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專題六　鎂、鋁、鐵、銅　金屬的冶煉 考點(diǎn)1 鎂及其化合物 1. [2018全國(guó)名校第二次大聯(lián)考]鎂、鋁都是較活潑的金屬,下列描述中正確的是 (　　) A.高溫下,鎂、鋁在空氣中都有抗腐蝕性 B.鎂、鋁都能跟稀鹽酸、稀硫酸、強(qiáng)堿反應(yīng) C.鎂在點(diǎn)燃條件下可以與二氧化碳反應(yīng),鋁在一定條件下可以與氧化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng) D.鋁熱劑是鎂條、鋁粉和氧化鐵的混合物 2.在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,進(jìn)行甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn),三組各取 60 mL 同濃度鹽酸,加入同一種鎂鋁合金粉末,產(chǎn)生氣體,有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下: 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 甲 乙 丙 合金質(zhì)量/mg 510 770 918 氣體體積/mL 560 672 672 則下列說法正確的是 (　　) A.甲組和乙組的實(shí)驗(yàn)中,鹽酸均是過量的 B.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.8 molL-1 C.合金中鎂鋁的物質(zhì)的量之比為1∶1 D.丙組中鋁的物質(zhì)的量為0.009 mol 3.(1)[2014新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ,36(4),4分]采用石墨陽極、不銹鋼陰極電解熔融的氯化鎂,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　;電解時(shí),若有少量水存在會(huì)造成產(chǎn)品鎂的消耗,寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式　。 (2)[2015新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ,27(6)改編]單質(zhì)硼可用于生產(chǎn)具有優(yōu)良抗沖擊性能的硼鋼。以硼酸(H3BO3)和金屬鎂為原料可制備單質(zhì)硼,用化學(xué)方程式表示制備過程:　　　　　　　　　。 考點(diǎn)2 鋁及其化合物 4.下列關(guān)于鋁的說法中正確的有 (　　) ①鋁制容器可盛裝熱的濃硫酸?、诠I(yè)上電解熔融狀態(tài)AlCl3制備Al?、鄢叵聦l片放入濃硝酸中無明顯變化,說明Al與濃硝酸不反應(yīng)④鋁鎂合金可完全溶解于燒堿溶液中?、菅趸X和氧化鎂都可以作耐火材料 A.1個(gè)　　　B.2個(gè)　　　C.3個(gè)　　　D.4個(gè) 5.[2016上海,20,4分]已知NaOH+Al(OH)3 Na[Al(OH)4]。向集滿CO2的鋁制易拉罐中加入過量NaOH濃溶液,立即封閉罐口,易拉罐漸漸凹癟;再過一段時(shí)間,罐壁又重新凸起。上述實(shí)驗(yàn)過程中沒有發(fā)生的離子反應(yīng)是 (　　) A.CO2+2OH- CO32-+H2O B.Al2O3+2OH-+3H2O 2[Al(OH)4]- C.2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑ D.Al3++4OH- [Al(OH)4]- 6.鋁分別與足量的稀鹽酸和氫氧化鈉溶液反應(yīng),當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí),反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為(　　) A.3∶1　　 B.2∶1　　 C.1∶1 　　D.1∶3 7.[2014北京理綜,7,6分]下列金屬中,表面自然形成的氧化層能保護(hù)內(nèi)層金屬不被空氣氧化的是 (　　) A.K B.Na C.Fe D.Al 8.向MgSO4、(NH4)2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列圖像中,能正確表示上述反應(yīng)的是(x軸表示加入NaOH溶液的體積,y軸表示反應(yīng)生成沉淀的質(zhì)量) (　　) 　　A　　　　B C D 9.利用鋁熱反應(yīng)可以焊接鋼軌。下列說法正確的是 (　　) A.鋁、氧化鋁中鋁原子、鋁離子的半徑r(Al)>r(Al3+) B.工業(yè)上可用鋁熱反應(yīng)的方法制取鎂 C.在鋁熱反應(yīng)中,化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為光能 D.在鋁熱反應(yīng)中,鐵的還原性大于鋁的還原性 10.[2015廣東理綜,32,16分]七鋁十二鈣(12CaO7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料。用白云石(主要含CaCO3和 MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下: (1)煅粉主要含MgO和　　　　。用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后,鎂化合物幾乎不　溶,若濾液Ⅰ中c(Mg2+) 小于510-6 molL-1,則溶液pH大于　　　　　[Mg(OH)2的Ksp=510-12];該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是　。 (2)濾液Ⅰ中的陰離子有　　　(忽略雜質(zhì)成分的影響);若濾液Ⅰ中僅通入CO2,會(huì)生成　　　,從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。 (3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜,反應(yīng)的離子方程式為　。 (4)電解制備Al(OH)3時(shí),電極分別為Al片和石墨,電解總反應(yīng)方程式為　。 (5)一種可超快充電的新型鋁電池,充放電時(shí)AlCl4-和Al2Cl7-兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化,其他離子不參與電極反應(yīng)。放電時(shí)負(fù)極Al的電極反應(yīng)式為　。 11. [2018合肥調(diào)研檢測(cè)]在給定條件下,下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化不能實(shí)現(xiàn)的是 (　　) A.Fe2O3FeCl3溶液無水FeCl3 B.飽和NaCl溶液NaHCO3 Na2CO3 C.Al2O3NaAlO2溶液Al(OH)3 D.MgCl2溶液Mg(OH)2MgO 12. [2016海南,14,8分]KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}: (1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用　　　　　　(填標(biāo)號(hào))。 a.HCl溶液 b.H2SO4溶液c.氨水 d.NaOH溶液 (2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為　。 (3)沉淀B的化學(xué)式為　　　　;將少量明礬溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是　　　　　　。 (4)已知:Kw=1.010-14,Al(OH)3AlO2-+H++H2O　K=2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反應(yīng)的平衡常數(shù)等于　　　　　　。 考點(diǎn)3 鐵及其化合物 13.向FeCl3、CuCl2的混合溶液中加入鐵粉,充分反應(yīng)后仍有固體存在,則下列判斷不正確的是(　　) A.加入KSCN溶液可能變紅色 B.溶液中一定含F(xiàn)e2+ C.溶液中可能含有Cu2+ D.剩余固體中一定含Cu 14. [2016全國(guó)卷Ⅱ,28,15分]某班同學(xué)用如下實(shí)驗(yàn)探究Fe2+、Fe3+的性質(zhì)?；卮鹣铝袉栴}: (1)分別取一定量氯化鐵、氯化亞鐵固體,均配制成 0.1 molL-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量鐵屑,其目的是　。 (2)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液,加入幾滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液變紅,說明Cl2可將Fe2+氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為　。 (3)乙組同學(xué)認(rèn)為甲組的實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn),該組同學(xué)在 2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入幾滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液變紅,煤油的作用是　。 (4)丙組同學(xué)取10 mL 0.1 molL-1KI溶液,加入6 mL 0.1 molL-1 FeCl3溶液混合。分別取2 mL此溶液于3支試管中進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn): ①第一支試管中加入1 mL CCl4充分振蕩、靜置,CCl4層顯紫色; ②第二支試管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成藍(lán)色沉淀; ③第三支試管中加入1滴KSCN溶液,溶液變紅。 實(shí)驗(yàn)②檢驗(yàn)的離子是　　　　　　　(填離子符號(hào));實(shí)驗(yàn)①和③說明:在I-過量的情況下,溶液中仍含有　　　　　　　(填離子符號(hào)),由此可以證明該氧化還原反應(yīng)為　。 (5)丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液,溶液變成棕黃色,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　;一段時(shí)間后,溶液中有氣泡出現(xiàn),并放熱,隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是　　　　　　;生成沉淀的原因是　(用平衡移動(dòng)原理解釋)。 15.用下面兩種方法可以制得白色的Fe(OH)2沉淀。 Ⅰ.方法一:用FeSO4溶液與不含O2的蒸餾水配制的NaOH溶液反應(yīng)制備。 (1)除去蒸餾水中溶解的O2常采用　　　　的方法。 (2)生成白色Fe(OH)2沉淀的操作是用長(zhǎng)滴管吸取不含O2的NaOH溶液,插入FeSO4溶液液面下,再擠出NaOH溶液。這樣操作的理由是　　　　　　　。 