2026《金版教程》高考复习方案化学经典版-第3讲 金属材料　开发利用金属矿物

0第四单元

金属及其重要化合物第3讲

金属材料开发利用金属矿物1.能列举、描述、辨识铜、镁、铝及其重要化合物的性质及应用。2.知道合金的组成及其主要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。3.结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解金属的冶炼方法。考点一01课时作业07目录CONTENTS考点二02高考真题演练06知识拓展05考点三03微专题04考点一镁、铝及其重要化合物一、镁、铝的性质及用途1．镁、铝的结构和存在镁、铝分别位于元素周期表的第_____周期第________族和第_______族，原子结构示意图分别为__________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。2．镁、铝的物理性质比较三相同点均为______色有金属光泽的固体，有良好的_____性、导电性和导热性等不同点铝的熔点比镁_______，硬度比镁______ⅡAⅢA化合态铝银白延展高大白Mg(OH)2＋H2↑与酸反应Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，相同条件下，反应速率比Al______①与H＋：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑；②在冷的浓硫酸、浓硝酸中_______与碱反应不反应________________________________________与某些氧化物反应能在CO2中燃烧：_________________________与Fe2O3发生铝热反应：______________________________快钝化2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑难>耐热材料Mg2＋＋H2O2Al3＋＋3H2O2[Al(OH)4]－吸附Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2OAl(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)金属镁在O2中与在空气中燃烧的产物相同。()错因：_________________________________________________________________(2)能用铝槽车储运浓硫酸和浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。()错因：_________________________________________________________________(3)1molAl与足量的盐酸或NaOH溶液反应，所消耗的HCl和NaOH物质的量不同，故转移电子数不同。()错因：_________________________________________________________________×

镁在O2中燃烧生成MgO，在空气中燃烧除生成MgO外，还有Mg3N2、C生成。×常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，是化学反应。×1molAl与足量的盐酸或NaOH溶液反应，转移电子数均为3NA。(4)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等固体。()错因：______________________________________________________________(5)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。()错因：______________________________________________________________错因：______________________________________________________________________________________________________________________________________××Al2O3能与NaOH、Na2CO3等反应。明矾不能杀菌消毒。×一、铝与酸、碱溶液的反应1．Al与NaOH溶液反应的实质：2Al＋6H2O===2Al(OH)3＋3H2↑、Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]，故反应的电子转移的方向和数目应表示为：===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑。2．铝既能与酸(如醋酸、盐酸、稀硫酸等)反应，又能与强碱反应，均能生成H2，表现出两性物质的性质，因此能与Al反应放出H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性。3．铝与酸、碱反应的定量关系(1)无论是与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。(2)等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：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。(3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH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。二、氧化铝、氢氧化铝两性的重要应用1．检验与鉴别(1)用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。(2)用过量NaOH溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液。(3)用互滴法鉴别AlCl3溶液与NaOH溶液或Na[Al(OH)4]溶液与盐酸。2．分离与除杂除杂时，具体操作如下(括号内为杂质)：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，过滤。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，过滤。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液，过滤。(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加相应酸充分溶解。3．实验室制备Al(OH)3不选用NaOH溶液，其原因是Al(OH)3呈两性，但它只溶于酸或强碱，而不溶于弱碱(氨水)，则使用氨水容易控制产物。三、镁、铝的制备工艺1．从海水中提取镁(1)工艺流程2.由铝土矿提取铝由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：角度一

理解与辨析镁、铝的性质1．(2025·舟山市模拟)关于镁的性质，下列说法错误的是(

)A．金属镁着火，可以用CO2灭火B．镁是一种具有银白色光泽的金属C．镁可以与热水反应生成氢气D．镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气2．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积之比为5∶6，则下列关于甲、乙两烧杯中的反应情况描述不正确的是(

)A．甲、乙中参加反应的Al的物质的量之比为5∶6B．甲、乙中参加反应的硫酸和氢氧化钠的质量之比为49∶16C．甲、乙中反应转移的电子数为5∶6D．甲中酸过量，乙中碱过量角度二归纳与论证铝及其化合物与酸、碱反应3．现有100mL3mol/L的NaOH溶液和100mL1mol/L氯化铝溶液，①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是(

