大单元二　第四章　第14讲　金属材料　金属矿物的开发利用

第14讲金属材料金属矿物的开发利用[复习目标]1.了解镁、铝、铜及其重要化合物的存在、性质和用途。2.掌握工业提取铝、镁的一般方法。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。考点一铝及其重要化合物1.铝元素的存在铝是地壳中含量最多的金属元素，全部以化合态的形式存在。2.铝单质(1)物理性质铝单质是银白色、有金属光泽的固体，硬度、密度较小，具有良好的导电、导热和延展性。(2)化学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-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑；⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O3(铝热反应)。3.氧化铝——两性氧化物4.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)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①2Al(OH)3Al2O3+3H2O。②Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O。③Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。(3)Al(OH)3的制备写出下列反应的离子方程式：①Al3+与氨水反应：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4②向含[Al(OH)4]-的溶液中通入过量的CO2：[Al(OH)4]-+CO2=Al(OH)3↓+HCO3③Al3+与[Al(OH)4]-发生相互促进的水解反应：Al3++3[Al(OH)4]-=4Al(OH)3↓。5.明矾(1)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，属于复盐。(2)明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-，其中Al3+发生水解反应，产生Al(OH)31.铝制餐具不能长时间存放酸性、碱性食物()2.常温下，由于铝与浓硫酸不反应，所以可用铝制槽车运送浓硫酸()3.Al(OH)3能与盐酸反应，因而可用于治疗胃酸过多()4.Al(OH)3是两性化合物，其化学式也可写成H3AlO3，故其可看成是一种三元酸()5.明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用()6.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()7.实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等()8.在铝单质与烧碱溶液的反应中NaOH和H2O均作氧化剂()9.熔融态的AlCl3几乎不导电，故工业上常采用电解熔融Al2O3冶炼铝()10.向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水发生反应的离子方程式：Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+(11.铝与少量NaOH溶液、足量NaOH溶液反应都生成四羟基合铝酸钠和氢气()12.两份相同质量的铝粉，分别与足量的盐酸和氢氧化钠溶液反应，产生的氢气的质量一样多()答案1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.√10.√11.√12.√从铝土矿中提取铝(碱溶法)的工艺流程铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。(1)氧化铝是氧化物，资料表明，SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀，除此外，滤渣中还含有(填化学式)。写出“碱溶”时生成Na[Al(OH)4]的离子方程式：

。

(2)采用电解熔融Al2O3制备铝而不用氯化铝的原因是。

(3)冰晶石的化学式为，电解时加入冰晶石的目的是。

(4)写出Al(OH)3Al2O3Al转化的化学方程式：、

。

(5)电解熔融Al2O3时作阳极的石墨易消耗，原因是，

应该采取的措施是。

答案(1)两性Fe2O3Al2O3+2OH-+3H2O=2[Al(OH)4]-(2)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在，不导电(3)Na3AlF6降低Al2O3熔融的温度(4)2Al(OH)3Al2O3+3H2O2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑(5)石墨电极被阳极上产生的O2氧化定期补充石墨考点二镁及其化合物1.镁单质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。3.海水提取镁从海水中提取镁的流程如图所示：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↑。1.MgCl2易溶于水，可用于电解冶炼镁()2.Mg(OH)2具有两性，可用作胃酸中和剂()3.MgO的熔点高，可制造耐火材料()4.CO2不支持燃烧，可用作镁着火时的灭火剂()5.碳酸氢镁与足量的氢氧化钠溶液反应：Mg2++2HCO3-+2OH-=MgCO3↓+CO32-+2H2答案1.×2.×3.√4.×5.×镁及其化合物的制备1.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)。

(2)怎样使MgCl2·6H2O失去晶体水，得到MgCl2：

。

(3)上述工艺流程涉及的四大基本反应类型有。

(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式：

。

答案(1)NaCl(2)将晶体置于HCl气体氛围中脱水(3)化合反应、分解反应、复分解反应(4)阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极：Mg2++2e-=Mg2.(2020·山东，9改编)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。回答下列问题：(1)“浸出”镁的化学方程式是。

