资源简介

第三单元　金属冶炼　金属材料
复习目标　1.了解金属的性质与金属冶炼的关系，知道金属铝、镁的提取方法。2.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点一　金属冶炼的一般方法　金属材料
1．金属冶炼的一般方法
(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。
(3)金属冶炼的方法
例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)
2．合金的概念及性能
3．常见的金属材料
(1)金属材料分类
(2)几种常见的合金
①
②
③
铜及其常见化合物的颜色
物质 颜色 物质 颜色
Cu 紫红色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 蓝色
Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色
1．CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(　　)
2．CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(　　)
3．合金材料中不可能含有非金属元素(　　)
4．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(　　)
5．工业上电解熔融的AlCl3制取Al(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×
一、金属材料的应用
1．下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是(　　)
A．镁铝合金 B．铜合金
C．碳素钢 D．铜锡合金
答案　A
解析　由于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合于制造飞机外壳。故选A项。
2．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合金性质的叙述中，正确的是(　　)
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B．此合金能全部溶解于稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
答案　B
解析　镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度比它的各成分金属的硬度大，合金的化学性质与各成分金属的化学性质基本相同。
二、金属冶炼　金属矿物质的开发利用
3．明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷淀，毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是(　　)
A．倭铅是指金属锌和铅的混合物
B．煤炭中起作用的主要成分是C
C．冶炼Zn的过程中有氧化还原反应发生
D．该冶炼锌的方法属于热还原法
答案　A
解析　A项，由题意可知，倭铅是指金属锌，不是锌和铅的混合物；B项，反应中C作还原剂，则煤炭中起作用的主要成分是C；C项，碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，有氧化还原反应发生；D项，该反应是利用碳还原碳酸锌生成锌单质，属于热还原法。
4．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。
5．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。
冶炼铜的“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜作阴极即可得精铜。
考点二　铝、镁的提取
1．铝及其化合物的性质
写出图中有关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)。
2．由铝土矿冶炼铝的流程
铝土矿主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。
方案一：碱溶法
①③中相关反应为
①Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O，
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
③AlO＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。
(实际生产中，硅元素转化为硅铝酸钠沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相关反应为
①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===AlO＋2H2O，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．镁的提取
(1)从海水中提取镁的流程
主要化学反应为
①制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2；
②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋；
③制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O；
④电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。
(2)镁的重要化合物
①氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。
②氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
特别提醒　氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
1．MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂(　　)
2．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等(　　)
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱(　　)
4．氢氧化铝可作胃酸的中和剂(　　)
5．在加热情况下利用H2还原Al2O3的方法得到金属铝(　　)
6．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用(　　)
7．加热MgCl2溶液最终可制得MgCl2固体(　　)
8．工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法(　　)
9．在Mg(HCO3)2溶液中加入足量的Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀是MgCO3和CaCO3(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7．×　8.×　9.×
一、铝与酸、碱反应的定量关系
1．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就铝的这一特殊性质，回答下列问题：
(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的物质的量相等时，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n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)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。
铝与酸或碱反应生成H2的量的关系
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应：
①产生H2的物质的量相等。
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盐酸和氢氧化钠溶液反应：
①消耗Al的物质的量之比为1∶3。
②生成H2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。
二、镁、铝提取工业流程的分析应用
2．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是________(填化学式)。
