第三章 學(xué)案16 用途廣泛的金屬材料
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1、高中化學(xué)學(xué)習(xí)資料整理總結(jié) 學(xué)案16 用途廣泛的金屬材料 [考綱要求] 1.了解金屬的通性及冶煉方法。2.了解合金的概念及重要應(yīng)用。 知識(shí)點(diǎn)一 金屬的性質(zhì) 1.金屬的物理性質(zhì) 金屬具有共同的物理性質(zhì)(金屬光澤、導(dǎo)電性、傳熱性、延展性等)。大多數(shù)金屬單質(zhì)呈________色,但________等少數(shù)金屬有特殊顏色。除____外,常溫下金屬都是固體。不同的金屬,密度相差較大,其中密度最小的金屬是____(0.534 g·cm-3),常見(jiàn)金屬中密度最大的是____(Pt,俗稱白金,21.45 g·cm-3)。金屬中硬度最大是____(Cr)。金屬的熔、沸點(diǎn)相差也很大,__
2、________的熔點(diǎn)都低于水的沸點(diǎn)(100℃),而熔點(diǎn)最高的____達(dá)到3 410 ℃。 金屬可分成重金屬和輕金屬(以單質(zhì)密度________g·cm-3為界)、有色金屬和黑色金屬(冶金工業(yè)中常用,鐵、鉻、錳是黑色金屬)、常見(jiàn)金屬和稀有金屬(根據(jù)含量)等。 2.金屬的化學(xué)性質(zhì) 金屬原子的最外層電子數(shù)一般______個(gè),在化學(xué)反應(yīng)中易失電子,因而常做________,表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性,其主要表現(xiàn)為: (1)易與O2、Cl2、Br2等非金屬反應(yīng); (2)大多數(shù)能與H2O反應(yīng); (3)大多數(shù)能與酸反應(yīng); (4)一般能與鹽溶液發(fā)生反應(yīng)。 問(wèn)題思考 1.怎樣判斷金屬活動(dòng)順序?金屬性
3、與電子得失的多少有關(guān)嗎? 2.金屬的冶煉與其單質(zhì)的使用早晚與什么有關(guān)?
4、 知識(shí)點(diǎn)二 合金 1.合金的定義 合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有________特性的物質(zhì)。 2.合金的性能 合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能,在許多方面不同于它的各成分金屬。 (1)多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)____。 (2)合金的
5、硬度一般比它的各成分金屬的硬度____。 問(wèn)題思考 3.合金是混合物,還是化合物?能否用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證? 3.
6、常見(jiàn)的合金 (1)我國(guó)最早使用的合金是________,銅合金的種類很多,除青銅外,常見(jiàn)的還有________(含Zn及少量Sn、Pb、Al等)和________(含Ni、Zn、Mn)。 (2)鐵的合金有生鐵和鋼,其中____是用量最大、用途最廣泛的合金。根據(jù)化學(xué)成分,可以把鋼分為兩大類:________和________。其中碳素鋼又可分為低碳鋼(含碳量低于0.3%)、中碳鋼(含碳量為0.3%~0.6%)和高碳鋼(含碳量高于0.6%),合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼。 (3)鎂鋁合金的強(qiáng)度大、硬度大,密度小,常用于飛機(jī)、火箭、輪船等制造業(yè)。 4.正確選用金屬材料 在進(jìn)行金屬材料的
7、選擇時(shí),常常要考慮以下幾個(gè)方面: (1)主要用途、外觀(即實(shí)用美觀)。 (2)價(jià)格、加工難度、日常維修、環(huán)境保護(hù)、物盡其用等。 (3)物理性質(zhì),如密度、硬度、強(qiáng)度、導(dǎo)熱性等;化學(xué)性質(zhì),如對(duì)水的作用,耐腐蝕性等。 一、金屬的活動(dòng)順序表的應(yīng)用 常見(jiàn)金屬的活動(dòng)順序?yàn)椋? 金屬在__________中失去電子生成陽(yáng)離子的能力依次________,對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子得電子能力依次增強(qiáng)。 該規(guī)律有多種應(yīng)用,歸納如下: 1.判斷金屬與酸能否發(fā)生置換反應(yīng) 排在____前邊的金屬可與非氧化性酸發(fā)生置換氫的反應(yīng)。 2.判斷金屬與鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng) 排在前邊的較活潑的金屬能把排在后邊的