)A．现象相同，沉淀质量也相等B．现象相同，沉淀质量不等C．现象不同，沉淀质量相等D．现象不同，沉淀质量不等解析：由已知信息可知，n(NaOH)＝0.3mol，n(AlCl3)＝0.1mol。①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中，只发生反应：Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，且0.1molAlCl3最后全部转化成0.1molAl(OH)3，现象为立即有白色沉淀生成；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中，先发生反应Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，0.3molNaOH恰好反应，则消耗0.075molAl3＋，余0.025molAl3＋，后发生反应Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓，生成0.1molAl(OH)3，现象为先没有沉淀后有沉淀生成。

4．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固体角度三探究与创新镁、铝的制备工艺5．从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如下。下列说法不正确的是(

)A．步骤①沉镁可加入石灰乳B．设计步骤①、②、③的主要目的是富集镁元素C．步骤④中镁在阴极生成D．步骤③脱水时，在空气中加热MgCl2·6H2O得到MgCl2解析：工业上常用电解熔融的金属氯化物来冶炼活泼金属单质(如镁、钠)，电解熔融态的氧化铝冶炼金属铝，氯化铝为共价化合物，熔融状态无自由移动离子，D错误。考点二铜及其重要化合物1．铜(1)物理性质：______色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质①在潮湿的空气里铜表面逐渐形成一层______色的铜锈，化学方程式为____________________________________。②铜丝在硫蒸气中反应的化学方程式为________________________。③铜与氯化铁溶液反应的离子方程式为_____________________________。紫红绿2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋2．氧化铜和氧化亚铜(1)氧化铜是_______色固体，与盐酸反应的离子方程式为__________________________。(2)氧化亚铜是________色固体，与盐酸反应：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)转化关系：___________________________。3．氢氧化铜蓝色固体，受热发生分解，可表示为_______________________，新制的Cu(OH)2与含_______的有机物共热可生成砖红色沉淀Cu2O。黑CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O砖红醛基4．碱式碳酸铜和硫酸铜(1)碱式碳酸铜是铜绿、孔雀石的主要成分。(2)CuSO4·5H2O俗称______________。无水CuSO4为白色固体，遇水变______色，可用于检验水的存在。Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O胆矾、蓝矾蓝判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。()错因：______________________________________________________________(2)除去Cu粉中的CuO可加稀硝酸溶解。()错因：______________________________________________________________×铜锈主要成分为Cu2(OH)2CO3，不是氧化物。×Cu也能与稀硝酸反应。(3)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成CuS。()错因：______________________________________________________________(4)1molCu与足量浓硫酸常温下反应生成1molSO2。()错因：______________________________________________________________(5)CuSO4·5H2O失去结晶水为物理变化。()错因：______________________________________________________________×铜与S反应生成Cu2S。×常温下铜与浓硫酸不反应。×CuSO4·5H2O失去结晶水为化学变化。1．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价的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。2．铜盐的性质与用途(1)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。(2)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能使蛋白质变性而失去生理活性，因此人们常利用这一性质，将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭侵染植物的病毒。3．铜及其重要化合物之间的转化角度一理解与辨析铜及其化合物的性质1．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．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿D．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体2．(2025·青海省海东市第一中学高三质检)铜及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下列说法正确的是(

)A．铜在潮湿的空气中可被氧气缓慢氧化为氧化铜B．粗铜精炼时，粗铜应与电源负极相连C．硫酸铜为蓝色固体可用作防腐剂D．新制Cu(OH)2可用于检验尿液中是否含有葡萄糖角度二探究与创新与铜有关的工艺流程3．(2025·山东潍坊高三期末考试)工业电解精炼铜的废液中含有Zn2＋、Cu2＋等离子，实验室设计分离出Zn2＋并制取胆矾的流程如下：已知：Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－下列说法错误的是(