答案　NaCl
(2)怎样使MgCl2·6H2O失去晶体水，得到MgCl2
答案　将晶体置于HCl气体氛围中脱水。
(3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有
________________________________________________________________________。
答案　化合反应、分解反应、复分解反应
(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式。
答案　阳极：2Cl－－2e－===Cl2↑，阴极：Mg2＋＋2e－===Mg
3．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
“水解”采用90 ℃而不在室温下进行的原因是________________________________
________________________________________________________________________。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为________________________________
________________________________________________________________________。
(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_____________________________________
________________________________________________________________________。
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)AlN＋3H2OAl(OH)3＋NH3↑
加快AlN水解的反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3
1．(2020·全国卷Ⅲ，7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是(　　)
A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
答案　C
2．(2020·江苏，3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是(　　)
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
答案　D
解析　铝的金属活泼性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A项错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B项错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C项错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3＋发生水解生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D项正确。
3．(2020·山东，9)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：
已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是(　　)
A．浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2O
B．浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行
C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl
D．分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同
答案　B
解析　氯化铵溶液显酸性，与MgO反应，相当于MgO促进了氯化铵的水解，生成氨气，A项正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B项错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C项正确；浸出过程中产生Fe(OH)3和Al(OH)3，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种离子氢氧化物Ksp的不同，使其先后沉淀而分离，D项正确。
4．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐，在造纸等方面应用广泛。实验室中，采用废易拉罐(主要成分为Al，含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题：
(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用_____________________________________________
(填标号)。
a．HCl溶液 b．H2SO4溶液
c．氨水 d．NaOH溶液
(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)沉淀B的化学式为________________________________________________________；
将少量明矾溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)d　
(2)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑
(3)Al(OH)3　Al3＋水解，使溶液中H＋浓度增大
解析　(3)滤液A中铝元素以AlO形式存在，与溶液中HCO发生反应：AlO＋HCO＋H2O===Al(OH)3↓＋CO，故沉淀B为Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2O??Al(OH)3＋3H＋，使溶液呈弱酸性。
课时精练
1．下列所用的材料不属于合金的是(　　)
A．家用的铝窗 B．建筑用的钢筋
C．铸造用的黄铜 D．温度计用的水银
答案　D
解析　水银是汞，是金属单质，不是合金，故D符合。
2．C919大型飞机的主结构材料大量使用了铝锂合金，铝锂合金的优点是(　　)
A．高强度、导热性 B．低密度、高强度
C．低密度、导电性 D．导热性、导电性
答案　B
解析　制造飞机材料要求密度低、强度高，铝和锂都是轻金属，所以制成的铝锂合金密度低、强度高，适合用作制造飞机的材料，与其导电和导热性无关。
3．2021年5月15日，“天问一号”探测器成功软着陆于火星。这是中国火星探测史上的历史性事件。新型铝基碳化硅复合材料被大量应用于火星车的车身。下列关于该复合材料可能的性质描述不正确的是(　　)
A．密度小 B．硬度大
C．熔点低 D．抗氧化
答案　C
4．下列叙述镁的性质中，正确的是(　　)
A．在氮气中不能燃烧
B．与水不能反应释放出氢气
C．在氯气中燃烧会产生白烟
D．镁条可在二氧化碳气体中燃烧只生成白色固体
答案　C
解析　Mg在N2、O2、Cl2、CO2中能燃烧；在加热时，Mg与H2O反应生成H2；Mg与CO2反应生成固体MgO和C。
5．下列说法不正确的是(　　)
A．通过电解熔融的无水MgCl2可以制得金属镁
B．镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物
C．氧化镁是优质的耐火材料
D．金属镁质地柔软，不适宜制作高强度的合金材料
答案　D
解析　Mg是活泼金属，如果电解氯化镁溶液，阴极上氢离子放电而不能生成Mg，所以工业上采用电解熔融MgCl2的方法冶炼Mg，故A正确；Mg在空气中燃烧生成MgO、Mg3N2、MgO和C，所以镁条在空气中燃烧所得的固体物质是混合物，故B正确；MgO熔点很高，在一般条件下不熔融，所以氧化镁是优质的耐火材料，常作耐火砖，故C正确；虽然Mg质地柔软，但密度小，常用来制作合金材料，如镁铝合金，故D错误。
6．某同学通过系列实验探究Al及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是(　　)
A．将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究Al的活泼性
B．将NaOH溶液缓慢滴入Al2(SO4)3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成