8、金屬?gòu)钠鋉___溶液中置換出來(lái),生成________和________。 3.判斷金屬與水能否發(fā)生置換反應(yīng) (1)極活潑金屬(K、Ca、Na)可與____水發(fā)生置換氫的反應(yīng); (2)活潑金屬(Mg、Al)可與____水發(fā)生置換氫的反應(yīng); (3)較活潑金屬(Zn、Fe)與水蒸氣在高溫下反應(yīng),可置換水中的氫生成氫氣,但生成的氫氧化物受熱分解,最后得到金屬氧化物; (4)排在氫后邊的金屬與水不反應(yīng)。 4.判斷原電池正、負(fù)極及電極反應(yīng) 由兩種金屬構(gòu)成的原電池電極,位于金屬活動(dòng)順序表前面的金屬為_(kāi)___極。 (1)負(fù)極反應(yīng):電極金屬____電子被________,形成金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液。
9、 (2)正極反應(yīng):溶液中微粒(酸性條件下為H+,中性條件下為H2O和O2)在____極上得到電子被還原。 5.判斷金屬在自然界的存在狀態(tài) 6.判斷金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱 金屬活動(dòng)順序表中越位于前面的金屬,其氫氧化物越________,越________分解,越后面的金屬氫氧化物越易分解,極不活潑的金屬Pt、Au甚至無(wú)氫氧化物。 7.判斷金屬的冶煉方法 金屬冶煉是金屬離子得到電子,被還原成金屬原子的過(guò)程。金屬活動(dòng)順序表中的不同金屬,因金屬離子結(jié)合電子能力不等,所以冶煉方法不同。 二、金屬的冶煉 1.冶煉原理 金屬的冶煉是利用__________反應(yīng)原理,在一定條件下,用
10、________法把金屬離子________成金屬單質(zhì)。 2.金屬冶煉的步驟 大多數(shù)金屬礦石里含有雜質(zhì),其冶煉過(guò)程一般可分為三個(gè)步驟:第一步是__________,除去雜質(zhì),提高礦石中有用成分的含量;第二步是________,利用____________反應(yīng)原理,在一定條件下,用還原劑把金屬礦石中的金屬離子還成金屬單質(zhì);第三步是________,采用一定的方法,提煉純金屬。 3.金屬的冶煉方法 4.金屬的回收和資源保護(hù) 一方面礦產(chǎn)資源日漸減少,另一方面廢舊金屬作為一種固體廢棄物,會(huì)污染環(huán)境,應(yīng)把廢舊金屬回收利用,其中大部分可以重新制成金屬或其化合物再用。 典例導(dǎo)悟1 冶煉金
11、屬一般有下列方法:①焦炭法②水煤氣(或氫氣,或一氧化碳)法③活潑金屬置換法④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。 (1)請(qǐng)對(duì)下表中的金屬冶煉方法進(jìn)行分析,從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號(hào)填入下表中空格。 火燒孔雀 石煉銅 濕法煉銅 鋁熱法煉鉻 從光鹵石中煉鎂 火燒孔雀石煉銅所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式(寫主要的兩個(gè)):______________________、 ________________________________________________________________________。 (2)請(qǐng)?jiān)倥e出使用上述方法冶煉金屬的例子各一個(gè)(用化學(xué)方程式
12、表示): ①________________________________________________________________________; ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________; ④_________________________________________________________________
13、_______。 三、鋁熱反應(yīng) 1.本質(zhì) 利用鋁的還原性,將難熔金屬?gòu)钠溲趸镏兄脫Q出來(lái): ________________________________________________________________________。 2.實(shí)驗(yàn)(以Al和Fe2O3的反應(yīng)為例) (1)實(shí)驗(yàn)步驟 ①把兩張圓形濾紙分別折疊成漏斗狀,套在一起使四周都有四層。把內(nèi)層濾紙取出,在其底部剪一個(gè)孔,用水潤(rùn)濕,再套回架在鐵圈上的玻璃漏斗上(如圖所示),下面放置一盛沙子的蒸發(fā)皿。 ②把5 g干燥的氧化鐵粉末和2 g鋁粉混合均勻,放在紙漏斗上,上面加少量氯酸鉀固體并在混合物中間插一根鎂條。
14、 ③用燃著的小木條點(diǎn)燃鎂條,觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 (2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:當(dāng)外露部分鎂條剛剛?cè)籍厱r(shí),紙漏斗內(nèi)的混合物____________,發(fā)出__________,產(chǎn)生大量的煙。紙漏斗被燒破,有____________________落入蒸發(fā)皿內(nèi)的細(xì)沙上,液珠冷卻后變?yōu)開(kāi)_________。 (3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:在高溫下,鋁與氧化鐵反應(yīng),放出_____________________________, 化學(xué)方程式:___________________________________________________________ _________________________________
15、_______________________________________。 3.反應(yīng)特點(diǎn) 在高溫下進(jìn)行,反應(yīng)迅速,放出大量的熱。新生成的金屬單質(zhì)呈液態(tài)且易與________分離。 4.應(yīng)用 (1)在生產(chǎn)上,可用于________等。 (2)在冶金工業(yè)上用于__________________。 5.鋁熱劑 (1)在鋁熱反應(yīng)中,反應(yīng)混合物(鋁、金屬氧化物)稱為_(kāi)_______。 (2)能與Al組成鋁熱劑的金屬氧化物常見(jiàn)的有_______________、______、________、________、________等。 典例導(dǎo)悟2 粉末狀試樣A是由等物質(zhì)的量的MgO和
16、Fe2O3組成的混合物。進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): ①取適量A進(jìn)行鋁熱反應(yīng),產(chǎn)物中有單質(zhì)B生成; ②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol·L-1鹽酸中,得溶液C; ③將①中得到的單質(zhì)B和溶液C反應(yīng),放出1.12 L(標(biāo)況)氣體,同時(shí)生成溶液D,還殘留有固體物質(zhì)B; ④用KSCN溶液檢驗(yàn)時(shí),溶液D不變色。 請(qǐng)?zhí)羁眨? (1)①中引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是________,產(chǎn)物中的單質(zhì)B是________。 (2)②中所發(fā)生的各反應(yīng)的化學(xué)方程式是 ____________________________________________________________________
17、____。 (3)③中所發(fā)生的各反應(yīng)的離子方程式是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)若溶液D的體積仍視為0.15 L,則該溶液中c(Mg2+)為_(kāi)_________,c(Fe2+)為_(kāi)_________。 1.判斷正誤 (1)電解熔融氯化鎂制取金屬鎂( ) (2010·上海-8A) (2)電解飽和氯化
18、鎂溶液,可制得金屬鎂( ) (2009·上海-5D) (3)目前我國(guó)流通的硬幣是由合金材料制造的( ) (2009·廣東理基-23A) (4)生鐵、普通鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加( ) (2009·廣東理基-23B) 2.(2008·重慶理綜,27) 某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。 (1)A中試劑為_(kāi)_______。 (2)實(shí)驗(yàn)前,先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是______________________ ___________________________
19、_____________________________________________。 (3)檢查氣密性,將藥品和水裝入各儀器中,連接好裝置后,需進(jìn)行的操作還有:①記錄C的液面位置;②將B中剩余固體過(guò)濾,洗滌,干燥,稱重;③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后,記錄C的液面位置;④由A向B滴加足量試劑;⑤檢查氣密性。上述操作的順序是________(填序號(hào));記錄C的液面位置時(shí),除視線平視外,還應(yīng)______________。 (4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________ ____________________
