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重要的金屬元素第11講金屬材料金屬礦物的開發(fā)和利用考點一鋁及其化合物考點二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用經典真題·明考向作業(yè)手冊考點一鋁及其化合物知識梳理

夯實必備知識|提升關鍵能力夯實必備知識1.鋁的結構與性質(1)鋁在元素周期表中的位置及存在鋁位于元素周期表第

周期第

族,鋁是地殼中含量最多的金屬元素。

(2)鋁的物理性質鋁是

色有金屬光澤的固體,有良好的延展性、導電性和導熱性等,密度較小,質地

。

(3)鋁的化學性質鋁原子的結構示意圖為

,鋁原子最外層有3個電子,在反應中易

電子,具有較強的

性。

三ⅢA銀白柔軟失去還原夯實必備知識寫出圖中標號反應的化學方程式或離子方程式:①

;

②

;

③

;

④

;

⑤

。4Al+3O22Al2O3

2Al+6H+2Al3++3H2↑

2Al+Fe2O32Fe+Al2O3夯實必備知識2.氧化鋁(1)物理性質白色固體,難溶于水,熔點很高。(2)化學性質[微點撥]像Al2O3這類既能與酸反應生成鹽和水,又能與堿反應生成鹽和水的氧化物,叫作兩性氧化物。(3)用途①作

材料;

②作冶煉鋁的原料。Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2OAl2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O耐火3.氫氧化鋁(1)物理性質白色膠狀不溶于水的固體,有較強的

性。

(2)化學性質夯實必備知識寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式:①

。

②

。

③

。

吸附Al(OH)3+3H+Al3++3H2O

2Al(OH)3Al2O3+3H2O夯實必備知識(3)用途①作胃酸中和劑;②Al(OH)3膠體具有凈水作用。(4)氫氧化鋁的制備方法(用離子方程式表示)①向鋁鹽中加入氨水:

。

②NaAlO2溶液中通入過量CO2:

。

夯實必備知識4.常見的鋁鹽——明礬硫酸鋁鉀的結晶水合物是無色晶體,俗稱明礬,其化學式為

,

溶于水,常溫下其水溶液的pH

(填“<”“>”或“=”)7。明礬可以凈水,其凈水的原理是

(離子方程式),因

吸附水中雜質形成沉淀而凈水。

KAl(SO4)2·12H2O可<Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+Al(OH)3膠體夯實必備知識

√×√√√√夯實必備知識2.甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3mol·L-1的鹽酸和NaOH溶液,向兩個燒杯中分別加入等質量的鋁粉,反應結束后,測得生成的氣體體積之比為V(甲)∶V(乙)=1∶2,則加入鋁粉的質量為(

)A.5.4g B.3.6g C.2.7g D.1.8gA夯實必備知識

提升關鍵能力題組一鋁單質的性質1.等體積、等物質的量濃度的硫酸、氫氧化鈉溶液分別放在甲、乙兩燒杯中,各加等質量的鋁,生成氫氣的體積之比為5∶6,則下列關于甲、乙兩燒杯中的反應情況描述不正確的是(

)A.甲、乙中參加反應的Al的物質的量之比為5∶6B.甲、乙中參加反應的硫酸和氫氧化鈉的質量之比為49∶16C.甲、乙中反應轉移的電子數為5∶6D.甲中酸過量,乙中堿過量D提升關鍵能力[解析]等體積、等物質的量濃度的硫酸、NaOH溶液中,n(H2SO4)=n(NaOH),分別加入等質量的鋁,發(fā)生反應:2Al+3H2SO4

Al2(SO4)3+3H2↑,2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑。若鋁不足量,則生成H2的體積由鋁的質量決定,應產生等量H2,其體積比為1∶1。若鋁均剩余,由于n(H2SO4)=n(NaOH),則生成H2的體積之比為2∶3,而實際上生成氫氣的體積之比為5∶6,介于2∶3和1∶1之間,說明甲中鋁過量,乙中NaOH過量。鋁無論是與硫酸反應還是與NaOH溶液反應,均存在關系:2Al~3H2,由于甲、乙生成氫氣的體積之比為5∶6,則甲、乙中參與反應的鋁的物質的量之比為5∶6,A正確。提升關鍵能力