C．将Al(OH)3浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀
D．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水Al2(SO4)3固体
答案　D
解析　A项，稀释浓硫酸时应将浓硫酸加入水中并不断搅拌；B项，将过量的NaOH溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，最终生成NaAlO2溶液，无沉淀。
7．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是(　　)
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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　浓硫酸溶于水放热，正确的操作应该将铜丝插入浓硫酸中加热，反应后取一定量的反应液加入盛有水的烧杯中，A错误；应该用红热的铜丝，B错误；Cu2＋水解，加热CuCl2溶液不能得到CuCl2固体，C错误；铜绿溶于盐酸而铜不溶于盐酸，故可用盐酸除去铜器表面的铜绿，D正确。
8．以混有SiO2的MgCO3为原料制备氧化镁的实验流程如图：
下列说法错误的是(　　)
A．酸浸的离子方程式为CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
B．浸出渣的成分是SiO2
C．母液的主要溶质是NH4Cl
D．固体X是Mg(OH)2
答案　A
解析　MgCO3是微溶物，不可拆成离子，故A错误；SiO2不溶于盐酸，滤渣为SiO2，故B正确；加入氨水沉镁，MgCl 2＋2NH3·H2O ===Mg(OH)2↓＋2NH4Cl，母液主要溶质是NH4Cl，故C、D正确。
9．工业上用某种氧化铝矿石(含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如图所示：
下列对上述流程中的判断正确的是(　　)
A．试剂X可以为氨水，沉淀中含有铁的化合物
B．CO2可以用H2SO4溶液或稀盐酸代替
C．反应Ⅱ为CO2＋AlO＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO
D．工业上还可采用Fe还原Al2O3的方法制Al，成本更低
答案　C
解析　A项，氨水为弱碱不能溶解Al2O3；B项，用强酸代替CO2，易造成Al(OH)3的溶解，进而造成Al的损失；D项，Fe不能还原Al2O3。
10．金属材料的发展极大地促进了人类社会的文明程度。如图是两种金属及其化合物的转化关系。下列说法不正确的是(　　)
A．根据反应③可知氧化性：Fe3＋>H2O2
B．向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀
C．反应③中稀硫酸仅表现酸性
D．反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
答案　A
解析　由题干中两种金属及其化合物的转化关系图分析可知，M为Cu，E为Fe，X为FeSO4，Y为Fe2(SO4)3，W为Fe(SCN)3，Z为Fe(OH)3。反应③的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，可知氧化性：H2O2>Fe3＋，A错误；X溶液中含有Fe2＋，故向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，B正确；根据反应③的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O可知反应③中稀硫酸仅表现酸性，C正确；反应①的离子方程式为Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O，D正确。
11．实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图：
下列有关说法正确的是(　　)
A．溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸
B．气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子
C．生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋ 3Cu2＋
D．从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶
答案　C
解析　过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O===2Fe(OH)3↓＋ 3Cu2＋，C正确；从溶液中冷却结晶得到硫酸铜晶体，D错误。
12．海水中蕴藏的元素高达80多种，是人类财富的重要集散地。如图是对海水资源综合利用的示意图。
请回答下列问题：
(1)地球上99%以上的溴元素存在于海洋中，资料显示海水中溴的含量约为66 mg·L－1。如图中制备溴涉及步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，写出步骤Ⅲ中反应的离子方程式：____________________。
(2)制备镁的工艺中，从卤水到MgCl2(aq)经历了Mg2＋→Mg(OH)2→Mg2＋的过程，生成Mg(OH)2的过程看似多余，其实该过程的作用是___________________________________________。
(3)电解无水氯化镁所得的镁蒸气在特定的环境里冷却后即为固体镁，下列物质中可以用作镁蒸气的冷却剂的是__________(填字母)。
A．Ar B．CO2 C．O2 D．N2
答案　(1)BrO＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O　(2)富集镁(或分离出镁)　(3)A
解析　海水晒盐得到卤水，通入氯气氧化溴离子得到低浓度的Br2溶液，通入热空气吹出溴单质，用纯碱溶液吸收得到含溴酸根离子、溴离子的溶液，再用硫酸酸化得到溴单质；在卤水中加入熟石灰沉淀镁离子生成氢氧化镁沉淀，过滤后在氢氧化镁沉淀中加入盐酸溶解得到氯化镁溶液，蒸发浓缩结晶析出氯化镁晶体，在氯化氢气流中失去结晶水得到氯化镁固体，电解熔融氯化镁得到金属镁，以此分析解答。
13．一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量SiO2)为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示：
(1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式：________________________。
(2)恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少，有研究指出CuCl2是该反应的催化剂，该过程的反应原理可用化学方程式表示为
①Cu2S＋2CuCl2===4CuCl＋S；
②__________________________________________________________________________。
(3)“回收S”过程中温度控制在50～60 ℃之间，不宜过高的原因是_________________。
(4)向滤液M中加入(或通入)________(填字母)，可得到一种可循环利用的物质。
a．铁 b．氯气
c．高锰酸钾 d．氯化氢
(5)“保温除铁”过程中，加入CuO的目的是________________；“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中，要用HNO3溶液调节溶液的pH，其理由是_________________________________
________________________________________________________________________。
(6)辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成，有关转化见图，转化时转移0.2 mol电子，生成Cu2S________mol。
答案　(1)Cu2S＋4Fe3＋===2Cu2＋＋4Fe2＋＋S　(2)CuCl＋FeCl3===CuCl2＋FeCl2　(3)温度高苯容易挥发　(4)b　(5)调节溶液的pH，使铁元素完全转化为Fe(OH)3沉淀　抑制Cu2＋的水解　(6)0.2
解析　(6)该转化中Cu被氧化成Cu2S，化合价升高1价，CuFeS2被还原成Cu2S，化合价降低1价，根据电子守恒可知答案为0.2。

展开更多......

收起↑