2023屆高考化學(xué)魯科版一輪復(fù)習(xí)學(xué)案-第三章第3課時(shí)　金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

第3課時(shí)金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用1.了解合金的概念及金屬材料的重要應(yīng)用。2.了解鎂、鋁、銅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)、用途和制備方法。3.了解常見金屬的活動(dòng)性順序和冶煉方法。4.能說明常見金屬元素及其化合物的應(yīng)用(如金屬的冶煉等)對社會發(fā)展的價(jià)值、對環(huán)境的影響。合金、金屬礦物的開發(fā)利用一、合金(1)常溫下,多數(shù)合金是固體,但鈉鉀合金是液體。(2)合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變,但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不變。二、常見金屬材料1.分類2.常見合金材料(1)(2)(3)鋁合金:密度小,強(qiáng)度高,塑性好,易于加工。應(yīng)用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等。3.新型合金三、金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬冶煉的實(shí)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(M表示金屬)。2.金屬冶煉的一般步驟3.金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)冶煉Mg時(shí)電解熔融MgCl2而不電解MgO,原因是MgO的熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本。4.鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒,放出一定的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應(yīng);②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中實(shí)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,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+Fe2O32Fe+Al2O3原理應(yīng)用①制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬,如鉻、錳、鎢等;②金屬焊接,如野外焊接鋼軌等[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體。()(2)合金材料中不可能含有非金屬元素。()(3)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬。()(4)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。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.想一想(1)合金中只含有金屬元素嗎?提示:不是。合金可由金屬與金屬或金屬與非金屬制得,一定含有金屬元素,可能含有非金屬元素。(2)汽車電池中的鉛蓄電池的鉛板,一般也不是純鉛做的,而是用鉛和銻的合金做成,除了考慮電極導(dǎo)電性的因素外,還主要考慮了哪些因素?提示:純鉛太軟,放在車輛上一震動(dòng)就容易變形,所以采用合金,因?yàn)楹辖鸬挠捕却?不容易變形。常見合金及應(yīng)用1.鋼鐵是鐵碳合金的總稱,其強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、應(yīng)用廣泛。在以下關(guān)于不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識中,正確的是(B)A.它們的組成元素是相同的B.耐腐蝕的性能不同C.它們都屬于鋼,因此物理性質(zhì)相同D.構(gòu)成普通鋼和不銹鋼的主要元素都是鐵,因此它們的化學(xué)性質(zhì)相同解析:普通鋼主要含有鐵和C,不銹鋼由普通鋼、鎳、鉻、鉬等熔合而成,故A錯(cuò)誤;不銹鋼耐腐蝕性強(qiáng)于普通鋼,故B正確;兩者都屬于鋼,但所含有的元素不同,物理、機(jī)械性能存在較大差異,故C錯(cuò)誤;不銹鋼中含有的鎳、鉻、鉬等元素使得不銹鋼的化學(xué)性質(zhì)有別于普通鋼,故D錯(cuò)誤。2.C919大型飛機(jī)的制造采用了大量新材料鋁鋰合金。下列關(guān)于鋁鋰合金的說法不正確的是(D)A.鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物B.鋁鋰合金的硬度比鋰大C.鋁鋰合金的熔、沸點(diǎn)比鋁低D.鋁鋰合金耐酸堿腐蝕解析:鋁鋰合金中的鋁既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng),鋰能與酸反應(yīng),故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。金屬礦物的開發(fā)利用3.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……冷定,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)。下列說法不正確的是(A)A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶煉Zn的過程中有氧化還原反應(yīng)發(fā)生D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法解析:A項(xiàng),由題意可知,倭鉛是指金屬鋅,不是混合物;B項(xiàng),反應(yīng)中C作還原劑,則煤炭中起作用的主要成分是C;C項(xiàng),碳酸鋅與碳在高溫下反應(yīng)生成鋅和一氧化碳,有氧化還原反應(yīng)發(fā)生;D項(xiàng),該反應(yīng)是利用碳還原碳酸鋅生成鋅單質(zhì),屬于熱還原法。4.下列關(guān)于金屬冶煉的說法正確的是(A)A.利用該鋁熱反應(yīng)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe煉鐵,1mol氧化劑參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移8NA個(gè)電子B.金屬的冶煉都是把金屬單質(zhì)從其礦物中分離出來C.工業(yè)上可用電解熔融態(tài)的MgCl2、AlCl3來制備Mg、AlD.古代火燒孔雀石煉銅的方法屬于熱分解法中的焦炭法解析:利用該鋁熱反應(yīng)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe煉鐵,反應(yīng)中氧化劑是Fe3O4,反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了24個(gè)電子,故1mol氧化劑參加反應(yīng)轉(zhuǎn)移8NA個(gè)電子,A正確;大多數(shù)金屬的冶煉都是利用還原劑或者通電把金屬從其化合物中還原出來,只有少數(shù)不活潑金屬如Pt、Au等單質(zhì)能直接從其礦物中分離出來,B錯(cuò)誤;工業(yè)上可用電解熔融態(tài)的MgCl2和Al2O3來制備Mg、Al,反應(yīng)為MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑、2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,C錯(cuò)誤;古代火燒孔雀石煉銅的方法反應(yīng)為Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,2CuO+C2Cu+CO2,故屬于熱還原法中的焦炭法,D錯(cuò)誤。(1)金屬活動(dòng)性順序與冶煉方法的關(guān)系(2)冶煉Al時(shí)只能電解熔融Al2O3而不能電解AlCl3,原因是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。鎂、鋁及其重要化合物1.鎂、鋁的結(jié)構(gòu)和存在鎂、鋁分別位于元素周期表的第三周期ⅡA族和ⅢA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為和,它們都是活潑的金屬,在自然界中全部以化合態(tài)的形式存在。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。2.鎂、鋁單質(zhì)物理性質(zhì)比較(1)相同點(diǎn):均為銀白色、有金屬光澤的固體,有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等,密度、硬度均較小。(2)不同點(diǎn):鋁的熔點(diǎn)比鎂高,硬度比鎂大。3.鎂的化學(xué)性質(zhì)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:(1)與N2反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2。(2)與CO2反應(yīng):2Mg+CO22MgO+C。(3)與H2O反應(yīng):Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。Mg在CO2中能夠燃燒,所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。鎂也可在氮?dú)庵腥紵?生成氮化鎂(Mg3N2),氮化鎂能與水劇烈反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀并放出氨氣。4.海水提鎂工藝(1)流程(2)步驟及主要反應(yīng)制石灰乳CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2沉淀Mg2++Ca(OH)2Mg(OH)2↓+Ca2+酸化Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(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5.