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文档简介
一轮重点巩固方向比努力更重要研究考纲·辨明考向重要化铝镁铜物合冶炼属金的考纲解读考向预测1.掌握Al2O3、Al(OH)3的两性及Al3+、AlO2-、Al(OH)3之间的转化关系。2.结合Al(OH)3的制备实验、化学计算及在生产生活中的应用进行综合考查。3.了解镁及其化合物的制备方法,掌握其主要性质及其应用。4.知道铜及其重要化合物的性质。5.了解合金的概念及重要应用。6.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。7.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。1.有关Al及其化合物知识在高考中出现频率较高,“铝三角”是命题的出发点。问题常以工业生产流程为载体考查化学方程式、离子方程式、离子共存、物质鉴别、制取、计算等。高考对本专题内容的考查将以铝及其化合物的性质在日常生活、生产中的应用为主,题型以选择题、综合推断题、实验题为主。2.镁是比铝更强的还原剂,要善于利用“氧化还原”的观念,将其制备迁移到新的真实情境中。3.本部分在高考中常以选择题、实验题的形式出现,以矿物加工为主线的工艺流程题是高考必考题。4.以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的命题趋势较大。考纲要求1.宏观辨识与微观探析:认识铝及其化合物的两性,能从铝化合物的多样性理解铝及其化合物的性质。通过对镁、铜及其合金性质的了解,理解金属材料在工业中的应用。2.科学态度与社会责任:具有可持续发展意识和“绿色化学”观念,能对与铝性质有关的社会热点问题做出正确的价值判断。了解金属材料的性质,激发学生对金属矿物的开发利用的热情与积极性。思维导图名师备考建议“思维方法”是思维的品质、方式和能力的综合,是个体高质量地解决生活实践或学习探索情境中的各种问题的基础。镁、铝、铜及其化合物与金属冶炼探究体现《中国高考评价体系》中学科素养“思维方法”涉及的“科学思维”、“创新思维”,要求采用严谨求真的、实证性的逻辑思维方式应对各种问题,要求运用开放性、创新性的思维方式应对问题情境,组织相关的知识与能力,注重独立性、批判性、发散性的思考,提出新视角、新观点、新方法、新设想,设计含铁化合物的制备实验方案,并解决物质制备及性质探究过程中?鱿值母髦治侍狻?高考对本节内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用为主。以金属及其化合物化工生产为背景的工艺流程题和综合实验题是考查的热点,预计2023年高考对本讲的考查点基本不变。通常元素化合物知识分散在高考题的不同题型中:在选择题中,一般直接考查金属元素及其化合物的基本性质和应用。在填空题中一般有两种考查方式:一是直接考查元素及其化合物的性质,通常以化学式的书写、化学方程式的书写、微粒的检验和鉴别等形式出现;二是与基本概念和基本理论结合考查,如与氧化还原反应、电化学、无机化工流程、物质在水溶液中的行为、实验、计算等综合考查,预计这也是2023年全国高考命题的重点。高考中常以一个选项或一个填空的形式考查铝及其化合物的性质和用途、镁及其化合物的性质、铝盐的鉴别及有关计算,体现高考命题的基础性和应用性。另外,高考也常结合电化学原理对铝、镁等进行考查,在工艺流程题或实验探究题中也会涉及对镁、钙和铝等的考查,体现了高考命题的创新性。预计2023年高考以选择题形式考查物质的结构与性质(如钠的活泼性、过氧化钠的结构与性质、碳酸氢钠的热不稳定性)的概率较大;对镁、铝、锂、铅、锡及其化合物的考查会结合铁、铜及其化合物等的性质和应用以工艺流程的形式出现。真题再现·辨明考向1.(2022年全国乙卷)生活中处处有化学,下列叙述正确的是A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅 B.碳酸氢钠可做食品膨松剂C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜 D.焰火中红色来源于钠盐灼烧√解析:A.铅笔芯的主要成分为石墨,不含二氧化铅,A错误;B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解产生二氧化碳,能使面团松软,可做食品膨松剂,B正确;C.青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜为是由铜和锌所组成的合金,两者均属于混合物,不是铜单质,C错误;D.钠元素灼烧显黄色,D错误;2.(2022年1月浙江选考)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:Cu2SC.芒硝:Na2SO4·10H2O D.铝土矿的主要成分:Al2O3√解析:氯仿是三氯甲烷的俗称,其化学式为CHCl3,故A正确;黄铜矿的主要成分:CuFeS2,故B错误;芒硝:Na2SO4·10H2O,故C正确;铝土矿的主要成分:Al2O3,故D正确;√3.(2022年6月浙江卷)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.用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫,同时可得到石膏√4.(2022年6月浙江卷)下列说法正确的是A.工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿以得到三氧化硫C.浓硝酸与铁在常温下不反应,所以可用铁质容器贮运浓硝酸D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用解析:A.六水合氯化镁没有自由移动的离子,不能导电,工业上通过电解熔融的无水氯化镁制取金属镁,A不正确;B.接触法制硫酸时,煅烧黄铁矿只能得到二氧化硫,二氧化硫在接触室经催化氧化才能转化为三氧化硫,B不正确;C.在常温下铁与浓硝酸发生钝化反应,在铁表面生成一层致密的氧化物薄膜并阻止反应继续发生,所以可用铁质容器贮运浓硝酸,C不正确;D.“洁厕灵”(主要成分为盐酸)和“84消毒液”(主要成分为次氯酸钠)不能混用,若两者混用会发生归中反应生成氯气,不仅达不到各自预期的作用效果,还会污染环境,D正确;√5.(2022年6月浙江卷)下列说法不正确的是A.用标准液润洗滴定管后,应将润洗液从滴定管上口倒出B.铝热反应非常剧烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜C.利用红外光谱法可以初步判断有机物中具有哪些基团D.蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,静置冷却,析出硫酸亚铁铵晶体解析:A.用标准液润洗滴定管,要将整个滴定管内壁进行润洗,因此,应将润洗液的一部分从滴定管上口倒出,另一部分从滴定管下口放出,A说法不正确;B.