(2)“沉镁”时，需要在较低温度下进行，原因是

。

(3)该过程中，可循环利用的物质有(写化学式)。

(4)氢氧化镁“煅烧”时发生反应的化学方程式是。

答案(1)MgO+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2O(2)温度较高时，氨水分解，不利于沉镁操作(3)NH3、NH4Cl(4)Mg(OH)2MgO+H2O考点三金属材料及金属冶炼铜1.金属材料分类2.合金3.金属冶炼的一般方法(1)热分解法：2HgO2Hg+O2↑；2Ag2O4Ag+O2↑。(2)热还原法：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁)；WO3+3H2W+3H2O；Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3。(3)电解法：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑；MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑；2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑。4.铜及其化合物(1)熟记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(2)铜及其重要化合物的转化关系完成上述转化关系中指定变化的化学方程式。①铜在潮湿的空气中生锈2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。②将Cu和浓H2SO4混合加热Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。③FeCl3溶液腐蚀铜板(写离子方程式)Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+。④将氨水逐滴滴入CuSO4溶液过程中所发生的反应(写离子方程式)Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。⑤胆矾加热分解CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。⑥用H2O2与稀H2SO4溶解铜(写离子方程式)Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O。(3)Cu+的性质①+1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为+2价。②+1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2+，如Cu2O加入稀H2SO4反应的离子方程式：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。1.铁、铜在潮湿的空气中均易形成金属氧化物()2.无水CuSO4既可检验水蒸气的存在又可作干燥剂()3.Cu2O在高温下比CuO稳定的原因是Cu2O中Cu+的3d轨道电子全充满()4.Cu与Fe3+反应说明Cu的还原性比Fe的强()5.Cu(OH)2溶于氨水生成[Cu(NH3)4]2+()6.CuSO4·5H2O呈蓝色是因为存在[Cu(H2O)4]2+()答案1.×2.×3.√4.×5.√6.√铜及其化合物的制备流程工业上由黄铜矿(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，下同)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。