提升關鍵能力2.[2022·北京東城區(qū)期末]用砂紙仔細打磨鋁片后,稱取質量均為2.7g的兩塊鋁片,將其中一鋁片迅速放入120mL2mol·L-1NaOH溶液中,另一鋁片在空氣中放置一段時間后,再放入等濃度等體積的NaOH溶液中。下列說法不正確的是(

)A.均有氧化還原反應發(fā)生B.消耗NaOH的物質的量相同C.均有氣體生成,且體積相同D.均有NaAlO2生成,且質量相同C提升關鍵能力[解析]2.7g鋁的物質的量為0.1mol,120mL2mol·L-1NaOH溶液中含NaOH為0.12L×2mol·L-1=0.24mol,二者發(fā)生反應:2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;鋁片在空氣中放置一段時間,表面被氧化生成Al2O3,放入NaOH溶液中,表面的Al2O3先發(fā)生反應,隨后Al與NaOH溶液反應,A正確。無論Al還是Al2O3,與NaOH溶液反應均生成NaAlO2,據Na、Al守恒可知,消耗NaOH的物質的量相等,且生成NaAlO2的質量相等,B、D正確。兩塊鋁片與NaOH溶液反應均有H2生成,放置在空氣中一段時間的鋁片,表面覆有Al2O3,與NaOH溶液反應生成NaAlO2和H2O,則內層鋁與NaOH反應放出H2量減小,故兩塊鋁片與NaOH溶液反應產生氫氣的體積不同,C錯誤。[規(guī)律小結]

鋁與酸、堿反應的定量關系提升關鍵能力(1)無論是與酸還是與堿反應,Al與H2的關系都是2Al~3H2。(2)等質量的鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應:①產生H2的物質的量相等。②消耗H+、OH-的物質的量之比為n(H+)∶n(OH-)=3∶1。(3)足量的鋁分別與等物質的量的HCl和NaOH反應:①消耗Al的物質的量之比為1∶3。②生成H2的物質的量之比為1∶3。提升關鍵能力題組二氧化鋁和氫氧化鋁的性質1.下列有關物質的性質與用途具有對應關系的是(

)A.鋁的金屬活潑性強,可用于制作鋁金屬制品B.氧化鋁熔點高,可用作電解冶煉鋁的原料C.氫氧化鋁受熱分解,可用于中和過多的胃酸D.明礬溶于水并水解形成膠體,可用于凈水D[解析]Al3+水解生成Al(OH)3膠體,可以用于凈水,D項正確;其他選項的性質與用途不具有對應關系。2.下列除去雜質的方法不正確的是(

)A.鎂粉中混有少量鋁粉:加入過量燒堿溶液充分反應,過濾、洗滌、干燥B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾,向濾液中通入過量CO2后再過濾D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量燒堿溶液,充分反應,過濾、洗滌、干燥,得到MgO提升關鍵能力B[解析]向含有少量Al3+的Fe3+溶液中加入過量氨水時,Fe3+、Al3+均轉化為氫氧化物沉淀,達不到除雜的目的,B錯誤。[規(guī)律小結]

氧化鋁、氫氧化鋁兩性的重要應用提升關鍵能力(1)檢驗與鑒別①用過量NaOH溶液檢驗Al3+的存在。②用過量NaOH溶液鑒別AlCl3溶液和MgCl2溶液。(2)分離與除雜用過量NaOH溶液和相應的酸溶液分離Al3+、Mg2+或分離MgO、Al2O3等。具體來說:①Mg(Al):加足量NaOH溶液。②Fe2O3(Al2O3):加足量NaOH溶液。③Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量NaOH溶液。④Mg2+(Al3+):加過量NaOH溶液,過濾,再加酸充分溶解。考點二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)和利用知識梳理

