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第7讲 金属材料（解析版）
1、掌握铝及其化合物的性质
2、了解镁、铜及其化合物的性质
3、了解合金的性质及用途
4、掌握金属冶炼的方法
1、Al及其化合物
2、Mg及其化合物
3、Cu及化合物
4、金属材料
一、铝的性质和用途
1．物理性质
色、态 密度 质地 导电、导热、延展性 存在
银白色，有金属 光泽的固体 较小 柔软 良好 自然界中以 化合态存在
注意：铝是地壳中含量最高的金属元素，仅次于硅元素。
2．化学性质
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3
③
④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2
⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)
3．制备及用途
制备 电解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑
用途 ①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等
4．铝与酸或碱反应中的比例关系
方程式 比例关系
与酸 反应 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al～6HCl～2AlCl3～3H2
与碱 反应 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2
5．铝与酸、碱反应的规律分析
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①生成H2的物质的量之比为1∶1。
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①生成H2的物质的量之比为1∶3。
②消耗Al的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为<<1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
【典例1】铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是(　　)
A．铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼
B．铝既能溶于酸溶液，又能溶于强碱溶液
C．在铝与NaOH溶液的反应中，氧化剂是NaOH和H2O
D．铝不能与氯气、硫发生反应
答案：B
【典例2】两份相同质量且均过量的铝，分别放入等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为(　　)
A．1∶3 B．1∶1 C．2∶3 D．3∶2
答案：A　
解析：
等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，n(HCl)＝n(NaOH)，两份铝的质量相等，且均过量，HCl、NaOH均反应完全。假设n(HCl)＝n(NaOH)＝1 mol，发生反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则Al与盐酸、NaOH溶液反应生成氢气的物质的量分别为 mol、 mol，在同温同压下的体积之比为 mol∶ mol＝1∶3。
【典例3】
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
答案：(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A
解析：
(1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式知n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)其反应原理分别为2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑。可见当参加反应的HCl和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1∶3，而题设条件体积比为1∶2，说明此题中投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。
2Al＋6HCl　===　2AlCl3　＋　3H2↑
6 mol 3 mol
3 mol·L－1×0.1 L 0.15 mol
则Al与NaOH反应生成的H2为0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
2×27 g 3 mol
5．4 g 0.3 mol
即投入的铝粉为5.4 g。
二、铝的重要化合物
1.氧化铝
（1）物理性质：高熔点、高沸点、高硬度，不溶于水的白色固体。
（2）化学性质
（3）用途：炼铝原料、制作耐火材料。
【典例1】(2020·浙江1月选考)下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　)
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
答案：A　
解析：
明矾可以用于净水，但没有消毒作用，水的消毒剂是利用物质的强氧化性，如氯气、高铁酸钠等，故A不正确；
由于铝热反应放出大量的热，因此可冶炼高熔点金属，故B正确；
铝表面有一层致密的保护膜且具有良好的延展性，可用作包装材料和建筑材料，故C正确；
胃酸的成分是盐酸，胃酸过多，可利用氢氧化铝的碱性中和，而且氢氧化铝是弱碱，不会对身体有很大的损伤，所以氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物，故D正确。
2.氢氧化铝
（1）物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质
Al(OH)3的电离方程式为:
写出下列反应的离子方程式或化学方程式：
a.与盐酸反应：。
b.与NaOH溶液反应：。
c.加热分解：。
（3）Al(OH)3的制备
a.向铝盐中加入氨水，离子方程式为
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
b.向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
c.NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
（4）用途：可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料。
【典例2】工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料。其中一种提取方法的操作过程如下：
请回答下列问题：
(1)请写出甲溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式_______________。
(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量盐酸，写出反应的离子方程式_______________，
充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红棕色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程_________________________________。
答案：　
(1)AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
(2)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O　FeCl3＋3H2O??Fe(OH)3＋3HCl，加热促进水解，且氯化氢挥发，使平衡右移，生成氢氧化铁，氢氧化铁受热分解，生成氧化铁，2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O
解析：
(1)该反应为NaAlO2溶液与CO2的反应，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
(2)沉淀乙中只有Fe2O3与盐酸反应，该反应的离子方程式为Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。充分反应过滤后所得滤液为FeCl3与HCl的混合溶液，加热蒸干时FeCl3发生水解反应得到Fe(OH)3，灼烧时Fe(OH)3发生分解反应得到Fe2O3。
3.常见的铝盐
（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）化学式为KAl(SO4)2。
（3）电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。
（4）应用：净水；净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al(OH)3胶体Al(OH)3(胶体)＋3H+。
（5）向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀完全，其离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O。
【典例3】（2022·上海普陀·二模）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．Al(s) NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
答案：C
解析：
A．偏铝酸钠和过量的盐酸反应生成氯化铝不是氢氧化铝，A错误；
B．氯化钠和二氧化碳不反应，B错误；
C．溴化钠和氯气反应生成氯化钠和溴单质，溴和碘化钠反应生成碘单质和溴化钠，C正确；
D．铁和盐酸反应生成氯化亚铁不是氯化铁，D错误；
故选C。
三、铝三角
1．“铝三角”的转化关系
2．应用
(1)制取Al(OH)3
①以盐溶液为原料
途径一：Al3＋Al(OH)3，一般不宜用强碱。
途径二：AlOAl(OH)3，一般不宜用强酸。
途径三：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
②以铝为原料
方法一：AlAl3＋Al(OH)3。
方法二：AlAlOAl(OH)3。
方法三：Al(OH)3。
(2)解决离子共存问题
Al3＋与HS－、S2－、AlO、HCO、CO等因水解相互促进而不能大量共存；
AlO与NH、Al3＋、Fe3＋等也不能大量共存。
(3)离子鉴别
①Al3＋沉淀不消失沉淀消失(证明原溶液中含有Al3＋)
②
(4)判断反应先后
当溶液中有多种离子存在时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的溶液中逐滴加入NaOH溶液时，NaOH先与H＋反应，然后与Al3＋、Mg2＋反应生成沉淀，再与NH反应，最后溶解Al(OH)3沉淀。
总结：
从铝土矿中提取Al2O3的两大工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：
【典例1】现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是(　　)
A．N一定是HCl(aq) B．X可能为Al或Cl2
C．Y一定为NaOH(aq) D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
答案：B
解析：
在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与除Cl2以外的Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，X为Cl2。Al2O3、Al(OH)3、Al都既能与HCl(aq)反应，又能与NaOH(aq)反应，且只有Al能与Cl2反应，则M为Al，Q、Z分别为Al2O3、Al(OH)3中的一种，故B项不合理。
镁及其化合物
1.物理性质
镁：银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点低，有良好的导电性、导热性和延展性。
2.镁及其重要化合物的化学性质及用途
物质 主要性质 反应方程式 用途
