2024年高考化学第一轮单元练习题：第二单元　金属材料的性能及应用

第二单元金属材料的性能及应用【课标要求】1.能列举、描述、辨识铜、铝及其化合物的主要性质及应用。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.结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质，实现物质的转化。一、合金、金属材料的利用1.合金属于混合物2.常见的金属材料(1)金属材料的分类(2)几种常见的合金④新型合金储氢合金：能吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金和La－Ni合金。钛合金：耐热合金和形状记忆合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。3.镁、铝单质的性质(1)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。(2)对比掌握镁、铝的化学性质铝镁与非金属反应能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应：Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑与酸(H＋)反应能与H＋反应产生H2反应速度比Al快：Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑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＋CO2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO＋C4.铝的氧化物与氢氧化物(1)氧化铝①物理性质白色固体，难溶于水，有很高的熔点。②化学性质(2)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Al(OH)3的电离方程式：AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2OAl(OH)3Al3＋＋3OH－写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：a.Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O；b.Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O；c.2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)常见的铝盐①硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。②明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜7(填“＜”“＞”或“＝”)。明矾可以净水，其净水的原因是Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水。【诊断1】判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。(1)合金材料中不可能含有非金属元素(×)(2)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属(√)(3)氢氧化铝可用于治疗胃酸过多(√)(4)能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应(×)二、金属矿物的开发利用1.金属冶炼的一般方法(1)金属在自然界中的存在(2)金属冶炼的一般步骤(3)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(M表示金属)。(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)2.铝热反应实验装置实验现象①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发生耀眼的白光；②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，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Fe原理应用①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等【诊断2】判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。(1)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(×)(2)炼铁时加入的焦炭除了提供热量处，还用来制造还原剂一氧化碳(√)(3)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应(×)(4)火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属(√)三、铜及其重要化合物的性质和应用1.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)化学性质①在潮湿的空气里铜表面逐渐形成一层绿色的铜锈，化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3。②铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。③铜与氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3=CuCl2＋2FeCl2。2.氧化铜和氧化亚铜和Cu区分的方法是加入稀H2SO4，观察溶液的颜色(1)氧化铜是黑色固体，与盐酸反应的离子方程式为CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O。(2)氧化亚铜是砖红色固体，与盐酸反应Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)转化关系：4CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu2O＋O2↑。3.氢氧化铜蓝色固体，受热发生分解，可表示为Cu(OH)2eq\o(=,\s\up7(△))CuO＋H2O，新制的Cu(OH)2与含醛基(—CHO)的有机物共热可生成砖红色Cu2O。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俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色固体遇水变蓝色，可用于检验水的存在。【诊断3】判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。(1)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水(√)(2)将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色(×)(3)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物(×)(4)铜比铝早被发现的原因是铜矿较易被还原，铝矿很难被还原(√)考点一合金、金属材料的利用题组一金属材料、合金的性质与应用1.C919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。2.“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一。具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是()A.无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价B.Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁C.Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D.1molAl65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265mol电子答案C解析拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合物代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作0价，A错误；拟晶具有合金的某些优良物理性能，合金的硬度一般比各成分金属大，B错误；Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速活泼金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，C正确；溶于过量的硝酸时，Al与Fe均变为＋3价，Cu变为＋2价，故1molAl65Cu23Fe12失电子的物质的量＝65×3mol＋2×23mol＋12×3mol＝277mol，D错误。题组二镁、铝及其化合物的性质与应用3.下列除去杂质的方法不正确的是()A.铁粉中混有少量铝粉：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＋C.Al(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D.MgO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答案B解析氨水与Fe3＋和Al3＋均反应生成氢氧化物沉淀，不符合除杂的要求。4.(2021·1月江苏适应性考试)由制铝工业废渣(主要含Fe、Ca、Si、Al等的氧化物)制取聚合硫酸铁铝净水剂的流程如下。下列有关说法不正确的是()A.控制适当反应温度并不断搅拌，有利于提高铁、铝浸取率B.Al2O3与稀硫酸反应的离子方程式：Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OC.滤液中主要存在的阳离子有：H＋、Fe2＋、Ca2＋、Al3＋D.聚合硫酸铁铝水解形成的胶体具有吸附作用答案C解析控制适当反应温度并不断搅拌，可以加快反应速率，促使反应充分，有利于提高铁、铝浸取率，故A正确；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；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；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。❶由铝土矿提取氧化铝由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3的两大工艺流程：❷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NaAlO2溶液与盐酸。(2)分离与除杂用过量NaOH溶液和相应的酸溶液分离Al3＋、Mg2＋或分离MgO、Al2O3等。如(括号内为杂质)：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＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加酸充分溶解。考点二金属的冶炼方法题组一金属的冶炼1.下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是()选项金属存在形式冶炼方法A锰化合态锰的熔点高，利用铝热法冶炼B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态用CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物D钠化合态钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和食盐水的方法冶炼答案D解析钠一般是用电解熔融NaCl的方法来制取的，电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。2.下列说法不正确的是()A.工业上通过电解熔融氯化钠制备金属钠和氯气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涉及氧化还原反应D.MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅烧))MgOeq\o(→,\s\up7(电解))Mg答案D解析电解熔融NaCl生成Na和Cl2，A正确；电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应，C正确；工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO，D错误。3.(2021·沈阳模拟)《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，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.生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工答案C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；熟铁比生锈质地更软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，故B正确；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错误；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中的氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。题组二铝热反应4.利用如图装置做铝热反应实验，下列说法不正确的是()A.该反应的化学方程式是2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋Al2O3B.该反应会产生高温，发出强光C.根据铝热反应的原理，可以冶炼某些金属D.若反应中转移3mol电子，消耗氧化剂的物质的量是1mol答案D解析A项，铝是活泼金属，高温条件下可置换出氧化铁中的铁，正确；B项，铝热反应放出大量的热，产生高温、发出强光，正确；C项，高熔点的金属可采用铝热法冶炼，正确；D项，铁元素的化合价从＋3价降低到0价，因此1molFe2O3在反应中得到6mol电子，则若反应中转移3mol电子，消耗氧化剂的物质的量是0.5mol，错误。5.(1)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有________(填字母)。A.KClB.KClO3C.MnO2D.Mg(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与铝粉进行铝热反应。①引发铝热反应的操作是_________________________________________。②产物中单质是________(写名称)。答案(1)BD(2)①加少量KClO3，插上镁条并点燃②铁❶金属活动性顺序与冶炼方法的关系❷冶炼Mg时电解熔融MgCl2而不电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。❸冶炼Al时只能电解熔融Al2O3而不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。考点三铜及其化合物的性质与制备题组一铜及其化合物的性质与应用1.(2021·试题重组)在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是()A.Cu2(OH)2CO3eq\o(→,\s\up7(△))CuOeq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))CuCl2(aq)B.CuOeq\o(→,\s\up7(H2O))Cu(OH)2eq\o(→,\s\up7(葡萄糖溶液))Cu2OC.Cu2(OH)2CO3eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))CuCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(Na))Cu(s)D.Cu2S(s)eq\o(→,\s\up7(O2(g)),\s\do5(煅烧))Cu(s)eq\o(→,\s\up7(HCl(aq)))CuCl2(aq)答案A解析CuO与水不反应，B错误；Na与CuCl2溶液生成Cu(OH)2，得不到Cu，C错误；Cu与盐酸不反应，D错误。2.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解析浓硫酸与铜反应后浓度仍较高，不能把水加入反应容器中，A错误；Cu与Cl2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CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误。题组二铜及其化合物的制备3.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1molCuS则消耗3molO2B.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，2CuS＋3O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，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沉淀而除去，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.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____________(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等金属答案(1)cd(2)3Cu2O＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋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)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。铜的冶炼“两方法”❶湿法炼铜：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。❷高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up7(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑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，失电子变成Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。考点四无机非金属材料题组一传统无机非金属材料1.(2021·合肥模拟)《天工开物》记载：“凡埏泥造瓦，掘地二尺余，择取无沙黏土而为之”“凡坯既成，干燥之后，则堆积窖中燃薪举火”“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”。下列说法错误的是()A.沙子和黏土的主要成分为硅酸盐B.“燃薪举火”使黏土发生了复杂的物理和化学变化C.烧制后自然冷却成红瓦，浇水冷却成青瓦D.黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料答案A解析沙子的主要成分为二氧化硅，二氧化硅是氧化物，不属于硅酸盐，A项错误；黏土烧制成瓦的过程中发生了复杂的物理和化学变化，B项正确；由“浇水转釉(主要为青色)，与造砖同法”可知，C项正确；黏土是制作砖瓦和陶瓷的主要原料，D项正确。2.(2021·1月湖北适应性考试)水泥是人类最伟大的发明之一，主要成分为硅酸三钙(3CaO·SiO2)。将其与适量的水反应，形成相互交联的结构，反应式如下2(3CaO·SiO2)＋6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca(OH)2ΔH＜0但是，需要避免交联过程热膨胀及产生的水蒸气在建筑结构中造成空隙。我国三峡大坝的建设者在全世界首创了以冰代水的浇灌方法，有效解决了这一问题，保证了大坝建筑质量。下列说法错误的是()A.水泥由黏土和石灰石等研磨、煅烧制得B.水泥生产过程中加入石膏，可以调节水泥的硬化速率C.水的作用是提供结晶水以稳定交联结构D.以冰代水的优点是减少了热膨胀及水蒸气的产生答案C解析A.水泥由黏土和石灰石等混合、研磨，经高温煅烧制得，正确；B.水泥生产过程中加入石膏的目的是为了调节水泥的凝结硬化速率，从而调整水泥的凝结时间，正确；C.水与硅酸三钙发生化学反应，生成的产物形成相互交联的结构，错误；D.以冰代水可吸收反应放出的热量，减少了热膨胀及水蒸气的产生，保证了建筑质量，正确。题组二新型无机非金属材料3.(2021·金华模拟)碳纳米管，又名巴基管，是一种具有特殊结构的一维量子材料，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入，其广阔的应用前景也不断地展现出来。下列关于纳米管说法不正确的是()A.纳米管孔径较大，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性B.碳纳米管拥有极高的熔点C.纳米管是一种新型有机纳米材料D.纳米管可以由石墨烯在特定条件下卷曲而成答案C解析A.纳米管孔径较大，有很强的吸附作用，可以掺杂各种金属原子，体现特殊的催化活性，故A正确；B.碳纳米管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳－碳σ键结合起来，所以熔点高，故B正确；C.纳米碳管只由碳原子构成，属于单质，不是有机化合物，故C错误；D.碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，故D正确。硅及其化合物用途的易错点❶用作半导体材料的是晶体硅而不是SiO2，用于制作光导纤维的是SiO2而不是Si，计算机芯片的成分是晶体硅而不是SiO2。❷水晶、石英、玛瑙、硅石的主要成分是SiO2而不是硅酸盐。❸晶体硅、晶体二氧化硅、新型陶瓷(如SiC)、压电陶瓷、超导陶瓷、碳纳米材料等均为新型无机非金属材料。微专题13两种化合物呈两性的金属——Zn和Be【核心归纳】1.铍、铝、锌及其化合物性质的相似性与酸反应与碱反应单质BeBe＋2H＋=Be2＋＋H2↑Be＋2NaOH=Na2BeO2＋H2↑Al2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑ZnZn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑Zn＋2NaOH=Na2ZnO2＋H2↑氧化物BeOBeO＋2H＋=Be2＋＋H2OBeO＋2NaOH=Na2BeO2＋H2OAl2O3Al2O3＋6H＋=2Al3＋＋3H2OAl2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OZnOZnO＋2H＋=Zn2＋＋H2OZnO＋2NaOH=Na2ZnO2＋H2O氢氧化物Be(OH)2Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2OAl(OH)3Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OZn(OH)2Zn(OH)2＋2H＋=Zn2＋＋2H2OZn(OH)2＋2NaOH=Na2ZnO2＋2H2O2.含铍物质的转化关系Be2＋eq\o(→,\s\up7(OH－))Be(OH)2eq\o(→,\s\up7(OH－))BeOeq\o\al(2－,2)BeOeq\o\al(2－,2)eq\o(→,\s\up7(H＋))Be(OH)2eq\o(→,\s\up7(H＋))Be2＋上述转化反应的离子方程式Be2＋＋2OH－=Be(OH)2；Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O；BeOeq\o\al(2－,2)＋2H＋=Be(OH)2；Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O。3.含锌物质的转化关系Zn2＋eq\o(→,\s\up7(OH－))Zn(OH)2eq\o(→,\s\up7(OH－))ZnOeq\o\al(2－,2)ZnOeq\o\al(2－,2)eq\o(→,\s\up7(H＋))Zn(OH)2eq\o(→,\s\up7(H＋))Zn2＋(1)可溶性锌盐(如ZnSO4)①与强碱溶液反应：与少量NaOH溶液反应：Zn2＋＋2OH－=Zn(OH)2↓与足量NaOH溶液反应：Zn2＋＋4OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋2H2O②与Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀(2)Na2ZnO2与盐酸反应少量Na2ZnO2＋2HCl=Zn(OH)2↓＋2NaCl足量Na2ZnO2＋4HCl=ZnCl2＋2NaCl＋2H2O与CO2反应少量Na2ZnO2＋H2O＋CO2=Zn(OH)2↓＋Na2CO3足量Na2ZnO2＋2H2O＋2CO2=Zn(OH)2↓＋2NaHCO3【专题精练】1.铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，已知反应：BeCl2＋Na2BeO2＋2H2O=2NaCl＋2Be(OH)2↓能完全进行，则下列推断正确的是()A.Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液B.因BeCl2水溶液的导电性强，故BeCl2是离子化合物C.常温下Na2BeO2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物为BeOD.常温下BeCl2溶液的pH＞7，将其蒸干并灼烧后得到的残留物是BeCl2答案A解析铝、铍及其化合物具有相似的化学性质，Be(OH)2与Al(OH)3性质相似，Be(OH)2既能溶于盐酸，又能溶于NaOH溶液，A正确；BeCl2与AlCl3结构相似，均为共价化合物，B错误；Na2BeO2溶液蒸干灼烧后得到Na2BeO2，C错误；常温下BeCl2溶液的pH＜7，蒸干并灼烧后得到的残留物是BeO，D错误。2.锌和铝都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸溶液，又能溶于强碱溶液，但是Al(OH)3不溶于氨水，而Zn(OH)2能溶于氨水，生成[Zn(NH3)4]2＋。回答下列问题：(1)单质铝溶于NaOH溶液后，溶液中铝元素的存在形式为________(用化学式表示)。(2)写出锌和NaOH溶液反应的离子方程式：__________________________________________________________。(3)写出可溶性铝盐和氨水反应的离子方程式：______________________________________________________________。试解释实验室不宜用可溶性锌盐与氨水反应制取氢氧化锌的原因：__________________________________________________________________。答案(1)AlOeq\o\al(－,2)(2)Zn＋2OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋H2↑(3)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)可溶性锌盐与氨水反应产生的Zn(OH)2可溶于过量氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的用量不易控制解析(1)Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2。(2)锌与NaOH溶液反应的离子方程式为Zn＋2OH－=ZnOeq\o\al(2－,2)＋H2↑。(3)可溶性铝盐与氨水反应生成Al(OH)3，反应的离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，因Zn(OH)2能溶于氨水，故在实验室里不能用可溶性锌盐与氨水反应制取Zn(OH)2。1.(2021·河北卷)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是()A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3答案C解析A.钢是铁、碳合金，以铁为主，故A正确；B.钢的硬度和脆性随着含碳量的增大而增大，所以含碳量越高，硬度和脆性越大，故B正确；C.生铁含碳量较高，属于铁、碳合金，合金的熔沸点比成分金属低，故C错误；D.工业炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3，故D正确。2.(双选)下列说法正确的是()A.(2021·全国卷Ⅱ)CuCl2溶液中通入H2S：Cu2＋＋S2－=CuS↓B.(2021·山东卷)NaAlO2溶液中通入过量CO2：2AlOeq\o\al(－,2)＋CO2＋3H2O=2Al(OH)3↓＋COeq\o\al(2－,3)C.(2021·山东卷)除去MgO中的Al2O3的实验方法是加入过量NaOH溶液，过滤、洗涤、干燥D.(2021·浙江1月选考)生物炼铜中通常利用某些细菌把不溶性的硫化铜转化为可溶性铜盐答案CD解析H2S为弱酸，不能拆写成H＋和S2－，A项错误；向NaAlO2溶液中通过量CO2生成Al(OH)3和NaHCO3，得到HCOeq\o\al(－,3)而不是COeq\o\al(2－,3)，B项错误；MgO与NaOH溶液不反应，Al2O3能与NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2、故可用NaOH溶液除去MgO中的Al2O3，C项正确；某种能耐受铜盐毒性的细菌，利用空气的O2氧化硫化铜矿石，把不溶性硫化铜转化为可溶性的铜盐，此法为生物炼铜，D项正确。3.(2020·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答案C解析孔雀石、蓝铜矿的主要成分均能与酸反应，C错误。4.(2020·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，可用于净水答案D解析铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活泼性无关，A项错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝熔融状态下能导电，与熔点高无关，B项错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关，C项错误；明矾中的Al3＋可以水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D项正确。5.下列说法正确的是()A.(2021·广东卷)用氢氟酸刻蚀石英制作艺术品的原因是氢氟酸可与SiO2反应B.(2021·浙江6月选考)硅酸钠是一种难溶于水的硅酸盐C.(2020·浙江7月选考)单晶硅和石英互为同素异形体D.(2020·浙江1月选考)二氧化硅导电能力强，可用于制造光导纤维答案A解析Na2SiO3能溶于水，B错误；单晶硅是单质，石英的主要成分是SiO2，二者不是同素异形体，C错误；二氧化硅不导电，D错误。6.化学与生活密切相关。下列叙述错误的是()A.(2019·全国卷Ⅲ)高纯硅可用于制作光感电池B.(2019·全国卷Ⅲ)活性炭具有除异味和杀菌作用C.(2019·天津卷)无水CoCl2呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水D.(2019·浙江4月选考)天然石英和水晶的主要成分都是二氧化硅答案B解析活性炭具有吸附性，能除异味，但不能杀菌消毒，B项错误。1.(2021·广州模拟)化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是()A.“超级钢”属于合金B.合金的熔点比各成分金属的高C.储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题D.不锈钢在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能力答案B解析A.钢为铁的合金，则“超级钢”属于合金，A正确；B.合金的熔点比各成分金属的低，B错误；C.氢气为气体，不易储存和运输，则储氢金属可用于解决氢能储存和运输难题，C正确；D.不锈钢是以铁、铬为主，再添加如镍、锰、钼等元素冶炼而成的合金，从而性能高，在大气中比较稳定，不容易生锈，有很强的抗腐蚀能力，D正确。2.明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷淀，毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)。下列说法不正确的是()A.倭铅是指金属锌和铅的混合物B.煤炭中起作用的主要成分是CC.冶炼Zn的化学方程式：ZnCO3＋2Ceq\o(=,\s\up7(高温))Zn＋3CO↑D.该冶炼锌的方法属于热还原法答案A解析由题意可知，倭铅是指金属锌，不是混合物，A错误；煤炭的主要成分是碳，反应中碳作还原剂，B、C、D均正确。3.(2021·肇庆模拟)化学与生活、人类生产、社会发展密切相关，下列有关化学知识的说法错误的是()A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” B.“中国天眼”的镜片材料为SiC，属于新型无机非金属材料 C.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性 D.北斗导航专用ASIC硬件结合国产处理器打造出一颗“中国芯”，其主要成分为SiO2答案D解析A.二氧化硅具有良好的光学特性，光导纤维主要成分为二氧化硅，可与强碱反应而“断路”，故A正确；B.SiC属于共价晶体，熔点高、硬度大，是新型无机非金属材料，故B正确；C.“蛟龙”号潜水器所使用的钛合金材料具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性，叙述正确，故C正确；D.晶体硅为良好的半导体，是制造芯片的主要材料，二氧化硅不具有此用途，故D错误。4.(2021·海口模拟)陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果关系的是()选项陈述Ⅰ陈述ⅡA储氢合金可用于以H2为燃料的汽车合金的熔点低，硬度大B浓硫酸在加热条件下与铜反应浓硫酸具有脱水性CAl2O3常用作耐火、耐高温材料Al2O3的熔点高DFeCl3溶液可用作蚀刻铜电路板FeCl3溶液显酸性答案C解析A.储氢合金储氢过程生成金属氢化物，与合金的物理性质无关，所以储氢合金与合金的熔点、硬度无关，故A错误；B.浓硫酸具有强氧化性，能氧化Cu，所以浓硫酸在加热条件下与铜反应，与浓硫酸具有脱水性无关，故B错误；C.具有高熔点的物质可以作耐火材料，Al2O3的熔点高，常用作耐火、耐高温材料，故C正确；D.FeCl3溶液能把Cu氧化为铜离子，与FeCl3溶液显酸性无关，故D错误。5.下列说法正确的是()A.铝、铁、铜相比较，铜元素在自然界中的含量最低、铁元素含量最高B.Al2O3、MgO可用作耐高温材料，二氧化硅是生产光纤制品的基本原料C.工业上采用电解熔融态Al2O3、MgO的方法冶炼Al、MgD.用钨作灯丝是因为其易导电答案B解析A项，自然界中铝元素的含量比Fe、Cu高；C项，冶炼Mg不是通过电解熔融的MgO，而是通过电解熔融的无水MgCl2；D项，钨作灯丝是因为其熔点高。6.(2021·江苏镇江中学高三期中)下列有关化学反应的叙述正确的是()A.高温下，Na可从TiCl4溶液中置换出金属TiB.高温下，高炉炼铁中加入石灰石作用是造炉渣C.高温下，碳酸钙分解放出气体，同时放出大量的热D.高温下，Fe遇浓H2SO4发生钝化答案B解析A项，Na加入到TiCl4溶液中会与水反应，不能置换出金属Ti，Na可从熔融的TiCl4中置换出金属Ti，错误；B项，高温下，高炉炼铁中加入石灰石作用是与铁矿石中的二氧化硅反应，生成炉渣而除去，正确；C项，高温下，碳酸钙分解是吸热反应，错误；D项，常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，高温下铁与浓硫酸会发生反应，错误。7.(2021·江苏徐州一中高三期末)单质在生产生活中有广泛应用。下列单质的性质与用途具有对应关系的是()A.铝具有延展性，可用于冶炼金属B.钠的金属性比钾强，金属钠可与熔融KCl反应制得金属钾反应制取TiC.铅具有还原性和导电性，可用作铅蓄电池的负极材料D.晶体硅熔点高硬度大，可用于制造半导体材料答案C解析本题以单质的应用为载体，考查铝、钠、硅等单质的性质和用途等。A项，铝具有延展性，可用于食品、药品的包装，错误；B项，钠的金属性比钾弱，钠能置换钾是因为钾的沸点比钠低，变成钾蒸气离开反应体系，使反应得以进行，错误；C项，铅具有还原性和导电性，可用作铅蓄电池的负极材料，Pb失去电子和硫酸根结合生成硫酸铅，正确；D项，硅元素位于金属和非金属元素之间，具有金属和非金属的性质，常用于制造半导体材料，错误。8.(2021·大兴模拟)CuCl2是一种可用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品。将铜粉加入稀盐酸中，并持续通入空气，在Fe3＋的催化作用下可生成CuCl2(过程如图所示)。下列说法不正确的是()A.Fe3＋可循环使用B.过程Ⅰ的反应为：2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋C.过程Ⅱ中氧化剂为Fe2＋D.该过程总反应为：2Cu＋O2＋4H＋=2Cu2＋＋2H2O答案C解析A.反应过程中，Fe3＋与Fe2＋间是循环转化的，所以Fe3＋可循环使用，故A正确；B.由图可知，过程Ⅰ中Fe3＋和单质Cu反应，生成了Fe2＋和Cu2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋，故B正确；C.过程Ⅱ发生的主要反应为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，其中氧化剂为O2，故C错误；D.反应过程中，Fe3＋与Fe2＋间是循环转化的，整个过程是Cu、H＋与O2的反应，生成Cu2＋和H2O，所以上述过程的总反应式为2Cu＋O2＋4H＋=2Cu2＋＋2H2O，故D正确。9.(2020·济南二模)用含铁废铜制备胆矾的流程如图所示。eq\x(含铁废铜)eq\o(→,\s\up7(＋A),\s\do5())eq\x(Ⅰ)eq\o(→,\s\up7(＋H2O2),\s\do5())eq\x(Ⅱ)eq\o(→,\s\up7(＋Cu2（OH）2CO3))eq\x(\a\al(Ⅲ,pH＝3))→eq\o(→,\s\up7(加热煮沸),\s\do5(（时间稍长）))eq\x(Ⅳ)eq\o(→,\s\up7(过滤))eq\x(\a\al(Ⅴ,滤液))eq\o(→,\s\up7(＋H2SO4),\s\do5(系列操作))eq\x(\a\al(Ⅵ,胆矾晶体))下列说法中错误的是（）A.物质A可选用盐酸B.Ⅰ中加H2O2的目的是溶解铜并将Fe2＋氧化为Fe3＋C.长时间煮沸Ⅲ中悬浊液的目的是充分聚沉Fe（OH）3D.“系列操作”包括蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤答案A解析含铁废铜制备胆矾，首先将金属溶解，A为稀硫酸，溶解除铜以外的其他金属；再加入强氧化性的过氧化氢，将铜溶解，同时将存在的Fe2＋氧化为Fe3＋，加入Cu2（OH）2CO3，调节溶液的pH，将Fe3＋变成氢氧化铁沉淀除去；最后进行过滤，滤液中剩余的阳离子主要有Cu2＋，阴离子有SOeq\o\al(2－,4)，加硫酸的目的是抑制Cu2＋的水解，进行蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤得到产品胆矾。由以上分析可知，A错误。10.（2020·青岛一模改编）氯化亚铜为白色粉末状固体，难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，可用作催化剂、杀菌剂、媒染剂等。工业以硫化铜精矿为原料，制备氯化亚铜的流程如图：eq\x(\a\al(硫化铜,精矿))eq\o(→,\s\up7(焙烧),\s\do5(①))eq\o(→,\s\up7(硫酸浸出),\s\do5(②))eq\x(溶液)eq\o(→,\s\up7(Na2SO3、NaCl),\s\do5(③))eq\x(沉淀)eq\o(→,\s\up7(盐酸、乙醇洗涤),\s\do5(④))eq\x(\a\al(氯化,亚铜))下列说法中错误的是（）A．步骤①焙烧产生的有毒气体可用碱液吸收B．步骤②所用硫酸浓度越大浸出速率越快C．步骤③离子方程式：2Cu2＋＋2Cl－＋SOeq\o\al(2－,3)＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋D．步骤④用乙醇洗涤的目的是使CuCl尽快干燥，防止被空气氧化答案B解析步骤①焙烧硫化铜，产生的有毒气体SO2可用碱液吸收，A正确；步骤②所用硫酸浓度过大，会对后续加入Na2SO3还原Cu2＋产生干扰，B错误；在硫酸铜中加入Na2SO3和NaCl，倾出清液，抽滤得CuCl沉淀发生氧化还原反应，反应的离子方程式为2Cu2＋＋SOeq\o\al(2－,3)＋2Cl－＋H2O=2CuCl↓＋SOeq\o\al(2－,4)＋2H＋，C正确；由题中信息可知，氯化亚铜难溶于水和乙醇，潮湿时易被氧化，因此，步骤④用乙醇洗涤的目的有利加快去除CuCl表面水分，防止其被空气中的氧气氧化，D正确。