夯實必備知識|提升關鍵能力夯實必備知識1.合金金屬與非金屬低大[微點撥1]①合金具有金屬的大多共性。②合金中成分元素的含量影響著合金的性能。夯實必備知識

夯實必備知識(2)三種常見的合金鋼碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼合金鋼也叫特種鋼,加入合金元素,改變鋼的

和性能,如不銹鋼中合金元素是

和

鋁合金成分向鋁中加入少量合金元素,如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等硬鋁密度

、強度

、抗腐蝕性強,是制造飛機和宇宙飛船的理想材料

銅合金青銅我國使用最早的合金,含有Cu、Sn、Pb等元素黃銅黃銅主要含

等元素

組織結構CrNi小高Cu、Zn3.金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形式(2)金屬冶煉的實質金屬的冶煉過程是指將金屬從其

中還原出來,用于生產各種金屬材料的過程,即

(寫反應通式,用R表示金屬)。

化合物金、鉑化合物Rn++ne-R夯實必備知識夯實必備知識(3)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)2Ag2O4Ag+O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO22Al+Fe2O32Fe+Al2O3MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑Cu2S+O22Cu+SO2夯實必備知識4.鋁熱反應實驗裝置實驗現象

①鎂帶劇烈燃燒,放出一定的熱,并發(fā)出耀眼的白光,氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應;

②紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中實驗結論高溫下,鋁與氧化鐵發(fā)生反應,放出大量的熱,化學方程式為

原理應用

①制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬,如鉻、錳、鎢等;②金屬焊接,如野外焊接鋼軌等2Al+Fe2O32Fe+Al2O3夯實必備知識[微點撥2]“鋁熱法”是熱還原法中的一種,以鋁為還原劑,來冶煉熔點較高的金屬,一般情況下,該金屬的活潑性比鋁弱。夯實必備知識1.判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)合金的硬度一般大于它的成分金屬,而熔點一般低于它的成分金屬(

)(2)合金中不可能含有非金屬,各組分金屬元素以化合態(tài)形式存在(

)(3)利用MgO和鋁粉在高溫下發(fā)生鋁熱反應冶煉金屬鎂(

)(4)鈣單質可以從熔融TiCl4中置換出Ti(

)××√√[解析]生鐵、鋼中都含有非金屬碳。夯實必備知識√(5)鋁中添加適量鋰,制得低密度、高強度的鋁合金,可用于航空工業(yè)(

)(6)用焦炭和空氣反應產生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物(

)(7)用海水為原料制得精鹽,再電解NaCl溶液制取金屬鈉(

)×√[解析]電解NaCl溶液得到的是氫氧化鈉溶液而不是金屬鈉。夯實必備知識2.

將金屬與冶煉金屬的方法搭配起來。①以C、CO或H2作還原劑還原②用較活潑金屬Na、Mg等還原③利用鋁熱反應原理用Al還原④電解法⑤熱分解法(1)Fe、Zn、Cu等中等活潑金屬