镁 与O2、N2反应 制造信号弹和焰火，镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件
与CO2反应
与非氧化性强酸反应
与沸水反应
氧化镁 碱性氧化物 耐高温材料
氢氧化镁 中强酸 阻燃剂
难溶于水
溶解度小于碳酸镁
3.从海水中提取镁
基本步骤及主要反应
制熟石灰 ， CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发结晶 析出MgCl2·6H2O
脱水 在_氯化氢_气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解 电解熔融氯化镁制得镁：
注意：
①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。
【典例1】(2021·湖南高考)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
答案：D　
解析：
苦卤水中含有大量镁离子，加入生石灰，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙再与镁离子反应生成氢氧化镁，生石灰来源丰富、价格便宜，常用来做沉镁的沉淀剂，A说法正确；
镁为活泼金属，工业上常用电解熔融氯化镁的方法来制备金属镁，B说法正确；
根据题给流程图可知，“煅烧”氢氧化镁得到氧化镁，“氯化”过程中，加入碳和氯气与氧化镁反应，生成无水氯化镁和一种气体，根据原子守恒和得失电子守恒可得反应的化学方程式为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO，C说法正确；
向“煅烧”后所得氧化镁中加稀盐酸，得到氯化镁溶液，由于镁离子会发生水解反应Mg2＋＋2H2O Mg(OH)2＋2H＋，直接蒸发MgCl2溶液，生成的HCl挥发，最终得到的是氢氧化镁，而不是无水氯化镁，D说法错误。
【典例2】已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是(　　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
答案：D
【典例3】如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是__________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化_______________(填化学式)，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_______________和________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。
A．电解法 B．氢气还原法 C．碳还原法 D．分解法
答案：
(1)提高酸浸速率
(2)FeCl2　会产生污染性气体NOx　会引入杂质离子NO
(3)Al(OH)3　Fe(OH)3
(4)A
解析：
(1)粉碎菱镁矿，可增大固相反应物的接触面积，提高酸浸速率。
(2)通入Cl2是为了将Fe2＋(或FeCl2)氧化为Fe3＋(或FeCl3)，工业上不用HNO3是因为会产生污染性气体NOx，也会引入杂质离子NO。
(3)氧化池中存在Al3＋、Fe3＋、H＋，所以加入MgO后MgO与H＋反应使溶液碱性增强，Al3＋和Fe3＋转化为Al(OH)3和Fe(OH)3，故沉淀池中的沉淀为Al(OH)3和Fe(OH)3。
(4)金属镁比较活泼，一般采用电解熔融MgCl2的方法进行冶炼。
五、铜及其化合物
1、铜的主要性质
(1)．写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。
②化学方程式：2Cu＋SCu2S。
(2)．与氧化性酸反应
①与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
③与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
(3)．与某些盐溶液反应
①与硝酸银溶液反应的离子方程式：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
注意
Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
【典例1】某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl——该反应速率很快
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似
下列说法正确的是(　　)
A．用KSCN溶液检验Fe3＋时，Cu2＋的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化成Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2＋与SCN－发生反应，从而使Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3平衡逆移
答案：D　
解析：
用KSCN溶液检验 Fe3＋时，根据2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，Cu2＋存在会干扰检验，故A错误；
红色物质是 Fe(SCN)3，(SCN)2为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的 Fe2＋也可能是被(SCN)2氧化成 Fe3＋，故B错误；
Cu(过量)与 FeCl3 溶液反应，得到的是氯化铜和氯化亚铁，在Cu过量时，继续反应CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)，溶液中一定存在亚铁离子，可能会存在铜离子，一定会出现CuCl(白色)，但是将KSCN溶液滴加到混合液中，也可能存在反应2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl，所以观察到瞬间产生白色沉淀可能是溶液中的 CuCl2与 Cu 反应生成，也可能是CuCl2与KSCN反应生成，故C错误；
Cu只要和Fe3＋反应生成Cu2＋和Fe2＋，Cu2＋就会与SCN－反应，故红色褪去也有可能是溶液中的SCN－被消耗，从而使Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3平衡逆移，故D正确。
2、铜的重要化合物的性质及应用
(1)、氧化物——氧化亚铜(Cu2O)与氧化铜(CuO)
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋=== Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 H2＋CuOCu＋H2O H2＋Cu2O2Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑
注意
Cu＋的性质及检验
①＋1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。
②＋1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸(但注意不能用硝酸检验)，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
(2)、氢氧化铜——蓝色难溶物，是一种弱碱
(3)、铜盐
①Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，呈绿色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。
②CuSO4
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。
无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水或水蒸气的检验试剂，不能作为干燥剂。
③铜盐的毒性
铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
注意
反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸，但不能说明酸性H2S>H2SO4。
小结
用含铜废料制取纯净含铜物质的一般流程
【典例2】某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
答案：D　
解析：
A项反应后，应将反应后液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；
B项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；
C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
【典例3】某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2
B．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．滤渣中主要含铁的氧化物
D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
答案：B
解析：
A项，2CuS＋3O22CuO＋2SO2，由方程式可知，1 mol CuS消耗1.5 mol O2，错误；
B项，废气中含有SO2，SO2能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；
C项，调节pH时，Fe3＋水解转化为Fe(OH)3而除去，错误；
D项，将CuCl2·2H2O晶体直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会生成Cu(OH)2，无法得到CuCl2，错误。
【典例4】工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为___________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为___________________________________________________。
答案：
(1)cd　
(2)3Cu2O＋2AlAl2O3＋6Cu
(3)bd　
(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
解析：
(1)气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。
(2)依据图示，泡铜中的Cu2O与Al在高温下发生铝热反应制得铜。
(3)电解精炼铜的过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2＋向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收，d对。
(4)根据总反应，O2发生还原反应，因此正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。
六、金属材料
1.合金
2.常见的金属材料
①钢铁
②铝合金
③铜合金
【典例1】正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)合金中的金属元素都以化合态形式存在。(　　)
(2)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)
(3)铝合金的熔点比纯铝的低。(　　)
(4)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(　　)
(5)电解氯化镁溶液制取金属镁。(　　)
(6)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×
【典例2】金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
答案：B　
解析：
合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低，故A正确；
锈蚀后的铁制品除去铁锈后可以回收利用，从而保护矿产资源，故B错误；
越活泼的金属，其金属阳离子就越难得到电子被还原，越难冶炼，故D正确。
【典例3】铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(　　)