鋁及其化合物性質(zhì)(1)化學(xué)性質(zhì)寫出圖中標(biāo)號反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:(2)鋁的氧化物(Al2O3)——兩性氧化物(3)鋁的氫氧化物[Al(OH)3]——兩性氫氧化物主要性質(zhì):白色膠狀固體,難溶于水,有較強(qiáng)的吸附性。寫出上圖標(biāo)號中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:①Al(OH)3+3H+Al3++3H2②Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O(1)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、NaHSO3、NaH2PO4等),弱酸的銨鹽(如CH3COONH4等)。(2)明礬凈水原理為明礬電離出的Al3+在水中水解生成Al(OH)3膠體,吸附水中懸浮物而沉淀,使水凈化,其離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)工業(yè)上制造鎂粉時(shí),可將鎂蒸氣在N2中冷卻。()(2)Al2O3的熔點(diǎn)高,可作耐高溫材料,實(shí)驗(yàn)室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等。()(3)明礬可作凈水劑,起到殺菌消毒的作用。()解析:(1)Mg與N2反應(yīng)生成Mg3N2,故Mg不能在N2中冷卻。(2)Al2O3能與堿反應(yīng),所以不能用氧化鋁坩堝熔化NaOH固體。(3)明礬能凈水,但不能殺菌消毒。答案:(1)×(2)×(3)×2.想一想(1)能用鋁制餐具蒸煮或長時(shí)間存放酸性或堿性物質(zhì)嗎?鋁的性質(zhì)很活潑,為何還可以用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸?提示:不能用鋁制餐具蒸煮或長時(shí)間存放酸性或堿性物質(zhì),因?yàn)殇X和氧化鋁均能與酸、堿反應(yīng)。常溫下,能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是兩者能使鋁發(fā)生“鈍化”,而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。(2)氧化鋁既能和酸反應(yīng)也能和堿反應(yīng),所以我們稱氧化鋁為兩性氧化物,而鋁和碳酸氫鈉也是既能和酸反應(yīng)又能和堿反應(yīng),那么鋁和碳酸氫鈉是兩性物質(zhì)嗎?提示:不是。兩性物質(zhì)是指既和酸反應(yīng)生成鹽和水又和堿反應(yīng)生鹽和水的物質(zhì)。因?yàn)殇X跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)生成鹽和氫氣,NaHCO3雖然也可以與酸或者堿反應(yīng),但是產(chǎn)物不完全是水和鹽,所以不能說鋁和碳酸氫鈉是兩性物質(zhì)。鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用1.下列關(guān)于金屬鎂、鋁的說法中正確的是(B)A.鋁在地殼中的儲量非常豐富,在古代常用來制造兵器B.大量鎂條燃燒引起的火災(zāi)不能用干粉滅火器滅火C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液D.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理,能發(fā)生反應(yīng)2Al+3MgO3Mg+Al2O3解析:雖然鋁在地殼中的儲量非常豐富,但都是以化合態(tài)的形式存在,古代沒有冶煉金屬鋁的技術(shù),A錯(cuò)誤;Mg可與CO2發(fā)生反應(yīng),B正確;Mg不能溶于NaOH溶液,C錯(cuò)誤;Mg的金屬性比Al強(qiáng),故Al與MgO不能發(fā)生鋁熱反應(yīng),D錯(cuò)誤。2.(雙選)(2022·山東臨沂月考)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(CD)A.MgO的熔點(diǎn)很高,可用于制作耐高溫材料,氧化鋁也可作耐火材料B.明礬水解形成的Al(OH)3膠體能吸附水中的懸浮物,可用于水的凈化,Fe3+有同樣的功效C.電解MgCl2飽和溶液,因Mg2+的濃度足夠大,可制得金屬鎂D.鎂條與適量的稀鹽酸完全反應(yīng),將所得溶液蒸干、灼燒,得到MgCl2固體解析:氧化鎂和氧化鋁的熔點(diǎn)都較高,均能制作耐高溫材料,故A正確;明礬中含有鋁離子,鋁離子能水解生成氫氧化鋁膠體,膠體具有吸附性,可吸附水中的懸浮物,用于水的凈化,鐵離子有同樣的效果,故B正確;鎂是活潑金屬,電解MgCl2飽和溶液時(shí),陰極上氫離子得電子而不是鎂離子得電子,所以得不到金屬鎂,應(yīng)采用電解熔融MgCl2的方法冶煉,故C不正確;氯化鎂是強(qiáng)酸弱堿鹽,易水解生成氫氧化鎂和氯化氫,將所得溶液蒸干、灼燒,因鹽酸具有揮發(fā)性,可促進(jìn)氯化鎂水解,所以最后得到的固體不是氯化鎂,而是氫氧化鎂受熱分解生成的氧化鎂,故D不正確。氧化鋁和氫氧化鋁的特性及應(yīng)用3.