Ⅱ.方法二:在如圖所示裝置中,用NaOH溶液、鐵屑、稀H2SO4等試劑制備。 (1)在試管Ⅰ里加入的試劑是　。 (2)在試管Ⅱ里加入的試劑是　。 (3)為了制得白色Fe(OH)2沉淀,在試管Ⅰ和Ⅱ中加入試劑,打開止水夾,塞緊塞子后的實(shí)驗(yàn)步驟是　　　　　　　　　。 (4)這樣生成的Fe(OH)2沉淀能較長(zhǎng)時(shí)間保持白色,其理由是　　　　　　　　　。 16.甲、乙、丙三位同學(xué)欲分別完成“鐵與水蒸氣反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)。 Ⅰ.甲同學(xué)的方案如圖1:試管中依次放入濕棉花和還原性鐵粉,加熱。把生成的氣體通入蒸發(fā)皿中的肥皂液中,用坩堝鉗夾取燃著的火柴在蒸發(fā)皿中點(diǎn)火,觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　;發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　　。 Ⅱ.乙同學(xué)所采用的裝置如圖2:分別用燈1和燈2加熱反應(yīng)器中的水和還原性鐵粉,當(dāng)水蒸氣將空氣排出后用排水法收集一試管氣體。乙同學(xué)所采用的裝置與甲同學(xué)的裝置相比較,優(yōu)點(diǎn)是　　　　　　　　　　;結(jié)束實(shí)驗(yàn)的操作是　。 Ⅲ.丙同學(xué)將甲、乙兩位同學(xué)所用裝置進(jìn)行改進(jìn),如圖3所示: 在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中放入還原性鐵粉和石棉絨的混合物,硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO。干燥管Ⅰ中盛裝的物質(zhì)是堿石灰,干燥管Ⅱ中盛裝的物質(zhì)是無水硫酸銅和石棉絨的混合物。 (1)丙同學(xué)所采用的裝置與乙同學(xué)的裝置相比較,優(yōu)點(diǎn)是　。 (2)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃a處的酒精燈,然后才點(diǎn)燃b處的酒精噴燈,原因是　。 (3)能證明鐵與水蒸氣反應(yīng)的現(xiàn)象是　。 考點(diǎn)4 銅及其化合物 17. [2018湖南師大附中模擬]CuSO4是一種重要的化工原料,其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是 (　　) A.相對(duì)于途徑①,途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想 B.Y可以是葡萄糖溶液 C.CuSO4在1 100 ℃分解所得氣體X是SO2和SO3的混合氣體 D.將CuSO4溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體 18.[2013廣東理綜,32,15分]銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下: [注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 ℃和80 ℃] (1)電解精煉銀時(shí),陰極反應(yīng)為　　　　　　　　　　　　;濾渣A與稀HNO3反應(yīng),產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學(xué)反應(yīng)方程式為　。 (2)固體混合物B的組成為　　　　;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH過量,則因過量引起的反應(yīng)的離子方程式為　。 (3)完成煅燒過程中一個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　CuO+　　Al2O3　　　CuAlO2+　↑。 (4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為63.5%,理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為　　　mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液　　　　L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是　　　　　　　　　　　　　　、過濾、洗滌和干燥。 考點(diǎn)5 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用 合金 19.下列有關(guān)合金的說法正確的是(　　) A.合金中至少含有兩種金屬 B.合金的熔點(diǎn)比成分金屬的高 C.合金的硬度比成分金屬的小 D.青銅器所用材料屬于合金 20.[2013重慶理綜,8,14分]合金是建造航空母艦的主體材料。 (1)航母升降機(jī)可由鋁合金制造。 ①鋁元素在周期表中的位置為　　　　　。工業(yè)煉鋁的原料由鋁土礦提取而得,提取過程中通入的氣體為　　　　　。 ②Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液處理Al2O3膜,其化學(xué)方程式為　　　　　　　　。焊接過程中使用的保護(hù)氣為　　　(填化學(xué)式)。 (2)航母艦體材料為合金鋼。 ①艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕主要為　　　　　　　　　　　　。 ②航母用鋼可由低硅生鐵冶煉而成,則在煉鐵過程中為降低硅含量需加入的物質(zhì)為　　　。 (3)航母螺旋槳主要用銅合金制造。 ①80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入過量氨水,過濾得白色沉淀39.0 g,則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　。 ②為分析某銅合金的成分,用酸將其完全溶解后,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH,當(dāng)pH=3.4時(shí)開始出現(xiàn)沉淀,分別在pH為7.0、8.0時(shí)過濾沉淀。結(jié)合題圖信息推斷該合金中除銅外一定含有　　　。 21. [2018山東濰坊統(tǒng)考]金屬及其化合物用途廣泛,研究金屬的提取、冶煉意義重大。 (1)下列各組金屬,冶煉方法一定不同的是　　　　(填序號(hào))。 a.Hg、Ag　　b.Na、Mgc.Al、Fe d.Na、Ca (2)以鉻鐵礦(主要成分為FeO和Cr2O3,含有少量Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)化工原料重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)并制取鉻,其主要工藝流程如下: 查閱資料得知:在堿性條件下,某些氧化劑能將Cr3+氧化為CrO42-。 回答下列問題: ①工業(yè)上可用固體A制取粗硅,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　。 ②寫出溶液D轉(zhuǎn)化為溶液E過程中反應(yīng)的離子方程式:　。 ③將金屬鐵和惰性電極浸入重鉻酸鈉酸性溶液,以鐵為陰極就能實(shí)現(xiàn)鐵上鍍鉻。電鍍過程中陰極反應(yīng)式為　　　　　　　　。陰極上每沉積52 g鉻,陽極上放出　　　　L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況下,忽略氣體溶解)。若電流強(qiáng)度為10 A,F(法拉第常數(shù))= 96 485 Cmol-1,則陰極上沉積52 g鉻所需時(shí)間的計(jì)算式t=　　　　。 22. [2017長(zhǎng)春質(zhì)量監(jiān)測(cè)(四)]稀土金屬是我國(guó)戰(zhàn)略性資源。氟碳鈰礦的主要化學(xué)成分為CeFCO3,它是提取鈰族稀土元素的重要礦物原料。其中一種提取鈰的工藝流程如下: 已知:焙燒后燒渣中含+4價(jià)的鈰及+3價(jià)的其他稀土氟氧化物;+4價(jià)的鈰的氧化物有很強(qiáng)的氧化性,通常在酸性條件下易被還原劑還原成+3價(jià)而溶于水。請(qǐng)回答下列問題: (1)酸浸Ⅰ中所用的酸A為(用字母表示)　　　　(a.鹽酸　b.稀硫酸),原因是　。 (2)酸浸Ⅱ后,為避免三價(jià)鈰以四氟硼酸鹽形式損失,需用可溶性鉀鹽將四氟硼酸根離子轉(zhuǎn)化為沉淀除去,該反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　。 (3)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行萃取操作所用到的主要玻璃儀器名稱是　　　　　;在操作Ⅰ后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH 獲得 Ce(OH)3和　　　　　,測(cè)定該溶液pH的操作是　。 (4)寫出氧化步驟的化學(xué)方程式　。 答案 1.C　在常溫下,鎂和鋁在空氣里都能跟氧氣反應(yīng),生成一層致密的氧化物薄膜,這層氧化物薄膜能夠阻止金屬的繼續(xù)氧化,所以鎂和鋁都有抗腐蝕性,但是在高溫下能劇烈反應(yīng),放出大量熱,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;鎂能跟酸反應(yīng)不能跟堿反應(yīng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;鎂在點(diǎn)燃條件下可以與二氧化碳反應(yīng)生成氧化鎂和碳,鋁在一定條件下可以與氧化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵和氧化鋁,選項(xiàng)C正確;鋁熱劑是鋁粉和氧化鐵的混合物,在鋁熱反應(yīng)中,在鋁熱劑上放供氧劑(氯酸鉀)引發(fā)反應(yīng),中間插一根鎂條,為反應(yīng)提供高溫條件,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2.C　比較幾組數(shù)據(jù)可知,60 mL 鹽酸能產(chǎn)生氣體的體積最多為 672 mL,則甲組說明鹽酸過量,乙組不能說明,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)關(guān)系:2HCl~H2,所以n(HCl)=0.06 mol,c(HCl)=1 molL-1,B選項(xiàng)錯(cuò)誤;通過甲組數(shù)據(jù)來計(jì)算金屬的物質(zhì)的量,設(shè)鎂、鋁的物質(zhì)的量分別為x、y,則有24 gmol-1x+27 gmol-1y= 0.51 g,x+3/2y=0.025 mol,求出x=0.01 mol,y=0.01 mol,C選項(xiàng)正確;因?yàn)楹辖鸬慕M成是均勻的,所以丙組中鎂和鋁的物質(zhì)的量之比依然為1∶1,則有 24 gmol-1n+27 gmol-1n=0.918 g,n=0.018 mol,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。 3.