11.（2021·南阳模拟）铜是生产和生活中用量较多的金属。（1）下列有关铜元素的说法中，不正确的是（填字母）。A.青铜、不锈钢、硬铝都是合金B.铜表面易形成致密的氧化膜C.铜与O2反应生成黑色的CuOD.CuSO4·5H2O是一种混合物，加热后变为白色固体（2）某化学小组为测定某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：m1g铜铝混合物eq\o(→,\s\up7(足量稀硝酸),\s\do5(充分反应))测得生成气体的体积为VL方案Ⅱ：m1g铜铝混合物eq\o(→,\s\up7(足量NaOH溶液),\s\do5(充分反应))测得剩余固体的质量为m2g①请写出方案Ⅰ中铜与稀硝酸反应的离子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________。该方案中稀硝酸表现出来的性质是（填字母）。A.挥发性 B.酸性C.氧化性 D.还原性②方案Ⅱ比方案Ⅰ更易于实施，理由是_______________________________________________________________________________________________。请写出方案Ⅱ中发生反应的化学方程式____________________________________________________________________________________________________________，该反应产生气体在标准状况下的体积为（用含m1、m2的代数式表示）。答案（1）BD（2）①3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OBC②称量操作简单易行2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑eq\f(11.2（m1－m2）,9)L解析（1）A.青铜是铜锡合金、不锈钢是铁铬、镍合金、硬铝是铝硅、镁等形成的合金，故A正确；B.铜生成碱式碳酸铜，其为盐不是氧化物，故B错误；C.铜与O2反应生成氧化铜，为黑色固体，故C正确；D.CuSO4·5H2O为纯净物，加热后变为白色的固体CuSO4，故D错误；（2）①铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；反应中硝酸根离子中氮元素部分化合价降低，表现氧化性，部分化合价不变表现酸性，故选：BC；②测量气体的体积不如测量固体的质量简单易操作，所以方案Ⅱ比方案Ⅰ更易于实施，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式：2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑；溶于氢氧化钠反应后得到固体质量为m2g，（m1－m2）g为铝的质量，根据得失电子守恒，该反应产生气体在标准状况下的体积为eq\f(\f(（m1－m2）g,27g/mol)×3,2)×22.4L/mol＝eq\f(11.2（m1－m2）,9)L。12.某课外兴趣小组探究利用废铜屑制取CuSO4溶液，设计了以下几种实验方案。完成下列填空：（1）方案一：以铜和浓硫酸反应制备硫酸铜溶液。方案二：将废铜屑在空气中灼烧后再投入稀硫酸中。和方案一相比，方案二的优点是_______________________________________________________________________________________________________________________________________；方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体，再加入稀硫酸依然不溶解，该固体为。（2）方案三的实验流程如图所示。溶解过程中有气体放出，该气体是。随着反应的进行，生成气体速率加快，推测可能的原因是_________________________________________________________________________________________________________________。设计实验证明你的推测：_______________________________________________________________________________________________________________。（3）方案四的实验流程如图所示。为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质的量之比应为；对方案四进行补充完善，设计一个既能防止污染，又能实现物料循环的实验方案（用流程图表示。）答案（1）不产生污染空气的SO2气体，制取等量的CuSO4溶液，消耗的硫酸量少Cu（2）O2反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，观察产生气泡的速率是否加快（3）3∶2解析（1）第一个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成空气污染；第二个方案中铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和硫酸反应产生硫酸铜和水，因此反应过程中没有污染物，且原料的利用率高。方案二的实验中，发现容器底部残留少量紫红色固体为铜，不溶于稀硫酸。（2）方案三中H2O2发生分解反应生成O2；随着反应的进行，生成气体速率加快，可能是反应产生的Cu2＋对H2O2分解有催化作用；取H2O2溶液，向其中滴加CuSO4溶液，如果产生气泡的速率加快，则证明Cu2＋对H2O2分解有催化作用。（3）根据离子方程式：3Cu＋2NOeq\o\al(－,3)＋8H＋=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，反应消耗2mol硝酸，生成3mol硫酸铜，故为了得到较纯净的硫酸铜溶液，硫酸和硝酸的物质量之比应为3∶2；设计实验方案时，为防止NO污染空气，应通入空气氧化NO为NO2，用水吸收后，生成的HNO3再循环利用。13.金属Ti（钛）是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下：下列有关三种金属的说法正确的是（）金属TiMgCu金属表面现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快无变化A.三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、CuB.若钛粉中混有Mg提纯Ti时可用稀盐酸除去MgC.用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径D.Cu和稀盐酸不发生化学反应答案D解析相同温度下，不同金属分别加入相同浓度的稀盐酸中，金属性越强，金属与酸反应置换出氢气越容易，生成氢气速率越快，根据表中生成氢气快慢顺序知，金属性强弱顺序是Mg＞Ti＞Cu，A错误；Ti、Mg都和稀盐酸反应生成氢气，所以不能用稀盐酸除去Ti中的Mg，B错误；钛（Ti）是一种昂贵的金属，用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu来制取铜，成本太高，在工业上是不可取的，C错误；根据实验现象知，Cu和稀盐酸不反应，D正确。14.（2021·漳州模拟）胆矾晶体（CuSO4·5H2O）中4个水分子与铜离子形成配位键，另一个水分子只以氢键与相邻微粒结合。某兴趣小组称取2.500g胆矾晶体，逐渐升温使其失水，并准确测定不同温度下剩余固体的质量，得到如图所示的实验结果示意图。以下说法正确的是（）A.晶体从常温升至105℃的过程中只有氢键断裂B.受热过程中，胆矾晶体中形成配位键的4个水分子同时失去C.120℃时，剩余固体的化学式是CuSO4D.按胆矾晶体失水时所克服的作用力大小不同，晶体中的水分子所处化学环境可以分为3种答案D解析A.由信息可知，胆矾晶体另一个水分子只以氢键与相邻微粒结合，所以只有氢键断裂，说明失去一个结晶水，而胆矾（CuSO4·5H2O）的相对分子质量为250，如果失去1个水，则剩下232，所以2.500g的胆矾如果只有氢键断裂，剩下的质量为2.32g，而升至105℃时固体质量是2.14g，所以不只有氢键断裂，还有配位键断裂，故A错误；B.