铝热反应非常剧烈,反应过程中放出大量的热,有大量火星飞溅出来,因此,在操作时要戴上石棉手套和护目镜以保护手和眼睛,B说法正确;C.有机物中的基团在红外光谱中会呈现出其特征谱线,因此,可以利用红外光谱法初步判断有机物中具有哪些基团,C说法正确;D.硫酸亚铁铵的溶解度随着温度降低而减小,蒸发浓缩硫酸铵和硫酸亚铁(等物质的量)的混合溶液至出现晶膜,溶液达到饱和状态,静置冷却后,由于在该温度下的混合体系中硫酸亚铁铵的溶解度最小,因此,析出的晶体是硫酸亚铁铵晶体,D说法正确。√6.(2022年广东卷)劳动开创未来。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是选项劳动项目化学知识A面包师用小苏打作发泡剂烘焙面包Na2CO3可与酸反应B环保工程师用熟石灰处理酸性废水熟石灰具有碱性C工人将模具干燥后再注入熔融钢水铁与H2O高温下会反应D技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板铝能形成致密氧化膜解析:A.小苏打是碳酸氢钠,不是碳酸钠,主要用来做膨松剂,故A符合题意;B.熟石灰是氢氧化钙,具有碱性,可以用于处理酸性废水,故B不符合题意;C.熔融的铁与水蒸气在高温下反应会生成四氧化三铁和氢气,因此必须将模具干燥,故C不符合题意;D.钢板上镀铝,保护钢板,金属铝表面形成致密氧化膜而保护金属铝不被腐蚀,,故D不符合题意。√7.(2022年广东卷)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确但不具有因果关系的是选项陈述Ⅰ陈述ⅡA用焦炭和石英砂制取粗硅SiO2可制作光导纤维B利用海水制取溴和镁单质Br-可被氧化,Mg2+可被还原C石油裂解气能使溴的CCl4溶液褪色石油裂解可得到乙烯等不饱和烃DFeCl3水解可生成Fe(OH)3胶体FeCl3可用作净水剂解析:A.焦炭具有还原性,工业上常利用焦炭与石英砂(SiO2)在高温条件下制备粗硅,这与SiO2是否做光导纤维无因果关系,故A符合题意;B.海水中存在溴离子,可向其中通入氯气等氧化剂将其氧化为溴单质,再经过萃取蒸馏物理操作分离提纯溴单质,另外,通过富集海水中的镁离子,经过沉淀、溶解等操作得到无水氯化镁,随后电解熔融氯化镁可制备得到镁单质,陈述I和陈述II均正确,且具有因果关系,B不符合题意;C.石油在催化剂加热条件下进行裂解可得到乙烯等不饱和烃,从而使溴的CCl4溶液褪色,陈述I和陈述II均正确,且具有因果关系,C不符合题意;D.FeCl3溶液中铁离子可发生水解,生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,从而可用作净水机,陈述I和陈述II均正确,且具有因果关系,D不符合题意;√8.(2022年湖北卷)Be2+和Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。下列说法错误的是A.Be2+与Al3+都能在水中与氨形成配合物B.BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低C.Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性D.Be和Al的氢化物都不能在酸中稳定存在解析:A.Al3+半径小,不能容纳6个氮原子和它配位,则不能在水中与氨形成配合物,A项错误;B.BeCl2和AlCl3属于分子晶体,而MgCl2属于离子晶体,则BeCl2和AlCl3的熔点都比MgCl2的低,B项正确;C.Be(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物,则均可表现出弱酸性,C项正确;D.Be和Al的氢化物与酸反应,生成对应的盐和氢气,则都不能在酸中稳定存在,D项正确;√9.(2022年江苏卷)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是A.半径大小:r(Al3+)<r(Na+)B.电负性大小:χ(F)<χ(O)C.电离能大小:I1(O)<I1(Na)D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3
解析:A.核外电子数相同时,核电荷数越大半径越小,故半径大小为r(Al3+)<r(Na+),故A正确;B.同周期元素核电荷数越大电负性越大,故χ(F)>χ(O),故B错误;C.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从上往下第一电离能呈减小趋势,故电离能大小为I1(O)>I1(Na),故C错误;D.元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性强弱为NaOH>Al(OH)3,故D错误;10.(2022年江苏卷)我国古代就掌握了青铜(铜-锡合金)的冶炼、加工技术,制造出许多精美的青铜器;Pb、PbO2是铅蓄电池的电极材料,不同铅化合物一般具有不同颜色,历史上曾广泛用作颜料,下列物质性质与用途具有对应关系的是A.石墨能导电,可用作润滑剂B.单晶硅熔点高,可用作半导体材料C.青铜比纯铜熔点低、硬度大,古代用青铜铸剑D.含铅化合物颜色丰富,可用作电极材料√解析:A.石墨是过渡型晶体,质软,可用作润滑剂,故A错误B.单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关,与熔点高无关,故B错误;C.青铜是铜合金,比纯铜熔点低、硬度大,易于锻造,古代用青铜铸剑,故C正确;D.含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应,所以可用作电极材料,与含铅化合物颜色丰富无关,故D错误;√11.(2022年湖南卷)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Na3AlF6和CO2D.滤液可回收进入吸收塔循环利用解析:烟气(含HF)通入吸收塔,加入过量的碳酸钠,发生反应Na2CO3+2HF=2NaF+H2O+CO2↑,向合成槽中通入NaAlO2,发生反应6NaF+NaAlO2+2CO2=Na3AlF6+2Na2CO3
,过滤得到Na3AlF6和含有Na2CO3的滤液。A.陶瓷的成分中含有SiO2,SiO2在高温下与Na2CO3发生反应Na2CO3+SiO2\s\up7(高温(高温)Na2SiO3