(每空2分)(1)MgCl2Mg+Cl2↑　Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑　(2)2H3BO3B2O3+3H2O、B2O3+3Mg2B+3MgO 【解析】　(1)電解熔融氯化鎂,陰極生成鎂,陽極放出氯氣:MgCl2 Mg+Cl2↑。氯化鎂是離子化合物,熔點(diǎn)較高,熔融狀態(tài)意味著在高溫條件下,此時(shí)水會(huì)與活潑金屬鎂發(fā)生置換反應(yīng):Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。(2)通過“類推法”寫出,硼和鋁均為ⅢA族元素,所以硼酸和氫氧化鋁類似,受熱脫水分解為B2O3:2H3BO3B2O3+3H2O,然后B2O3被強(qiáng)還原劑鎂還原為單質(zhì)B(類比SiO2可以被焦炭還原為Si):B2O3+3Mg2B+3MgO?？忌朴诶迷刂芷诼深愅茖懗瞿吧瘜W(xué)反應(yīng)方程式。由于鎂會(huì)與水反應(yīng),所以硼的制備過程不能用一個(gè)總化學(xué)方程式表示。 4.A　鋁遇冷的濃硫酸發(fā)生鈍化,但可以溶于熱的濃硫酸中,①錯(cuò)誤;AlCl3是共價(jià)化合物,不能電解,工業(yè)制鋁的方法是電解熔融的Al2O3,Al2O3是一種離子化合物,②錯(cuò)誤;常溫下Al遇濃硝酸發(fā)生鈍化,即鋁遇濃硝酸形成一層致密的氧化膜,阻止鋁與酸的進(jìn)一步反應(yīng),③錯(cuò)誤;鋁能與NaOH溶液反應(yīng)而溶解,而鎂不能與NaOH溶液反應(yīng),④錯(cuò)誤;氧化鎂和氧化鋁的熔點(diǎn)都很高,都能作耐火材料,⑤正確。 5.D　向集滿CO2的易拉罐中加入過量NaOH濃溶液,易拉罐漸漸凹癟,是由于二氧化碳被氫氧化鈉溶液吸收,氣體壓強(qiáng)減小,發(fā)生了A項(xiàng)反應(yīng);鋁制易拉罐表面的氧化鋁會(huì)與氫氧化鈉溶液反應(yīng),發(fā)生了B項(xiàng)反應(yīng);氫氧化鈉溶液能與鋁發(fā)生反應(yīng)生成氫氣,使易拉罐凸起,發(fā)生了C項(xiàng)反應(yīng);由于溶液中沒有Al3+,故未發(fā)生D項(xiàng)反應(yīng)。 6.A　根據(jù)鋁分別與足量的稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式:2Al+6H+2Al3++3H2↑, 2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑,可知當(dāng)兩個(gè)反應(yīng)放出的氣體在相同狀況下體積相等時(shí),反應(yīng)中消耗的HCl和NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶1。 7.D　鉀屬于活潑金屬,與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;鈉屬于活潑金屬,與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氧化鈉,氧化鈉不能保護(hù)內(nèi)層鈉,B項(xiàng)錯(cuò)誤;鐵在空氣中發(fā)生反應(yīng):2Fe+O2+2H2O2Fe(OH)2、 4Fe(OH)2+ O2+2H2O 4Fe(OH)3 、2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O,鐵表面生成的Fe2O3不能保護(hù)鐵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在空氣中金屬鋁表面形成Al2O3保護(hù)層,可保護(hù)內(nèi)層金屬Al不被氧化,D項(xiàng)正確。 8.C　加入NaOH溶液首先發(fā)生反應(yīng):Mg2++2OH-Mg(OH)2↓、Al3++3OH-Al(OH)3↓,則沉淀的質(zhì)量逐漸增大;當(dāng)Mg2+、Al3+完全沉淀后發(fā)生反應(yīng):NH4++OH-NH3H2O,沉淀的質(zhì)量保持不變;當(dāng)NH4+完全反應(yīng)后發(fā)生反應(yīng):Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,沉淀的質(zhì)量減少,由于Mg(OH)2不與NaOH反應(yīng),故最后沉淀的質(zhì)量為一定值。 9.A　鋁離子核外有2個(gè)電子層,鋁原子核外有3個(gè)電子層,則微粒的半徑大小為r(Al3+)1.010-3 molL-1,則溶液的pH>11。NH4NO3和(NH4)2SO4溶液水解均呈酸性,而SO42-易和Ca2+結(jié)合轉(zhuǎn)化成CaSO4微溶物,不利于CaO的溶解。(2)CaO在NH4NO3溶液中轉(zhuǎn)化成Ca(OH)2和Ca(NO3)2,濾液Ⅰ中含有NO3-和OH-,若濾液Ⅰ中只通入CO2,會(huì)生成Ca(HCO3)2。(3)鋁片表面的Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NaAlO2。(5)放電時(shí),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),且AlCl4-參與電極反應(yīng),其反應(yīng)式為 Al-3e-+7AlCl4- 4Al2Cl7-。 11.A　加熱會(huì)促進(jìn)FeCl3水解,且水解生成的HCl易揮發(fā),故最終得不到無水FeCl3,A項(xiàng)符合題意。向飽和NaCl溶液中先通入NH3,后通入CO2,發(fā)生反應(yīng):NaCl+H2O+CO2+NH3NaHCO3↓+NH4Cl,過濾可得到NaHCO3,NaHCO3受熱分解即可得到 Na2CO3,B項(xiàng)不符合題意。Al2O3與NaOH溶液反應(yīng)可生成NaAlO2溶液:Al2O3+2NaOH2NaAlO2+H2O,向NaAlO2溶液中通入CO2可生成Al(OH)3沉淀,C項(xiàng)不符合題意。