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
答案：B
解析：
合金材料在日常生活中使用很广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不容易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这些用途无关。
七、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中的存在形式
2．金属冶炼的实质
金属冶炼的过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
(1)电解法
Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑；
Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑；
Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
(2)热还原法
高炉炼铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
铝热反应制铬：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr；
焦炭还原铜：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
(3)热分解法
Hg：2HgO2Hg＋O2↑；
Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑。
金属活动性与冶炼方法的关系：
注意
①冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。
②冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。
4．铝热反应
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
【典例1】下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
答案：B
解析：
Mg的活泼性强，不能用H2还原法制备Mg，而是用电解熔融MgCl2的方法制备；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。
【典例2】不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
答案：D
解析：
A项，通常用CO还原法炼制铁，错误；
B项，是因为Al有良好的性能，才被广泛使用，错误；
C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；
D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。
【典例3】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用
B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物
C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由AlO转化为Al3＋
D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2
答案：C
解析：C项，通入过量的二氧化碳，滤液中的AlO只能转化为氢氧化铝沉淀。
5．热重分析判断金属及其化合物的组成
（1）分析方法
金属化合物的热重分析研究对象一般为各种金属含氧酸盐、金属氢氧化物、金属氧化物的热分解过程，一般为先失水、再分解、后氧化。
如CoC2O4·2H2O在空气中加热时，受热分解过程分为三个阶段：
第一阶段，失去结晶水生成盐：CoC2O4·2H2O→CoC2O4。
第二阶段，盐受热分解生成氧化物：CoC2O4→CoO。
第三阶段，低价态氧化物与空气中的氧气反应生成高价态氧化物：CoO→Co2O3(或Co3O4)。
注意：
①每个阶段有可能还分为不同步骤，如第一阶段中可能分步失去不同的结晶水，而不是一步失去所有的结晶水。
②如果是变价金属元素，则在空气中加热产物可能为多种价态的金属氧化物。
（2）基本方法和思路
①设晶体(金属化合物)为1 mol，其质量为m。
②失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
③计算每步固体剩余的质量m(余)，则固体残留率＝×100%。
④晶体中金属质量不再减少，仍在m(余)中。
⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(氧元素)，由n(金属)∶n(氧元素)，即可求出失重后物质的化学式。
【典例4】8.34 g FeSO4·7H2O(M＝278 g·mol－1)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，下列说法正确的是(　　)（双选）
A．温度为78 ℃时，固体M的化学式为FeSO4·5H2O
B．温度为159 ℃时，固体N的化学式为FeSO4·H2O
C．在隔绝空气条件下，由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2OFeSO4＋H2O
D．取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe3O4
答案：BC
解析：8.34 g FeSO4·7H2O样品的物质的量为0.03 mol，其中m(H2O)＝0.03 mol×7×18 g·mol－1＝3.78 g，如晶体全部失去结晶水，固体的质量应为8.34 g－3.78 g＝4.56 g，可知在加热到373 ℃之前，晶体失去部分结晶水，加热至635 ℃时，固体的质量为2.40 g，应为铁的氧化物，其中n(Fe)＝n(FeSO4·7H2O)＝0.03 mol，m(Fe)＝0.03 mol×56 g·mol－1＝1.68 g，则固体中m(O)＝2.40 g－1.68 g＝0.72 g，n(O)＝0.045 mol ，则n(Fe)∶n(O)＝0.03 mol∶0.045 mol ＝2∶3，则固体Q的化学式为Fe2O3。温度为78 ℃时，固体质量为6.72 g，其中m(FeSO4)＝0.03 mol ×152 g·mol－1＝4.56 g，m(H2O)＝6.72 g－4.56 g＝2.16 g，n(H2O)＝0.12 mol，则n(H2O)∶n(FeSO4)＝0.12 mol ∶0.03 mol ＝4∶1，则化学式为FeSO4·4H2O，故A错误；温度为159 ℃时，固体质量为5.10 g，其中m(H2O)＝5.10 g－4.56 g＝0.54 g，n(H2O)＝0.03 mol，则n(H2O)∶n(FeSO4)＝0.03 mol∶0.03 mol＝1∶1，则化学式为FeSO4·H2O，故B正确；N的化学式为FeSO4·H2O，P的化学式为FeSO4，在隔绝空气条件下由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2OFeSO4＋H2O，故C正确；P的化学式为FeSO4，Q的化学式为Fe2O3，铁的化合价升高，必有硫的化合价降低，即有二氧化硫生成，根据原子守恒，必有SO3生成，故D错误。
【典例5】将草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为______________________。
答案：ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑
解析：
ZnC2O4·2H2O晶体中的ZnC2O4的质量分数为×100%≈80.95%，故A点完全失去结晶水，化学式为ZnC2O4，假设B点为ZnO，则残留固体占有的质量分数为×100%≈42.86%，故B点残留固体为ZnO，结合原子守恒可知还生成等物质的量的CO与CO2。300 ～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为ZnC2O4ZnO＋CO↑＋CO2↑。
一、选择题
1．（2022·浙江·高考真题）下列说法不正确的是（ ）
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
答案：A
解析：A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A错误；
B．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B正确；
C．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C正确；
D．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO3CaO+CO2↑，SO2+CaCO3=CaSO3+CO2，2CaSO3+O2=2CaSO4，得到了石膏，D正确；
答案选A。
2．（2022·全国·高考真题）能正确表示下列反应的离子方程式为（ ）
A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H2S↑
B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NH
C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCO
D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O
答案：D
解析：A．硝酸具有强氧化性，可以将S2-氧化为S单质，自身根据其浓度大小还原为NO或NO2，反应的离子方程式为4H++2NO+S2-=S↓+2NO2↑+2H2O(浓)或8H++2NO+3S2-=3S↓+2NO↑+4H2O(稀)，A错误；
B．明矾在水中可以电离出Al3+，可以与氨水电离出的OH-发生反应生成Al(OH)3，但由于氨水的碱性较弱，生成的Al(OH)3不能继续与弱碱发生反应，故反应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH，B错误；
C．硅酸的酸性小于碳酸，向硅酸钠溶液中通入二氧化碳时，生成硅酸沉淀，二氧化碳则根据其通入的量的多少反应为碳酸根或碳酸氢根，反应的离子方程式为SiO+H2O+CO2=H2SiO3↓+CO(CO2少量)或SiO+2H2O+2CO2=H2SiO3↓+2HCO(CO2过量)，C错误；
D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2与NH4HSO4溶液以体积比1：2混合，Ba(OH)2电离出的OH-与NH4HSO4电离出的H+反应生成水，Ba(OH)2电离出的Ba2+与NH4HSO4电离出的SO反应生成BaSO4沉淀，反应的离子方程为为Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O，D正确；
故答案选D。
3．（2022·浙江·高考真题）下列物质对应的化学式不正确的是（ ）
A．氯仿：CHCl3 B．黄铜矿的主要成分：Cu2S
C．芒硝：Na2SO4·10H2O D．铝土矿的主要成分：Al2O3
答案：B
解析：A．氯仿是三氯甲烷的俗称，其化学式为CHCl3，故A正确；
B．黄铜矿的主要成分：CuFeS2，故B错误；
C．芒硝：Na2SO4·10H2O，故C正确；
D．铝土矿的主要成分：Al2O3，故D正确；
故选B。
4．（2022·湖北·高考真题）化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清 B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜 D．切开的茄子放置后切面变色
答案：B
解析：A．明矾净水的原理为：，胶体具有吸附性，可以使泥水变澄清，涉及化学变化，A错误；
B．水和冰的分子式都是H2O，水快速制冰为物理变化，B正确；
C．炖排骨汤时放点醋，可使骨头中的钙、磷、铁等矿物质溶解出来，营养值更价高。此外，醋还可以防止食物中的维生素被破坏，涉及化学变化，C错误；
D．茄子中存在一类叫“酚氧化酶”的物质，它见到氧气之后，发生化学反应产生一些有色的物质。反应时间越长，颜色越深，D错误；
故选B。
5．（2022·湖南·高考真题）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有和