20、____________________________________________________。 (5)若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g,測(cè)得氫氣體積為b mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況),B中剩余固體的質(zhì)量為c g,則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為_(kāi)___________。 (6)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物,則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將__________(填“偏大”、“偏小”或“不受影響”)。 題組一 金屬與合金 1.(2011·哈爾濱調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是( ) A.所有不銹鋼都只含有金屬元素 B.我國(guó)流通的硬幣材質(zhì)是金屬單質(zhì) C.廣東打撈的明代沉船上存在大量鋁制餐具 D
21、.鎂合金的硬度和強(qiáng)度均高于純鎂 2.合金比純金屬制成的金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是( ) ①合金的硬度一般比它的各成分金屬的大?、谝话愕?,合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的更低?、鄹淖?cè)系呐浔?、改變生成合金的條件,得到有不同性能的合金?、芎辖鸨燃兘饘俚膶?dǎo)電性更強(qiáng)?、莺辖鸨燃兘饘俚膽?yīng)用范圍更廣泛 A.①②③⑤ B.②③④ C.①②④ D.①②④⑤ 3.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)法不正確的是( ) A.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同 B.工業(yè)上
22、金屬M(fèi)g、Al都是用電解熔融的氯化物制得的 C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子 D.越活潑的金屬越難冶煉 4.(2011·沈陽(yáng)統(tǒng)考)“隱形衣”被評(píng)為2008年十大科學(xué)發(fā)現(xiàn),隱形衣的核心材料是“元材料”,“元材料”一般是將聚合材料和微小的錫卷或金屬絲混合制成,從而使電磁輻射的路徑彎曲。下列說(shuō)法不正確的是( ) A.聚合材料屬于高分子材料 B.合金也是重要的材料,其組成中只有金屬(兩種或幾種金屬) C.金屬能夠拉成金屬絲說(shuō)明金屬具有延展性 D.利用金屬氧化物冶煉金屬必須利用氧化還原反應(yīng) 5.(2010·邢臺(tái)高三期末)近年來(lái),科技人員又研究得到一種新型材料——泡沫鋁
23、。它是由發(fā)泡劑加到熔融或固體粉末的鋁合金(合金是指金屬跟其他金屬或非金屬所組成的具有金屬特性的物質(zhì))中而制成的,其優(yōu)點(diǎn)是硬度高,密度小(約為0.16~0.5 g·cm-3),比木材還輕,可浮于水面,又有很大剛性,且隔音、保溫,是一種良好的建筑材料和輕質(zhì)材料,近幾年就可大批量投放市場(chǎng)。下列關(guān)于泡沫鋁的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ) A.泡沫鋁是純凈物 B.泡沫鋁是一種合金 C.泡沫鋁是一種優(yōu)質(zhì)的建筑材料和輕質(zhì)材料 D.泡沫鋁可用于飛機(jī)制造 題組二 金屬的冶煉 6.下列金屬冶煉的反應(yīng)原理,錯(cuò)誤的是( ) A.2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ B.MgO+H2Mg+H2O C.Fe3O4
24、+4CO3Fe+4CO2 D.2HgO2Hg+O2↑ 7.(2011·西安聯(lián)考)下列說(shuō)法中不正確的是( ) A有些活潑金屬如鋁可作高溫還原法的還原劑 B.用電解熔融NaCl的方法來(lái)冶煉金屬鈉 C.可用焦炭或一氧化碳還原氧化鋁的方法來(lái)冶煉鋁 D.回收舊金屬可以重新制成金屬或它們的化合物 8.下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是( ) A.在高溫條件下,用H2還原MgO制備單質(zhì)Mg B.在通電條件下,電解熔融Al2O3制備單質(zhì)Al C.在通電條件下,電解飽和食鹽水制備單質(zhì)Na D.加強(qiáng)熱,使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu 9.在一定條件下可實(shí)現(xiàn)如下圖所示物質(zhì)之間的變