+CO2↑,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6NaF+NaAlO2+2CO2=Na3AlF6+2Na2CO3,产物是Na3AlF6和Na2CO3,故C错误;D.由上述分析可知,滤液的主要成分为Na2CO3,可进入吸收塔循环利用,故D正确;12.(2022年新高考山东卷)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2√下列说法错误的是A.固体X主要成分是Fe(OH)3和S;金属M为ZnB.浸取时,增大O2压强可促进金属离子浸出C.中和调pH的范围为3.2~4.2D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成解析:CuS精矿(含有杂质Zn、Fe元素)在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,CuS反应产生为CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,然后加入NH3调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,过滤得到的滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+;然后向滤液中通入高压H2,根据元素活动性:Zn>H>Cu,Cu2+被还原为Cu单质,通过过滤分离出来;而Zn2+仍然以离子形式存在于溶液中,再经一系列处理可得到Zn单质。A.经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,A正确;B.CuS难溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的浓度,可以反应消耗S2-,使之转化为S,从而使沉淀溶解平衡正向移动,从而可促进金属离子的浸取,B正确;C.根据流程图可知:用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C正确;D.在用H2还原Cu2+变为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,与溶液中OH-结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子还原Cu单质,因此不利于Cu的生成,D错误;13.(2021年高考广东卷)今年五一假期,人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就,具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是()√解析:A.铸客大铜鼎属于铜的合金,A符合题意;B.河姆渡出土陶灶属于陶器,主要成分为硅酸盐,不属于合金,B不符合题意;C.兽首玛瑙杯主要成分为二氧化硅,不属于合金,C不符合题意;D.角形玉杯主要成分为硅酸盐,不属于合金,D不符合题意;故选A。√14.(2021年北京卷)下列方程式不能准确解释相应实验现象的是()A.酚酞滴入醋酸钠溶液中变为浅红色:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-B.金属钠在空气中加热生成淡黄色固体:4Na+O2=2Na2OC.铝溶于氢氧化钠溶液,有无色气体产生:2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑D.将二氧化硫通入氢硫酸中产生黄色沉淀:SO2+2H2S=3S↓+2H2O15.(2021年1月浙江选考)下列说法不正确的是()A.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨B.镁燃烧会发出耀眼的白光,可用于制造信号弹和焰火C.熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固,常用于制作模型和医疗石膏绷带D.工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫√解析:A.铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热,因此,生成的铁是液态的,其可以将两段铁轨焊接在一起,故其可用于焊接铁轨,但是,铁粉与氧化铝不能发生铝热反应,A说法不正确;B.镁燃烧会发出耀眼的白光,可以照亮黑暗的夜空和地面,因此,其可用于制造信号弹和焰火,B说法正确;C.粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏,因此,其常用于制作模型和医疗石膏绷带,C说法正确;D.二氧化硫属于酸性氧化物,其可以与碱反应生成盐和水,而氨水属于碱性的溶液,因此,工业上可用氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染,D说法正确。综上所述,本题选A。√解析:海水经一系列处理得到苦卤水,苦卤水中含Mg2+,苦卤水中加物质X使Mg2+转化为Mg(OH)2,过滤除去滤液,煅烧Mg(OH)2得MgO,MgO和C、Cl2经“氯化”得无水MgCl2。A.物质X的作用是使Mg2+转化为Mg(OH)2,工业上常采用CaO,发生CaO+H2O=Ca(OH)2,Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH)2+Ca2+,A正确;B.Mg是较活泼金属,工业上常用电解熔融MgCl2制备金属镁,B正确;C.由图可知“氯化”过程反应物为MgO、氯气、C,生成物之一为MgCl2,C在高温下能将二氧化碳还原为CO,则“气体”为CO,反应方程式为MgCl2,C正确;D.“煅烧”后得到MgO,MgO和盐酸反应得到MgCl2溶液,由于MgCl2在溶液中水解为氢氧化镁和HCl,将所得溶液加热蒸发HCl会逸出,MgCl2水解平衡正向移动,得到氢氧化镁,得不到无水MgCl2,D错误;故选D17.(2021年6月浙江选考)下列说法不正确的是()A.硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐B.镁在空气中燃烧可生成氧化镁和氮化镁C.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气D.常温下,铝遇浓硝酸或浓硫酸时会发生钝化√解析:A.硅酸钠是溶于水的硅酸盐,故A错误;B.镁在空气中燃烧时,与氧气和二氧化碳反应生成氧化镁,与氮气反应生成氮化镁,故B正确;C.钠具有强还原性,能与冷水反应生成氢氧化钠和氢气,故C正确;D.浓硫酸和浓硝酸具有强氧化性,铝在浓硫酸和浓硫酸中会发生钝化,阻碍反应的继续进行,故D正确;故选A。18.(2021年八省联考湖北)B和Al为同族元素,下列说法错误的是()A.BF3和AlF3都可以与F-形成配位键B.H3BO3为三元酸,Al(OH)3呈两性C.共价键的方向性使晶体B有脆性,原子层的相对滑动使金属Al有延展性D.B和Al分别与N形成的共价晶体,均具有较高硬度和熔点√解析:A.BF3和AlF3中B和Al均有空轨道,F-有孤电子,因此BF3和AlF3都可以与F-形成配位键,A正确;B.H3BO3为一元弱酸,Al(OH)3为两性氢氧化物,具有两性,B错误;C.