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
答案：C
解析：烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应，向合成槽中通入NaAlO2，发生反应，过滤得到和含有的滤液。
A．陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与烟气中的HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；
B．采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，故B正确；
C．由上述分析可知，合成槽内发生反应，产物是和，故C错误；
D．由上述分析可知，滤液的主要成分为，可进入吸收塔循环利用，故D正确；
答案选C。
6．（2022·海南·高考真题）依据下列实验，预测的实验现象正确的是（ ）
选项 实验内容 预测的实验现象
A 溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B 溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色
C AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
答案：D
解析：A．MgCl2济液中滴加NaOH溶液至过量，两者发生反应产生白色沉淀，白色沉淀为氢氧化镁，氢氧化镁为中强碱，其不与过量的NaOH溶液发生反应，因此，沉淀不消失，A不正确；
B．FeCl3溶液中滴加 KSCN洛液，溶液变血红色，实验室通常用这种方法检验的Fe3+存在；FeCl2溶液中滴加 KSCN洛液，溶液不变色，B不正确；
C．AgI的溶解度远远小于AgCl，因此，向AgI悬浊液中滴加 NaCl溶液至过量，黄色沉淀不可能全部转化为白色沉淀，C不正确；
D．酸性KMnO4溶液呈紫红色，其具有强氧化性，而乙醇具有较强的还原性，因此，酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量后溶液紫红色褪去，D正确；
综上所述，依据相关实验预测的实验现象正确的是D，本题选D。
二、填空题
7．（2022·全国·高考真题）二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
(1)由配制Ⅰ中的溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
(2)长期存放的中，会出现少量白色固体，原因是____________________________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为，写出反应的化学方程式____________________________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入应采取_____________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括_________________________________。
答案：(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2)风化失去结晶水生成无水硫酸铜
(3)CuO
(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
(5)分批加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
解析：取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀氢氧化铜，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀，过滤，向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液，将和混合溶液加热至80-85℃，加入氧化铜固体，全部溶解后，趁热过滤，将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
（1）由固体配制硫酸铜溶液，需用天平称量一定质量的固体，将称量好的固体放入烧杯中，用量筒量取一定体积的水溶解，因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
（2）含结晶水，长期放置会风化失去结晶水，生成无水硫酸铜，无水硫酸铜为白色固体。
（3）硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀，加热，氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。
（4）草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成、、CO2和水，依据原子守恒可知，反应的化学方程式为：3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
（5）为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈，造成液体喷溅，可减缓反应速率，将碳酸钾进行分批加入并搅拌。
（6）Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃，应采取水浴加热，使液体受热均匀。
（7）从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
一、单选题
1．中国科学院理化技术研究所与清华大学医学院联合研究出液态金属机器人．铝钠合金(单质钠和单质铝熔和单质铝熔合而成)是最常见的液态金属．下列有关说法错误的是（ ）
A．自然界中没有游离态的钠和铝
B．若铝钠合金投入水中得无色溶液，则
C．铝钠合金投入足量硫酸铜溶液中，一定有氢氧化铜沉淀生成，不可能生成单质铜
D．质量相同但组成不同的铝钠合金分别投入稀硫酸中，放出的氢气越多，则铝的质量分数越大
答案：C
解析：A． 钠很活泼，极易和氧气反应生成氧化钠，和水反应生成氢氧化钠，铝属于亲氧元素，极易和氧气反应生成氧化铝，所以自然界中没有游离的钠和铝，故A正确；
B． 铝钠合金若投入一定的水中发生2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑，根据方程式知，当氢氧化钠的物质的量大于铝时，得到无色澄清溶液，根据原子守恒得当n(Al)≤n(Na)时，得到无色溶液，故B正确；
C． 铝钠合金投入足量硫酸铜溶液中，钠和水反应生成的氢氧化钠可以和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀，若n(Al)＞n(Na)，金属铝也可能会置换出金属铜，故C错误；
D．根据金属钠和金属铝和酸反应生成氢气量的关系：2Al～3H2↑，2Na～H2↑，等质量的金属钠和金属铝，则金属Al产生的氢气量多，所以放出的H2越多，则铝的质量分数越大，故D正确；
故选C。
2．下列物质的转化在给定条件下能实现的是（ ）
①
②
③饱和
④
A．①③④ B．②③④ C．②③④ D．①②④
答案：A
解析：①氧化铝与NaOH反应生成偏铝酸钠，偏铝酸钠溶液与二氧化碳反应生成氢氧化铝，图中转化可实现，正确；
②S与O2在点燃条件下生成二氧化硫，不能生成SO3，错误；
③饱和食盐水与氨水、二氧化碳反应生成碳酸氢钠，碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠，图中转化可实现，正确；
④MgCl2与石灰乳反应生成氢氧化镁，氢氧化镁加热分解生成MgO，图中转化可实现，正确；
故选A。
3．某化学兴趣小组用废弃易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．为尽量少引入杂质，NaOH溶液应改用KOH溶液或氨水
B．生成“沉淀”的离子方程式为
C．整个流程中有3处涉及过滤
D．“操作a”为蒸发结晶
答案：C
解析：含有少量的Fe、Mg杂质均与NaOH不反应，由实验流程可知，碱溶分离出滤渣为Fe、Mg，得到偏铝酸钠溶液中加入NH4HCO3溶液后，反应生成Al(OH)3沉淀，过滤后将沉淀溶解在稀硫酸中，得到硫酸铝溶液，与K2SO4溶液混合后，操作a为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，得到晶体明矾。
A． Al与氨水不反应，不能用氨水代替NaOH溶液，故A错误；
B． 生成“沉淀”的离子方程式为，故B错误；
C． 整个流程中有3处涉及过滤，分别为：碱溶后过滤分离出滤渣为Fe、Mg、生成Al(OH)3沉淀后，过滤，将沉淀溶解在稀硫酸中、明矾析出后过滤，故C正确；
D． “操作a”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，故D错误；
故选C。
4．将41.2g由Al、Fe、Cu组成的合金等分为两份，将其中一份合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体6.72L(标准状况)；另一份合金溶于过量的稀硝酸中，得到VL(标准状况下)NO气体，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，过滤得到滤液X和25.4g的沉淀Y(HNO3的还原产物仅为NO)，则下列说法正确的是（ ）
A．41.2g的合金中含铁5.6g B．滤液X中的溶质只有硝酸钠
C．V为8.96 D．沉淀Y中含氢氧化铜9.8g
答案：C
解析：A．每一份合金质量为，其中一份合金溶于足量的NaOH溶液中，只有Al参与反应生成氢气，，根据电子转移守恒可知：，则每一份中；另一份合金溶于过量的稀硝酸中，生成Al3+、Fe3+、Cu2+离子，还有剩余的硝酸，再向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，生成Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀，则沉淀中，则，设每一份中Fe、Cu的物质的量分别为xmol、ymol，根据二者总质量、电子转移守恒有，，解得x=0.1，y=0.15，故41.2g的合金中含铁的质量为，A错误；
B．另一份合金溶于过量的稀硝酸中，生成Al3+、Fe3+、Cu2+离子，还有剩余的硝酸，再向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，滤液中含有偏铝酸钠、硝酸钠、氢氧化钠，B错误；
C．由A中计算知，合金与硝酸反应失去电子为，根据电子转移守恒可知，则标准状况下，C正确；
D．由A中计算知，，则沉淀Y中，D错误；
故答案为C。
5．实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程：
下列说法错误的是（ ）
A．所加盐酸体积不少于100mL
B．沉淀1的质量为g
C．沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
D．镁铝合金中镁、铝质量之比为
答案：B
解析：由题给流程可知，镁铝合金与足量稀盐酸反应得到含有氯化铝、氯化镁的溶液和标准状况下5.6L氢气；向溶液中加入足量氨水，将溶液中镁离子、铝离子转化为氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化镁和氢氧化铝的沉淀1；向沉淀1中加入足量氢氧化钠溶液，将氢氧化铝溶解转化为四羟基合铝酸根离子，氢氧化镁不反应，过滤得到氢氧化镁沉淀2和四羟基合铝酸钠溶液；向溶液中通入过量二氧化碳，将四羟基合铝酸钠完全转化为氢氧化铝沉淀，过滤、洗涤、灼烧得到氧化铝；由镁铝合金和氧化铝的质量都为mg可知，氧化铝中氧原子的质量与镁铝合金中镁的质量相同，则合金中镁、铝质量之比为48:54=8：9，物质的量比为：=1：1，设合金中镁、铝的物质的量为amol，由反应生成标准状况下5.6L氢气可得：mol+amol=，解得a=0.1。
A．由分析可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol，则溶解合金加入5mol/L盐酸的体积不少于×103mL/L=100mL，故A正确；
B．由分析可知，镁铝合金中镁、铝的物质的量都为0.1mol，则氢氧化镁、氢氧化铝沉淀的质量之和为mg+0.5mol×17g/mol=(m+8.5)g，故B错误；
C．由分析可知，沉淀1加足量氢氧化钠溶液发生的反应为氢氧化铝与足量氢氧化钠溶液反应生成为四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—，故C正确；