已知常溫下濃硫酸能使鋁片表面形成致密的氧化膜,下列通過制取硫酸鋁、氫氧化鋁獲得氧化鋁的裝置和原理能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?C)解析:常溫下濃硫酸能使鋁鈍化得不到硫酸鋁,A錯(cuò)誤;過量氫氧化鈉與硫酸鋁反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,B錯(cuò)誤;氫氧化鋁不溶于水,可通過過濾與水分離,且過濾操作正確,C正確;灼燒固體用坩堝,不用蒸發(fā)皿,D錯(cuò)誤。4.下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是(B)A.鎂粉中混有少量鋁粉:加入過量燒堿溶液充分反應(yīng),過濾、洗滌、干燥B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液,充分反應(yīng),過濾,向?yàn)V液中通入過量CO2后過濾、洗滌、干燥D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應(yīng),過濾、洗滌、干燥得到MgO解析:Al(OH)3不溶于氨水,故向含少量Al3+的Fe3+溶液中加入過量氨水時(shí),Fe3+、Al3+均轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,達(dá)不到除雜的目的。5.鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)金屬,某小組探究鋁粉與Fe3O4發(fā)生反應(yīng)所得黑色固體的成分,實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象如圖:下列說法不正確的是(D)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解析:由實(shí)驗(yàn)可知,黑色固體與稀硫酸反應(yīng)生成氣體,且溶液b加KSCN溶液不變紅,可知溶液b不含鐵離子;黑色固體與稀NaOH反應(yīng)無氣體產(chǎn)生,則一定不含Al,溶液a與二氧化碳反應(yīng)生成的白色沉淀為氫氧化鋁,則黑色固體中一定含氧化鋁,由上述分析可知,黑色固體一定含氧化鋁、Fe,一定不含Al,可能含F(xiàn)e3O4。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;該固體含氧化鋁,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),生成Al(OH)3,故C正確;黑色固體中不含Al,可能含F(xiàn)e3銅及其化合物1.單質(zhì)銅(1)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)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:①2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3(綠色固體)。②S+2CuCu2S。③Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O。④Cu+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+)CuO+2H+Cu2++H2OCu2O+2H+Cu2++Cu+H2O與H2反應(yīng)CuO+H2Cu+H2OCu2O+H22Cu+H2O轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuO2Cu2O+O2↑由氧化銅和氧化亞銅的轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,氧化亞銅更穩(wěn)定。3.氫氧化銅(1)物理性質(zhì):藍(lán)色難溶于水的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用反應(yīng)①的化學(xué)方程式:Cu(OH)2CuO+H2O。反應(yīng)②的離子方程式:Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O。4.銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分。(2)CuSO4·5H2O俗稱藍(lán)礬、膽礬?？砂l(fā)生CuSO4·5H2O(3)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,因此可將膽礬、熟石灰、水配成波爾多液,用來殺滅植物的病毒。藍(lán)色晶體膽礬失去水分變成白色固體屬于化學(xué)變化。[理解辨析]1.判一判(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)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物。()(3)無水硫酸銅可用于檢驗(yàn)酒精中是否含有水。()(4)CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化。()解析:(1)CuO與H2O不反應(yīng)。(2)銅銹的主要成分為Cu2(OH)2CO3,不是銅的氧化物。(4)CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于化學(xué)變化。答案:(1)×(2)×(3)√(4)×2.做一做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圖(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸):(1)反應(yīng)①能觀察到的現(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。