晶体B为共价晶体,共价键的方向性使晶体B有脆性,Al为金属晶体,原子层的相对滑动使金属Al有延展性,C正确;D.B和Al分别与N通过共价键形成共价晶体,共价晶体具有较高硬度和熔点,D正确;答案选B。√解析:A.控制适当反应温度并不断搅拌,可以加快反应速率,充分反应,有利于提高铁、铝浸取率,故A正确;B.Al2O3与稀硫酸反应生成硫酸铝和水,离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O,故B正确;C.双氧水会将亚铁离子氧化,所以滤液中主要存在的阳离子没有Fe2+,而是Fe3+,故C错误;D.聚合硫酸铁铝水解可以生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体,胶体表面积较大,具有吸附作用,故D正确;综上所述答案为C。√20.(2021年1月八省联考重庆)下列指定反应的离子方程式正确的是()A.氯化铁溶液腐蚀铜箔:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+B.氢氧化钠溶液吸收氯气:Cl2+OH-=Cl-+HClOC.氯化铝溶液与浓氨水混合:A13++4NH3·H2O=AlO2-+4NH4++2H2OD.氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液:Mg(OH)2+2H+=Mg2++2H2O解析:A.氯化铁溶液腐蚀铜箔得到氯化亚铁和氯化铜:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,A正确;
B.氢氧化钠溶液吸收氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,B错误;C.氯化铝溶液与浓氨水混合生成氢氧化铝沉淀:A13++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4++2H2O,C错误;D.氢氧化镁固体溶解于氯化铵溶液:可能是铵根水解生成的H+中和氢氧化镁电离出的OH−,导致沉淀溶解,也有可能是铵根与氢氧化镁电离出的OH−生成弱电解质一水合氨,导致沉淀溶解,Mg(OH)2+2NH4+=Mg2++2NH3·H2O,D错误;答案选A。21.(2020年全国卷Ⅱ,7)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是A.胆矾的化学式为CuSO4B.胆矾可作为湿法冶铜的原料C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”发生了置换反应√解析:胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,A错误;湿法冶铜,即“胆铜法”,利用金属的活动性强弱,铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,B正确;“熬之则成胆矾”就是加热浓缩、溶质结晶析出的过程,C正确;“熬胆矾铁釡,久之亦化为铜”,即铁置换出铜:Fe+CuSO4===Cu+FeSO4,反应类型为置换反应,D正确。22.(2020年高考全国卷Ⅲ)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解析:孔雀石、蓝铜矿的主要成分均能与酸反应,C错误。√√23.(2020浙江7月选考)黄色固体X,可能含有漂白粉、FeSO4、Fe2(SO4)3、CuCl2、KI之中的几种或全部。将X与足量的水作用,得到深棕色固体混合物Y和无色碱性溶液Z。下列结论合理的是()A.X中含KI,可能含有CuCl2
B.X中含有漂白粉和FeSO4C.X中含有CuCl2,Y中含有Fe(OH)3D.用H2SO4酸化溶液Z,若有黄绿色气体放出,说明X中含有CuCl2解析:固体X为黄色,则含有Fe2(SO4)3,溶于水后,要使溶液Z为无色碱性,则一定含有漂白粉,且漂白粉过量,得到深棕色固体混合物Y,则固体Y是Fe(OH)3和Cu(OH)2的混合物,X中一定含有CuCl2,FeSO4和Fe2(SO4)3中含有其中一种或两种都含,据此解答。A.若X含有KI,则会与漂白粉反应生成I2,溶液不为无色,A不正确;B.由分析可知,不一定含有FeSO4,B不正确;C.由分析可知,X含有CuCl2,Y含有Fe(OH)3,C正确;D.酸化后,产生黄绿色气体,为氯气,则发生的发生反应的离子反应方程式为:Cl-+ClO-+2H+=Cl2↑+H2O,此时的Cl-有可能来自于漂白粉氧化FeSO4产生的Cl-,也有可能是漂白粉自身含有的,不能推导出含有CuCl2,D不正确;故选C。√解析:菱镁矿煅烧后得到轻烧粉,MgCO3转化为MgO,加入氯化铵溶液浸取,浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3,同时产生氨气,则此时浸出液中主要含有Mg2+,加入氨水得到Mg(OH)2沉淀,煅烧得到高纯镁砂。A.高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在,MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应,促进铵根的水解,所以得到氯化镁、氨气和水,化学方程式为MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O,故A正确;B.一水合氨受热易分解,沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解,挥发出氨气,降低利用率,故B错误;C.浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水,沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中,故C正确;D.Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp远小于Mg(OH)2的Ksp,所以当pH达到一定值时Fe3+、Al3+产生沉淀,而Mg2+不沉淀,从而将其分离,故D正确;已知Fe3+在浓盐酸中生成黄色配离子[FeCl4]-,该配离子在乙醚(Et2O,沸点34.6℃)中生成缔合物Et2O·H+·[FeCl4]-。下列说法错误的是A.萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下B.分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出C.分液后水相为无色,说明已达到分离目的D.蒸馏时选用直形冷凝管√25.[2020年新高考全国卷Ⅰ(山东),8]实验室分离Fe3+和Al3+的流程如下:解析:萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,A项错误;分液时先将下层液体从下口放出,B项正确;水相为无色说明黄色配离子基本被萃取出来,C项正确;直形冷凝管有利于液体流出,D项正确。26.(2020年江苏卷)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√解析:A.铝在空气中可以与氧气反应生成致密氧化铝,致密氧化铝包覆在铝表面阻止铝进一步反应,铝具有延展性,故铝可用于制作铝金属制品,A错误;B.氧化铝为离子化合物,可用作电解冶炼铝的原料,B错误;C.氢氧化铝为两性氢氧化物,可以用于中和过多的胃酸,C错误;D.明矾溶于水后电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体能吸附水中的悬浮物,用于净水,D正确;故选D。27.(2020年江苏卷)下列有关化学反应的叙述正确的是(