D．由分析可知，合金中镁、铝质量之比为48:54=8：9，故D正确；
故选B。
6．某溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Al3+、Fe2+、CO、SO中的几种。①若加入锌粒，用排空气法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH
B．n(NH)：n(Al3+)：n(Mg2+)=4：2：1
C．溶液中一定不含CO、Fe2+
D．溶液中n(Mg2+)=0.1mol
答案：D
解析：加入锌粒，用排空气法收集到无色无味气体，说明溶液中含有H+，生成的气体为H2，则原溶液中一定不含CO，则阴离子只能是SO；若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，说明不存在Fe2+；加入NaOH溶液时，开始没有沉淀产生，则应是发生H++OH-=H2O，消耗氢氧化钠为0.1mol，则n(H+)=0.1mol；之后产生沉淀，当沉淀达到最大值后，继续滴加NaOH溶液，沉淀的量不变化，说明溶液中含有NH，该段发生NH+OH-=NH3 H2O，消耗氢氧化钠为0.7mol-0.5mol=0.2mol，则n(NH)=0.2mol；后续沉淀部分消失，则该阶段的反应应为Al(OH)3+OH-=Al+2H2O，消耗氢氧化钠0.8mol-0.7mol=0.1mol，则n[Al(OH)3]=0.1mol，根据铝原子守恒可知n(Al3+)=0.1mol；同时也说明说明含有Al3+、Mg2+，产生沉淀时发生Al3++3OH-=Al(OH)3↓、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓，共消耗氢氧化钠为0.5mol-0.1mol=0.4mol，则n(Mg2+)=(0.4mol-0.1mol×3)÷2=0.05mol。
A．根据分析可知溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH，A正确；
B．根据分析可知溶液中n(NH):n(Al3+):n(Mg2+)=0.2mol:0.1mol:0.05mol=4:2:1，B正确；
C．根据分析可知溶液中一定不含CO、Fe2+，C正确；
D．根据分析可知溶液中n(Mg2+)=0.05mol，D错误；
答案为D。
7．钛合金材料已经广泛应用于国防、航天、医疗等领域。已知常温下钛()与酸、碱均不反应，高温下能被空气氧化。由钛铁矿(主要成分为)提取金属钛的主要流程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．基态原子的价层电子排布式为
B．可用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液除去金属钛中的少量镁单质
C．步骤Ⅱ中焦炭为还原剂，为还原产物
D．步骤Ⅲ需在氮气氛围中进行，防止金属被空气氧化
答案：C
解析：由流程可知，I中发生反应2FeO+C CO2↑ +2Fe，Ⅱ中发生反应TiO2 + 2C+ 2Cl2TiCl4 + 2CO，Ⅲ中发生反应2Mg+ TiCl42MgCl2 + Ti。
A．Ti的原子序数为22，其基态原子的价层电子排布式为3d24s2，A错误；
B．常温下钛与酸、碱均不反应，镁与稀盐酸反应，但与氢氧化钠溶液不反应，因此可用稀盐酸除去金属钛中的少量镁单质，不能用氢氧化钠溶液，B错误；
C．Ⅱ中发生反应TiO2 + 2C+ 2Cl2TiCl4 + 2CO，碳元素化合价升高，C为还原剂，CO为氧化产物，氯元素化合价降低，氯气为氧化剂，TiCl4为还原产物，C正确；
D．Ⅲ中发生反应2Mg+ TiCl42MgCl2 + Ti，镁与氮气反应生成氮化镁，不能在氮气氛围中进行，D错误；
答案选C。
8．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入和HCl的混合溶液中反应回收S，其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．历程①发生反应
B．历程②中CuS作氧化剂
C．历程③中
D．若要吸收，则至少要通入标准状况下56L空气(空气中氧气体积按20%计)
答案：D
解析：A．H2S为弱酸，离子方程式中不能拆，则历程①发生反应，A错误；
B．由图知，历程②中CuS转化为S，S元素化合价从-2价升高为0价，则CuS作还原剂，B错误；
C．历程③为用氧气将亚铁离子氧化铁离子，1molO2参与反应转移4mol电子，根据得失电子守恒，可知4mol亚铁离子转化为铁离子时失去4mol电子，故，C错误；
D．由图知，总反应为2H2S+O2=2S+2H2O，若要吸收即1mol，则需要消耗O2为0.5mol，空气中氧气体积按20%计，故需要空气2.5mol即56L，D正确；
故选D。
9．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下(铝土矿中含有)，下列说法正确的是（ ）
A．铝土矿制备Al的过程涉及的操作有过滤、蒸馏、灼烧、电解
B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D．黄铜矿与反应产生的、均是还原产物
答案：C
解析：A．铝土矿除杂过程中没有分离液体混合物的操作，不需要蒸馏，A错误；
B．石英为SiO2，属于酸性氧化物，不是盐，B错误；
C．制取粗硅时氧化剂为SiO2，被还原成Si，C为还原剂，被氧化为CO，根据电子守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2，C正确；
D．生成SO2时S元素化合价升高，SO2为氧化产物，D错误；
综上所述答案为C。
10．将5.00g胆矾(无其他杂质)置于氮气氛流中，然后对其进行加热，逐渐升高温度使其分解，分解过程中的热重曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．a点对应的物质中，氧元素的质量分数约为52.3%
B．c点对应的固体物质只有
C．将产生的气体全部通入溶液中，无沉淀产生
D．的过程中，生成的某种物质可使带火星的小木条复燃
答案：C
解析：胆矾的化学式，5g胆矾的物质的量是0.02mol，加热完全失去结晶水，得到0.02molCuSO4，质量为3.2g，所以c点对应物质是CuSO4；为CuSO4分解，d中含有0.02mol铜元素，则氧元素的物质的量为，所以d点对应物质为CuO；e中含有0.02mol铜元素，则氧元素的物质的量为，所以e点对应物质为Cu2O；
A．胆矾失去部分结晶水得到a，a点对应的物质化学式为，，x=3，氧元素的质量分数约为，故A正确；
B．胆矾的化学式，5g胆矾的物质的量是0.02mol，加热完全失去结晶水，得到0.02molCuSO4，质量为3.2g，所以c点对应物质是CuSO4，故B正确；
C．为CuSO4分解为CuO，产生的气体可能全部为或和或、和的混合气体，通入溶液中，生成沉淀，故C错误；
D．的过程反应方程式为，有氧气生成，氧气可使带火星的小木条复燃，故D正确；
选C。
二、填空题
11．由三种元素组成的化合物A(相对分子质量＜100)，按如下流程进行实验：
已知：
①气体C能使白色硫酸铜固体变蓝色；质量增重10.8g。
②化合物E和F既能溶于NaOH溶液也能溶于盐酸。
③CO与银氨溶液生成黑色沉淀：
请回答：
(1)组成A的元素有_______(填元素符号)；化合物A的化学式是_______。
(2)检测到化合物H中含有A的金属元素。若H只含2种元素，则H化学式为_______；若H只含3种元素，则H化学式为_______。
(3)F中阳离子与、、、结合能力由大到小排序：_________________________。
(4)足量白色固体E与少量的NaF溶液反应的离子方程式为_________________________。
(5)若气体B以较快速度通入灼热CuO粉末，将会收集到以下4种气体：_____________(填化学式)。现验证收集到的4种气体的成分，将所需的试剂填在空白上：混合气体→硫酸铜固体→_______→_______→碱石灰→酒精灯火焰点燃且罩上内涂澄清石灰水的烧杯。
答案：(1) Al、C、H
(2)
(3)、、、
(4)或
(5) CO、、、 澄清石灰水 银氨溶液
解析：化合物B与足量CuO加热反应生成气体C和气体D，气体C能使白色硫酸铜固体变蓝色，气体C为H2O(g)，气体C和D的混合气用足量Mg(ClO4)2吸收，Mg(ClO4)2质量增重10.8g，则n[H2O(g)]==0.6mol；气体D与足量澄清石灰水反应生成白色沉淀30g，气体D为CO2，n(CO2)=n(CaCO3)==0.3mol，根据原子守恒，化合物B中一定含C、H元素，m(C)+m(H)=0.3mol×12g/mol+0.6mol×2×1g/mol=4.8g与化合物B的质量相等，化合物B中不含O，化合物B中n(C)：n(H)=0.3mol：(0.6mol×2)=1：4，B的实验式为CH4，由于实验式中H原子已经达到饱和，B的分子式为CH4；白色固体化合物E和白色固体F既能溶于NaOH溶液也能溶于盐酸，E高温灼烧生成F，则E为Al(OH)3、F为Al2O3，Al2O3的质量为5.1g，则n(Al2O3)==0.05mol；化合物A与足量水反应生成化合物B和化合物E，根据Al、C守恒，化合物A中含Al、C物质的量依次为0.1mol、0.3mol，m(Al)+m(C)=0.1mol×27g/mol+0.3mol×12g/mol=6.3g，化合物A由三种元素组成，化合物A中另一元素的质量为7.2g-6.3g=0.9g，该元素为H，H的物质的量为0.9g÷1g/mol=0.9mol，化合物A中n(Al)：n(C)：(H)=0.1mol：0.3mol：0.9mol=1：3：9，A的实验式为AlC3H9，A的相对分子质量＜100，则A的化学式为Al(CH3)3；据此作答。
(1)根据分析，组成A的元素有Al、C、H，化合物A的化学式为Al(CH3)3。
(2)Al2O3与C和Cl2加热反应生成化合物G和气体D(CO2)，根据原子守恒，化合物G为AlCl3，化合物G与NaH在一定条件下反应生成化合物H和化合物I；检测到化合物H中含有A的金属元素，即H中含Al元素；若H只含2种元素，则H的化学式为AlH3，反应的化学方程式为AlCl3+3NaHAlH3+3NaCl；若H只含3种元素，则H的化学式为NaAlH4，反应的化学方程式为AlCl3+4NaHNaAlH4+3NaCl。
(3)F中阳离子为Al3+，Al3+与F-具有很强的亲和性，能形成难电离的配离子，、Al(OH)3、水合铝离子、AlCl3给出Al3+的能力逐渐增强，则Al3+与OH-、Cl-、H2O、F-结合能力由大到小的顺序为F-、OH-、H2O、Cl-。
(4)足量Al(OH)3与少量NaF反应生成Na3AlF6、Na[Al(OH)4]或NaAlO2，反应的离子方程式为或。
(5)气体B为CH4，若CH4以较快速率通过灼热CuO粉末，CH4与CuO加热时，CuO可能将CH4氧化成CO2、CO，同时生成H2O，由于CH4的速率较快，还有部分CH4来不及反应，故收集到的4种气体为CO、CO2、H2O(g)、CH4；用无水CuSO4检验气体H2O(g)，硫酸铜固体变蓝说明有H2O(g)；用澄清石灰水检验CO2，澄清石灰水变浑浊说明有CO2；根据已知③，用银氨溶液检验CO，银氨溶液中产生黑色沉淀说明有CO，同时银氨溶液吸收CO；用碱石灰将CO2和H2O(g)吸收后，酒精灯火焰点燃且罩上内涂澄清石灰水的烧杯，烧杯内壁变模糊说明有CH4。
12．利用铝锂钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质，Co3O4具有较强氧化性)制备CoO的工艺流程如图所示。
已知：I.不同浸出剂“酸溶”结果
浸出剂 浸出液化学成分/(g·L-1) 钴浸出率/%
Co Al
HCl 80.84 5.68 98.4
H2SO4+Na2S2O3 84.91 5.96 98.0
II.Al3+在pH为5.2时沉淀完全。
III.LiF的Ksp为1.8×10-3。
回答下列问题：
(1)“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是___________________(写出一种即可)，并写出主要的离子方程式：___________________________。
(2)“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择___________，并说明理由：_______________________。
(3)“净化”时，加NaF目的是将Li+转化为沉淀，当滤液③中c(F-)=4.0×10-3mol·L-1时计算“净化”后残余c(Li+)=_______mol·L-1。