)A．滤液1中的主要成分为Na2[Zn(OH)4]和NaOHB．若向滤液1中逐滴滴加硫酸至过量，先生成白色沉淀，最终白色沉淀消失C．系列操作②包括蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥D．可用酒精洗涤胆矾晶体，除去表面的杂质解析：因为胆矾为结晶水合物，所以操作②为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，C错误。解析：FeCl3溶液可用来腐蚀铜制电路板，FeCl2溶液则不可，A错误。考点三金属材料金属矿物的开发和利用一、金属材料1．合金2．常见的金属材料(1)金属材料分类金属金属与非金属低大(2)几种常见的合金小高青铜Ti­Fe合金La­Ni合金二、金属的冶炼1．金属在自然界中存在的形态除了__________等极少数金属外，绝大多数金属以__________的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显______化合价。2．金属冶炼的实质利用氧化还原反应将金属从金属化合物中还原出来：Mn＋＋ne－===M。金、铂化合物正3．金属的冶炼方法(1)热分解法Hg：________________________；Ag：______________________。(2)热还原法(常用H2、CO、焦炭、活泼金属作还原剂)①氢气还原法。例如H2还原WO3：___________________________。②焦炭还原法。例如C还原CuO：___________________________。③活泼金属还原法。例如Al还原Fe3O4：_________________________________。④一氧化碳还原法。例如CO还原Fe2O3：_______________________________。

(3)电解法Na：__________________________；Mg：__________________________；Al：___________________________。(4)其他方法湿法炼铜：__________________________；火法炼铜：__________________________。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。(1)合金中只含有金属元素。()错因：______________________________________________________________(2)工业上电解熔融的AlCl3制取Al。()错因：______________________________________________________________×合金中可能含有非金属元素，如C。×AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能采用该方法制取Al。(3)工业上金属Mg、Cu、Ag都是用热还原法制得的。()错因：______________________________________________________________(4)铝热反应可用于冶炼Fe、Mg、Cr等金属。()错因：______________________________________________________________(5)高炉炼铁的还原剂是碳单质。()错因：______________________________________________________________××在工业上用电解法冶炼Mg，用热还原法冶炼Cu，用热分解法冶炼Ag。Mg的活动性比Al强，应用电解法冶炼。×一、合金的性质与组成1．并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。2．物理性质：合金与其成分金属的物理性质不同。3．化学性质：合金中的各成分金属在形成合金时，并未改变物质结构，所以合金中各物质保持其原有的化学性质。二、金属的冶炼1．金属冶炼的一般步骤2．金属的冶炼与金属活动性的关系3．(1)工业上不能用电解熔融AlCl3的方法制取金属Al，是因为AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。(2)工业上不能用电解熔融MgO的方法制取金属Mg，是因为MgO的熔点高，成本高。三、铝热反应1．铝热反应的实验实验装置2.注意事项(1)保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。(2)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。(3)实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。角度一理解与辨析合金的性质1．《天工开物》中记载了铜的开采与冶炼：“凡铜砂……淘洗去土滓，然后入炉煎炼，其熏蒸旁溢者为自然铜……色似干银泥……凡铜质有数种：有与铅同体者，其煎炼炉法，傍通高低二孔，铅质先化，从上孔流出。”下列有关说法错误的是(

)A．“淘洗去土滓”属于原料的富集B．炼制所得自然铜为合金C．铜与铅混合物的分离过程利用了物质的熔点不同D．可用热分解法冶炼铜2．我国制造C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(

)A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物B．铝锂合金的硬度比锂大C．铝锂合金的熔、沸点比铝低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀解析：SO2是大气污染物，不能直接排入空气中，A错误；由反应④知MoO3是H2MoO4的酸酐，B错误；由反应③和复分解反应制酸的原理知H2MoO4是弱酸，C错误。6.铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。某化学小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验。(1)取磁性氧化铁按图示装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是__________，取少量生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变红色。出现此结果的原因，除了可能混有没有反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是__________________________________________________________________________。请设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。该实验所用的试剂是___________，反应的离子方程式是_____________________________________________。点燃镁带可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中表面被空气中的氧气氧化成了Fe3O4NaOH溶液2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑(2)此铝热反应的化学方程式为________________________________，每摩尔单质铝参与反应，转移的电子数为________。(3)除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以________(填字母)。A．Na2O2B．CuOC．MgOD．Cr2O3BD3NA微专题金属化合物的热重分析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。1．称取45.7mgZn3(PO4)2·4H2O进行热重分析，化合物质量随温度的变化关系如图所示，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，烘干时的温度范围为(