。

(2)Na、Mg、Al等活潑或較活潑金屬

。

(3)Hg、Ag等不活潑金屬

。

(4)V、Cr、Mn、W等高熔點金屬

。

(5)K、Rb、Ti等金屬

。

①④⑤③②1.合金在生產和科學研究中發(fā)揮著重要作用。下列有關合金的性質與用途不具有對應關系的是(

)A.生鐵容易被腐蝕,可用于煉鋼和制造各種鑄件B.鈉鉀合金常溫下呈液態(tài)、導熱性好,可用于快中子反應堆的熱交換劑C.鎂鋰合金密度小、硬度和強度大,可用于制造火箭、導彈、航天器等D.鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,可用于制備電路中的精密元件提升關鍵能力題組一金屬材料的利用A[解析]生鐵用于煉鋼和制造各種鑄件,是由于生鐵具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能,題中性質與用途不具有對應關系,A錯誤;鈉鉀合金用于快中子反應堆的熱交換劑,是由于鈉鉀合金導熱性好,B正確;鎂鋰合金用于制造火箭、導彈、航天器等,是由于鎂鋰合金具有密度小、硬度和強度大的特點,C正確;鎳鉻鋁銅合金用于制備電路中的精密元件,是由于鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,D正確。提升關鍵能力提升關鍵能力2.銀銅合金廣泛應用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如圖所示:[注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450℃和80℃]提升關鍵能力(1)電解精煉銀時,陰極的電極反應式為

。濾渣A與稀硝酸反應,產生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學方程式為

。

(2)固體B的組成為

;在生成固體B的過程中,需要控制NaOH的加入量。若NaOH過量,則因過量而引起的反應的離子方程式為

。

Ag++e-Ag2NO+O22NO2[解析](1)電解精煉銀時,陰極的電極反應式為Ag++e-

Ag;氣體變色是因為發(fā)生反應2NO+O22NO2。CuO、Al(OH)3

(2)結合工藝流程及Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度可知固體混合物B含有CuO、Al(OH)3。若NaOH過量,則Al(OH)3會轉化為NaAlO2。提升關鍵能力(3)完成煅燒過程中一個反應的化學方程式:

CuO+

Al2O3

CuAlO2+

↑。

(4)若銀銅合金中銅的質量分數為63.5%,理論上5.0kg廢料中的銅可完全轉化為

(結果保留整數)molCuAlO2,至少需要1.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液

L。

(5)CuSO4溶液可用于制備膽礬,其基本操作是

、過濾、洗滌和干燥。

424O2[解析](3)該反應為氧化還原反應,根據得失電子守恒、原子守恒確定缺項物質并配平方程式。5025

蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶(5)由CuSO4溶液制備膽礬的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌和干燥。提升關鍵能力1.

《秋浦歌》中的一首“爐火照天地,紅星亂紫煙。赧郎明月夜,歌曲動寒川”描寫的是我國古代勞動人民“冶煉金屬”的熱烈場面。下列有關金屬冶煉的說法錯誤的是(

)A.應用熱還原法可以冶煉鐵B.應用鋁熱法可以冶煉鎂C.應用電解法可以冶煉鋁D.應用熱分解法可以冶煉汞B題組二金屬的冶煉方法[解析]Mg的還原性強于鋁,不能采用鋁熱法冶煉Mg,要采用電解熔融MgCl2的方法冶煉。提升關鍵能力2.煉鐵廠以赤鐵礦石(主要成分為Fe2O3)、焦炭、石灰石、空氣等為主要原料煉鐵,主要反應過程如圖所示:請根據所學知識回答相關問題:(1)煉鐵廠用來煉鐵的主要設備是

,原料中焦炭的作用有

。

反應③的化學方程式為

。

高爐作還原劑制備原料氣CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2[解析](1)煉鐵的主要設備是高爐;煉鐵過程中焦炭先與O2反應生成CO2,CO2再與焦炭反應生成CO,CO用于還原Fe2O3生成生鐵,因此焦炭的作用為作還原劑制備原料氣CO;反應③為CO與Fe2O3在高溫條件下制備Fe,反應的化學方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)鐵的化合物之一聚合硫酸鐵[Fe2(OH)6-2n(SO4)n]m廣泛用于水的凈化。以FeSO4·7H2O為原料,經溶解、氧化、水解聚合等步驟,可制備聚合硫酸鐵。Ⅰ.將一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸,在約70℃下邊攪拌邊緩慢加入一定量的H2O2溶液,繼續(xù)反應一段時間,得到紅棕色黏稠液體。H2O2氧化Fe2+的離子方程式為