MgCl2溶液和石灰乳能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到Mg(OH)2,Mg(OH)2煅燒分解生成MgO,D項(xiàng)不符合題意。 12.(1)d(2分)　(2)2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑(2分)　(3)Al(OH)3(1分)　Al3+水解,使溶液中H+濃度增大(1分)　(4)20(2分) 【解析】　(1)試劑①的作用是除去廢易拉罐中的Fe、Mg雜質(zhì),根據(jù)題意,應(yīng)選擇NaOH溶液,以溶解Al,過濾出Fe、Mg。(2)易拉罐溶解過程中,Al與NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)。(3)濾液A的主要成分為NaAlO2,加入NH4HCO3,得到的沉淀為Al(OH)3。明礬溶于水,溶液呈弱酸性,是由于Al3+發(fā)生水解,使溶液中H+濃度增大。(4)Al(OH)3AlO2-+H++H2O的K=c(AlO2-)c(H+)= 2.010-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液發(fā)生反應(yīng):Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O,平衡常數(shù)K=c(AlO2-)c(OH-)=c(AlO2-)c(H+)c(OH-)c(H+)=2.010-131.010-14=20。 13.A　加入鐵粉,Fe先與FeCl3反應(yīng),后與CuCl2反應(yīng),充分反應(yīng)后仍有固體存在,則該固體可能為①Cu,此時(shí)鐵粉完全反應(yīng),FeCl3完全反應(yīng)而CuCl2可能完全反應(yīng),也可能有剩余;②Fe和Cu,此時(shí)鐵粉有剩余,FeCl3、CuCl2均完全反應(yīng)。因此溶液中一定不含F(xiàn)e3+,故加入KSCN溶液不會(huì)變紅色;溶液中一定含有Fe2+;可能含有Cu2+;剩余固體中一定含Cu。 14.(1)防止Fe2+被氧化(1分)　(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(2分)　(3)隔絕空氣(排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響)(2分)　(4)Fe2+(1分)　Fe3+(2分)　可逆反應(yīng)(2分)　(5)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++ 2H2O(2分)　Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2(1分)　H2O2分解反應(yīng)放熱,促進(jìn)Fe3+的水解平衡正向移動(dòng)(2分) 【解析】　(1)Fe2+具有還原性,FeCl2溶液易被氧化而變質(zhì),配制FeCl2溶液時(shí)加入少量鐵屑,目的是防止Fe2+被氧化。(2)溶液變紅,說明有Fe3+生成,則FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(3)甲組實(shí)驗(yàn)中,FeCl2易被空氣中的O2氧化,會(huì)生成FeCl3,因此實(shí)驗(yàn)不夠嚴(yán)謹(jǐn)。加入煤油,煤油的密度比水小,可以起到隔絕空氣的作用,從而排除氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。(4)實(shí)驗(yàn)②中K3[Fe(CN)6]溶液的作用是檢驗(yàn)Fe2+。根據(jù)實(shí)驗(yàn)①,CCl4層顯紫色,說明有I2生成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)②,生成藍(lán)色沉淀,說明有Fe2+生成,根據(jù)實(shí)驗(yàn)③,溶液變紅,說明有Fe3+剩余,I-過量的情況下,溶液中仍含有Fe3+,由此說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。(5)溶液變?yōu)樽攸S色,說明生成了Fe3+,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O。溶液中有氣泡出現(xiàn),說明H2O2在Fe3+的催化作用下發(fā)生了分解反應(yīng),生成了O2。隨后生成紅褐色沉淀,則沉淀為Fe(OH)3,H2O2分解放出熱量,Fe3+的水解平衡Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+向正反應(yīng)方向不斷進(jìn)行,因此得到Fe(OH)3沉淀。 15.Ⅰ.(1)煮沸　(2)避免生成的Fe(OH)2沉淀接觸O2 Ⅱ.(1)稀H2SO4、鐵屑　(2)NaOH溶液　(3)檢驗(yàn)試管Ⅱ出口處排出H2的純度,當(dāng)排出的H2純凈時(shí),再夾緊止水夾　(4)試管Ⅰ中反應(yīng)生成的H2將所用溶液和裝置內(nèi)的空氣排盡,且外界空氣不容易進(jìn)入裝置,可防止白色的Fe(OH)2沉淀被氧化 【解析】　Ⅰ.(1)氣體的溶解度是隨溫度升高而降低的,所以可以用煮沸的方法除去蒸餾水中溶解的O2。　(2)避免生成的 Fe(OH)2被空氣(氧氣)氧化。 Ⅱ.試管Ⅱ是開口式的,無法用產(chǎn)生的氣體將溶液壓入試管Ⅰ中,所以應(yīng)在試管Ⅰ中制取FeSO4,在試管Ⅱ中盛NaOH溶液。