(4)写出滤渣②“酸溶”后与草酸铵反应的离子方程式___________________________。
答案：(1) 搅拌(加热或增大NaOH溶液的浓度等合理答案也可) 2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
(2) H2SO4+Na2S2O3 两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，污染环境
(3)0.45
(4)Co2+++2H2O=CoC2O4·2H2O↓
解析：废料用碱液溶解，过滤得到滤液①偏铝酸钠溶液和钴渣；用硫酸溶解钴渣，发生反应：4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O，得到较纯净的含有钴离子的溶液，得到含有钴离子的溶液，然后调节溶液pH并用碳酸钠溶液除去杂质铝离子，加NaF除去钙离子，滤渣2为氟化锂，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，过滤得滤渣为碳酸钴沉淀，加盐酸溶解，再加草酸铵，过滤得CoC2O4 2H2O，灼烧钴得到氧化钴。
(1)铝锂钴废料含有少量铝箔，能溶于NaOH溶液，生成可溶于水的偏铝酸钠，再过滤即可除去废料中的Al，“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是搅拌(加热或增大NaOH溶液的浓度等合理答案也可)(写出一种即可)，并写出主要的离子方程式：2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑。故答案为：搅拌(加热或增大NaOH溶液的浓度等合理答案也可)；2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；
(2)根据表中不同浸出剂“酸溶”实验结果可知，使用HCl或H2SO4+Na2S2O3时浸出液化学成分中Co的含量高、钴浸出率也较高，但因Co3O4有较强氧化性，在酸性条件下氧化S2O生成SO，而氧化溶液里的Cl-时，生成的氯气对环境有污染，“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择H2SO4+Na2S2O3，理由：两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，污染环境。故答案为：H2SO4+Na2S2O3；两种浸出剂对钴的浸出率差别不大，但是HCl与Co3O4会发生反应产生Cl2，污染环境；
(3)“净化”时，加NaF目的是将Li+转化为沉淀，当滤液③中c(F-)=4.0×10-3mol·L-1时，由KspLiF=c(F-)×(Li+)=1.8×10-3，可知c(Li+)=mol L-1=0.45mol L-1，净化”后残余c(Li+)=0.45mol·L-1。故答案为：0.45；
(4)滤渣2为氟化锂，再加入碳酸钠、调节溶液的pH将钴离子转化成碳酸钴沉淀，过滤得滤渣为碳酸钴沉淀，加盐酸溶解，再加草酸铵，过滤得CoC2O4 2H2O，滤渣②“酸溶”后与草酸铵反应的离子方程式Co2+++2H2O=CoC2O4·2H2O↓，故答案为：Co2+++2H2O=CoC2O4·2H2O↓。
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第7讲 金属材料（原卷版）
1、掌握铝及其化合物的性质
2、了解镁、铜及其化合物的性质
3、了解合金的性质及用途
4、掌握金属冶炼的方法
1、Al及其化合物
2、Mg及其化合物
3、Cu及化合物
4、金属材料
一、铝的性质和用途
1．物理性质
色、态 密度 质地 导电、导热、延展性 存在
银白色，有金属 光泽的固体 较小 柔软 良好 自然界中以 化合态存在
注意：铝是地壳中含量最高的金属元素，仅次于硅元素。
2．化学性质
写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl22AlCl3
③
④2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2
⑤2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)
3．制备及用途
制备 电解熔融Al2O3：2Al2O34Al＋3O2↑
用途 ①纯铝用作导线 ②铝合金制备汽车、飞机、生活用品等
4．铝与酸或碱反应中的比例关系
方程式 比例关系
与酸 反应 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑ 2Al～6HCl～2AlCl3～3H2
与碱 反应 2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑ 2Al～2NaOH～2NaAlO2～3H2
5．铝与酸、碱反应的规律分析
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①生成H2的物质的量之比为1∶1。
②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。
(2)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：
①生成H2的物质的量之比为1∶3。
②消耗Al的物质的量之比为1∶3。
(3)一定量的铝分别与一定量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：
若产生氢气的体积比为<<1，则必定
①铝与盐酸反应时，铝过量而HCl不足。
②铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而NaOH过量。
【典例1】铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝元素的说法正确的是(　　)
A．铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼
B．铝既能溶于酸溶液，又能溶于强碱溶液
C．在铝与NaOH溶液的反应中，氧化剂是NaOH和H2O
D．铝不能与氯气、硫发生反应
【典例2】两份相同质量且均过量的铝，分别放入等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为(　　)
A．1∶3 B．1∶1 C．2∶3 D．3∶2
【典例3】
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反应结束后，测得生成的气体体积比为V(甲)∶V(乙)＝1∶2，则加入铝粉的质量为________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
二、铝的重要化合物
1.氧化铝
（1）物理性质：高熔点、高沸点、高硬度，不溶于水的白色固体。
（2）化学性质
（3）用途：炼铝原料、制作耐火材料。
【典例1】(2020·浙江1月选考)下列关于铝及其化合物的说法，不正确的是(　　)
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
2.氢氧化铝
（1）物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
（2）化学性质
Al(OH)3的电离方程式为:
写出下列反应的离子方程式或化学方程式：
a.与盐酸反应：。
b.与NaOH溶液反应：。
c.加热分解：。
（3）Al(OH)3的制备
a.向铝盐中加入氨水，离子方程式为
Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH。
b.向NaAlO2溶液中通入足量CO2，离子方程式为AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO。
c.NaAlO2溶液与AlCl3溶液混合：3AlO＋Al3＋＋6H2O===4Al(OH)3↓。
（4）用途：可用作吸附剂、媒染剂和净水剂；治疗胃酸；可作为制造瓷釉、耐火材料、防水织物的原料。
【典例2】工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料。其中一种提取方法的操作过程如下：
请回答下列问题：
(1)请写出甲溶液中通入过量二氧化碳生成氢氧化铝的离子方程式_______________。
(2)沉淀乙是Fe2O3，向其中加入足量盐酸，写出反应的离子方程式_______________，
充分反应后过滤，将滤液加热蒸干灼烧，最后可得到红棕色固体，用简要的文字和化学方程式说明这一变化过程_________________________________。
3.常见的铝盐
（1）硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。
（2）化学式为KAl(SO4)2。
（3）电离方程式为KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO。
（4）应用：净水；净水原理为明矾电离出的Al3＋在水中水解生成Al(OH)3胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为Al(OH)3胶体Al(OH)3(胶体)＋3H+。
（5）向明矾溶液中加入Ba(OH)2溶液至SO恰好沉淀完全，其离子方程式为Al3＋＋2SO＋2Ba2＋＋4OH－===2BaSO4↓＋AlO＋2H2O。
【典例3】（2022·上海普陀·二模）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是（ ）
A．Al(s)NaAlO2(aq)Al(OH)3(s)
B．NaCl(aq)NaHCO3(s)Na2CO3(s)
C．NaBr(aq)Br2(aq)I2(aq)
D．Fe2O3(s)Fe(s)FeCl3(aq)
三、铝三角
1．“铝三角”的转化关系
2．应用
(1)制取Al(OH)3
①以盐溶液为原料
途径一：Al3＋Al(OH)3，一般不宜用强碱。
途径二：AlOAl(OH)3，一般不宜用强酸。
途径三：Al3＋＋3AlO＋6H2O===4Al(OH)3↓。
②以铝为原料
方法一：AlAl3＋Al(OH)3。
方法二：AlAlOAl(OH)3。
方法三：Al(OH)3。
(2)解决离子共存问题
Al3＋与HS－、S2－、AlO、HCO、CO等因水解相互促进而不能大量共存；
AlO与NH、Al3＋、Fe3＋等也不能大量共存。
(3)离子鉴别
①Al3＋沉淀不消失沉淀消失(证明原溶液中含有Al3＋)
②
(4)判断反应先后
当溶液中有多种离子存在时，要考虑离子之间的反应顺序，如向含有H＋、NH、Mg2＋、Al3＋的溶液中逐滴加入NaOH溶液时，NaOH先与H＋反应，然后与Al3＋、Mg2＋反应生成沉淀，再与NH反应，最后溶解Al(OH)3沉淀。
总结：
从铝土矿中提取Al2O3的两大工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：
【典例1】现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是(　　)
A．N一定是HCl(aq) B．X可能为Al或Cl2
C．Y一定为NaOH(aq) D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
镁及其化合物
1.物理性质
镁：银白色金属光泽的固体，密度、硬度均较小，熔点低，有良好的导电性、导热性和延展性。
2.镁及其重要化合物的化学性质及用途
物质 主要性质 反应方程式 用途
镁 与O2、N2反应 制造信号弹和焰火，镁合金用于制造火箭、导弹和飞机的部件
与CO2反应
与非氧化性强酸反应
与沸水反应
氧化镁 碱性氧化物 耐高温材料
氢氧化镁 中强酸 阻燃剂
难溶于水
溶解度小于碳酸镁
3.从海水中提取镁
基本步骤及主要反应
制熟石灰 ， CaO＋H2O===Ca(OH)2
沉淀 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓
酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸发结晶 析出MgCl2·6H2O
脱水 在_氯化氢_气流中使MgCl2·6H2O脱水制得无水氯化镁
电解 电解熔融氯化镁制得镁：
注意：
①由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。
②因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。
