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2019高考化学 第3章(金属及其化合物)第4节 用途广泛的金属材料 金属矿物的利用 考点(2)

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考点二 金属材料与金属矿物的开发和利用
李仕才
1.合金 (1)概念:合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特 性的物质。 (2)性能:合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。 ①熔点:一般比它的各成分金属的低; ②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。 2.常见金属材料

(1)重要的黑色金属材料——钢 钢铁是用量最大、用途最广的合金。

? ??低碳钢:韧性、焊接性好,强度低 ?碳素钢?中碳钢:强度高,韧性及加工性好

钢?

??高碳钢:硬而脆,热处理后弹性好

??合金钢:具有各种不同的优良性能,常见的有不锈 钢及各种特种钢

(2)几种有色金属材料

3.金属在自然界中的存在形式

金、铂等化学性质不活泼的金属,在自然界以游离态存在;化学性质较活泼的金属在自

然界中以化合态存在。

4.金属冶炼的一般步骤

(1)富集:除去杂质,提高矿石中有用成分的含量。

(2)冶炼:利用氧化还原反应,用还原剂把金属矿石中的金属从化合态还原为游离态。

(3)精炼:提纯金属。

5.金属冶炼方法

(1)热分解法(适用于 Hg、Ag 等不活泼金属)





例如:2HgO=====2Hg+O2↑,2Ag2O=====4Ag+O2↑。

用热分解冶炼法冶炼金属的特点:金属元素的金属性弱,金属元素的原子不易失去电子,

其金属离子容易得到电子,该金属元素所形成的化合物稳定性较差。

(2)热还原法(适用于 Zn、Cu 等中等活泼金属)

△ ①焦炭还原法:C 还原 ZnO、CuO,其化学方程式依次为 C+2ZnO=====2Zn+CO2↑,C+

△ 2CuO=====2Cu+CO2↑。

高温 ②一氧化碳还原法:CO 还原 Fe2O3、CuO,其化学方程式依次为 3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2,

△ CO+CuO=====Cu+CO2。

△ ③氢气还原法:H2 还原 WO3、Fe3O4,其化学方程式依次为 3H2+WO3=====W+3H2O,4H2+

△ Fe3O4=====3Fe+4H2O。

高温 ④活泼金属还原法(铝热反应):Al 还原 Cr2O3、V2O5,其化学方程式依次为 2Al+Cr2O3=====

高温 Al2O3+2Cr,10Al+3V2O5=====6V+5Al2O3。

(3)电解法(适用于 Al 以前的活泼金属):Al2O3、MgCl2、NaCl 的电解反应,其化学方程

电解

电解

电解

式依次为 2Al2O3(熔融) ===== 4Al+3O2↑,MgCl2(熔融)=====Mg+Cl2↑,2NaCl(熔融)=====2Na

冰晶石

+Cl2↑。

判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)

1.人类使用铝的时间比铁晚,原因是铝的冶炼成本高。( × )

2.工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原反应。( √ )

3.电解 AlCl3、FeCl3、CuCl2 的混合溶液时,阴极上依次析出 Cu、Fe、Al。( × )

4.电解氯化镁溶液制取金属镁。( × )

5.用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛。( × )

6.将 MgO 与铝粉混合发生铝热反应制备镁。( × )

7.氯化铝是一种电解质,可用于电解法制铝。( × )

8.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。( × )

石灰乳

煅烧 电解

9.MgCl2(aq) ――→ Mg(OH)2――→MgO――→Mg,在给定条件下制取金属镁。( × )

1.合金是两种或两种以上金属或金属跟非金属熔合而成的物质,简单拧在一起的金属 不是合金。
2.黑色金属材料是铁、锰、铬及它们的合金。由于钢铁表面通常覆盖一层黑色的四氧 化三铁,而锰及铬主要用于冶炼黑色的合金钢,所以才会被“错误分类”为黑色金属。
3.不同的金属有不同的用途。选用金属材料时要考虑它本身的性质。锡在低温时会崩 碎成粉末,去南极等寒冷地区不能用锡制品。