)A.室温下,Na在空气中反应生成Na2O2B.室温下,Al与4.0mol﹒L-1NaOH溶液反应生成NaAlO2C.室温下,Cu与浓HNO3反应放出NO气体D.室温下,Fe与浓H2SO4反应生成FeSO4√解析:A.室温下,钠与空气中氧气反应生成氧化钠,故A错误;B.室温下,铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,故B正确;C.室温下,铜与浓硝酸反应生成二氧化氮气体,故C错误;D.室温下,铁在浓硫酸中发生钝化,故D错误。28.(2019年海南卷)我国古代典籍中有“石胆……浅碧色,烧之变白色者真”的记载,其中石胆是指(
)A.CuSO4∙5H2O B.FeSO4∙7H2OC.ZnSO4∙7H2O D.KAl(SO4)2∙12H2O√解析:在选项给出的四种物质中只有CuSO4∙5H2O、FeSO4∙7H2O晶体有色,而ZnSO4∙7H2O和KAl(SO4)2∙12H2O均为无色晶体,CuSO4∙5H2O加热分解生成CuSO4和H2O,CuSO4呈白色;而FeSO4∙7H2O加热发生分解反应,生成的Fe2O3呈红棕色,所以符合题意的物质是CuSO4∙5H2O,故合理选项是A。29.(2018年全国卷Ⅰ,7)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠√解析:分析:正极片碱溶时铝转化为偏铝酸钠,滤渣中含有磷酸亚铁锂,加入硫酸和硝酸酸溶,过滤后滤渣是炭黑,得到含Li、P、Fe的滤液,加入碱液生成氢氧化铁沉淀,滤液中加入碳酸钠生成含锂的沉淀,据此解答。A、废旧电池中含有重金属,随意排放容易污染环境,因此合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用,A正确;B、根据流程的转化可知从正极片中可回收的金属元素有Al、Fe、Li,B正确;C、得到含Li、P、Fe的滤液,加入碱液生成氢氧化铁沉淀,因此“沉淀”反应的金属离子是Fe3+,C正确;D、硫酸锂能溶于水,因此上述流程中不能用硫酸钠代替碳酸钠,D错误。答案选D。√解析:试样用足量稀H2SO4溶解后,得到的固体中有CuCl和Cu,无法计算其中Cu的质量,故无法计算试样纯度。31.(2017年海南)下列叙述正确的是()A.稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜B.碘化钾与浓硫酸反应可制备碘化氢C.过氧化钠与二氧化碳反应可制备氧气D.铝箔在氯气中燃烧可制备无水三氯化铝√√解析:A、根据金属活动顺序表,Cu排在H的右边,因此金属铜不与稀硫酸反应,故A错误;B、浓硫酸具有强氧化性,能把HI氧化,故B错误;C、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,因此可以制备氧气,故C正确;D、铝在氯气中燃烧生成AlCl3,故D正确。32.(2014年全国卷Ⅱ,9)下列反应中,反应后固体物质增重的是(
)A.氢气通过灼热的CuO粉末B.二氧化碳通过Na2O2粉末C.铝与Fe2O3发生铝热反应D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液√解析:A项,CuO——→Cu,减轻;B项,Na2O2
——→Na2CO3,增重;C项,质量不变;D项,Zn——→Cu,减轻。33.(2022年全国乙卷)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾(K2[Cu(C2O4)2])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CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。Ⅱ.向草酸(H2C2O4)溶液中加入适量K2CO3固体,制得KHCO3和K2C2O4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CuSO4∙5H2O配制Ⅰ中的CuSO4溶液,下列仪器中不需要的是(填仪器名称)。(2)长期存放的CuSO4∙5H2O中,会出现少量白色固体,原因是
。分液漏斗和球形冷凝管CuSO4∙5H2O风化失去结晶水生成无水硫酸铜(3)Ⅰ中的黑色沉淀是________(写化学式)。(4)Ⅱ中原料配比为n(H2C2O4)∶n(K2CO3)=1.5∶1,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K2CO3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
。CuO3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑分批加入并搅拌水浴冷却结晶、过滤、洗涤解析:取已知浓度的CuSO4溶液,搅拌下滴加足量NaOH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K2CO3固体,制得KHC2O4和K2C2O4混合溶液,将KHC2O4和K2C2O4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CuSO4∙5H2O固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的CuSO4∙5H2O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KHC2O4和K2C2O4,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。(2)CuSO4∙5H2O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KHC2O4、K2C2O4、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。34.(2021年全国甲卷)胆矾(CuSO4∙5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾,并测定其结晶水的含量。回答下列问题:(1)制备胆矾时,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有_______(填标号)。A.烧杯B.容量瓶C.蒸发皿D.移液管(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为