【典例1】(2021·湖南高考)一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．物质X常选用生石灰
B．工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁
C．“氯化”过程中发生的反应为MgO＋C＋Cl2MgCl2＋CO
D．“煅烧”后的产物中加稀盐酸，将所得溶液加热蒸发也可得到无水MgCl2
【典例2】已知MgO、MgCl2的熔点分别为2800 ℃、604 ℃，将MgO、MgCl2加热熔融后通电电解，都可得到金属镁。海水中含有MgCl2，工业上从海水中提取镁正确的方法是(　　)
A．海水Mg(OH)2Mg
B．海水MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
C．海水Mg(OH)2MgOMg
D．海水Mg(OH)2MgCl2溶液―→MgCl2(熔融)Mg
【典例3】如图是工业利用菱镁矿MgCO3(含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程。
回答有关问题：
(1)菱镁矿送入酸浸池前需要粉碎，目的是__________________。
(2)氧化池中通入氯气的目的是氧化_______________(填化学式)，工业上不选用硝酸作氧化剂的原因是_______________和________________。
(3)沉淀混合物为________和________(填化学式)。
(4)利用熔融氯化镁制取金属镁，选用的方法是________(填字母)。
A．电解法 B．氢气还原法 C．碳还原法 D．分解法
五、铜及其化合物
1、铜的主要性质
(1)．写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①化学方程式：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。
②化学方程式：2Cu＋SCu2S。
(2)．与氧化性酸反应
①与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。
②与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。
③与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
(3)．与某些盐溶液反应
①与硝酸银溶液反应的离子方程式：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋。
②与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
注意
Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
【典例1】某兴趣小组将过量Cu与FeCl3溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：
①CuCl2＋Cu===2CuCl↓(白色)——该反应速率很慢
②2CuCl2＋4KSCN===2CuSCN↓(白色)＋(SCN)2＋4KCl——该反应速率很快
③(SCN)2是拟卤素，化学性质和氯气相似
下列说法正确的是(　　)
A．用KSCN溶液检验Fe3＋时，Cu2＋的存在不会对检验产生干扰
B．局部出现红色主要是因为溶液中的Fe2＋被空气中的O2氧化成Fe3＋，Fe3＋与KSCN反应生成Fe(SCN)3
C．白色沉淀是CuCl，是溶液中CuCl2与Cu反应生成的
D．红色迅速褪去的原因是振荡试管时Cu2＋与SCN－发生反应，从而使Fe3＋＋3SCN－??Fe(SCN)3平衡逆移
2、铜的重要化合物的性质及应用
(1)、氧化物——氧化亚铜(Cu2O)与氧化铜(CuO)
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋=== Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应 H2＋CuOCu＋H2O H2＋Cu2O2Cu＋H2O
转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑
注意
Cu＋的性质及检验
①＋1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。
②＋1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸(但注意不能用硝酸检验)，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
(2)、氢氧化铜——蓝色难溶物，是一种弱碱
(3)、铜盐
①Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，呈绿色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。
②CuSO4
CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。受热或遇浓硫酸，蓝色晶体变为白色粉末。
无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水或水蒸气的检验试剂，不能作为干燥剂。
③铜盐的毒性
铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
注意
反应CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸，但不能说明酸性H2S>H2SO4。
小结
用含铜废料制取纯净含铜物质的一般流程
【典例2】某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
【典例3】某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：
下列说法正确的是(　　)
A．焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2
B．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C．滤渣中主要含铁的氧化物
D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体
【典例4】工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸 b．稀硝酸 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为___________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能 b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动 d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属
(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为___________________________________________________。
六、金属材料
1.合金
2.常见的金属材料
①钢铁
②铝合金
③铜合金
【典例1】正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)合金中的金属元素都以化合态形式存在。(　　)
(2)合金材料中不可能含有非金属元素。(　　)
(3)铝合金的熔点比纯铝的低。(　　)
(4)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。(　　)
(5)电解氯化镁溶液制取金属镁。(　　)
(6)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁。(　　)
【典例2】金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是(　　)
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．锈蚀后的铁制品没有回收价值
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
【典例3】铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是(　　)
A．不易生锈 B．导电性好 C．密度小 D．强度高
七、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中的存在形式
2．金属冶炼的实质
金属冶炼的过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程，即：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
(1)电解法
Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑；
Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑；
Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。
(2)热还原法
高炉炼铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；
铝热反应制铬：2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr；
焦炭还原铜：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。
(3)热分解法
Hg：2HgO2Hg＋O2↑；
Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑。
金属活动性与冶炼方法的关系：
注意
①冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。
②冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。
4．铝热反应
实验装置
实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应； ②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
原理应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
【典例1】下列制备金属单质的方法或原理正确的是(　　)
A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg
B．在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al
C．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
D．加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
【典例2】不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是(　　)
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
【典例3】以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量FeS2)为原料，生产Fe3O4的部分工艺流程如下：
下列说法错误的是(　　)
A．用NaOH溶液吸收焙烧过程产生的SO2有利于保护环境和资源再利用
B．从高硫铝土矿中可制得Al、Fe的化合物
C．向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2，铝元素存在的形式由AlO转化为Al3＋
D．FeS2与Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成Fe3O4和SO2
5．热重分析判断金属及其化合物的组成
（1）分析方法
金属化合物的热重分析研究对象一般为各种金属含氧酸盐、金属氢氧化物、金属氧化物的热分解过程，一般为先失水、再分解、后氧化。
如CoC2O4·2H2O在空气中加热时，受热分解过程分为三个阶段：