)A．90～145℃ B．145～200℃C．200～273℃ D．＞273℃2．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是(

)A．图1中产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuOB．图1整个过程中共生成0.26gH2OC．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线AD．图2中绘制错误的曲线共2条3．在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是(

)A．0～T

℃的过程变化是物理变化B．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种C．c点物质是工业上冶炼铝的原料D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓4．(2025·江西省吉安市遂川中学高三质检)纳米氧化铝在陶瓷材料、电子工业、生物医药等方面有广阔的应用前景，它可通过硫酸铝铵晶体热分解得到。取4.53g硫酸铝铵晶体[Al2(NH4)2(SO4)4·24H2O，相对分子质量为906]加热分解，最终剩余0.51gAl2O3固体。加热过程中，固体质量随时间的变化如图所示。试通过计算确定400℃剩余固体成分的化学式：________________________。Al2(NH4)2(SO4)4·H2O解析：4.53gAl2(NH4)2(SO4)4·24H2O的物质的量为0.005mol，H2O的物质的量为0.12mol，水的质量为2.16g，400℃时，质量差为4.53g－2.46g＝2.07g，由此可知结晶水并未完全失去，此时还含有结晶水n(H2O)＝0.005mol，之前的分解过程就是逐步失水的过程。由水和硫酸铝铵的关系，可以得知400℃时，固体成分是Al2(NH4)2(SO4)4·H2O。知识拓展两性金属及其化合物的性质及应用一、铍和铝有相似的化学性质1．二者均能溶于酸溶液也能溶于强碱溶液Be＋2NaOH＋2H2O===Na2[Be(OH)4]＋H2↑(或Be＋2NaOH===Na2BeO2＋H2↑)2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(或2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑)2．二者的氢氧化物均为两性氢氧化物，易溶于强碱溶液Be(OH)2＋2NaOH===Na2[Be(OH)4][或Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O]Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4][或Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O]二、锌及其化合物1．锌与酸、碱的反应(1)Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑(2)Zn＋2NaOH＋2H2O===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑(或Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑)2．氧化锌——两性氧化物(1)ZnO＋2H＋===Zn2＋＋H2O(2)ZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4](或ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O)

(2)Na2[Zn(OH)4](或Na2ZnO2)与盐酸反应少量Na2[Zn(OH)4]＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O

[或Na2ZnO2＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl]足量Na2[Zn(OH)4]＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋4H2O

(或Na2ZnO2＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋2H2O)与CO2反应少量Na2[Zn(OH)4]＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3＋H2O[或Na2ZnO2＋H2O＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3]足量Na2[Zn(OH)4]＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3[或Na2ZnO2＋2H2O＋2CO2===Zn(OH)2↓＋2NaHCO3]1．(2025·甘肃省武威市高三质检)砷化铝(AlAs)常用作光谱分析试剂和制备电子组件的原料，也是一种新型半导体材料。某同学在实验室以Al2O3和Fe2O3的混合物为原料制备AlAs，工艺流程如下：解析：用如图所示装置直接加热蒸干AlCl3溶液，得到Al(OH)3固体，得不到AlCl3固体，C错误。2．(2025·贵阳高三适应性考试)金属镓有“电子工业脊梁”的美誉，与铝的化学性质类似，广泛应用于电子、航空航天、光学等领域。从刚玉渣(含钛、镓的低硅铁合金，还含有少量氧化铝)中回收镓的流程如图所示：室温时，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：金属离子Ga3＋Al3＋Fe3＋Fe2＋开始沉淀时(c＝0.01mol·L－1)的pH4.53.72.27.5完全沉淀时(c＝1.0×10－5mol·L－1)的pH5.54.73.29.0