解析:(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,且有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2↑+3H2O。(2)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì),則濾液中主要含有CuSO4,加入的金屬粉末能將Cu2+從溶液中置換出來即可,故金屬可能是Fe或Zn等。答案:(1)固體逐漸消失,溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色,有氣泡產(chǎn)生Cu2(OH)2CO3+2H2SO42CuSO4+CO2↑+3H2O(2)(答案合理即可)鐵粉Fe+Cu2+Fe2++Cu銅及其化合物的性質(zhì)1.宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色,歷經(jīng)千年色彩依然,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(C)A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度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解析:字畫主要由紙張和絹、綾、錦等織物構(gòu)成,為防止受潮和氧化,保存古代字畫時(shí)要特別注意控制適宜的溫度和濕度,A正確;由孔雀石和藍(lán)銅礦的化學(xué)成分可知,其中的銅元素、碳元素和氫元素均處于最高價(jià),其均為自然界較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì),因此用其所制作的顏料不易被空氣氧化,B正確;孔雀石和藍(lán)銅礦的主要成分均可與酸反應(yīng)生成相應(yīng)的銅鹽,因此用其制作的顏料不耐酸腐蝕,C錯(cuò)誤;因?yàn)闅溲趸~中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于碳酸銅,所以Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3,D正確。2.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?D)A.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,得到無水CuCl2固體D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡,除去銅綠解析:銅與濃硫酸反應(yīng)后硫酸濃度仍較高,不能把水加入反應(yīng)容器中,A錯(cuò)誤;Cu與Cl2常溫下不反應(yīng),需要加熱才能發(fā)生反應(yīng),B錯(cuò)誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā),加熱蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固體,C錯(cuò)誤;Cu2(OH)2CO3能溶于鹽酸,所以能用鹽酸除去銅綠,D正確。3.(2021·湖北部分重點(diǎn)學(xué)校聯(lián)考)從蝕刻廢液中回收硫酸銅的工藝流程如圖:下列說法錯(cuò)誤的是(B)A.混合時(shí)酸性過強(qiáng)或堿性過強(qiáng),銅的回收率均會降低B.“濾液”中,n(NH4+)<n(NH3·HC.混合過程中發(fā)生的反應(yīng)之一為[Cu(NH3)4]2++3H++Cl-+H2OCu(OH)Cl↓+4NH4D.溶解濾渣時(shí)用濃硫酸而不用稀硫酸,有利于提高產(chǎn)品純度和銅回收率解析:酸性過強(qiáng),不能破壞[CuCl4]2-,堿性過強(qiáng),不能破壞[Cu(NH3)4]2+,A項(xiàng)正確;當(dāng)n(NH4+)≤n(NH3·H2O)時(shí),溶液一定顯堿性,而實(shí)際pH=5.86,B項(xiàng)錯(cuò)誤;此反應(yīng)為破壞堿性蝕刻廢液中成分發(fā)生的反應(yīng),C項(xiàng)正確;由反應(yīng)Cu(OH)Cl+H2SO4(濃)CuSO4+H21.區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和Cu2O的方法:向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸,若溶液由無色變成藍(lán)色,則該紅色物質(zhì)為Cu2O,否則為Cu,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O。