將Fe與稀H2SO4放入試管Ⅰ后,產(chǎn)生的H2可從試管Ⅰ內(nèi)短管處排出試管Ⅰ內(nèi)的空氣,經(jīng)過止水夾處導(dǎo)管進(jìn)入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中,再排盡NaOH溶液和試管Ⅱ內(nèi)的空氣,然后關(guān)閉止水夾,試管Ⅰ內(nèi)產(chǎn)生的H2無法逸出,壓強(qiáng)增大,將FeSO4溶液通過長(zhǎng)導(dǎo)管壓入試管Ⅱ內(nèi)的NaOH溶液中,在此過程中,液體都處于H2環(huán)境中,從而避免了空氣中的O2將反應(yīng)生成的Fe(OH)2氧化成 Fe(OH)3。 16.Ⅰ.蒸發(fā)皿中產(chǎn)生大量肥皂泡,放出的氣體能燃燒,點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆鳴,反應(yīng)后,試管中固體仍呈黑色　3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Ⅱ.保證有足夠的水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器,用小試管收集并檢驗(yàn)生成的氣體更科學(xué)　先把導(dǎo)管從水槽中取出,再熄滅燈1、燈2 Ⅲ.(1)用酒精噴燈反應(yīng)溫度高、效果好,硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中加入CuO可直接證明反應(yīng)生成H2　(2)先點(diǎn)燃a處的酒精燈,產(chǎn)生的水蒸氣排凈裝置中的空氣,防止加熱時(shí)鐵粉與空氣反應(yīng)　(3)硬質(zhì)玻璃管Ⅱ中黑色固體變紅,干燥管Ⅱ中白色固體變藍(lán) 【解析】?、?濕棉花受熱產(chǎn)生的水蒸氣與熾熱的還原性鐵粉發(fā)生反應(yīng)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2,生成的H2與試管中的空氣形成混合氣體,通入肥皂液中產(chǎn)生肥皂泡,點(diǎn)燃時(shí)產(chǎn)生爆鳴現(xiàn)象。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)特別注意防止倒吸,故首先應(yīng)把導(dǎo)管從水槽中取出,再熄滅燈1,待反應(yīng)器中水蒸氣排凈后再熄滅燈2。Ⅲ.丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理為用酒精燈加熱燒瓶,源源不斷地產(chǎn)生水蒸氣,在硬質(zhì)玻璃管Ⅰ中鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng),盛有堿石灰的干燥管除去未反應(yīng)的水蒸氣,再將氣體依次通過熾熱的氧化銅和無水硫酸銅來檢驗(yàn)鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的氣體(氫氣)。 17.C　制備硫酸銅,若采用銅與濃硫酸加熱,會(huì)產(chǎn)生二氧化硫污染性氣體,若在稀硫酸中被氧氣氧化,不會(huì)產(chǎn)生污染氣體,反應(yīng)方程式為2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O,A項(xiàng)正確;硫酸銅與NaOH反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀,與含有醛基的有機(jī)物(如葡萄糖)共熱會(huì)生成Cu2O,B項(xiàng)正確;高溫條件下加熱CuSO4,生成Cu2O,說明該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),依據(jù)化合價(jià)升降原則,銅元素降價(jià),必然有元素升價(jià),硫已經(jīng)是最高價(jià)了,只能是氧元素升價(jià),所以一定有O2生成,該反應(yīng)的方程式為4CuSO4 2Cu2O+O2↑+ 4SO3↑,C項(xiàng)錯(cuò)誤。CuSO4溶液制備膽礬晶體的方法為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,D項(xiàng)正確。 18.(1)Ag++e-Ag(2分)　2NO+O2 2NO2(2分)　(2)CuO 和Al(OH)3(2分)　Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O或Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]-(2分)　(3)4CuO+2Al2O3 4CuAlO2+O2↑(2分)　(4)50(2分)　25(1分)　(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶(2分) 【解析】　(1)電解精煉銀時(shí),陰極反應(yīng)為Ag++e-Ag;氣體變色是因?yàn)榘l(fā)生反應(yīng):2NO+O22NO2。(2)結(jié)合工藝流程及Al(OH)3和Cu(OH)2的分解溫度知,固體混合物B中含有CuO、Al(OH)3。若NaOH過量,則Al(OH)3會(huì)轉(zhuǎn)化為NaAlO2。(3)該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒、原子守恒確定缺項(xiàng)物質(zhì)并配平化學(xué)方程式。(4)生成CuAlO2的物質(zhì)的量為5.0100063.5%63.5=50(mol),至少需要Al2(SO4)3的物質(zhì)的量為 25 mol,即至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液25 L。(5)由CuSO4溶液制備膽礬需要的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥。 