,与直接用废铜和浓硫酸反应相比,该方法的优点是
。AC不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)解析:(1)制备胆矾时,根据题干信息可知,需进行溶解、过滤、结晶操作,用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外,还必须使用的仪器有烧杯和蒸发皿,A、C符合题意,故答案为:A、C;(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,其主要反应的化学方程式为
;直接用废铜和浓硫酸反应生成硫酸铜与二氧化硫和水,与这种方法相比,将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热制备胆矾的实验方案具有的优点是:不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高);(3)待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3∙H2O调pH为3.5~4,再煮沸10min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、_______、乙醇洗涤、_______,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是
,煮沸10min的作用是
。(4)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为_______(写表达式)。过滤干燥除尽铁,抑制硫酸铜水解破坏氢氧化铁胶体,易于过滤(5)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是_______(填标号)。①胆矾未充分干燥②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少胆矾迸溅出来①③35.(2021年全国乙卷)磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。为节约和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是
。(3)“母液①"中Mg2+浓度为
mol·L-1。(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO2∙xH2O沉淀,该反应的离子方程式是
。(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得
,循环利用。Fe3+、Al3+、Mg2+
1.0×10-6
硫酸SiO2
SiO2
(NH4)2SO4
解析:由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸反应得到TiOSO4,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO4溶液;将TiOSO4溶液加入热水稀释并适当加热,使TiOSO4完全水解生成TiO2·xH2O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO2·xH2O。36.(2021年6月浙江选考)固体化合物X由3种元素组成,某学习小组开展如下探究实验。其中,白色沉淀B能溶于NaOH溶液。请回答:(1)白色固体C的化学式是_______,蓝色溶液D中含有的溶质是
_
(用化学式表示)。(2)化合物X的化学式是
;化合物X的一价阴离子与CH4具有相同的空间结构,写出该阴离子的电子式
。(3)蓝色溶液A与N2H5+作用,生成一种气体,溶液蓝色褪去,同时生成易溶于硝酸的白色沉淀。①写出该反应的离子方程式
。Al2O3
Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3
CuAl2Cl8
4Cu2++N2H5++4Cl-=4CuCl↓+N2↑+5H+
②设计实验验证该白色沉淀的组成元素_______。将白色沉淀溶于硝酸,得到蓝色溶液,说明有Cu元素;再向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,说明有Cl元素;解析:含有Cu2+的溶液显蓝色,含有[Cu(NH3)4]2+的溶液显深蓝色,化合物X溶解后得到的溶液A呈现蓝色,且加入足量氨水后得到深蓝色溶液,即可推得化合物X中含有Cu2+;向含有Al3+的溶液中加入氨水可用于制备Al(OH)3,且Al(OH)3为可溶于NaOH溶液的白色沉淀,即可推断白色沉淀B为Al(OH)3沉淀;深蓝色溶液在加入硝酸酸化的AgNO3溶液后有白色沉淀析出,可推得化合物X中含有Cl-,综上,化合物X中含有Al3+、Cu2+和Cl-。(1)由上述分析可得,白色沉淀D为Al(OH)3,灼烧Al(OH)3得到Al2O3,故白色固体为Al2O3;溶液D中含有的阳离子有Cu2+、NH4+、Ag+、H+,阴离子有NO3-,故溶液中含有:Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3,故答案为:Al2O3;Cu(NO3)2、NH4NO3、AgNO3、HNO3。(3)①由上述分析可知,蓝色溶液A中含有Al3+、Cu2+和Cl-,与N2H5+反应时溶液蓝色褪去,即反应后溶液中不存在Cu2+,可推测铜元素以沉淀形式析出,反应得到的沉淀为白色且可溶于硝酸,可推测铜元素在其中不是蓝色且稳定的+2价,而是+1价,即反应过程中Cu元素化合价降低,N2H5+中氮元素显-2价,具有还原性,反应过程中N元素化合价升高生成N2,符合反应中有气体产生,根据化合价升降守恒、电荷守恒以及原子守恒和溶液呈酸性可知反应离子方程式为:4Cu2++N2H5++4Cl-=4CuCl↓+N2↑+5H+。②Cu2+在溶液中显蓝色,CuCl中Cu元素为+1价,能被硝酸氧化为+2价,CuCl与硝酸反应过程中Cl元素以Cl-形式存在于溶液中,Cl-与AgNO3溶液反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,故答案为:将白色沉淀于硝酸,得到蓝色溶液,说明有Cu元素;再向溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀,说明有Cl元素。