(1)从溶液中得到FeSO4·7H2O的具体操作为___________、___________、过滤、洗涤、干燥。(2)“中和沉淀”过程中分离出的滤渣①有Fe(OH)3和____________________(填化学式)，若滤液②中阳离子浓度均为0.1mol·L－1，“中和沉淀”过程中应调节pH的范围为__________________。(3)“碱浸”时镓元素发生反应的离子方程式为____________________________。(4)“碳酸化”过程中为防止镓损耗，不能通入过量CO2的原因为________________________________________(用离子方程式表示)。蒸发浓缩冷却结晶Al(OH)3、Ga(OH)35.5≤pH<7.5Ga(OH)3＋OH－===[Ga(OH)4]－解析：高考真题演练实验操作及现象试管甲滴加过量0.3mol·L－1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色；倾掉溶液，滴加浓硝酸，沉淀逐渐消失试管乙滴加过量6mol·L－1氨水并充分振荡，沉淀逐渐溶解，溶液颜色为无色；静置一段时间后，溶液颜色变为深蓝色1．(2024·山东卷改编)钧瓷是宋代五大名瓷之一，其中红色钧瓷的发色剂为Cu2O。为探究Cu2O的性质，取等量少许Cu2O分别加入甲、乙两支试管，进行如下实验。下列说法正确的是(

)A．试管甲中新生成的沉淀为CuOB．试管甲中沉淀的变化均体现了HNO3的氧化性C．试管乙实验可证明Cu(Ⅰ)与NH3形成无色配合物D．上述两个实验表明Cu2O为两性氧化物解析：Cu2O中滴加过量0.3mol·L－1HNO3溶液并充分振荡，砖红色沉淀转化为另一颜色沉淀，溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2＋，Cu元素的化合价由＋1价升至＋2价，根据氧化还原反应的特点知，Cu元素的化合价还有由＋1价降至0价的，新生成的沉淀为金属Cu，A错误；Cu2O与0.3mol·L－1HNO3发生的反应为Cu2O＋2HNO3===Cu(NO3)2＋Cu＋H2O，该过程中HNO3表现酸性，后滴加浓硝酸发生的反应为Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，该过程中HNO3体现了氧化性和酸性，B错误；Cu2O中滴加过量6mol·L－1氨水充分振荡，沉淀逐渐溶解得到无色溶液，静置一段时间无色溶液变为深蓝色，说明Cu(Ⅰ)与NH3形成的无色配合物易被空气中的O2氧化成深蓝色[Cu(NH3)4]2＋，C正确；既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物为两性氧化物，Cu2O溶于6mol·L－1氨水形成的是配合物，Cu2O不属于两性氧化物，是碱性氧化物，D错误。2．(2024·全国甲卷)四瓶无色溶液NH4NO3、Na2CO3、Ba(OH)2、AlCl3，它们之间的反应关系如图所示。其中a、b、c、d代表四种溶液，e和g为无色气体，f为白色沉淀。下列叙述正确的是(