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.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属答案(1)cd(2)3Cu2O+2AlAl2O3+6Cu(3)bd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)根据题图可知，泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(3)电解精炼铜过程中，电能转化为化学能和热能，a错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b正确；电解过程中Cu2+向阴极移动，c错误；粗铜中的Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收，d正确。1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)Al(OH)3呈两性，不能用于治疗胃酸过多(2024·浙江6月选考，2A)()(2)氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料(2022·浙江6月选考，8C)()(3)工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁(2022·浙江6月选考，9A)()(4)铝热反应非常剧烈，操作时要戴上石棉手套和护目镜(2022·浙江6月选考，11B)()(5)技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板，是因为铝能形成致密氧化膜(2022·广东，6D)()(6)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量，现象为产生白色沉淀后沉淀消失(2022·海南，6A)()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×2.(2024·山东，14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()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；倒掉溶液，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A.试管甲中新生成的沉淀为金属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为两性氧化物答案C解析Cu(Ⅰ)在酸性条件下易发生歧化反应，根据试管甲中的现象溶液显浅蓝色，说明Cu2O转化成Cu2+，Cu元素的化合价由+1价升至+2价，推理Cu元素的化合价由+1价降至0价，再根据沉淀可溶于浓硝酸，确定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体现酸性和氧化性，B项错误；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氧化成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+，C项正确。3.(2022·湖南，7)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答案C解析陶瓷的成分中含有SiO2，SiO2能与HF发生反应，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，故A正确；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；烟气(含HF)通入吸收塔，加入过量的碳酸钠，发生反应：Na2CO3+HF=NaF+NaHCO3，向合成槽中加入Na[Al(OH)4]，发生反应：6NaF+Na[Al(OH)4]+4NaHCO3=Na3AlF6↓+4Na2CO3+4H2O，所以合成槽内产物主要有Na3AlF6、Na2CO3、H2O，故C错误；滤液的主要成分为Na2CO3，可进入吸收塔循环利用，故D正确。课时精练[分值：100分](1~12题，每小题6分)1.航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是()A.金属材料包括纯金属和它们的合金B.合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低C.铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛应用于航空航天领域答案C解析铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱腐蚀，C错误。2.(2024·丽水湖州衢州三地市高三下学期教学质量检测)下列有关明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的说法不正确的是()A.明矾水溶液呈酸性B.钾元素位于元素周期表的s区C.SO4D.自来水厂常用明矾来杀菌消毒答案D解析明矾水溶液中由于铝离子水解而使其显酸性，A正确；基态钾原子价层电子排布式为4s1，钾元素位于元素周期表的s区，B正确；SO42-中S原子的价层电子对数为4，为sp3杂化，所以空间结构为正四面体形，C正确；自来水厂常用明矾净水，但不能杀菌消毒，3.(2025·浙江模拟)关于AlCl3的性质，下列说法不正确的是()A.熔融态的AlCl3几乎不导电B.可用蒸发结晶的方法从AlCl3的水溶液中获得AlCl3固体C.因易与Cl-形成配离子，所以AlCl3可促进氯苯与SOCl2反应中S—Cl的断裂D.AlCl3可与过量氨水反应制得氢氧化铝答案B解析熔融态的AlCl3是共价化合物，无法电离出自由移动的离子，因此几乎不导电，A正确；AlCl3易水解生成Al(OH)3和HCl，直接蒸发结晶会导致HCl挥发，水解加剧，无法得到AlCl3固体，B错误；AlCl3作为路易斯酸，易与Cl-形成配离子，可活化S—Cl，促进其断裂，C正确；AlCl3与过量氨水反应生成Al(OH)3沉淀，氨水碱性弱，无法溶解Al(OH)3沉淀，D正确。4.(2024·浙江高三大联考)生活中处处有化学。下列Al及其化合物相关反应的离子方程式书写不正确的是()A.胃舒平[主要成分为Al(OH)3]治疗胃酸过多：Al(OH)3+3H+=Al3++3H2OB.泡沫灭火器灭火原理：2Al3++3CO32-+3H2O=3CO2↑+2Al(OH)C.某主要成分为苛性钠、铝粉的管道疏通剂的反应原理：2Al+2OH-+6H2O=2Al(OH)4-D.明矾净水原理：Al3++3H2O⥬Al(OH)3(胶体)+3H+答案B解析胃酸的主要成分为盐酸，胃舒平治疗胃酸过多的离子方程式为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O，故A正确；泡沫灭火器中碳酸氢钠与硫酸铝溶液反应的离子方程式为Al3++3HCO3-=3CO2↑+Al(OH)3↓，故B错误；明矾能净水是因为Al3+水解：Al3++3H2O⥬Al(OH)3(胶体)+3H+，产生的氢氧化铝胶体能吸附水中悬浮的杂质，故5.(2025·浙江高三期中)Al(CH3)3常温、常压下为液体，易燃、易水解。下列说法不正确的是()A.Al(CH3)3的结构简式为B.Al(CH3)3与足量NaOH溶液反应生成白色沉淀和气体C.Al(CH3)3着火后不可用泡沫灭火器灭火D.Al(CH3)3可与AsH3形成配合物答案B解析AlCl3中铝和氯形成3个共价键，推测三甲基铝的结构简式为，故A正确；Al(CH3)3水解生成Al(OH)3和CH4气体，Al(OH)3与足量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]，无白色沉淀生成，故B错误；泡沫灭火器含有H2O，Al(CH3)3水解产生易燃气体CH4，不可用泡沫灭火器灭火，故C正确；AsH3中As原子有孤电子对，Al(CH3)3中Al原子的3p能级含有空轨道，因此AsH3可与Al原子形成配位键，故D正确。