25、化: 請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)孔雀石的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2(堿式碳酸銅),受熱易分解。圖中的F是 ________。 (2)寫出明礬與過(guò)量NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式____________________________ ________________________________________________________________________。 (3)圖中所得G和D都為固體,混合后,在高溫下可發(fā)生反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________________________________
26、______________。 (4)每生成1 mol D同時(shí)生成________ mol E。 題組三 實(shí)驗(yàn)探究 10.某興趣活動(dòng)小組對(duì)金屬及其化合物作如下研究: (1)下表為“鋁與氯化銅溶液反應(yīng)”實(shí)驗(yàn)報(bào)告的一部分: 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 將打磨過(guò)的鋁片(過(guò)量)放入一定濃度的CuCl2溶液中 產(chǎn)生氣泡,析出疏松的紅色固體,溶液逐漸變?yōu)闊o(wú)色 反應(yīng)結(jié)束后分離出溶液備用 紅色固體用蒸餾水洗滌后,置于潮濕空氣中 一段時(shí)間后固體由紅色變?yōu)榫G色[視其主要成分為Cu2(OH)2CO3] 按反應(yīng)類型寫出實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式各一個(gè)(是離子反應(yīng)的只寫離子方程式) 置換反應(yīng):_
27、__________________________________________________________; 化合反應(yīng):_____________________________________________________________。 (2)用石墨作電極,電解上述實(shí)驗(yàn)分離出的溶液,兩極產(chǎn)生氣泡。持續(xù)電解,在陰極附近的溶液中還可以觀察到的現(xiàn)象是_______________________________________________ ___________________________________________________________________
28、_____。 解釋此現(xiàn)象的離子方程式是______________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)工業(yè)上可用鋁與軟錳礦(主要成分為MnO2)反應(yīng)來(lái)冶煉金屬錳。 ①用鋁與軟錳礦冶煉錳的原理是(用化學(xué)方程式表示) ________________________________________________________________________。 ②MnO2在H2O2分解反應(yīng)中作催化劑。
29、若將適量MnO2加入到酸化后的H2O2溶液中,MnO2溶解產(chǎn)生Mn2+,該反應(yīng)的離子方程式是____________________________________ ________________________________________________________________________。 學(xué)案16 用途廣泛的金屬材料 【課前準(zhǔn)備區(qū)】 知識(shí)點(diǎn)一 1.銀白 金、銅 汞 鋰 鉑 鉻 鈉、鉀、銣、銫 鎢 4.5 2.小于4 還原劑 知識(shí)點(diǎn)二 1.金屬 2.(1)低 (2)大 3.(1)青銅 黃銅 白銅 (2)鋼 碳素鋼 合金鋼 問(wèn)題思考
30、1.(1)金屬與水或酸的反應(yīng)越劇烈,該金屬越活潑; (2)金屬對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氫氧化物的堿性越強(qiáng),該金屬越活潑; (3)一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換出來(lái),則該金屬活潑性比另一種金屬?gòu)?qiáng); (4)兩金屬能構(gòu)成原電池時(shí),一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬更活潑; (5)在電解過(guò)程中,一般來(lái)說(shuō),先得電子的金屬陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性比后得電子的金屬陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性弱。 與得失電子多少無(wú)關(guān)。 2.與金屬活潑性有關(guān),金屬越活潑被發(fā)現(xiàn)的越晚,越難冶煉。 3.合金屬于混合物,金屬與金屬或金屬與非金屬形成合金時(shí),一般認(rèn)為沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),各成分的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有發(fā)生改變。如鋼的電化
