuO ,則質(zhì)量為0.01 mol X 80 g mo|- = 0.80 g，所以a點(diǎn)是CuO ;若全部生

43、成 Cu2O，則質(zhì)量為0.005 mol X 144 g mol -0.72 g,所以b點(diǎn)是Cu2O, A錯(cuò)誤；根據(jù)化學(xué)方程式 4CuO=A=2Cu2O +。2匸，過 程中有氧氣產(chǎn)生，B錯(cuò)誤；CuO和其所含銅元素的質(zhì)量關(guān)系 （以CuO的質(zhì)量為10 g計(jì)算） 為10 g CuO中含8 g銅元素，觀察圖2知，曲線B符合上述質(zhì)量關(guān)系（表示的是CuO）。而曲線A上的任何一點(diǎn)都表示金屬氧化物的質(zhì)量小于其所含金屬元素的質(zhì)量，這是錯(cuò)誤的，曲線C不符合Cu2O和其所含的銅元素的質(zhì)量關(guān)系，所以C錯(cuò)誤、D正確。11甲、乙為單質(zhì)，丙、丁為化合物，它們之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。（1）若甲、乙均為非金屬，丙為氧化物，

44、則： 乙為氧化產(chǎn)物時(shí)，乙可能是 （填化學(xué)式，下同），按照元素周期表推測(cè)，此時(shí)反應(yīng)物甲可能是。 乙為還原產(chǎn)物時(shí)，丁所屬的物質(zhì)類別是 。（2）若該轉(zhuǎn)化關(guān)系為我國(guó)古代濕法冶煉金屬乙的原理，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。若該轉(zhuǎn)化關(guān)系為高溫火法冶煉金屬乙的原理，且同時(shí)生成的丁是一種有刺激性氣味的氣體，則丙可能為（填化學(xué)式)。答案02 F2氧化物Fe + CuSO4=FeSO4+ Cu Cu2S(或 CuS)12. 某廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe、Al，還含有少量的銅銹Cu2(OH)2CO3、少量的鐵銹和少量的氧化鋁，用上述廢金屬屑制取膽磯(CuSO4 5H2O)、無(wú)水AlCl 3和鐵紅的過程如請(qǐng)回答:(

45、1)在廢金屬屑粉末中加入試劑A ,生成氣體1的反應(yīng)的離子方程式是溶液2中含有的金屬陽(yáng)離子是 ;氣體2的成分是。(3) 溶液2轉(zhuǎn)化為固體 3的反應(yīng)的離子方程式是 利用固體2制取CuSO4溶液有多種方法。 在固體2中加入濃H2SO4并加熱，使固體2全部溶解得CuSO4溶液，反應(yīng)的化學(xué)方程式是。 在固體2中加入稀H2SO4后，通入O2并加熱，使固體2全部溶解得CuSO4溶液，反應(yīng)的離子方程式是溶液1轉(zhuǎn)化為溶液4過程中，不在溶液1中直接加入試劑C ,理由是直接加熱AICI 3 6H2O不能得到無(wú)水 AICI 3 SOCl2為無(wú)色液體，極易與水反應(yīng)生成 HCI和一種具有漂白性的氣體。AICI 3 6H2

46、O與SOCI2混合加熱制取無(wú)水 AICI 3，反應(yīng)的化學(xué)方程式是 答案 (1)2AI + 20H+ 2H2O=2AIO2 + 3出匸(2) Fe2+ CO2 和 出(3) 4Fe2+ + 80H+ O2+ 2H2O=4Fe(OH) 3 J木(4) Cu+ 2H2SO4(濃)=CuSO4+ SO2f + 2出0 2Cu + 4H + + O2=2Cu2+ + 2H2O(5) 若在溶液1中直接加入鹽酸，會(huì)使溶液4中混有試劑A中的陽(yáng)離子(如Na*等)，而不是純凈的AICI 3溶液木木(6) AICI 3 6H2O + 6SOCI 2=AICI 3+ 12HCI f + 6SO2T解析 由溶液1和CO2反應(yīng)可知試劑 A為NaOH溶液；溶液1為NaAIO2,固體4為AI(OH) 3,溶液4為AICI 3溶液；固體1為Cu、Fe、Cu2(OH)2CO3、鐵銹，由固體 2最終 到膽磯可知固體2為Cu,試劑B為非氧化性酸，溶液2為Fe2+、氣體2為CO2Cu2(OH) 2CO3 與酸反應(yīng)生成和H2,溶液2到固體3有空氣存在所以應(yīng)該生成 Fe(OH)3。13. 某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe