1、第第 12 讲讲 镁、铝、铜及其化合物镁、铝、铜及其化合物 金属冶炼金属冶炼 考纲要求 1.了解镁、铝、铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金 属的活动顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。 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三周期A 族和A 族， 原子结构示意图为和， 它们都是活泼的金属，在自然界中全部以化合态的形式存在。铝是地壳中含量最多的金属元 素。 2金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。铝 的熔点比镁高，硬度比镁大。 3对比掌握镁、铝的化学性质 铝 镁 与非金
2、属反应 能被 Cl2、O2氧化 2MgO2= 点燃 2MgO 3MgN2= 点燃 Mg3N2 与水反应 反应很困难 能与沸水反应 Mg 2H2O= Mg(OH)2 H2 与酸(H )反应 能与 H 反应产生 H 2 反应速度比 Al 快 Mg 2H =Mg2H 2 与碱反应 能溶于强碱溶液产生 H2 不反应 与某些氧化物反应 能与 Fe2O3、MnO2、Cr2O3等 金属氧化物发生铝热反应 能在 CO2中燃烧：2Mg CO2= 点燃 2MgOC 问题思考 铝的化学性质用以下转化关系表示 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： _。 _。 _。 _。 答案 4Al3O2= 2Al2O3 2A
3、lFe2O3= 高温 2FeAl2O3 2Al6H =2Al33H 2 2Al2OH 2H 2O=2AlO 23H2 4铝的制备 (1)铝土矿 提纯 Al2O3。 (2)2Al2O3(熔融)= 电解 冰晶石4Al3O2。 二、铝的重要化合物 1氧化铝和氢氧化铝(两性) 名称 氧化铝(Al2O3) 氢氧化铝Al(OH)3 物理性质 白色固体，熔点很高 白色胶状物质，难溶于水 化学 性质 与酸 反应 Al2O36H =2Al3 3H2O Al(OH)33H =Al33H 2O 与碱 反应 Al2O32OH =2AlO 2 H2O Al(OH)3OH =AlO 2 2H2O 加热 不分解 2Al(O
4、H)3= Al2O33H2O 制备方法 Al(OH)3加热分解 Al3 与氨水反应 AlO 2溶液中通入 CO2 可溶性铝盐和偏铝酸盐混合 主要用途 作耐火材料 制药 净水作用 冶炼铝的原料 2.常见的铝盐明矾 (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 Al32SO2 4，其中 Al 3发生水解 反应，产生 Al(OH)3(胶体)，其吸附能力很强，可以吸附水中的杂质并形成沉淀，使水澄清。 问题思考 1 铝与氢氧化钠溶液反应时， 反应机理是怎样的？请用双线桥法标出该反应电子转移的方向 与数目
5、。 答案 铝先与强碱溶液中的水反应生成 H2和 Al(OH)3，Al(OH)3可溶于 NaOH 生成 NaAlO2 和 H2O，反应中 Al 为还原剂，水为氧化剂。 2中学化学学习阶段接触到许多既能与酸反应又能与碱反应的物质，除了 Al 及其重要化合 物外，你还知道哪些？ 答案 弱酸的铵盐，如：NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等；弱酸的酸式盐，如： NaHCO3、KHS、NaHSO3等；氨基酸。 (1)铝在自然界中有游离态和化合态两种形式( ) (2)MgO 与 Al 粉的混合物也可称为铝热剂( ) (3)冶炼铝时常用焦炭作还原剂( ) (4)铝与少量 NaOH 溶液反应得
6、到铝盐，与足量 NaOH 溶液反应生成偏铝酸盐( ) (5)相同质量的镁条分别在足量的 CO2和 O2中完全燃烧，所得固体的质量相同( ) (6)工业上制造镁粉时，可将镁蒸气在 N2中冷却( ) (7)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( ) (8)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用( ) (9)AlO 2、HCO 3在水溶液中因发生双水解反应而不能大量共存( ) (10)AlO 2与 NH 4在水溶液中因发生双水解反应不能大量共存( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 题组一
7、镁、铝单质的性质及应用 1镁是一种活泼的金属单质，下列关于金属镁的说法中正确的是( ) A镁能与 NaOH 溶液反应生成 Mg(OH)2沉淀 B大量镁条燃烧引起的火灾不能用干冰灭火器灭火 C镁在任何条件下都不能与水反应 D镁能在 N2中燃烧，且生成 MgN 答案 B 解析 镁不是两性金属，不能与 NaOH 溶液反应，故 A 错误；镁能在 CO2中燃烧，故 B 正 确；镁在加热条件下能与水反应生成氢氧化镁和氢气，故 C 错误；镁能在 N2中燃烧，且生 成 Mg3N2，故 D 错误。 2下列关于铝单质的叙述中，正确的是( ) A不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B铝制品在空