4.构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属,也可以是金属与非金属,合金中 一定含金属元素。
5.并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度 范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。
6.常温下,多数合金是固态,但钾、钠合金呈液态。

一、合金的组成、性质及应用

1.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是( )

①合金的硬度一般比它的各成分金属的大

②一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低

③改变原料的配比、改变生成合金的条件,得到有不同性能的合金

④合金比纯金属的导电性更强

⑤合金比纯金属的应用范围更广泛

A.①②③⑤

B.②③④

C.①②④

D.①②④⑤

解析:合金的机械性能比各成分金属的大,故①正确;根据教材知识,②③是正确的;

合金的电阻率比纯金属要大,故④是错误的;合金由于性能好而应用更广泛,⑤是正确的。

答案:A

2.金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确

的是( )

A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同

B.火烧孔雀石[Cu2(OH)2CO3]制得铜也属于还原法

C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子

D.工业上金属 Mg、Cu 都是用热还原法制得的

解析:合金的性质与其成分金属的性质不完全相同,如硬度、强度更大、熔点更低等,

A 正确;火烧孔雀石分解生成 CuO,CuO 被焦炭还原为单质 Cu,属于还原法制取,B 正确;

金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难

被还原,C 正确;工业上利用电解熔融 MgCl2 的方法来制得金属镁,D 错误。

答案:D

3.2016 年在上海首飞的 C919 大型飞机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.铝锂合金的熔点比铝低 D.铝锂合金耐酸碱腐蚀 解析:铝锂合金中的铝能与酸和碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。 答案:D 4.中国载人潜水器“蛟龙”号在西太*洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深 潜新的历史记录,首次突破 7 000 米,最深达到 7 020 米海底。“蛟龙”号载人潜水器的外 壳是耐超高压的钛合金,下列有关合金的说法中正确的是( ) A.钛合金是一种新型的金属单质 B.钛合金的熔点比成分金属的低,硬度小 C.钛合金的化学性质与钛单质相同 D.青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金 解析:合金是指两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物 质,不属于新型金属单质,A 错误;合金的熔点一般比成分金属的熔点低但硬度大,B 错误; 合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的,钛合金除具备钛单质的性质外,还具有 其他成分的性质,C 错误。 答案:D 二、合金成分的分析 5.取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为 ()

A.Al、Mg、Si、Zn

B.Al、Fe、Zn、Na

C.Al、Na、Cu、Fe

D.Al、Cu、Mg、Si、Mn

解析:硬铝中一定含有 Al,样品加入足量稀盐酸后有难溶物存在,说明有金属活动性

在 H 之后的金属或非金属存在,再加入浓 NaOH 溶液后有气体生成和难溶物存在,根据题目

信息可知硬铝样品中含有 Si,最终的难溶物为 Cu,D 项中含有上述三种物质。

答案:D

6.某同学设计了如下实验测量 m g 铜银合金样品中铜的质量分数:

下列说法中不正确的是( ) A.合金的熔点比其成分金属低,通常比成分金属具有更优良的金属特性 B.铜银都能与硝酸反应,收集到的 V L 气体一定全为 NO C.操作Ⅰ是过滤,操作Ⅱ是洗涤,操作Ⅲ是烘干 D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数 解析:解答本题要注意以下两点:①没有告诉硝酸的浓度,合金与硝酸反应放出的气体 中可能含有 NO2;②W g 固体应该是干燥纯净的 AgCl,由此确定三步操作。 答案:D 三、金属的冶炼 7.氧化还原反应广泛应用于金属冶炼,下列说法不正确的是( ) A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,Na+被还原 B.湿法炼铜与火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应 C.用磁铁矿炼铁的反应中,1 mol Fe3O4 被 CO 还原成 Fe,转移 9 mol 电子 D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
△ 解析:用磁铁矿炼铁的反应为 Fe3O4+4CO=====3Fe+4CO2,当有 1 mol Fe3O4 被 CO 还原 成 Fe 时,转移 8 mol 电子。 答案:C 8.下列说法不正确的是( ) A.有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂 B.用电解熔融 MgCl2 的方法来冶炼金属镁 C.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝 D.回收废旧金属可以重新制成金属或它们的化合物
高温 解析:铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属,如 2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3;MgO 的 熔点高,金属镁应该用电解熔融的 MgCl2 的方法制取;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还 原出来;回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物。 答案:C 9.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,需要的试剂还有________。