2.通常利用反應(yīng)2Cu+O22CuO除去混合氣體中的少量O2。3.Cu與稀H2SO4不反應(yīng),但在通入O2的條件下,Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。4.無水CuSO4只能作為檢驗(yàn)水的試劑,不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。1.(2021·廣東卷,1)今年五一假期,人文考古游持續(xù)成為熱點(diǎn)。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就,具有深邃的文化寓意和極高的學(xué)術(shù)價(jià)值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是(A)選項(xiàng)ABCD文物名稱鑄客大銅鼎河姆渡出土陶灶獸首瑪瑙杯角形玉杯解析:鑄客大銅鼎屬于銅的合金,A符合題意;河姆渡出土陶灶屬于陶器,主要成分為硅酸鹽,不屬于合金,B不符合題意;獸首瑪瑙杯主要成分為二氧化硅,不屬于合金,C不符合題意;角形玉杯主要成分為硅酸鹽,不屬于合金,D不符合題意。2.(2021·河北卷,1)“灌鋼法”是我國古代勞動(dòng)人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻(xiàn),陶弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱,生鐵熔化灌入熟鐵,再鍛打成鋼。下列說法錯(cuò)誤的是(C)A.鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng).鋼的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生鐵由于含碳量高,熔點(diǎn)比熟鐵高D.冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3解析:鋼是含碳量低的鐵合金,故A正確;鋼的硬度和脆性與含碳量有關(guān),隨著含碳量的增大而增大,故B正確;由題意可知,生鐵熔化灌入熟鐵,再鍛打成鋼,說明生鐵的熔點(diǎn)低于熟鐵,故C錯(cuò)誤;赤鐵礦的主要成分是Fe2O3,可用于冶煉鐵,故D正確。3.(2021·浙江6月選考,9)下列說法不正確的是(A)A.硅酸鈉是一種難溶于水的硅酸鹽B.鎂在空氣中燃燒可生成氧化鎂和氮化鎂C.鈉與水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣D.常溫下,鋁遇濃硝酸或濃硫酸時(shí)會發(fā)生鈍化解析:硅酸鈉是溶于水的硅酸鹽,故A不正確;鎂在空氣中燃燒時(shí),與氧氣和二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂,與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化鎂,故B正確;鈉具有強(qiáng)還原性,能與冷水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,故C正確;濃硫酸和濃硝酸具有強(qiáng)氧化性,常溫下,鋁在濃硝酸和濃硫酸中會發(fā)生鈍化,阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,故D正確。4.(2021·湖南卷,6)一種工業(yè)制備無水氯化鎂的工藝流程如下:下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.物質(zhì)X常選用生石灰B.工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂C.“氯化”過程中發(fā)生的反應(yīng)為MgO+C+Cl2MgCl2+COD.“煅燒”后的產(chǎn)物中加稀鹽酸,將所得溶液加熱蒸發(fā)也可得到無水MgCl2解析:物質(zhì)X的作用是使Mg2+轉(zhuǎn)化為Mg(OH)2,工業(yè)上常采用CaO,發(fā)生CaO+H2OCa(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+Mg(OH)2+Ca2+,A正確;Mg是較活潑的金屬,工業(yè)上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂,B正確;由圖可知“氯化”過程反應(yīng)物為MgO、氯氣、C,生成物之一為MgCl2,C在高溫下能將二氧化碳還原為CO,則“氣體”為CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgO+C+Cl2MgCl2+CO,C正確;“煅燒”后得到MgO,MgO和鹽酸反應(yīng)得到MgCl2溶液,由于MgCl2在溶液中水解生成氫氧化鎂和HCl,將所得溶液加熱蒸發(fā),HCl會逸出,MgCl2水解平衡正向移動(dòng),得到氫氧化鎂,得不到無水MgCl2,D錯(cuò)誤。題號知識易中難合金及金屬的冶煉等18鋁熱反應(yīng)2銅及其化合物3,69鎂、鋁的冶煉及應(yīng)用4,57綜合應(yīng)用10一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列有關(guān)金屬的用途與相應(yīng)性質(zhì)不對應(yīng)的是(C)A.