8、气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C铝和 NaOH 溶液反应：Al2OH =AlO 22H2 D用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落 下来，是因为金属铝的熔点较低 答案 A 解析 A 项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，正确；B 项，铝表面形成致密的氧 化膜，错误；C 项，电荷、原子均不守恒，正确的离子方程式为 2Al2OH 2H 2O=2AlO 2 3H2，错误；D 项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成 Al2O3，高熔点的 Al2O3兜住 了熔融的液态铝，不会滴落，错误。 3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
9、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)12，则加入
10、铝粉的质量 为_(填字母)。 A5.4 g B3.6 g C2.7 g D1.8 g 答案 (1)11 (2)13 (3)31 (4)A 解析 (1)根据化学方程式：2Al6HCl=2AlCl33H2、2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2，得 Al 与 H2的关系式均为 2Al3H2，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： 6HCl3H2、 2NaOH3H2， 故当 HCl、 NaOH 物质的量相等时， 二者产生 H2的体积比为 13。 (3)因为铝足量且产
11、生 H2的量相等， 根据关系式 n(HCl)n(NaOH)31， 又因为两溶液体积 相等，故物质的量浓度 c(HCl)c(NaOH)n(HCl)n(NaOH)31。 (4)其反应原理分别为 2Al6HCl=2AlCl33H2，2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2。可见当参加反应的 HCl 和 NaOH 的物质的量一样多时，产生 H2的体积比是 13， 而题设条件体积比为 12，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。 2Al6HCl = 2AlCl3 3H2 6 mol 3 mol 3 mol L 10.1 L 0.15 mol 则 Al 与 NaO
12、H 反应生成的 H2为 0.15 mol20.3 mol。 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 227 g 3 mol 54 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 2Al6HCl=2AlCl33H2 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 (1)等质量的铝与足量的盐酸、氢氧化钠溶液分别反应： 产生 H2的物质的量相等。 消耗 H 、OH的物质的量之比为 n(H)n(OH)31。 (2)足量的铝分别与等物质的量的 HCl 和 NaOH 反应： 消耗 Al 的物质的量之比为 13。 生成 H2的物质的量之比为 13。 (3)一定量
13、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 3 VHClH2 VNaOHH21，则必定 铝与盐酸反应时，铝过量而 HCl 不足。 铝与氢氧化钠溶液反应时，铝不足而 NaOH 过量。 题组二 氧化铝、氢氧化铝的特性及应用 4下列除去杂质的方法不正确的是( ) A镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥 B用过量氨水除去 Fe3 溶液中的少量 Al3 CAl(OH)3中混有少量 Mg(OH)2：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量 CO2后过滤 DMgO 中混有少量 Al2O3：加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥得到 MgO 答
14、案 B 解析 Al(OH)3不溶于氨水，故向含少量 Al3 的 Fe3溶液中加入过量氨水时，Fe3、Al3均 转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的。 5 (2020 内江高三月考)用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝， 下列操作步骤中最恰当的 组合是( ) 加盐酸溶解 加烧碱溶液溶解 过滤 通入过量 CO2生成 Al(OH)3沉淀 加入盐 酸生成 Al(OH)3沉淀 加入过量烧碱溶液 A B C D 答案 B 6工业上以铝土矿(主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下： 下列叙述正确的是( ) A反应中试剂 X 是氢氧化钠溶液 B试剂 Y 是 HCl，它与 AlO 2反应生成
15、氢氧化铝 C图中所示转化反应中包含 2 个氧化还原反应 D将 X 与 Y 试剂进行对换，最终可以达到相同结果 答案 A 解析 B 项，若试剂 Y 是 HCl，它与 AlO 2反应生成 Al 3，错误；C 项，图中所示转化只有 一步是氧化还原反应 2Al2O3= 电解 4Al3O2，错误；D 项，试剂 X 为氢氧化钠，滤渣 C 为 氧化铁， 滤液 A 为偏铝酸钠和氢氧化钠混合溶液， 通入过量二氧化碳气体， 发生反应： NaAlO2 CO22H2O=Al(OH)3NaHCO3，不能对换，错误。 1含铝杂质的提纯方法归类 利用 Al、Al2O3、Al(OH)3可溶于强碱的特性，可除去许多物质中的含铝
16、杂质，如： (1)Mg(Al)：加足量 NaOH 溶液。 (2)Fe2O3(Al2O3)：加足量 NaOH 溶液。 (3)Mg(OH)2Al(OH)3：加足量 NaOH 溶液。 (4)Mg2 (Al3)：加过量 NaOH 溶液，过滤，再加酸充分溶解。 2Al(OH)3的三种制备方法 方法一：可溶性铝盐溶液与过量氨水反应 反应原理：Al3 3NH 3 H2O=Al(OH)33NH 4 方法二：向可溶性偏铝酸盐溶液中通入过量 CO2 反应原理：AlO 22H2OCO2=Al(OH)3HCO 3 方法三：相互促进水解法 1单质铜 (1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)
17、化学性质 常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成 一层绿色的铜锈。有关化学方程式：_。 写出下列化学方程式： 铜在空气中加热：_； 铜丝在硫蒸气中反应：_。 答案 2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3 2CuO2= 2CuO 2CuS= Cu2S 2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 问题思考 铜的重要化合物转化关系如下， 完成下列方程式： (1)铜的氧化物 CuO 高温分解
18、得 Cu2O，化学方程式为 4CuO= 高温 2Cu2OO2。 Cu2O 溶于稀硫酸产生蓝色溶液和紫红色固体，离子方程式为 Cu2O2H =CuCu2 H2O。 (2)氢氧化铜 氢氧化铜悬浊液煮沸变黑的原因，用化学方程式表示为 Cu(OH)2= CuOH2O。 (3)硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为 CuSO4 5H2O= CuSO4 5H2O。 (4)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的 氧化铜，化学方程式：Cu2(OH)2CO3= 2CuOCO2H2O，可溶于稀硫酸，离子方程式： Cu2(OH)2CO34H =2Cu2C
19、O 23H2O。 (1)CuO 是黑色固体，与水反应生成 Cu(OH)2( ) (2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物( ) (3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( ) (4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀( ) (5)CuSO4 5H2O 失去结晶水属于物理变化( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 题组一 铜及其化合物的性质和应用 1(2019 西安调研)我国宋代沈括在梦溪笔谈中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。 挹其水熬之，则成胆矾。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列对文中词语的理解，正确的是 ( ) A“苦泉”中泉水属于胶体 B“熬”表示加热蒸馏 C“
20、胆矾”化学式为 CuSO4 D“化”表示置换转化 答案 D 解析 由题意可知，“苦泉”泉水中含有硫酸铜，属于溶液，不属于胶体，故 A 错误；硫酸 铜溶液蒸发得到硫酸铜晶体，从溶液中获取晶体，属于蒸发操作，故 B 错误；胆矾是硫酸铜 晶体，“胆矾”化学式为 CuSO4 5H2O，故 C 错误；熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，是发生了： FeCuSO4=CuFeSO4， 硫酸铜与 Fe 置换反应生成Cu， 即“化”表示置换转化， 故D 正确。 2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
21、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 Cu 与 Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B 项错误；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 项错误。 题组二 铜及其化合物的制备 3(2020 衡阳调研)某炼铁废渣中含有大量 CuS 及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料 生产 CuCl2 2H2O 晶体的工艺流程如下： 下列说法正确的是( ) A焙烧过程中每消耗
22、1 mol CuS 则消耗 3 mol O2 B焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色 C滤渣中主要含铁的氧化物 D将获得的 CuCl2 2H2O 晶体加热可制得 CuCl2固体 答案 B 解析 A 项，2CuS3O2= 高温 2CuO2SO2，由方程式可知，1 mol CuS 消耗 1.5 mol O2，错 误；B 项，废气中含有 SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C 项，调节 pH 时，Fe3 水解转化为 Fe(OH)3而除去，错误；D 项，将 CuCl2 2H2O 直接加热脱水，Cu2 水解，HCl 挥发会产生 Cu(OH)2，无法得到 CuCl2，错误。 4(2019 西宁检测)
23、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 cNaOH 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 2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O 可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池， 其正极
24、电极反应式为_。 答案 (1)cd (2)3Cu2O2Al= 高温 Al2O36Cu (3)bd (4)4H O 24e =2H 2O 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 高温下发生铝热反应制得铜。(3)电解精炼铜过程中， 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
25、正极反应式为 O24H 4e=2H 2O。 铜的冶炼“两方法” (1)湿法炼铜：FeCuSO4=FeSO4Cu。 (2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS24O2= 800 Cu2S3SO22FeO(炉渣) 2Cu2S3O2= 1 200 2Cu 2O2SO2 2Cu2OCu2S= 1 200 6CuSO 2 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 ， 用纯铜棒作阴极即可得精铜。 1合金的概念及性能 2常见
26、的金属材料 (1)金属材料分类 (2)几种常见的合金 3金属矿物的开发利用 (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(用化学方程式表示)。 4铝热反应实验中的有关问题 实验装置 实验现象 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； 纸漏斗的下部被 烧穿，有熔融物落入沙中 实验结论 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热 Fe2O3 2Al= 高温 2FeAl2O3 原理应用 制取熔点较高、活动性弱于 Al
27、的金属，如铁、铬、锰、 钨等； 金属焊接，如野外焊接钢轨等 (1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性( ) (2)金属元素的单质在常温下均为固体( ) (3)合金材料中不可能含有非金属元素( ) (4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属( ) (5)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属( ) (6)金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂( ) (7)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高( ) (8)电解氯化镁溶液制取金属镁( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 题组一 金属材料、合金的性能及应用 1(2019 中原区校级月
28、考)青铜的主要成分是铜和锡，锡的熔点是 232 ，含锡 25%的青铜 熔点约为 800 ， 吕氏春秋 别类编中有关于青铜的记载“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚， 燔(烧)之则为淖(液体)。”下列说法正确的是( ) A在轮船外壳悬挂锌、锡等金属块可减慢钢铁的腐蚀 B合金的熔点一定低于各组分金属的熔点 C铜和锡在元素周期表均位于第四周期 D“合两柔则为刚”体现了合金的硬度通常大于各组分金属的特点 答案 D 解析 要保护钢铁，在和海水构成的原电池中应该让钢铁作正极才能被保护，活泼性比 Fe 强的金属作负极，锡金属性弱于铁，不能保护铁，故 A 错误；青铜的主要成分是铜和锡，锡 的熔点是 232 ，含锡
29、25%的青铜熔点约为 800 ，青铜的熔点高于锡，故 B 错误；锡位于 周期表的第五周期，故 C 错误；“金(即铜)柔锡柔，合两柔则刚”体现了合金硬度大于成分 金属硬度，故 D 正确。 2C919 大型飞机的制造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 答案 D 解析 铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱 腐蚀。 题组二 金属冶炼、金属矿物的开发利用 3(2020 长子县模拟)五金 铁中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺
30、内，低下 数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上众人柳棍疾搅，即时 炒成熟铁。”以下说法不正确的是( ) A金属冶炼方法由金属活动性决定 B熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差 C炒铁是为了降低铁水中的碳含量 D该法与近代往生铁水吹空气炼钢异曲同工 答案 B 解析 活泼性不同的金属， 其冶炼方法不同， 即金属冶炼方法由金属活动性决定， 故 A 正确； 熟铁比生铁质地更软，且延展性好，故 B 错误；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从而将 生铁转化成熟铁，故 C 正确；该冶炼方法和近代往生铁水吹空气炼钢，都是利用空气中氧气 氧化 C 元素，其原理基本相同，故 D 正确。 4(2019
31、 九江质检)下列说法正确的是( ) A工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气 B金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 C工业上电解熔融状态的 Al2O3制备 Al 不涉及氧化还原反应 DMgCl2(aq) 石灰乳 Mg(OH)2 煅烧 MgO 电解 Mg 答案 B 解析 电解 NaCl 溶液生成 NaOH、H2和 Cl2，得不到单质钠，A 错误；电解熔融 Al2O3发生 的是氧化还原反应，C 错误；工业上冶炼镁是电解熔融 MgCl2而不是 MgO，D 错误。 5(2019 潍坊期中)以高硫铝土矿(主要成分为 Al2O3、Fe2O3、SiO2、少量 FeS2)为原料，生产 Fe3O4
32、的部分工艺流程如下： 下列说法错误的是( ) A用 NaOH 溶液吸收焙烧过程产生的 SO2有利于保护环境和资源再利用 B从高硫铝土矿中可制得 Al、Fe 的化合物 C向“过滤”得到的滤液中通入过量 CO2，铝元素存在的形式由 AlO 2转化为 Al 3 DFeS2与 Fe2O3混合后在无氧条件下焙烧的目的是生成 Fe3O4和 SO2 答案 C 解析 C 项，通入过量的二氧化碳，滤液中的 AlO 2只能转化为氢氧化铝沉淀。 题组三 铝热反应及应用 6铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应解 答下列问题： (1)用铝粉和 Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂
33、还有_(填字母)。 AKCl BKClO3 CMnO2 DMg (2)用等物质的量的 MgO 和 Fe2O3组成的混合物在一定条件下与 Al 粉进行铝热反应。 引发铝热反应的操作是_。 产物中单质是_(写名称)。 (3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物， 将其溶于足量稀 H2SO4， 滴加 KSCN 溶液无明显 现象，_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无 Fe2O3，理由是_ _(用离子方程式说明)。 答案 (1)BD (2)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 铁 (3)不能 Fe2O36H =2Fe33H 2O、Fe2Fe 3=3Fe2 解析 (1)做铝热反应的实验时，需要
34、KClO3作助燃剂，且用镁条引燃。(2)在混合物上加少量 KClO3固体并插上 Mg 条，点燃 Mg 条后放出热量，使 KClO3固体分解放出 O2，进一步加剧 Mg 的燃烧，可在短时间内使混合物温度迅速升高，引发反应。MgO 不能与铝发生铝热反应， 所以产物中单质为 Fe。(3)反应后固体混合物中若有 Fe2O3，因发生反应：Fe2O36H =2Fe3 3H2O、Fe2Fe3 =3Fe2，Fe3转化为 Fe2，加 KSCN 溶液不会变红。 1(高考选项组合)下列说法或性质对应用途正确的是( ) A氢氧化铝不可用于中和过多胃酸(2018 全国卷，7C 改编) BKAl(SO4)2 12H2O
35、溶于水可形成 Al(OH)3胶体(2018 江苏，6B) CAl2O3是两性氧化物，可用作耐高温材料(2018 江苏，3C) D给定条件转化：Al(s) NaOHaq NaAlO2(aq) 过量HClaqAl(OH) 3(s)(2018 江苏，9B) 答案 B 2(2018 全国卷，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、Li C“沉淀”反应的金属离子为 Fe3 D上述流程中可用硫酸钠
36、代替碳酸钠 答案 D 解析 Li2SO4易溶于水，用硫酸钠代替碳酸钠，不能形成含 Li 沉淀，D 项错误；合理处理废 旧电池有利于保护环境和资源再利用，A 项正确；LiFePO4中含有 Li 和 Fe 元素，正极片碱 溶所得滤液中含有 Al 元素，B 项正确；Fe2 能被 HNO 3氧化为 Fe 3，Fe3遇到碱液后沉淀， 而另一种金属离子锂离子遇到碳酸钠后沉淀，C 项正确。 32016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