A.KCl

B.KClO3

C.MnO2

D.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 Al 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)。

(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)。

解析:(1)做铝热反应的实验时,需要 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 B 为 Fe。(3)反应后固体混合物中若有 Fe2O3,因发生反应:Fe2O3+6H +===2Fe3++3H2O 和 Fe+2Fe3+===3Fe2+,Fe3+转化为 Fe2+,KSCN 溶液也不会变红。
答案:(1)BD (2)①加少量 KClO3,插上镁条并将其点燃 ②Fe (3)不能 Fe2O3+6H+ ===2Fe3++3H2O、Fe+2Fe3+===3Fe2+

金属活动性顺序与金属的冶炼方法

1.下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是( )

解析:钠一般是由电解熔融 NaCl 的方法来制取,而电解饱和食盐水得到的是 NaOH、H2 和 Cl2。
答案:D 2.工业上制备下列金属,采用的化学反应原理正确的是( ) A.钾:K2O+H2===2K+H2O
高温 B.钙:CaO+C=====Ca+CO↑
高温 C.锰:3MnO2+4Al=====3Mn+2Al2O3
△ D.汞:HgS=====Hg+S 解析:钾为活泼金属,不可以用 H2 还原法制取,A 项错误;钙的工业制法与镁相似,电 解熔融的氯化钙,B 项错误;工业制取 Mn 用还原法,单质 Al 与二氧化锰发生置换反应,C 项正确;汞单质的制取用加热分解法,分解 HgO 得到 Hg 单质,D 项错误。 答案:C 3.用自然资源生产部分材料,其产品流程示意图如图所示:

下列有关说法正确的是( )

A.制取铝也可用电解熔融 AlCl3 的方法

B.由赤铁矿冶炼生铁时,发生的反应既有吸热反应,又有放热反应

C.粗铜精炼时往往以粗铜作电解池的阴极

D.将 MgCl2 溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤,即可得到氯化镁晶体

解析:AlCl3 属于共价化合物,熔融状态下不能导电,故无法通过电解熔融 AlCl3 的方法

高温

高温

制取金属铝,A 项错误;冶炼生铁时发生反应 C+O2=====CO2(放热反应)、C+CO2=====2CO(吸

高温 热反应)、3CO+Fe2O3=====2Fe+3CO2(吸热反应),B 项正确;粗铜精炼时应以粗铜作阳极,C

项错误;MgCl2 在溶液中会水解生成 Mg(OH)2,若直接将溶液加热浓缩、冷却结晶将得不到氯 化镁晶体,需在加热浓缩时向溶液中滴加浓盐酸,防止 Mg2+水解,D 项错误。

答案:B

4.铜的冶炼过程大致可分为

①富集,将硫化物矿进行浮选;

②焙烧,主要反应为 2CuFeS2+4O2===Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣);

③制粗铜,在 1 200 ℃发生的主要反应为 2Cu2S+3O2===2Cu2O+2SO2;2Cu2O+Cu2S===6Cu

+SO2↑;

④电解精炼铜。

下列说法正确的是( )

A.冶炼过程中的尾气可用来制硫酸

B.上述过程中,由 1 mol CuFeS2 制取 1 mol Cu 时共消耗 2 mol O2

C.在反应 2Cu2O+Cu2S===6Cu+SO2↑中,只有 Cu2O 作氧化剂

D.电解精炼铜的过程中,每转移 1 mol 电子时,阳极溶解铜的质量为 32 g

解析:1 mol CuFeS2 反应,焙烧时需要氧气 2 mol;生成的 Cu2S 转化为 Cu2O 还需要氧

气,B 不正确。C 项中作氧化剂的除 Cu2O 外还有 Cu2S,C 不正确。电解精炼铜时阳极除溶解

铜外还溶解比铜活泼的金属,当转移 1 mol 电子时,溶解铜的物质的量小于 0.5 mol,D 不

正确。

答案:A

5.某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述:“反应放出大量的热,并发出耀眼的

光芒”,“纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中”。查阅《化学手册》知:Al、Al2O3、