37.[2019年全国卷Ⅰ,26(1)(2)(4)]硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工业。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:回答下列问题:(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为____________________________。NH4HCO3+NH3===(NH4)2CO3解析:由流程图加入物质可知,“溶浸”时产生的气体只能是NH3,NH3与NH4HCO3反应生成用于“沉镁”的物质只能是(NH4)2CO3。(2)“滤渣1”的主要成分有___________________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是_______。SiO2、Fe2O3、Al2O3KSCN解析:由流程图可知,在过滤获取H3BO3之前没有除Fe3+、Al3+的步骤,推知氧化铁、氧化铝在“溶浸”时没有溶解,而二氧化硅不溶于硫酸铵溶液,因而滤渣1的主要成分是二氧化硅、氧化铁、氧化铝。检验Fe3+的试剂可选用KSCN。(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为_________________________________________________________________________________________________________,母液经加热后可返回______工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是__________。溶浸高温焙烧解析:
“沉镁”中,结合反应物有Mg2+、
,生成物为Mg(OH)2·MgCO3,依据离子方程式书写要求,即可写出方程式。母液含硫酸铵,可以将母液返回“溶浸”工序循环使用,体现绿色化学理念和环境保护思想。碱式碳酸镁转化成轻质氧化镁,联系碳酸镁、氢氧化镁受热都能分解生成氧化镁。38.(2018年高考全国卷Ⅱ)我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:相关金属离子[c0(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示:金属离子Fe3+Fe2+Zn2+Cd2+开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答下列问题:(1)焙烧过程中主要反应的化学方程式为______________________________。(2)滤渣1的主要成分除SiO2外还有________;氧化除杂工序中ZnO的作用是________________,若不通入氧气,其后果是______________________。(3)溶液中的Cd2+可用锌粉除去,还原除杂工序中反应的离子方程式为___________________________________________。(4)电解硫酸锌溶液制备单质锌时,阴极的电极反应式为_______________;沉积锌后的电解液可返回________工序继续使用。溶浸无法除去杂质Fe2+调节溶液的pHPbSO4解析:(1)闪锌矿的主要成分为ZnS,在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。(2)溶液中的Pb2+与SO42-不能共存生成PbSO4沉淀,SiO2不溶于H2SO4,即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2+氧化生成Fe3+,加入ZnO能调节溶液的pH,促进Fe3+完全水解。由题表知Fe2+、Zn2+开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近,若不通入O2将Fe2+氧化为Fe3+,加入ZnO后无法除去Fe2+,会影响Zn的纯度。(3)根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2++Zn=Cd+Zn2+。(4)结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn,即电解时Zn2+在阴极被还原,电极反应式为Zn2++2e-=Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4,可返回溶浸工序中继续使用。39.[2017年高考全国卷Ⅱ,26(3)]水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示。加氨水过程中加热的目的是_________________________________。沉淀B的主要成分为____________、_____________(写化学式)。Fe(OH)3
防止胶体生成,易沉淀分离Al(OH)340.[2016年海南,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d(2)易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为_____________________________________。2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑解析:选用NaOH溶液溶解易拉罐,主要发生反应为2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑。(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_______________________________。Al(OH)3Al3+水解,使溶液中H+浓度增大考点一、镁、铝单质的性质1.镁、铝的结构和存在镁、铝分别位于元素周期表的第____周期____族和_____族,原子结构示意图为________和________,它们都是活泼的金属,在自然界中全部以_______的形式存在。____是地壳中含量最多的金属元素。三ⅡAⅢA化合态铝核心知识梳理2.镁、铝单质物理性质比较(1)相同点:均为_____色有金属光泽的固体,有良好的_____性、导电性和导热性等,密度、硬度均较____。(2)不同点:铝的熔点比镁____,硬度比镁____。银白延展小高大