由图可知明显不是同时失去，而是分三阶段失水，故B错误；C.120℃时，剩下固体是1.78g，而失去4个水之后相对分子质量就是178，所以剩余固体的化学式是CuSO4·H2O，故C错误；D.因为固体质量就是分三次降低的，所以晶体中的水分子所处化学环境可以分为3种，故D正确。15.（2021·沈阳模拟）某小组同学利用下列实验探究金属铝与不同铜盐溶液的反应：实验实验方案现象1向5mL1mol/LCuSO4溶液中加入用砂纸打磨过的铝片铝片表面无明显现象，20min后铝片表面有极少气泡，且有很少量红色物质生成2向5mL1mol/LCuCl2溶液中加入用砂纸打磨过的铝片铝片表面有气泡产生，同时有红色物质析出，1min后反应进一步加快，放出大量的热，有少量黑色固体生成。一段时间后烧杯底部出现白色沉淀（1）打磨铝片的目的是_________________________________________________。（2）实验中出现的红色物质是。（3）实验2中“1min后反应进一步加快”的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）经检验实验1、2中产生的无色气体是H2，黑色固体为CuO，试用离子方程式解释H2产生的原因______________________________________________________________________________________________________________，用文字简述黑色固体产生的原因________________________________________________________________________________________________________。（5）依据上述实验1、2现象推测并判断，用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2mol·L－1的盐酸和硫酸反应，反应速率：前者比后者（填“快”或“慢”）。（6）经证明实验2中白色沉淀的化学成分为CuCl。某同学猜测可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，因为Cu具有性。依据猜测他进行了如下实验：取Cu粉与适量1mol/LCuCl2溶液混合，一段时间后观察无白色沉淀产生。该同学再次分析Al与CuCl2溶液反应的实验现象，改进实验方案，证明了Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，他的改进方法为___________________________________________________________________。答案（1）除去表面的氧化物膜（2）铜（或Cu）（3）Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率（4）Cu2＋＋2H2OCu（OH）2＋2H＋、2Al＋6H＋=3H2↑＋2Al3＋Cu2＋水解生成的Cu（OH）2受热分解生成黑色的CuO（5）快（6）还原加热后观察现象。解析（1）打磨铝片可以除去表面的氧化物薄膜；（2）铝的活泼性比铜强，能够置换出硫酸铜溶液中的铜，因此实验中出现的红色物质是铜；（3）1min后，置换出来的Cu和Al在酸性条件下形成原电池，加快反应速率；（4）CuSO4是强酸弱碱盐，水解后溶液显酸性，金属铝能够与酸反应放出氢气，则发生反应的相关方程式为Cu2＋＋2H2OCu（OH）2＋2H＋、2Al＋6H＋=3H2↑＋2Al3＋；反应过程中放出的热量使水解生成的氢氧化铜分解为黑色的氧化铜；（5）实验1水解生成硫酸，反应速率慢，实验2水解生成盐酸，反应速率快，因此用砂纸打磨后的铝片分别与H＋浓度均为0.2mol·L－1的盐酸和硫酸反应，盐酸反应速率快；（6）铜是活泼性差一点的金属，但反应中仍能够失去电子，体现还原性，因此猜测Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl是合理的，铝和氯化铜溶液反应过程中有白色沉淀生成，反应过程放出大量热，证明了Cu与CuCl2溶液反应生成CuCl，可以加热观察是否生成白色沉淀，若加热出现白色沉淀说明Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl，若不出现白色沉淀说明Cu与CuCl2溶液不能反应生成CuCl。热点强化练6工艺流程中的热点金属1.我国电池的年市场消费量约为80亿只，其中70%是锌锰干电池，某工艺利用软锰矿（主要成分MnO2，含少量Al2O3和SiO2）和闪锌矿（主要成分是ZnS，含少量FeS、CuS、CdS）为原料制备MnO2和Zn，其流程如图。已知：Ⅰ.矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中。Ⅱ.各种金属离子完全沉淀的pH如表。Zn2＋Mn2＋Fe2＋Fe3＋Al3＋pH8.010.19.03.24.7下列说法中不正确的是（）A.滤渣A主要成分：S和SiO2B.适量金属锌是为了回收金属Cu和CdC.步骤③中，加入物质X可以是MnO2，调pH：4.7≤pH＜8.0D.上述流程中，可以循环使用的物质有H2SO4答案C解析根据矿石中所有金属元素均以离子形式进入滤液A中，SiO2不溶于硫酸，MnO2具有氧化性，酸性条件下可将硫化物氧化为单质硫，知滤渣A主要成分为SiO2和S，A项正确；滤液A中金属离子为Zn2＋、Mn2＋、Al3＋、Fe3＋、Cu2＋、Cd2＋，结合后续流程知，加入锌粉主要发生Zn与Fe3＋、Cu2＋、Cd2＋的反应：Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋2Fe2＋、Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu、Zn＋Cd2＋=Zn2＋＋Cd，故加入适量金属锌的目的是回收Cu和Cd，B项正确；根据工艺流程图知，加入物质X的作用是调节pH，沉淀Al3＋、Fe3＋，而不是沉淀Mn2＋、Zn2＋，因此控制pH的范围为4.7≤pH，但pH值应小于Zn2＋开始沉淀时的pH值，不是小于Zn2＋沉淀完全时的pH，即不是pH<8.0，则加入的物质X可为MnO，C项错误；电解滤液C时发生反应：MnSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))MnO2＋H2↑＋H2SO4、2ZnSO4＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(通电))2Zn＋O2↑＋2H2SO4，生成的H2SO4可以返回步骤①循环使用，D项正确。2.（2021·深圳二调）氧化铍（BeO）在航天航空等领域有着广泛的应用。一种以预处理后的硅铍矿（主要含BeO、Fe2O3、SiO2和FeO等）为原料提取BeO的流程如图所示：已知：Be（OH）2具有两性，在强碱性溶液中可转化为BeOeq\o\al(2－,2)。下列说法错误的是（）A.“酸浸”步骤所得“滤渣①”的主要成分为SiO2B.“滤液②”经处理后可获得副产品Na2SO4·10H2OC.“碱溶”时，主要反应为Be（OH）2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2OD.“水解”时，适当增大溶液pH有利于提高BeO的提取率答案D解析流程分析如下：由以上分析可知，A项、C项正确；“滤液②”含Na2SO4，经处理可得Na2SO4·10H2O，B项正确；“水解”时发生的反应是BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2OBe（OH）2＋2OH－，增大溶液pH，c（OH－）增大，抑制BeOeq\o\al(2－,2)的水解，故D项错误。3.（2021·德州模拟）黏土钒矿（主要成分为钒的＋3、＋4、＋5价的化合物以及SiO2、Al2O3等）中钒的化合物溶于酸后多以VO＋、VO2＋、VOeq\o\al(＋,2)形式存在，采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备V2O5。已知：V2O5在碱性条件下以VOeq\o\al(－,3)形式存在。以下说法正确的是（）A.“酸浸氧化”中欲使3molVO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)，至少需要1molKClO3B.滤液1中主要的阴离子有AlOeq\o\al(－,2)和VOeq\o\al(－,3)C.“煅烧”时需要的仪器主要有蒸发皿、玻璃棒、三脚架、酒精灯D.“煅烧”时，NH4VO3受热分解：2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(高温))V2O5＋2NH3↑＋H2O答案D解析A.