Fe、Fe2O3 的熔点、沸点数据如表所示:

物质

Al

Al2O3

Fe

Fe2O3

熔点/℃

660

2 054

1 535

1 462

沸点/℃

2 467

2 980

2 750



(1)该同学推测,铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使

铁熔化,而铝的熔点比铁低,此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合

理:________(填“合理”或“不合理”)。

(2)设计一个简单的实验方案,证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用

试剂是________,反应的离子方程式为_______

_________________________________________________________。

(3)实验室溶解该熔融物,下列试剂中最好的是________(填字母)。

A.浓硫酸

B.稀硫酸

C.稀硝酸

D.氢氧化钠溶液

解析:(1)根据铁、铝的熔点、沸点,在一定温度下 Fe、Al 能熔合。(2)根据 Al 与碱液

反应生成 H2,可证明 Al 的存在,故选用 NaOH 溶液。(3)Fe、Al 均为活泼金属,可以用稀硫 酸溶解。

答案:(1)合理

(2)NaOH 溶液 2Al+2OH-+2H2O===2AlO-2 +3H2↑ (3)B

——知能拓展—— 工艺流程题的解题策略 一、题型特点 无机化工流程题是*年来高考中备受关注的一种题型,该类题源于生产实际,以解决化
学实际问题为目的,将化工生产过程中的主要生产流程用框图形式展示出来,并根据其中涉 及的化学知识步步设问,使问题情境真实,构成与化工生产紧密联系的化学工艺流程题。试 题新颖,内容丰富,阅读量大,其结构分题头、流程图和问题三部分。题头一般简单介绍该 工艺生产的原料和生产目的,流程图部分主要用框图形式将原料到产品的主要生产工艺展示 出来,问题部分主要根据生产过程中涉及的化学知识设计一系列的问题。
二、解题思路
三、解答工艺流程题的两方法 1.首尾分析法:对线型流程工艺(从原料到产品为一条龙的生产工序)试题,首先对比 分析流程图中的第一种物质(原材料)与最后一种物质(产品),从此分析中找出它们的关系, 弄清原料转化的基本原理和除杂、分离、提纯的化工工艺,再结合题设问题,逐一解答。 2.分段分析法:对于用同样的原料生产多种(两种或两种以上)产品(含副产品)的工艺 流程题,用此法更容易找到解题的切入点。

题型一 以制备某一物质为目的的工艺流程题 【解题策略】 制备类工艺流程题在流程上一般分为 3 个过程:
原料处理 ―→ 分离提纯 ―→ 获得产品
1.原料处理阶段的常见考点 (1)加快反应速率。 (2)溶解:通常用酸溶。如用硫酸、盐酸、浓硫酸等。 水浸:与水接触反应或溶解。 浸出:固体加水(酸)溶解得到离子。 浸出率:固体溶解后,离子在溶液中含量的多少(更多转化)。 酸浸:在酸溶液中反应使可溶性金属离子进入溶液,不溶物通过过滤除去的溶解过程。 (3)灼烧、焙烧、煅烧:改变结构,使一些物质能溶解,并使一些杂质高温下氧化、分 解。 2.分离提纯阶段的常见考点 (1)调 pH 除杂 ①控制溶液的酸碱性使其中的某些金属离子形成氢氧化物沉淀。如若要除去 Al3+、Mn2 +溶液中含有的 Fe2+,先用氧化剂把 Fe2+氧化为 Fe3+,再调溶液的 pH。 ②调节 pH 所需的物质一般应满足两点:能与 H+反应,使溶液 pH 增大;不引入新杂质。 例如:若要除去 Cu2+溶液中混有的 Fe3+,可加入 CuO、Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3 等物质来调节溶 液的 pH。 (2)加热:加快反应速率或促进*衡向某个方向移动。 如果在制备过程中出现一些受热易分解的物质或产物,则要注意对温度的控制。如:侯 氏制碱法中的 NaHCO3;还有 H2O2、Ca(HCO3)2、KMnO4、AgNO3、HNO3(浓)等物质。 (3)降温:防止某物质在高温时会溶解(或分解);为使化学*衡向着题目要求的方向移 动。 3.获得产品阶段的常见考点 (1)洗涤(冰水、热水)洗去晶体表面的杂质离子,并减少晶体在洗涤过程中的溶解损耗; 乙醇洗涤既可洗去晶体表面的杂质,又可减少晶体溶解的损耗。 (2)蒸发时的气体氛围抑制水解:如从溶液中析出 FeCl3、AlCl3、MgCl2 等溶质时,应在 HCl 的气流中加热,以防其水解。 (3)蒸发浓缩、冷却结晶:如 NaCl 和 K2Cr2O7 混合溶液,若将混合溶液加热蒸发后再降 温,则析出的固体主要是 K2Cr2O7,母液中是 NaCl 和少量 K2Cr2O7,这样就可分离出大部分 K2Cr2O7;同样原理可除去 KNO3 溶液中的少量 NaCl。 (4)蒸发结晶、趁热过滤:如 NaCl 和 K2Cr2O7 混合溶液,若将混合溶液蒸发一段时间,