31、學(xué)腐蝕中,鎂作負(fù)極被氧化,而其中的碳作正極。 【課堂活動(dòng)區(qū)】 一、化學(xué)反應(yīng) 減弱 1.H 2.鹽 新鹽 新金屬 3.(1)冷 (2)熱 4.負(fù) (1)失 氧化 (2)正 5.化合態(tài) 游離態(tài) 化合態(tài) 6.穩(wěn)定 不易 二、1.氧化還原 還原 還原 2.礦石的富集 冶煉 氧化還原 精煉 三、1.2mAl+3MnOmmAl2O3+3nM 2.(2)立即劇烈反應(yīng) 耀眼的光芒 紅熱狀態(tài)的液珠落 黑色固體 (3)大量的熱 Fe2O3+2Al2Fe+Al2O3 3.Al2O3 4.(1)焊接鋼軌 (2)冶煉難熔金屬 5.(1)鋁熱劑 (2)Fe2O3 Fe3O4 Cr2O3
32、MnO2 V2O5 典例導(dǎo)悟 1.(1)①?、邸、邸、? Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O C+2CuO2Cu+CO2↑ (2)①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②3H2+WO3W+3H2O ③3MnO2+4Al3Mn+2Al2O3 ④2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ 解析 選擇金屬的冶煉方法,要依據(jù)金屬的活動(dòng)性及金屬在自然界中的存在狀態(tài)??兹甘闹饕煞质荂u2(OH)2CO3,火燒時(shí)易分解,木柴或煤中有碳,能還原出Cu。 2.(1)加少量KClO3,插上鎂條并將其點(diǎn)燃 Fe (2)Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O; MgO+2HC
33、l===MgCl2+H2O (3)Fe+2H+===Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+===3Fe2+ (4)0.67 mol·L-1 2.3 mol·L-1 解析 此題將實(shí)驗(yàn)操作與元素化合物知識(shí)巧妙結(jié)合在一起考查,增大了試題的容量,增強(qiáng)了試題的測(cè)試能力。 (1)鋁熱反應(yīng)是指單質(zhì)Al和某些金屬氧化物發(fā)生的反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中放出大量熱,但該反應(yīng)需要較高的溫度才能引發(fā)。在混合物上加少量KClO3并插上Mg條,點(diǎn)燃Mg條后放出熱量,使KClO3分解放出O2,進(jìn)一步加劇Mg的燃燒,可在短時(shí)間內(nèi)使混合物溫度迅速升高,引發(fā)反應(yīng)。發(fā)生的反應(yīng)為Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,所以產(chǎn)物中單質(zhì)B為Fe
34、。 (2)Fe2O3和MgO都是堿性氧化物,能和酸反應(yīng)生成鹽和水。Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O;MgO+2HCl===MgCl2+H2O。 (3)混合物中只有Fe2O3能和Al發(fā)生鋁熱反應(yīng),生成Fe單質(zhì)。C溶液中有反應(yīng)的FeCl3,還有未反應(yīng)的HCl。發(fā)生的離子反應(yīng)為:Fe+2H+===Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+===3Fe2+。 (4)假設(shè)步驟②用去的20 g固體中,MgO的物質(zhì)的量為x,F(xiàn)e2O3的物質(zhì)的量為y,則40x+160y=20。發(fā)生的反應(yīng)有:MgO+2HCl===MgCl2+H2O;Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O。 因?yàn)椴襟E③
35、中Fe有剩余,說(shuō)明經(jīng)此步驟HCl全部消耗了。步驟②剩余HCl的物質(zhì)的量可根據(jù)步驟③中產(chǎn)生的氣體確定為0.1 mol,所以又有:2x+6y+0.1=0.9, 解得:x=0.1 mol,y=0.1 mol。 根據(jù)MgO~MgCl2的關(guān)系,溶液中MgCl2的濃度為: 0.1 mol÷0.15 L=0.67 mol·L-1。 步驟④說(shuō)明溶液中沒(méi)有Fe3+,也就是溶質(zhì)為FeCl2和MgCl2。根據(jù)Cl-不變的關(guān)系,可知MgCl2和FeCl2的總的物質(zhì)的量等于=0.45 mol,所以,F(xiàn)eCl2的濃度為:=2.3 mol·L-1。 【課后練習(xí)區(qū)】 高考集訓(xùn) 1.(1)√ (2)× (3)√