。

提升關鍵能力2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O[解析](2)Ⅰ.酸性條件下,H2O2氧化Fe2+生成Fe3+,同時自身被還原生成H2O,根據化合價升降守恒、電荷守恒、原子守恒和溶液為酸性可知反應的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O。

提升關鍵能力偏大[解析]Ⅱ.①Sn2+具有還原性,能被K2Cr2O7氧化,若實驗中不除去過量的Sn2+,會導致K2Cr2O7消耗偏多,則樣品中鐵的質量分數的測定結果將偏大。

提升關鍵能力

[方法技巧]

金屬冶煉方法的選擇提升關鍵能力利用金屬活潑性的差異,可以采取不同的冶煉方法冶煉金屬,常見金屬的冶煉方法如下表:金屬活動性順序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu自然界中存在化合態(tài)(Fe有隕鐵)少量游離態(tài),主要化合態(tài)游離態(tài)冶煉方法電解法熱還原法(H除外)熱分解法富集題組三金屬礦物的開發(fā)利用提升關鍵能力1.工業(yè)用銅礦石(主要成分為CuS、CuO)制取膽礬的主要流程如圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.氣體X為SO2

B.操作a為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾C.流程中的反應涉及氧化還原反應D.用流程中的硫酸浸出銅渣,不需補充硫酸D提升關鍵能力[解析]CuS在空氣中煅燒生成氧化銅和二氧化硫,氣體X為SO2,A正確;硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到膽礬,所以操作a為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾,B正確;流程中CuS在空氣中煅燒生成氧化銅和二氧化硫,硫元素、氧元素化合價改變,屬于氧化還原反應,用SO2氣體制備硫酸,硫元素化合價改變,屬于氧化還原反應,C正確;銅礦石的主要成分為CuS、CuO,銅原子、硫原子的物質的量之比大于1∶1,反應生成的硫酸銅中銅離子、硫原子的物質的量之比等于1∶1,根據元素守恒,用流程中的硫酸浸出銅渣,需補充硫酸,D錯誤。提升關鍵能力2.某礦渣的成分為Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2,工業(yè)上用該礦渣獲取銅和膽礬的操作流程如圖所示:已知:①Cu2O+2H+Cu+Cu2++H2O。②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表所示:沉淀物Cu(OH)2Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2開始沉淀pH5.44.02.75.8沉淀完全pH6.75.23.78.8提升關鍵能力(1)為了加快反應Ⅰ的速率,可以采取的措施是________________________________________________________________(寫兩條)。(2)固體混合物A中的成分是

。

適當升高溫度;不斷攪拌;將礦渣粉碎;適當增大硫酸的濃度等[解析](1)由于礦渣為固體,所以為了加快反應Ⅰ的速率,可以采取的措施是將固體粉碎或適當升高反應的溫度或增大反應物H2SO4的濃度等。SiO2、Cu(2)SiO2是酸性氧化物,不能與硫酸發(fā)生反應;其他金屬氧化物Cu2O、Al2O3、Fe2O3與硫酸發(fā)生反應:Cu2O+H2SO4Cu+CuSO4+H2O,Al2O3+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2O,Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,Fe2(SO4)3+CuCuSO4+2FeSO4,因此發(fā)生反應Ⅰ后過濾出的固體混合物A中的成分是SiO2和Cu。提升關鍵能力(3)反應Ⅰ完成后,鐵元素的存在形式為

(填離子符號);寫出生成該離子的離子方程式:

。

(4)操作1主要包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、

。

洗滌CuSO4·5H2O粗產品不能用大量水洗,而應用冰水洗滌,原因是

。

Fe2+2Fe3++CuCu2++2Fe2+[解析](3)因為在礦渣中鐵元素的化合價為+3價,先與酸發(fā)生復分解反應生成Fe2(SO4)3,Fe2(SO4)3與Cu發(fā)生反應:2Fe3++CuCu2++2Fe2+,鐵元素的存在形式為Fe2+。過濾冰水既可以洗去晶體表面的雜質離子,又可以減少晶體的損失(4)從硫酸銅溶液中制取五水合硫酸銅粗產品的操作1主要包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾;洗滌五水合硫酸銅粗產品不能用大量水洗,而用冰水洗滌的原因是CuSO4溶解于水,而且溫度越高,溶解度越大,用冰水既可以洗去晶體表面的雜質離子,又可以減少晶體的損失。提升關鍵能力(5)用NaClO調pH,生成沉淀B的同時生成一種具有漂白作用的物質,利用題中所給信息分析沉淀B為