)A．a呈弱碱性B．f可溶于过量的b中C．c中通入过量的e可得到无色溶液D．b和d反应生成的沉淀不溶于稀硝酸解析：由题意及关系图可知，a与b反应需要加热，且产生的e为无色气体，则a和b分别为NH4NO3和Ba(OH)2的一种，产生的气体e为NH3；又由于b和c反应生成白色沉淀f，NH4NO3不会与其他三种溶液反应产生沉淀，故b为Ba(OH)2，a为NH4NO3；又由于c既能与b反应产生沉淀f，又能与d反应产生沉淀f，故c为AlCl3，d为Na2CO3，生成的白色沉淀为Al(OH)3，无色气体g为CO2。3．(2024·北京卷)利用黄铜矿(主要成分为CuFeS2，含有SiO2等杂质)生产纯铜，流程示意图如下。(1)矿石在焙烧前需粉碎，其作用是________________________________________。(2)(NH4)2SO4的作用是利用其分解产生的SO3使矿石中的铜元素转化为CuSO4。(NH4)2SO4发生热分解的化学方程式是__________________________________。增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分(3)矿石和过量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同质量，在不同温度下焙烧相同时间，测得：ⅰ.“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图；ⅱ.400℃和500℃时，固体B中所含铜、铁的主要物质如表。①温度低于425℃，随焙烧温度升高，铜浸出率显著增大的原因是________________________________________________________________________________________________________。温度低于425℃，随焙烧温度升高，(NH4)2SO4分解产生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故铜浸出率显著增加温度/℃B中所含铜、铁的主要物质400Fe2O3、CuSO4、CuFeS2500Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO②温度高于425℃，根据焙烧时可能发生的反应，解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)用离子方程式表示置换过程中加入Fe的目的_________________________。(5)粗铜经酸浸处理，再进行电解精炼；电解时用酸化的CuSO4溶液做电解液，并维持一定的c(H＋)和c(Cu2＋)。粗铜若未经酸浸处理，消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量，原因是___________________________________________________________________________________。Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋粗铜若未经酸浸处理，其中杂质Fe会参与放电，则消耗相同电量时，会降低得到纯铜的量解析：快速冷却

(3)“萃取分液”的目的是分离Be2＋和Al3＋，向过量烧碱溶液中逐滴加入少量“水相1”的溶液，观察到的现象是______________。(4)写出反萃取生成Na2[Be(OH)4]的化学方程式_______________________________________________________。“滤液2”可以进入____________步骤再利用。(5)电解熔融氯化铍制备金属铍时，加入氯化钠的主要作用是____________________________。(6)Be(OH)2与醋酸反应得到某含4个Be的配合物，4个Be位于以1个O原子为中心的四面体的4个顶点，且每个Be的配位环境相同，Be与Be间通过CH3COO－相连，其化学式为______________________。无明显现象BeA2(HA)2＋6NaOH===Na2[Be(OH)4]＋4NaA＋2H2O反萃取分液增强熔融氯化铍的导电性Be4O(CH3COO)6解析：(6)由题意可知，该配合物中有四个铍位于四面体的四个顶点上，四面体中心只有一个O，Be与Be之间总共有六个CH3COO－，则其化学式为Be4O(CH3COO)6。5．(2023·湖北卷)学习小组探究了铜的氧化过程及铜的氧化物的组成。回答下列问题：(1)铜与浓硝酸反应的装置如下图，仪器A的名称为____________，装置B的作用为____________。具支试管防倒吸(2)铜与过量H2O2反应的探究如下：实验②中Cu溶解的离子方程式为_________________________________；产生的气体为________。比较实验①和②，从氧化还原角度说明H＋的作用是____________________。Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OO2

增强H2O2的氧化性CuO2滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液，溶液蓝色消失，且半分钟不恢复原来的颜色96%

课时作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．(2025·辽宁沈阳二中模拟)合金在生产和科学研究中发挥着重要作用。下列有关合金的性质与用途不具有对应关系的是(

)A．生铁容易被腐蚀，可用于炼钢和制造各种铸件B．钠钾合金常温下呈液态、导热性好，可用于核反应堆的传热介质C．镁锂合金密度小、硬度和强度大，可用于制造火箭、导弹、航天器等D．镍铬铝铜合金具有很高的电阻率，可用于制备电路中的精密元件2．(2025·山西忻州名校联考)某同学通过下列实验探究Al及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是(

)A．实验室中将NH3·H2O溶液滴入Al2(SO4)3溶液中，制备Al(OH)3沉淀B．将一块铝箔用砂纸打磨后立即在酒精灯上点燃，观察铝燃烧的火焰C．将Al(OH)3沉淀转入蒸发皿中加足量稀盐酸，加热蒸干得无水AlCl3固体D．将铝置于装有浓硫酸的试管中再加水，探究Al在不同浓度硫酸中的反应解析：Na2O2不能与过量CO2反应转化为NaHCO3，而是与CO2反应生成Na2CO3；铝土矿中含有Fe2O3、SiO2，故过滤后溶液中还含有硫酸铁，加过量NaOH生成的沉淀只有氢氧化铁，没有氢氧化铝；H2O2溶液受热分解不产生H2，生成水和氧气。