37、问题： 易拉罐 试剂 微热，过滤 滤液A NH4HCO3 沉淀B 稀H2SO4 K2SO4 产物 (1)为尽量少引入杂质，试剂应选用_(填标号)。 aHCl 溶液 bH2SO4溶液 c氨水 dNaOH 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)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H2 (3)Al(OH)3 Al3 水解，使溶液中 H浓度增大 解析 (2)选用 NaOH 溶液溶解易拉罐，主要发生反应为 2Al2NaOH2H2O=2NaAlO2 3H2。(3)滤液 A 中铝元素以
38、 AlO 2形式存在，与溶液中 HCO 3发生反应：AlO 2HCO 3 H2O=Al(OH)3CO2 3，故沉淀 B 为 Al(OH)3，明矾溶于水时，KAl(SO4)2=K Al3 2SO2 4，Al 33H 2O Al(OH)33H ，使溶液呈弱酸性。 42019全国卷，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_。
39、(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_。 (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 _。 答案 (1)NH4HCO3NH3=(NH4)2CO3 (2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN (4)2Mg2 3CO2 32H2O=Mg(OH)2 MgCO32HCO 3或 2Mg 22CO2 3 H2O=Mg(OH)2 MgCO3CO2 溶浸 高温焙烧 解析 (1)由流程图加入物质可知，“溶浸”时产生的气体只能是 NH3，N
40、H3与 NH4HCO3反 应生成用于“沉镁”的物质只能是(NH4)2CO3。(2)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)“沉镁”中，结合反应物有 Mg2 、CO2 3，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
41、氧化镁。 基础知识训练 1(2019 西湖区校级模拟)下列关于金属的说法正确的是( ) A人类使用金属铝的年代早于铜、铁 B“真金不怕火炼”表明金(Au)在高温条件下也很难与氧气反应 C通过高炉炼得的铁为纯铁 D武德合金的熔点高，可用于制造保险丝 答案 B 2(2020 武汉部分市级示范高中联考)下列有关金属的说法错误的是( ) A氧化膜使得性质活泼的金属铝成为一种应用广泛的金属材料 B钛被称为继铁、铝之后的第三金属，也有人说“21 世纪将是钛的世纪” C在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因此，稀土元素又称为冶金工业 的维生素 D出土的古代铜制品往往覆盖着一层铜绿，铜绿的主要成分
42、是 CuCO3 答案 D 3下列关于合金的说法不正确的是( ) A合金的熔点一般比它的成分金属的熔点高 B合金的硬度一般比它的成分金属大 C合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能 D合金在工业上的用途比纯金属更广 答案 A 4(2020 闵行区二模)探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是( ) AAl、NaOH 溶液、稀盐酸 BAl2O3、氨水、稀盐酸 CAl2(SO4)3溶液、NaOH 溶液、稀盐酸 DAlCl3溶液、氨水、稀盐酸 答案 C 解析 可溶性的铝盐 Al2(SO4)3溶液与少量 NaOH 溶液反应生成氢氧化铝沉淀， 继续加过量的 氢氧化钠，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化
43、铝沉淀中加盐酸也会溶解。 5下列叙述正确的是( ) A依据铝热反应原理，能发生反应 2Al3MgO= 高温 3MgAl2O3 B存在于污水中的重金属离子，常用加入明矾等电解质的方法进行处理 C镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全溶于过量 NaOH 溶液 D氯化铝溶液中加入过量氨水反应实质是：Al3 3NH 3 H2O=Al(OH)33NH 4 答案 D 解析 铝热反应的原理：Al 与活动性比其差的金属氧化物发生置换反应，Mg 的活动性强于 铝，故 Al 与 MgO 不能反应，故 A 错误；明矾净水的原理是水解产物 Al(OH)3胶体吸附水中 的悬浮物，不能沉淀水中的重金属离子，故 B 错误；镁
44、铝合金可溶于过量盐酸，但 Mg 不与 NaOH 反应，故不能完全溶于 NaOH 溶液，故 C 错误；Al(OH)3不溶于氨水，只溶于强碱， 故 D 正确。 6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，铁用 CO 还原法炼制，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，