,該反應的離子方程式為

。

Fe(OH)32Fe2++5ClO-+5H2O2Fe(OH)3↓+Cl-+4HClO[解析](5)根據題中信息②可知加入NaClO調pH時將Fe2+氧化為Fe3+,NaClO具有氧化性,Fe2+具有還原性,用NaClO調節(jié)pH時,反應生成Fe(OH)3沉淀和具有漂白作用的HClO。經典真題·明考向知識梳理

1.

[2021·廣東卷]今年五一假期,人文考古游持續(xù)成為熱點。很多珍貴文物都記載著中華文明的燦爛成就,具有深邃的文化寓意和極高的學術價值。下列國寶級文物主要由合金材料制成的是(

)選項ABCD文物名稱鑄客大銅鼎河姆渡出土陶灶獸首瑪瑙杯角形玉杯A[解析]鑄客大銅鼎屬于銅合金,A項正確。河姆渡出土陶灶的主要化學成分是硅酸鹽,不屬于合金,B項錯誤。獸首瑪瑙杯的主要化學成分為二氧化硅,不屬于合金,C項錯誤。角形玉杯的主要化學成分是硅酸鹽,不屬于合金,D項錯誤。2.[2020·浙江卷]下列關于鋁及其化合物說法,不正確的是(

)A.明礬可用作凈水劑和消毒劑B.利用鋁熱反應可冶煉高熔點金屬C.鋁可用作包裝材料和建筑材料D.氫氧化鋁可用作治療胃酸過多的藥物A[解析]明礬中的Al3+水解生成Al(OH)3膠體,可以吸附水中的雜質,但是膠體不具有殺菌消毒的作用,A項錯誤。3.[2022·湖北卷]武當山金殿是銅鑄鎏金大殿。傳統鎏金工藝是將金溶于汞中制成“金汞漆”,涂在器物表面,然后加火除汞,使金附著在器物表面。下列說法錯誤的是(

)A.鎏金工藝利用了汞的揮發(fā)性B.鎏金工藝中金發(fā)生了化學反應C.鎏金工藝的原理可用于金的富集D.用電化學方法也可實現銅上覆金B(yǎng)[解析]加熱除汞,說明汞易揮發(fā),A正確;將金溶于汞中制成“金汞漆”,然后加熱汞揮發(fā)后留下金,整個過程中沒有新物質生成,屬于物理變化,可用于金的富集,B錯誤,C正確;用電解的方法,銅作陰極,電解液中含有可溶性的含金離子,則可實現銅上鍍金,D正確。4.[2021·河北卷]“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻,陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱,生鐵熔化灌入熟鐵,再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是(

)A.鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng).鋼的含碳量越高,硬度和脆性越大C.生鐵由于含碳量高,熔點比熟鐵高D.冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3C[解析]生鐵和鋼都屬于鐵的合金,都是以鐵為主的含碳合金,A項正確;鋼中含碳量越高,硬度越大,韌性越低,反之,則硬度越低,韌性越高,B項正確;由題可知,生鐵熔化灌入熟鐵,再鍛打成鋼,說明生鐵的熔點比熟鐵的熔點要低,C項錯誤;工業(yè)煉鐵的原料之一是鐵礦石,包括赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、黃鐵礦等,D項正確。5.[2022·山東卷]高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質)為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下,可能用到的數據見下表。