解析：根据“价—类”二维图可知，a为Al，b为Al2O3，c为铝盐，e为Al(OH)3，c与d、d与e可以相互转化，根据含有铝元素物质之间的相互转化可以得出d为四羟基合铝酸盐。反应⑤是四羟基合铝酸盐转化为氢氧化铝，离子方程式为[Al(OH)4]－＋H＋(少量)===Al(OH)3↓＋H2O，属于复分解反应，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，属于复分解反应，A正确。反应①是铝转化为铝盐，加酸可以实现转化，反应⑥是铝盐转化为氢氧化铝，通入氨气或者加少量碱可以实现转化，B错误。a转化为b时Al元素的化合价由0价升高到＋3价，则1mola完全转化为b时，失去3mol电子，C正确。

5．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如图，其中正确的是(

)解析：镁与铝的质量比是8∶9，则镁、铝物质的量之比为1∶1。当NaOH溶液过量时，Al(OH)3完全溶解，沉淀中只含Mg(OH)2，等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的一半，故A正确。

6.右面转化关系图中，A、B、C、G、F中均含有一种相同的常见金属元素，①为化合反应，B为金属氧化物，E的摩尔质量为40g·mol－1，下列有关说法中不正确的是(

)A．A是铝B．C一定是AlCl3C．等物质的量的A、B与E反应生成F时消耗E的物质的量之比为1∶2D．上述转化中发生了两个氧化还原反应解析：常见金属元素主要为钠、铝、铁、铜，E可能是酸或碱，由E的摩尔质量为40g·mol－1，可知E是NaOH，再结合转化关系图可推导出：A是铝，B是Al2O3，C是铝盐(不一定是AlCl3)，G是Al(OH)3，F是Na[Al(OH)4]，B错误。

解析：硫酸浓度太大不利于离子反应的发生，制取二氧化硫用70%的硫酸，A错误；装置B的作用是平衡压强，防止倒吸，B错误；装置C中的混合物会混有少量的氢氧化铜，不能直接洗涤后烘干，C错误。

8．Mg17Al12是一种新型储氢合金，该合金在一定条件下完全吸氢的化学方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al，得到的混合物M(17MgH2＋12Al)在4.0mol·L－1HCl溶液中能完全释放出氢气。下列说法正确的是(

)A．该合金的熔点介于金属镁和金属铝的熔点之间B．MgH2中，氢元素的化合价均为－1C．在氮气保护下，将一定比例的Mg、Al单质熔炼可获得该合金D．一定条件下，17molMgH2和12molAl与盐酸完全反应，释放氢气的总量为54mol解析：硝酸具有强氧化性，可氧化CuCl，故D错误。11．(2025·山东滨州联考)某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2。按如下流程可制得Cu3N和铁红。下列说法不正确的是(

)A．每生成1molCu3N，转移的电子为6molB．滤液G可以并入滤液E加以利用C．加入NH4HCO3溶液需控制温度以抑制NH4HCO3分解D．由FeCO3转化为Fe2O3的操作包括洗涤、干燥、空气中煅烧解析：某矿石主要含CuO和Cu2(OH)2CO3，以及少量Fe2O3、FeO和SiO2，酸浸时，SiO2不反应，滤渣A为SiO2，滤液B中含有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋，加物质C过滤，滤渣D最终转化为Cu3N，滤液E最终转化为氧化铁，所以滤液E中含有Fe2＋，滤渣D为Cu和多余的Fe，物质C应该为铁粉，滤渣D加酸溶解，过滤，得到的滤液G为含Fe2＋溶液，滤渣F为Cu；滤液E中的Fe2＋与碳酸氢铵反应生成FeCO3，FeCO3在空气中煅烧得到Fe2O3。Cu转化为Cu3N，Cu的化合价升高为＋1价，则每