用金做飾物是因?yàn)榻鸬幕瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不褪色B.用鎢做白熾燈燈絲是因?yàn)槠淙埸c(diǎn)高、導(dǎo)電性好C.用鎂合金做汽車部件是因?yàn)殒V的密度小、化學(xué)性質(zhì)活潑D.用鋁做包裝用的鋁箔是因?yàn)槠溲诱剐院?表面有鈍化膜解析:用鎂合金做汽車部件是因?yàn)楹辖鸬拿芏刃?強(qiáng)度高,與鎂的化學(xué)性質(zhì)活潑沒有關(guān)系,C錯(cuò)誤。2.鋁熱反應(yīng)可用于焊接鋼軌。實(shí)驗(yàn)室常用如圖裝置模擬鋁熱反應(yīng)。下列說法錯(cuò)誤的是(A)A.該反應(yīng)的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能B.鎂帶作引燃劑,為反應(yīng)提供高溫條件C.反應(yīng)過程中未涉及復(fù)分解反應(yīng)D.鋁熱反應(yīng)常用于冶煉高熔點(diǎn)的金屬解析:該反應(yīng)中放出大量的熱,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,反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能等,A錯(cuò)誤;點(diǎn)燃,發(fā)生的反應(yīng)為鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂,氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣,故鎂帶作引燃劑,為反應(yīng)提供高溫條件,B正確;反應(yīng)過程中涉及的反應(yīng)有化合反應(yīng)(鎂與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂)、分解反應(yīng)(氯酸鉀分解產(chǎn)生氧氣)、置換反應(yīng)(2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe),未涉及復(fù)分解反應(yīng),C正確;鋁熱反應(yīng)放出大量的熱,可以用于冶煉熔點(diǎn)高的金屬,D正確。3.我國古代的青銅器工藝精湛,有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值。下列說法不正確的是(C)A.我國使用青銅器的時(shí)間比使用鐵器、鋁器的時(shí)間均要早B.將青銅器放在銀質(zhì)托盤上,青銅器容易生成銅綠C.《本草綱目》載有名“銅青”之藥物,銅青是銅器上的綠色物質(zhì),則銅青就是青銅D.用蜂蠟做出銅器的蠟?zāi)?是古代青銅器的鑄造方法之一,蜂蠟的主要成分是有機(jī)物解析:金屬大規(guī)模被使用的先后順序跟金屬的活動(dòng)性關(guān)系最大,金屬性越弱的金屬使用越早,所以我國使用青銅器的時(shí)間比使用鐵器、鋁器的時(shí)間均要早,故A正確;Cu比Ag活潑,將青銅器放在銀質(zhì)托盤上,構(gòu)成原電池,銅為負(fù)極,青銅器容易生成銅綠,故B正確;銅在空氣中長時(shí)間放置,會與空氣中氧氣、二氧化碳、水反應(yīng)生成堿式碳酸銅,因此《本草綱目》載有名“銅青”之藥物,“銅青”就是銅銹蝕生成的堿式碳酸銅,故C不正確;蜂蠟的主要成分是酯類、游離脂肪酸、游離脂肪醇和碳水化合物,主要成分是有機(jī)物,故D正確。4.鋁土礦的主要成分是Al2O3,還有部分SiO2、Fe2O3以及少量不溶于酸、堿溶液的其他雜質(zhì)。工業(yè)上從鋁土礦中提取鋁可采取如圖所示工藝流程,下列說法中正確的是(C)A.沉淀Ⅰ只有SiO2B.溶液Ⅱ中含有的陰離子只有AlOC.①～⑤中,只發(fā)生氧化還原反應(yīng)的是⑤D.③的離子方程式只有CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HC解析:沉淀Ⅰ不只有SiO2,還有少量不溶于酸、堿溶液的雜質(zhì),A錯(cuò)誤;溶液Ⅱ中含有的陰離子有AlO2-和氫氧根離子,B錯(cuò)誤;①～⑤中,只有⑤有元素化合價(jià)的變化,屬于氧化還原反應(yīng),C正確;③的離子方程式有CO2+AlO2-+2H2OAl(OH)3↓+HCO3-,還有CO2+OH5.向3mol·L-1鹽酸中加入打磨后的鎂條,一段時(shí)間后生成灰白色固體X,并測得反應(yīng)后溶液pH升高。為確認(rèn)固體X的成分,過濾洗滌后進(jìn)行實(shí)驗(yàn):①向固體X中加入足量硝酸,固體溶解,得到無色溶液,將其分成兩等份;②向其中一份無色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a;③向另一份無色溶液中加入足量NaOH溶液,得到白色沉淀b。下列分析不正確的是(D)A.溶液pH升高的主要原因:Mg+2H+Mg2++H2↑B.生成沉淀a的離子方程式:Ag++Cl-AgCl↓C.沉淀b是Mg(OH)2D.