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2下列說法錯誤的是(

)A.固體X主要成分是Fe(OH)3和S;金屬M為ZnB.浸取時,增大O2壓強可促進金屬離子浸出C.中和調pH的范圍為3.2~4.2D.還原時,增大溶液酸度有利于Cu的生成D

Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2開始沉淀pH1.94.26.2沉淀完全pH3.26.78.2[解析]CuS精礦(含有Zn、Fe元素的雜質)在高壓O2作用下,用硫酸溶液浸取,CuS反應產生CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化為Fe3+,然后加入NH3調節(jié)溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,過濾得到的固體X中含有S、Fe(OH)3;然后向濾液中通入高壓H2,根據還原性:Zn>H2>Cu,Cu2+被還原為Cu單質,通過過濾分離出來;而Zn2+仍然以離子形式存在于溶液中,再經一系列處理可得到Zn單質。由上述分析可知固體X主要成分是S、Fe(OH)3,金屬M為Zn,A正確;CuS難溶于硫酸,在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的濃度,可以反應消耗S2-,使之轉化為S,從而使沉淀溶解平衡正向移動,促進金屬離子的浸取,B正確;根據流程圖可知,用NH3調節(jié)溶液pH時,要使Fe3+轉化為沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中,結合離子沉淀的pH范圍,可知中和時應該調節(jié)溶液pH范圍為3.2~4.2,C正確;在用H2還原Cu2+變?yōu)镃u單質時,H2失去電子被氧化為H+,若還原時增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去電子還原Cu2+,因此不利于Cu的生成,D錯誤。1.鉍(Bi)與氮同主族,在中性及堿性環(huán)境下常以BiOCl(s)的形式存在,鉍及其化合物廣泛應用于電子、醫(yī)藥等領域。以輝鉍礦(主要成分為Bi2S3,含少量雜質PbO2等)為原料,采用濕法冶金制備精鉍的工藝流程如下,下列說法錯誤的是(

)A.“浸出”產生S的主要離子反應為6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3SB.“浸出”時鹽酸可以還原雜質PbO2C.“浸出、置換、再生、電解精煉”工序中不全是氧化還原反應D.再生液可以加入“浸出”操作中循環(huán)利用備用習題C備用習題[解析]輝鉍礦的主要成分為Bi2S3,“浸出”時加入足量FeCl3溶液,將S2-氧化生成S,離子方程式為6Fe3++Bi2S36Fe2++2Bi3++3S,A正確;HCl具有還原性,“浸出”時PbO2可被HCl還原生成PbCl2,B正確;“浸出、置換、再生、電解精煉”工序中都是氧化還原反應,C錯誤;再生液中含FeCl3,可以加入“浸出”操作中循環(huán)利用,D正確。備用習題2.釩具有廣泛用途。黏土釩礦中,釩以+3、+4、+5價的化合物存在,還包括鉀、鎂的鋁硅酸鹽,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工藝流程可由黏土釩礦制備NH4VO3。該工藝條件下,溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:金屬離子Fe3+Fe2+Al3+Mn2+開始沉淀pH1.97.03.08.1完全沉淀pH3.29.04.710.1

備用習題加快酸浸和氧化反應速率(促進氧化完全)

[解析](1)由于在常溫下,酸浸、氧化反應較慢,所以可加熱以加快酸浸和氧化反應速率。Fe2+

備用習題(3)“中和沉淀”中,釩水解并沉淀為V2O5·xH2O,隨濾液②可除去金屬離子K+、Mg2+、Na+、

,以及部分的

。

(4)“沉淀轉溶”中,V2O5·xH2O轉化為釩酸鹽溶解,濾渣③的主要成分是

。

Mn2+Al3+和Fe3+

[解析](3)Mn2+開始沉淀的pH=8.1,當pH=3.2時,Fe3+完全沉淀,Al3+開始沉淀的pH=3.0,完全沉淀的pH=4.7,故pH=3.0~3.1時,Mn2+未沉淀,Fe3+大部分已經沉淀,Al3+剛開始沉淀,故可除去Mn2+,Fe3+和Al3+能除去一部分。Fe(OH)3