“酸浸氧化”中欲使3molVO2＋被氧化成VOeq\o\al(＋,2)，由电子守恒可知需要KClO3为eq\f(3mol×（5－4）,[5－（－1）])＝0.5mol，故A错误；B.V2O5在碱性条件下以VOeq\o\al(－,3)形式存在，滤液1中主要的阴离子有OH－、AlOeq\o\al(－,2)和VOeq\o\al(－,3)，故B错误；C.“煅烧”时需要的仪器主要有坩埚、泥三角、三脚架、酒精灯和玻璃棒，故C错误；D.沉钒生成NH4VO3，煅烧时NH4VO3受热分解，发生2NH4VO3eq\o(=,\s\up7(高温))V2O5＋2NH3↑＋H2O，故D正确。4.（2021·聊城模拟）诺贝尔化学奖曾授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子二次电池正极铝钴膜主要含有LiCoO2、Al等，处理该废料的一种工艺如图所示，下列说法不正确的是（）A.酸溶时H2O2做还原剂，且温度不宜过高B.加氨水调pH的目的是除铝C.沉钴的离子方程式为：Co2＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)=CoC2O4↓D.在空气中加热4.41gCoC2O4得到钴的氧化物2.41g，则该氧化物的化学式为Co3O4答案B解析A.“酸溶”时加入H2O2的目的是将LiCoO2中的Co（Ⅲ）还原为＋2价，为还原剂，故A正确；B.调节pH后所得滤渣主要为LiOH，故B错误；C.“沉钴”生成CoC2O4，离子方程式为Co2＋＋C2Oeq\o\al(2－,4)=CoC2O4↓，故C正确；D.取CoC2O4固体4.41g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物2.41g，n（CoC2O4）＝eq\f(4.41g,147g/mol)＝0.03mol，假设氧化物为Co3O4，由Co原子守恒其物质的量为0.01mol，则Co3O4的质量为0.01mol×241g/mol＝2.41g，故D正确。5.（2021·济南模拟）以某冶金工业产生的废渣（含Cr2O3、SiO2及少量的Al2O3）为原料，根据如图流程可制备K2Cr2O7。下列说法正确的是（）A.煅烧时没有发生氧化还原反应B.滤渣Ⅱ中的主要成分是Al（OH）3C.可循环使用的物质是CO2和Na2CO3D.由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入KOH答案C解析向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧，发生反应4Na2CO3＋2Cr2O3＋3O2eq\o(=,\s\up7(煅烧))4Na2CrO4＋4CO2，Na2CO3＋SiO2eq\o(=,\s\up7(煅烧))Na2SiO3＋CO2↑，Na2CO3＋Al2O3eq\o(=,\s\up7(煅烧))2NaAlO2＋CO2↑，“滤液Ⅰ”中含有Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2、Na2CO3，通入二氧化碳调pH，“滤渣Ⅱ”中的主要成分为Al（OH）3和H2SiO3，向Na2CrO4和Na2CO3溶液中加入硫酸，发生反应2Na2CrO4＋H2SO4=Na2Cr2O7＋Na2SO4＋H2O，Na2CO3＋H2SO4=Na2SO4＋CO2↑＋H2O，再向溶液中加入KCl固体，就会有K2Cr2O7晶体析出。由上述分析知，向废渣中加入碳酸钠和氧气并煅烧，反应中元素化合价发生变化，有氧化还原反应发生，A错误。“滤渣Ⅱ”中的主要成分为Al（OH）3和H2SiO3，B错误。由题图可知，CO2和Na2CO3均可循环使用，C正确。由Na2CrO4转化为K2Cr2O7的过程中需加入硫酸和KCl固体，Na2CrO4和H2SO4反应生成Na2Cr2O7，再加入KCl固体，就会有K2Cr2O7晶体析出，D错误。6.镓与铝同主族，曾被称为“类铝”，其氧化物和氢氧化物均为两性化合物。工业制备镓的流程如下图所示：下列判断不合理的是（）A.Al、Ga均处于第ⅢA族B.Ga2O3可与盐酸反应生成GaCl3C.Ga（OH）3可与NaOH反应生成NaGaO2D.酸性：Al（OH）3>Ga（OH）3答案D解析镓（Ga）与铝同主族，均处于第ⅢA族，A项正确；Ga2O3与Al2O3的性质相似，可与盐酸反应生成GaCl3，B项正确；Ga（OH）3与Al（OH）3的性质相似，能与NaOH溶液反应生成NaGaO2，C项正确；在NaAlO2和NaGaO2的混合液中通入适量CO2，只有Al（OH）3沉淀，而没有Ga（OH）3沉淀，根据强酸制弱酸的原理，Ga（OH）3的酸性强于碳酸，则酸性：Al（OH）3<Ga（OH）3，D项错误。7.（2021·高密模拟）工业生产中高锰酸钾广泛用作氧化剂。以二氧化锰为原料制取高锰酸钾晶体的流程如图，下列说法正确的是（）A.“灼烧”时使用石英坩埚B.“转化”过程中生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为1∶2C.母液中含有的溶质主要是KHCO3D.上述流程中可以循环利用的物质有3种答案C解析A.“灼烧”时，KOH能与SiO2反应，所以不能使用石英坩埚，故A错误；B.“转化”过程中发生反应的化学方程式为3K2MnO4＋4CO2＋2H2O=2KMnO4＋MnO2↓＋4KHCO3，所以KMnO4和MnO2的物质的量之比为2∶1，故B错误；C.化学方程式为3K2MnO4＋4CO2＋2H2O=2KMnO4＋MnO2↓＋4KHCO3，母液中含有的溶质主要是KHCO3，故C正确；D.上述流程中可以循环利用的物质，除去MnO2外，还有KHCO3分解生成的CO2，故D错误。8.（2022·北京十一校开学考）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图所示。已知浸出时产生的废渣中有SiO2、Fe（OH）3和Al（OH）3。下列说法错误的是（）A.浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl=MgCl2＋2NH3↑＋H2OB.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有NH3、NH4ClD.分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同答案B解析NH4Cl是强酸弱碱盐，NHeq\o\al(＋,4)水解使溶液显酸性：NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，MgCO3经煅烧后转化为MgO，浸出镁的过程中，氧化镁消耗H＋，使NHeq\o\al(＋,4)的水解平衡正向移动产生大量NH3·H2O，NH3·H2O分解产生NH3和H2O，A正确。浸出过程中，升高温度能增大浸出速率，沉镁若在高温条件下进行，NH3·H2O大量分解，沉镁率降低，故不宜采用高温条件，B错误。浸出过程中加入NH4Cl，故NH3和NH4Cl可以循环使用，C正确。浸出过程中Mg2＋以MgCl2的形式存在于浸出液中，Fe3＋、Al3＋以Fe（OH）3和Al（OH）3的形式存在于废渣中，则Fe3＋、Al3＋沉淀完全时的pH小于Mg2＋开始沉淀时的pH，则分离Mg2＋与Al3＋、Fe3＋是利用了它们氢氧化物Ksp的不同，D正确。9.（2021·菏泽模拟）从铜氨废液含[Cu（NH3）3·CO]＋、[Cu（NH3）2]＋、[Cu（NH3）4]2＋、NH3、CH3COO－、COeq\o\al(2－,3)等中回收铜的工艺流程如图。回答下列问题：（1）步骤（Ⅰ）中被氧化的元素是，由步骤（Ⅱ）可确定NH3与H＋的结合能力比与Cu2＋的（填“强”或“弱”）。（2）步骤（Ⅲ）“沉铜”时，发生的主要反应的离子方程式为____________________________________________________________________，利用Na2S溶液而不选用NaOH溶液“沉铜”的优点是______________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）步骤（Ⅳ）反应中，还原产物与氧化产物的物质的量之比为。（4）该流程中可以循环利用的物质是（填化学式）。（5）碱式氯化铜在400℃时能完全分解为CuO、H2O和HCl。为测定碱式氯化铜的组成进行如下实验：准确称取42.9g碱式氯化铜，加热到400℃使其完全分解，剩余固体32.0g，将生成的气体通过浓硫酸的洗气瓶，浓硫酸增重3.6g。碱式氯化铜的化学式。答案（1）Cu、C强（2）Cu2＋＋