若a、b的物質(zhì)的量關(guān)系為n(a)∶n(b)=1∶3,則可推知固體X的化學(xué)式為Mg3(OH)6Cl解析:溶液pH升高的主要原因是H+被消耗,即Mg+2H+Mg2++H2↑,故A正確;向其中一份無色溶液中加入足量AgNO3溶液,得到白色沉淀a,a是不溶于HNO3的白色沉淀,應(yīng)為AgCl,故B正確;沉淀b與OH-有關(guān),NO3-、Cl-、Mg2+能形成沉淀的只有Mg2+6.某同學(xué)通過如圖流程制備氧化亞銅:Cu2(OH)2CO3CuCl2溶液CuClCu2O已知:CuCl難溶于水和稀硫酸;Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O。下列說法錯(cuò)誤的是(D)A.步驟②中,SO2為還原劑,將CuCl2還原為CuClB.步驟③中為防止CuCl被氧化,可用H2SO3水溶液洗滌C.步驟④發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2OD.得到的Cu2O試樣中可能會混有CuCl雜質(zhì),可通過加足量稀硫酸充分溶解、過濾后分離除去解析:步驟②中發(fā)生的反應(yīng)為SO2+2CuCl2+2H2O2CuCl↓+H2SO4+2HCl,故SO2為還原劑,將CuCl2還原為CuCl,A正確;H2SO3中的S也是+4價(jià),具有較強(qiáng)的還原性,故步驟③中為防止CuCl被氧化,可用H2SO3水溶液洗滌,B正確;步驟④中的反應(yīng)物為CuCl和NaOH,產(chǎn)物為Cu2O,故所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2CuCl+2OH-Cu2O+2Cl-+H2O,C正確;由題干信息得,CuCl難溶于水和稀硫酸,Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O,故得到的Cu2O試樣中可能會混有CuCl雜質(zhì),不能通過加足量稀硫酸充分溶解、過濾后分離除去,D錯(cuò)誤。二、選擇題(每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意)7.實(shí)驗(yàn)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(AC)A.裝置A、B中可依次加入NaOH溶液、濃硫酸B.若去掉裝置C,對產(chǎn)品純度無影響C.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先加熱裝置C,通入一段時(shí)間空氣后再加熱裝置DD.裝置E中堿石灰的作用是吸收尾氣解析: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正確;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(cuò)誤;實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先加熱裝置C,通入一段時(shí)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(jìn)入D中干擾實(shí)驗(yàn),D錯(cuò)誤。8.我國是最早掌握煉鋅的國家,《天工開物》中記載了以菱鋅礦(主要成分為ZnCO3)和煙煤為原料的煉鋅罐剖面圖。已知:鋅的沸點(diǎn)為907℃,金屬鋅蒸氣遇熱空氣或CO2易生成ZnO。下列冶煉鋅過程中的相關(guān)說法不正確的是(C)A.尾氣可用燃燒法除去B.發(fā)生了氧化還原反應(yīng)C.提純鋅利用了結(jié)晶法D.泥封的目的是防止鋅氧化解析:菱鋅礦煅燒,ZnCO3分解產(chǎn)生ZnO和CO2,ZnO與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)2ZnO+C2Zn+CO2↑,由于C過量,還會發(fā)生反應(yīng)C+CO22CO,所以尾氣中含有毒氣體CO,可利用其可燃性,用燃燒的方法使CO轉(zhuǎn)化為CO2除去,A正確;ZnCO3轉(zhuǎn)化為Zn單質(zhì)及C轉(zhuǎn)化為CO、CO2的反應(yīng)中有Zn、C元素化合價(jià)的變化,因此發(fā)生了氧化還原反應(yīng),B正確;由圖可知,反應(yīng)區(qū)溫度達(dá)到1100～1300℃,Zn變?yōu)檎魵馀c雜質(zhì)分離,在500～700℃時(shí)冷凝為液體流出,不是結(jié)晶法分離,C不正確;泥封為了防止高溫下Zn蒸氣被空氣氧化為ZnO,D正確。9.銅有兩種常見的氧化物CuO和Cu2O。某學(xué)習(xí)小組取0.98g(用精密天平測量)Cu(OH)2固體加熱,有銅的氧化物生成,其質(zhì)量隨溫度變化如圖甲所示;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的質(zhì)量的關(guān)系曲線,如圖乙所示。則下列分析正確的是(D)A.圖甲中a點(diǎn)和b點(diǎn)對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式分別為Cu2O和CuOB.圖甲整個(gè)過程中共生成0.26g水C.圖乙三條曲線中,表示CuO和其中所含Cu元素質(zhì)量關(guān)系的曲線是AD.圖甲中,a到b的過程中有0.01mol電子發(fā)生了轉(zhuǎn)移解析:0.98gCu(OH)2的物質(zhì)的量為0.01mol,若全部生成CuO,則質(zhì)量為0.