第一阶段，失去结晶水生成盐：CoC2O4·2H2O→CoC2O4。
第二阶段，盐受热分解生成氧化物：CoC2O4→CoO。
第三阶段，低价态氧化物与空气中的氧气反应生成高价态氧化物：CoO→Co2O3(或Co3O4)。
注意：
①每个阶段有可能还分为不同步骤，如第一阶段中可能分步失去不同的结晶水，而不是一步失去所有的结晶水。
②如果是变价金属元素，则在空气中加热产物可能为多种价态的金属氧化物。
（2）基本方法和思路
①设晶体(金属化合物)为1 mol，其质量为m。
②失重一般是先失水，再失非金属氧化物。
③计算每步固体剩余的质量m(余)，则固体残留率＝×100%。
④晶体中金属质量不再减少，仍在m(余)中。
⑤失重最后一般为金属氧化物，由质量守恒得m(氧元素)，由n(金属)∶n(氧元素)，即可求出失重后物质的化学式。
【典例4】8.34 g FeSO4·7H2O(M＝278 g·mol－1)样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示，下列说法正确的是(　　)（双选）
A．温度为78 ℃时，固体M的化学式为FeSO4·5H2O
B．温度为159 ℃时，固体N的化学式为FeSO4·H2O
C．在隔绝空气条件下，由N得到P的化学方程式为FeSO4·H2OFeSO4＋H2O
D．取适量380 ℃时所得的样品P，隔绝空气加热至650 ℃，得到一种固体Q，同时有两种无色气体生成，Q的化学式为Fe3O4
【典例5】将草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O)加热分解可得到一种纳米材料。加热过程中固体残留率随温度的变化如图所示，300～460 ℃范围内，发生反应的化学方程式为______________________。
一、选择题
1．（2022·浙江·高考真题）下列说法不正确的是（ ）
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰石-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
2．（2022·全国·高考真题）能正确表示下列反应的离子方程式为（ ）
A．硫化钠溶液和硝酸混合：S2-+2H+=H2S↑
B．明矾溶液与过量氨水混合：Al3++4NH3+2H2O=AlO+4NH
C．硅酸钠溶液中通入二氧化碳：SiO+CO2+H2O=HSiO+HCO
D．将等物质的量浓度的Ba(OH)2和NH4HSO4溶液以体积比1∶2混合：Ba2++2OH-+2H++SO=BaSO4↓+2H2O
3．（2022·浙江·高考真题）下列物质对应的化学式不正确的是（ ）
A．氯仿：CHCl3 B．黄铜矿的主要成分：Cu2S
C．芒硝：Na2SO4·10H2O D．铝土矿的主要成分：Al2O3
4．（2022·湖北·高考真题）化学与生活密切相关，下列不涉及化学变化的是（ ）
A．加入明矾后泥水变澄清 B．北京冬奥会用水快速制冰
C．炖排骨汤时加点醋味道更鲜 D．切开的茄子放置后切面变色
5．（2022·湖南·高考真题）铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：
下列说法错误的是（ ）
A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料
B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率
C．合成槽中产物主要有和
D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
6．（2022·海南·高考真题）依据下列实验，预测的实验现象正确的是（ ）
选项 实验内容 预测的实验现象
A 溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀后沉淀消失
B 溶液中滴加KSCN溶液 溶液变血红色
C AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量 黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D 酸性溶液中滴加乙醇至过量 溶液紫红色褪去
二、填空题
7．（2022·全国·高考真题）二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤：
Ⅰ.取已知浓度的溶液，搅拌下滴加足量溶液，产生浅蓝色沉淀。加热，沉淀转变成黑色，过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体，制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃，加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后，趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩，经一系列操作后，干燥，得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体，进行表征和分析。
回答下列问题：
(1)由配制Ⅰ中的溶液，下列仪器中不需要的是________(填仪器名称)。
(2)长期存放的中，会出现少量白色固体，原因是____________________________。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为，写出反应的化学方程式____________________________。
(5)Ⅱ中，为防止反应过于剧烈而引起喷溅，加入应采取_____________的方法。
(6)Ⅲ中应采用________进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括_________________________________。
一、单选题
1．中国科学院理化技术研究所与清华大学医学院联合研究出液态金属机器人．铝钠合金(单质钠和单质铝熔和单质铝熔合而成)是最常见的液态金属．下列有关说法错误的是（ ）
A．自然界中没有游离态的钠和铝
B．若铝钠合金投入水中得无色溶液，则
C．铝钠合金投入足量硫酸铜溶液中，一定有氢氧化铜沉淀生成，不可能生成单质铜
D．质量相同但组成不同的铝钠合金分别投入稀硫酸中，放出的氢气越多，则铝的质量分数越大
2．下列物质的转化在给定条件下能实现的是（ ）
①
②
③饱和
④
A．①③④ B．②③④ C．②③④ D．①②④
3．某化学兴趣小组用废弃易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示：
下列说法正确的是（ ）
A．为尽量少引入杂质，NaOH溶液应改用KOH溶液或氨水
B．生成“沉淀”的离子方程式为
C．整个流程中有3处涉及过滤
D．“操作a”为蒸发结晶
4．将41.2g由Al、Fe、Cu组成的合金等分为两份，将其中一份合金溶于足量的NaOH溶液中，产生气体6.72L(标准状况)；另一份合金溶于过量的稀硝酸中，得到VL(标准状况下)NO气体，向反应后的溶液中加入过量的NaOH溶液，过滤得到滤液X和25.4g的沉淀Y(HNO3的还原产物仅为NO)，则下列说法正确的是（ ）
A．41.2g的合金中含铁5.6g B．滤液X中的溶质只有硝酸钠
C．V为8.96 D．沉淀Y中含氢氧化铜9.8g
5．实验室为测定镁铝合金中镁、铝含量，设计如下流程：
下列说法错误的是（ ）
A．所加盐酸体积不少于100mL
B．沉淀1的质量为g
C．沉淀1加足量NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH—=[Al(OH)4]—
D．镁铝合金中镁、铝质量之比为
6．某溶液中可能含有H+、NH、Mg2+、Al3+、Fe2+、CO、SO中的几种。①若加入锌粒，用排空气法收集到无色无味气体；②若加入NaOH溶液，产生白色沉淀，且产生的沉淀量与加入NaOH的物质的量之间的关系如图所示。则下列说法不正确的是（ ）
A．溶液中的阳离子有H+、Mg2+、Al3+、NH
B．n(NH)：n(Al3+)：n(Mg2+)=4：2：1
C．溶液中一定不含CO、Fe2+
D．溶液中n(Mg2+)=0.1mol
7．钛合金材料已经广泛应用于国防、航天、医疗等领域。已知常温下钛()与酸、碱均不反应，高温下能被空气氧化。由钛铁矿(主要成分为)提取金属钛的主要流程如图所示。下列有关叙述正确的是（ ）
A．基态原子的价层电子排布式为
B．可用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液除去金属钛中的少量镁单质
C．步骤Ⅱ中焦炭为还原剂，为还原产物
D．步骤Ⅲ需在氮气氛围中进行，防止金属被空气氧化
8．硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将和空气的混合气体通入和HCl的混合溶液中反应回收S，其物质转化历程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．历程①发生反应
B．历程②中CuS作氧化剂
C．历程③中
D．若要吸收，则至少要通入标准状况下56L空气(空气中氧气体积按20%计)
9．工业上利用无机矿物资源生产部分材料的流程示意图如下(铝土矿中含有)，下列说法正确的是（ ）
A．铝土矿制备Al的过程涉及的操作有过滤、蒸馏、灼烧、电解
B．石灰石、纯碱、石英、玻璃都属于盐，都能与盐酸反应
C．在制粗硅时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D．黄铜矿与反应产生的、均是还原产物
综上所述答案为C。
10．将5.00g胆矾(无其他杂质)置于氮气氛流中，然后对其进行加热，逐渐升高温度使其分解，分解过程中的热重曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．a点对应的物质中，氧元素的质量分数约为52.3%
B．c点对应的固体物质只有
C．将产生的气体全部通入溶液中，无沉淀产生
D．的过程中，生成的某种物质可使带火星的小木条复燃
二、填空题
11．由三种元素组成的化合物A(相对分子质量＜100)，按如下流程进行实验：
已知：
①气体C能使白色硫酸铜固体变蓝色；质量增重10.8g。
②化合物E和F既能溶于NaOH溶液也能溶于盐酸。
③CO与银氨溶液生成黑色沉淀：
请回答：
(1)组成A的元素有_______(填元素符号)；化合物A的化学式是_______。
(2)检测到化合物H中含有A的金属元素。若H只含2种元素，则H化学式为_______；若H只含3种元素，则H化学式为_______。
(3)F中阳离子与、、、结合能力由大到小排序：_________________________。
(4)足量白色固体E与少量的NaF溶液反应的离子方程式为_________________________。
(5)若气体B以较快速度通入灼热CuO粉末，将会收集到以下4种气体：_____________(填化学式)。现验证收集到的4种气体的成分，将所需的试剂填在空白上：混合气体→硫酸铜固体→_______→_______→碱石灰→酒精灯火焰点燃且罩上内涂澄清石灰水的烧杯。
12．利用铝锂钴废料(主要成分为Co3O4，还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质，Co3O4具有较强氧化性)制备CoO的工艺流程如图所示。
已知：I.不同浸出剂“酸溶”结果
浸出剂 浸出液化学成分/(g·L-1) 钴浸出率/%
Co Al
HCl 80.84 5.68 98.4
H2SO4+Na2S2O3 84.91 5.96 98.0
II.Al3+在pH为5.2时沉淀完全。
III.LiF的Ksp为1.8×10-3。
回答下列问题：
(1)“碱溶”时为提高浸出率可采取的措施是___________________(写出一种即可)，并写出主要的离子方程式：___________________________。
(2)“酸溶”时最佳的浸出剂应该选择___________，并说明理由：_______________________。
(3)“净化”时，加NaF目的是将Li+转化为沉淀，当滤液③中c(F-)=4.0×10-3mol·L-1时计算“净化”后残余c(Li+)=_______mol·L-1。
(4)写出滤渣②“酸溶”后与草酸铵反应的离子方程式___________________________。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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