铝镁能与非金属单质反应①与空气中的氧气形成致密的氧化膜②与氯气加热反应:_______________________①在空气中燃烧发出耀眼____光②与氮气反应:_____________________与水反应反应很困难与沸水反应:_______________________________3.对比掌握镁、铝的化学性质2Al+3Cl2白3Mg+N2Mg+2H2O与酸反应①与H+:__________________________②在冷的浓硫酸、浓硝酸中________________________________,相同条件下,反应速率比Al____与碱反应___________________________________不反应与某些氧化物反应与Fe2O3的铝热反应:__________________________能在CO2中燃烧:________________________2Al+6H+===2Al3++3H2↑钝化Mg+2H+===Mg2++H2↑快2Al+2OH-+2H2O===+3H2↑2Al+Fe2O32Mg+4.从海水中提取镁(1)工艺流程Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓
Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O
Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2+2NH3↑
(1)镁在空气中燃烧,可与空气中的O2、N2及CO2反应,所得固体产物可能是MgO、Mg3N2、C的混合物。(2)Na、Mg等活泼金属着火,不能用CO2灭火。(3)MgCl2·6H2O加热脱水制取无水氯化镁时,要在HCl的气流中进行。主要目的是防止MgCl2水解生成Mg(OH)2,Mg(OH)2加热分解得到MgO。(4)由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,故水垢的主要成分中是Mg(OH)2,而非MgCO3。(5)镁、铝在空气中易形成致密的氧化膜,不用密封保存。智能提升教材实验再回首实验操作用坩埚钳夹住一小块在空气中久置的铝箔(厚度约为0.1mm),在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动用坩埚钳夹住一小块用砂纸打磨过(或在酸中处理后,用水洗净)的铝箔,再在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动实验现象加热后,铝箔发红,蜷缩熔化且失去金属光泽,但熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着实验1:铝与氧气反应特别提醒:常温下,活泼的金属在空气中易与氧气反应,表面生成一层氧化膜,但有的氧化膜致密,可以保护内部的金属不会继续被氧化,如镁、铝表面的氧化膜,因此镁、铝可在空气中保存;有的氧化膜疏松,不能保护内部金属,如铁表面形成的铁锈。选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物因为Al和Al2O3既可以与酸反应,又可以与碱反应Ⅰ对,Ⅱ对,有B铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落铝箔对熔化的铝有较强的吸附作用Ⅰ对,Ⅱ对,有课堂反馈:下列对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及两者间因果关系的判断,完全正确的是(
)√C海啸使水源发生污染可用明矾进行消毒和净化因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性Ⅰ对,Ⅱ错,无D铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸因为铁和铝不能与浓硫酸或浓硝酸反应Ⅰ错,Ⅱ对,无解析:A项,金属铝及铝表面的氧化物Al2O3可以与酸发生反应,也可以与强碱溶液发生反应,因此铝制炊具最好不要盛放酸性或碱性较强的液体食物,所以Ⅰ对,Ⅱ对,二者有因果关系,正确;B项,铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,是由于铝箔表面的氧化物Al2O3熔点高达2050℃,Al2O3不能熔化,因此铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,因此Ⅰ对,Ⅱ错,二者没有因果关系,错误;C项,海啸使水源发生污染可用明矾进行净化是因为明矾水解生成Al(OH)3胶体,具有吸附性,使水中悬浮的固体形成沉淀,从而达到净化水的目的,但是该物质没有消毒作用,Ⅰ错,Ⅱ对,二者有因果关系,错误;D项,铁或铝制成的槽车可以密封贮运浓硫酸或浓硝酸,是由于铁和铝在室温下遇浓硫酸或浓硝酸被氧化产生一层致密的氧化物保护膜,阻止反应的继续进行,Ⅰ对,Ⅱ错,二者没有因果关系,错误。(2)原理:利用Al的______性较强,高温下把金属氧化物中的金属置换出来。还原实验2:铝热反应(1)铝热反应的实验装置及试剂作用:(3)现象①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与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。(4)应用①冶炼难熔金属,如Cr、Mn、V、W、Cu、Fe等;②金属焊接,如野外焊接钢轨等。注意:引发铝热反应的操作是加少量KClO3,插上镁条并点燃。4Al3++12e-===4Al
6O2--12e-===3O2↑
注意:电解Al2O3时Na3AlF6的作用是作助熔剂。重难点突破化工流程:铝土矿中提纯Al的基本流程铝土矿冶炼金属铝的方法及步骤
铝是地壳中含量最多的金属元素,在自然界主要以化合态的形式存在于氧化铝中。铝土矿的主要成分是Al2O3,此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。1.碱溶法讨论回答下列问题:(1)写出①、③两步骤中可能发生反应的离子方程式。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)步骤③中不用盐酸(或H2SO4)酸化的理由是_____________________
________________________________________________________________________________________________________________________。(3)步骤④中得到较纯的Al2O3,可能含有________杂质,在电解时它不会影响铝的纯度的原因:__________________________________________________________________________________________________。因为AlO2-与酸反应生成的Al(OH)3具有两性,可溶于强酸,不易控制酸的量;CO2廉价而且生成的副产物NaHCO3用途广泛,经济效益好SiO2
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