19.D　由一種金屬和一種非金屬熔合也可以形成合金,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合金的熔點(diǎn)一般比成分金屬的低,B項(xiàng)錯(cuò)誤;合金的硬度一般比成分金屬的大,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 20.(除標(biāo)明外,每空2分)(1)①第三周期ⅢA族　CO2(1分)　②Al2O3+2NaOH2NaAlO2+ H2O　Ar(1分,其他合理答案均可)　(2)①吸氧腐蝕?、贑aCO3或CaO　(3)①83.1%　②Al、Ni 【解析】　(1)①工業(yè)上通過電解熔融Al2O3制得金屬鋁,從鋁土礦中提取Al2O3的過程:使鋁土礦與氫氧化鈉溶液反應(yīng)并過濾除去雜質(zhì)得到偏鋁酸鈉溶液,再向溶液中通入二氧化碳,生成氫氧化鋁沉淀,加熱使沉淀分解可得到氧化鋁。②鎂能與氧氣、二氧化碳、氮?dú)獾葰怏w發(fā)生反應(yīng),所以焊接時(shí)必須使用Ar等稀有氣體作保護(hù)氣。(2)①在海水中,合金鋼、海水及海水中溶解的氧氣構(gòu)成原電池,發(fā)生吸氧腐蝕。②在煉鐵時(shí)加入氧化鈣或碳酸鈣,發(fā)生反應(yīng)CaO+SiO2CaSiO3或發(fā)生反應(yīng)CaCO3CaO+ CO2↑、CaO+SiO2 CaSiO3,使SiO2形成爐渣,可以降低硅含量。(3)①白色沉淀Al(OH)3的質(zhì)量為39.0 g,即 0.5 mol,故合金中鋁的質(zhì)量為 0.5 mol27 g/mol=13.5 g,則銅的質(zhì)量為 66.5 g,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 66.5 g80.0 g100%≈83.1%。②由于要將Cu溶解,所選用的酸應(yīng)為氧化性酸,若合金中有鐵存在,則Fe將被氧化為Fe3+,由圖知Fe3+在pH=1.8時(shí)開始沉淀,與題述不符,故合金中不含F(xiàn)e。結(jié)合圖示可知在pH=3.4時(shí)出現(xiàn)的沉淀為 Al(OH)3, 在pH=7.0~8.0時(shí),產(chǎn)生的沉淀為Ni(OH)2,故該合金中除銅外一定含有Al和Ni。 21.(1)c　(2)①SiO2+2CSi+2CO↑?、?0OH-+2Cr3++3H2O22CrO42-+8H2O　 ③Cr2O72-+12e-+14H+ 2Cr+7H2O　33.6　6mol96485Cmol-110A 【解析】　(1)a項(xiàng),Hg、Ag均用熱分解法制備;b項(xiàng),Na、Mg均用電解法制備;c項(xiàng),Al用電解法制備,Fe用熱還原法制備;d項(xiàng),Na、Ca均用電解法制備。(2)①固體A為SiO2,工業(yè)上利用焦炭還原SiO2制取粗硅:SiO2+2CSi+2CO↑。②分析流程圖可知,操作①分離出SiO2,操作②除去鐵元素、鋁元素,故溶液D中含有Cr3+,Cr3+與H2O2、OH-可發(fā)生氧化還原反應(yīng),根據(jù)得失電子守恒、原子守恒和電荷守恒配平離子方程式:2Cr3++3H2O2+10OH-2CrO42-+8H2O。③陰極上Cr2O72-發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為Cr,電極反應(yīng)式:Cr2O72-+12e-+14H+2Cr+7H2O。根據(jù)原子守恒和得失電子守恒,可得關(guān)系式:Cr2O72-~2Cr~3O2,n(O2)=32n(Cr)=3252g52gmol-1=1.5 mol,故V(O2)=22.4 Lmol-11.5 mol=33.6 L。陰極上沉積 52 g鉻,轉(zhuǎn)移 6 mol電子,則所需時(shí)間為6mol96485Cmol-110A。 22.(1)b　防止CeO2在酸性環(huán)境下被Cl-還原而溶于浸出液中無法分離　(2)K++BF4-KBF4↓　(3)分液漏斗　Ce(OH)4　撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上,用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央,然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比　(4)2Ce(OH)3+NaClO+H2O2Ce(OH)4+NaCl 【解析】　(1)焙燒后燒渣中+4價(jià)的鈰的氧化物有很強(qiáng)的氧化性,因此酸浸時(shí)應(yīng)選擇稀硫酸,否則CeO2在酸性環(huán)境下可被Cl-還原而溶于浸出液中無法分離。(2)用可溶性鉀鹽將BF4-轉(zhuǎn)化為沉淀除去的離子方程式為K++BF4-KBF4↓。(3)萃取操作所用到的主要玻璃儀器為分液漏斗。根據(jù)題給流程圖知,在操作Ⅰ后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH獲得 Ce(OH)3和Ce(OH)4。測(cè)定該溶液pH的操作為:撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上,用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央,然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比。(4)氧化步驟中Ce(OH)3被氧化為Ce(OH)4,NaClO被還原為NaCl,根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平化學(xué)方程式:2Ce(OH)3 +NaClO+H2O 2Ce(OH)4+NaCl。