6.(2025·浙江一模)下列含铝元素物质的制备方案正确的是()选项目标产物制备方案AAl电解氯化铝BAlCl3·6H2OAlCl3溶液蒸发结晶CAlCl3AlCl3·6H2O在干燥的HCl气流中脱水DAl(OH)3向氯化铝溶液中加入足量NaOH溶液后，过滤答案C解析工业上通过电解熔融氧化铝制备铝，氯化铝为共价化合物，熔融态不导电，电解氯化铝无法得到金属铝，A错误；AlCl3溶液蒸发结晶时，Al3+水解生成Al(OH)3和HCl，HCl挥发使水解加剧，最终无法得到AlCl3·6H2O，B错误；AlCl3·6H2O在干燥的HCl气流中脱水，HCl抑制AlCl3水解，可制得无水AlCl3，C正确；向AlCl3溶液中加入过量NaOH溶液会生成Na[Al(OH)4]，Al(OH)3沉淀溶解，无法通过过滤得到，D错误。7.铝热反应的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是()A.X物质为KClO3B.镁条燃烧提供引发反应所需的热量C.若转移0.3mol电子，被还原的Fe2O3为16gD.可利用铝热反应冶炼铁答案C解析A项，KClO3受热分解产生氧气，助燃，图示装置中X物质为助燃剂KClO3，正确；C项，反应2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe中，Fe元素化合价从+3价变为0价，还原1molFe2O3转移6mol电子，则转移0.3mol电子还原Fe2O3的物质的量为0.3mol6=0.05mol，其质量为160g·mol-1×0.05mol=8g，错误；D项，Fe的活泼性小于Al，可利用铝热反应冶炼铁，正确。8.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.常温下将铜线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，可得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，可除去铜绿答案D解析Cu与浓硫酸反应后的溶液中可能还存在浓硫酸，不能向其中加水，A错误；Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到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。9.(2024·杭州期末)某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上，按如图所示流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。相关信息如下：①700℃只发生MgCO3和Mg(OH)2的分解反应。②NH4Cl溶液仅与体系中的MgO反应，且反应程度不大。③“蒸氨”是将氨从固液混合物中蒸出来，且须控制合适的蒸出量。下列说法错误的是()A.步骤Ⅱ，反应的方程式是MgO+2NH4Cl+H2O⥬MgCl2+2NH3·H2OB.步骤Ⅲ，可以将固液混合物C先过滤，再蒸氨C.步骤Ⅲ，蒸氨促进平衡正向移动，提高MgO的溶解量D.溶液F经盐酸酸化、蒸发、结晶、过滤、洗涤和低温干燥得到产品。取少量产品溶于水后发现溶液呈碱性，可能是结晶时过度蒸发导致氯化镁水解，部分生成碱式氯化镁答案B解析氯化铵溶液水解显酸性，由已知信息可知NH4Cl只能与MgO反应，且反应程度不大，先过滤，再蒸氨导致未反应的MgO损失，故B错误；蒸氨能促进平衡MgO+2NH4Cl+H2O⥬MgCl2+2NH3·H2O向右移动，提高氧化镁的溶解量，故C正确。10.氯化亚铜(CuCl)是一种微溶于水、不溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示：已知：在水溶液中存在平衡：CuCl(s)+2Cl-(aq)⥬[CuCl3]2-(aq)。下列说法错误的是()A.“浸取”后所得浸取液可用来腐蚀铜制电路板B.加入浓盐酸的目的是为了实现CuCl的净化C.[CuCl3]2-中加水可使平衡CuCl(s)+2Cl-(aq)⥬[CuCl3]2-(aq)逆向移动D.采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度答案A解析“浸取”后所得浸取液含有FeCl2，FeCl2与Cu单质不能发生反应，因此不可用来腐蚀铜制电路板，A错误；加入浓盐酸后溶液中的c(Cl-)增大，CuCl(s)+2Cl-(aq)⥬[CuCl3]2-(aq)平衡正向移动，过滤除杂后加水稀释，平衡逆向移动，从而可得纯净的CuCl，故该操作的目的是为了实现CuCl的净化，B、C正确；乙醇沸点低、易挥发，真空中无O2可防止CuCl被氧化，故采用乙醇洗涤和真空干燥有利于提高CuCl的产率和纯度，D正确。11.用镁还原TiCl4可制取高熔点的金属钛，工艺流程如图。下列说法不正确的是()A.工业上电解熔融MgCl2可制备金属MgB.“高温还原”时，发生反应的化学方程式为2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2C.用金属镁还原TiCl4过程中需通入N2或Ar作保护气D.“真空蒸馏”的目的是使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离答案C解析由于MgO的熔点高，电解MgO制备金属Mg能耗大，工业生产一般采用电解熔融MgCl2的方法制备金属Mg，A项正确；还原时，发生反应的化学方程式为2Mg+TiCl4Ti+2MgCl2，B项正确；点燃条件下金属镁和N2反应，则用金属镁还原TiCl4过程中N2不能用作保护气，可通入Ar作保护气，C项错误；“真空蒸馏”时，需要将金属Mg、MgCl2分离除去，由于金属钛的熔点很高，因此“真空蒸馏”的目的是降低单质Mg和MgCl2的沸点，使Mg、MgCl2气化，实现与Ti的分离，D项正确。12.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2的装置如图所示(夹持和加热装置略去)，已知Mg3N2遇到水蒸气会反应生成NH3，还原性铁粉与N2不会反应。下列说法不正确的是()A.装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸B.若去掉装置C，对产品纯度影响很大C.实验时应先加热C，通入一段时间空气后再加热DD.装置E中碱石灰的作用是吸收尾气答案D解析镁为活泼金属，会与空气中的氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气反应，要制备氮化镁，需要去除空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，装置A、B中可依次加入NaOH溶液、浓硫酸，由于混合气体通过氢氧化钠溶液后带出水蒸气，因此浓硫酸需要放在氢氧化钠溶液后，对气体进行干燥，A正确；装置C的作用是除去氧气，若去掉装置C，镁与氧气反应生成氧化镁，对产品纯度有影响，B正确；氧气会与镁反应，为保证装置内氧气全部除去，实验时应先加热C，通入一段时间空气除尽氧气，然后再加热D，C正确；根据Mg3N2遇水会发生反应生成Mg(OH)2和NH3，装置E中碱石灰的作用是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入装置D中，D错误。13.(8分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]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)制备明矾的过程如图所示。回答下列问题：易拉罐滤液A沉淀B产物(1)为尽量少引入杂质，试剂①应选用

(填字母)。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+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑(3)Al(OH)3Al3+水解，使溶液中H+浓度增大解析(3)滤液A中铝元素以[Al(OH)4]-形式存在，加入NH4HCO3溶液后，电离出的NH4+和HCO3-均能促