備用習題(5)“調pH”中有沉淀生成,生成沉淀反應的化學方程式是

。

(6)“沉釩”中析出NH4VO3晶體時,需要加入過量NH4Cl,其原因是

。

NaAlO2+H2O+HCl

Al(OH)3↓+NaCl

利用同離子效應,促進NH4VO3盡可能析出完全

考點一鋁及其化合物1.下列實驗操作、現象與結論中不對應的是(

)A123456789選項實驗操作現象結論A向某溶液中滴加幾滴KSCN溶液溶液變紅溶液中不可能含Fe2+B將鋁箔置于火焰上灼燒鋁箔熔化但不滴落熔點:氧化鋁>鋁C將表面打磨過的鋁條放在沸水中,無明顯現象,再加入一小塊NaOH固體有大量氣泡產生在強堿性條件下,鋁與水反應產生氫氣D向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量先生成白色沉淀,后沉淀消失

Al(OH)3具有酸性[解析]滴加幾滴KSCN溶液,溶液變紅,說明該溶液含有Fe3+,不能判斷是否含有Fe2+,A錯誤;將鋁箔置于火焰上灼燒,其表面生成Al2O3,鋁箔熔化但不滴落,說明熔點:氧化鋁>鋁,B正確;Al與沸水反應生成Al(OH)3和H2,但由于反應緩慢,無明顯現象,加入NaOH,NaOH與附著在Al表面的Al(OH)3反應,促使鋁與水的反應正向進行,產生大量氫氣,C正確;向Al2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液至過量,先生成白色沉淀Al(OH)3,后沉淀消失,轉化為NaAlO2,說明Al(OH)3具有酸性,D正確。123456789

實驗現象溶液無色,試管上方呈淺紅棕色產生大量氣泡,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍產生氣泡,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍123456789D

123456789

1234567893.某學生探究0.25mol·L-1Al2(SO4)3溶液與0.5mol·L-1Na2CO3溶液的反應,實驗如下:實驗1實驗2123456789A

123456789

1234567894.

[2023·福建四地六校聯考]新材料的發(fā)展充分體現了“中國技術”“中國制造”和“中國力量”。下列成果所涉及的材料為金屬材料的是(

)A.“天問一號”火星探測器太陽翼的材料——石墨纖維復合聚酰胺薄膜B.“長征五號B”運載火箭中使用了耐熱性、導熱性好的材料——氮化鋁陶瓷C.“領雁”AG50飛機主體結構的復合材料——玻璃纖維復合材料D.“奮斗者”號深潛器載人艙的外殼——鈦合金D考點二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用123456789[解析]石墨纖維是碳元素組成的一種單質,屬于無機非金屬材料;聚酰胺薄膜為有機高分子合成材料,不屬于金屬材料,A錯誤。氮化鋁陶瓷屬于無機非金屬材料,B錯誤。玻璃纖維是由熔融狀態(tài)下的玻璃快速抽拉而成細絲,不屬于金屬材料,C錯誤。鈦合金是合金材料,屬于金屬材料,D正確。1234567895.易拉罐的主要成分為鋁合金,其中以鋁鐵合金和鋁鎂合金最為常見。為確定鋁合金中金屬的成分,現取幾小塊易拉罐碎片進行下列實驗,其中實驗方案、現象與結論均正確的是 (

)D選項實驗方案現象與結論A加入鹽酸產生無色氣體、含鋁、鐵、鎂三種金屬B加入NaOH溶液有無色氣體產生,含有鎂、鋁兩種金屬C加入鹽酸后,向所得溶液中再加入少量NaOH溶液產生白色沉淀,一定只含有鎂D用鹽酸溶解并放置一會兒后,加入KSCN溶液溶液呈紅色,含有鐵12345678