36、(4)√ 2.(1)NaOH溶液 (2)除去鋁鎂合金表面的氧化膜 (3)⑤①④③② 使D和C的液面相平 (4)2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑ (5) (6)偏小 解析 (1)觀察實(shí)驗(yàn)裝置圖可知是用量氣法完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,故A中應(yīng)盛NaOH溶液,在B中發(fā)生2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑的反應(yīng)。 (2)目的是除去鋁鎂合金表面的氧化膜。 (3)正確順序應(yīng)為⑤①④③②;為使C中氣體的壓強(qiáng)與外界大氣壓相等,還應(yīng)使D與C的液面相平。 (5)據(jù)2Al ~ 3H2 2 mol 3 mol
37、 得M(Al)= (6)據(jù)w(Al)=×100%的計(jì)算公式可知未洗滌不溶物會(huì)造成鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。 考點(diǎn)集訓(xùn) 1.D [A項(xiàng)不銹鋼都含有C等非金屬元素;流通硬幣材質(zhì)是合金,明代還沒(méi)有鋁制品,B、C錯(cuò);D項(xiàng)一般來(lái)說(shuō)合金熔點(diǎn)比成分金屬低,硬度、強(qiáng)度比成分金屬大。] 2.A [合金的機(jī)械性能比各成分金屬的大,故①正確;根據(jù)教材知識(shí),②③是正確的;合金的電阻率比純金屬要大,故④是錯(cuò)誤的;合金由于性能好而應(yīng)用更廣泛,⑤是正確的。] 3.B 4.B [合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的材料,其中可能含有非金屬,如鋼鐵中含有碳、硅等非金屬。] 5.A [由題意可知,泡沫鋁是
38、一種合金,屬于混合物,故A錯(cuò)誤。] 6.B [鈉、鎂等活潑金屬不能用普通還原劑還原出來(lái),只能用電解熔融物的方法制取,故A正確,B錯(cuò)誤;而鐵為中等活潑的金屬可以用常用還原劑還原,故C正確;不活潑的金屬可以用加熱分解化合物的方法來(lái)制備,故D正確。] 7.C 8.B [制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融MgCl2的方法;制備單質(zhì)Na采用電解熔融NaCl的方法;制備單質(zhì)Cu用熱還原法。] 9.(1)CO2 (2)Al3++4OH-===AlO+2H2O (3)2Al+3CuO3Cu+Al2O3 (4)0.75 解析 明礬是KAl(SO4)2·12H2O,它與足量的NaOH反應(yīng)時(shí),實(shí)質(zhì)是Al3+與
39、足量OH-的反應(yīng),生成物A是NaAlO2、Na2SO4、K2SO4的混合液??兹甘荂u2(OH)2CO3,受熱分解Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑,而F與NaAlO2作用可產(chǎn)生Al(OH)3沉淀。F必為CO2;沉淀為Al(OH)3,受熱分解得B為Al2O3,Al2O3電解:2Al2O34Al+3O2↑,則D為Al,E為O2。鋁與氧化銅的反應(yīng)為鋁熱反應(yīng)。 10.(1)2Al+6H+===2Al3++3H2↑ 或2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu 2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3 (2)先有白色沉淀生成,后沉淀逐漸溶解至消失 Al3++3
40、OH-===Al(OH)3↓, Al(OH)3+OH-===AlO+2H2O (3)①3MnO2+4Al高溫,3Mn+2Al2O3 ②MnO2+H2O2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O 解析 (1)由CuCl2溶液中Cu2+的水解使溶液呈酸性,所以會(huì)有2Al+6H+===2Al3++3H2↑,也有2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu;單質(zhì)銅在潮濕空氣中由紅色變?yōu)榫G色,化學(xué)方程式可寫出: 2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3。 (2)用石墨作電極,電解AlCl3溶液,電解的方程式為: 2AlCl3+6H2O2Al(OH)3↓+3H2↑+3Cl2↑ 持續(xù)電解,電解水,陰極:2H2O+2e-===H2↑+2OH- 從而使陰極區(qū)OH-濃度增大,所以會(huì)看到有白色沉淀生成,后沉淀逐漸溶解至消失。 (3)①類似于鋁熱反應(yīng)。 ②根據(jù)題意可寫出離子方程式:MnO2+H2O2+2H+===Mn2++O2↑+2H2O。
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