析出的固体主要是 NaCl,母液中是 K2Cr2O7 和少量 NaCl;同样原理可除去 NaCl 溶液中的少 量 KNO3。
题型二 以混合物的分离、提纯为目的的工艺流程题 【解题策略】 这类题其实就是混合物的除杂、分离、提纯。当遇到这一类题时,一定要在题目中找出 要得到的主要物质是什么,混有的杂质有哪些,主要物质和杂质的性质差别是什么?认真分 析当加入某一试剂后,能与什么物质发生反应,生成了什么产物,要用什么样的方法才能将 杂质除去,要相信题中的每一种试剂、每一步操作都是为了得到更多和更纯的产品,经过这 样的思考后将工艺流程转化为物质转化流程,更能明白每一步所加试剂或操作的目的。 1.物质分离提纯的原则 (1)不增:不引入新的杂质。 (2)不减:不减少被提纯的物质。 (3)易分离:被提纯物与杂质易于分离。 (4)易复原:被提纯的物质易恢复原来的组成、状态。 2.明确常用的提纯方法 (1)水溶法:除去可溶性杂质。 (2)酸溶法:除去碱性杂质。 (3)碱溶法:除去酸性杂质。 (4)氧化剂或还原剂法:除去还原性或氧化性杂质。 (5)加热灼烧法:除去受热易分解或易挥发的杂质。 (6)调节溶液的 pH 法:如除去酸性 Cu2+溶液中的 Fe3+等。 3.明确常用的分离方法 (1)过滤:分离难溶物和易溶物,根据特殊需要采用趁热过滤或者抽滤等方法。 (2)萃取和分液:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度不同提取分离物质,并将提取 后互不相溶的两种液体分开,如用 CCl4 或苯萃取溴水中的溴,并分离有机层和无机层。 (3)蒸发结晶:提取溶解度随温度变化不大的溶质,如 NaCl。 (4)冷却结晶:提取溶解度随温度变化较大的溶质、易水解的溶质或结晶水合物,如 KNO3、 FeCl3、CuCl2、CuSO4·5H2O、FeSO4·7H2O 等。 (5)蒸馏或分馏:分离沸点不同且互溶的液体混合物,如分离乙醇和甘油。 (6)冷却法:利用气体液化的特点分离气体,如合成氨工业采用冷却法分离*衡混合气 体中的氨气。 针对训练 1:(2017·新课标全国卷Ⅲ)重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿 制备,铬铁矿的主要成分为 FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。制备流程如图所示:

回答下列问题: (1)步骤①的主要反应为:
高温 FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3――→Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2 上述反应配*后 FeO·Cr2O3 与 NaNO3 的系数比为________。该步骤不能使用陶瓷容器, 原因是__________________________。 (2)滤渣 1 中含量最多的金属元素是________,滤渣 2 的主要成分是________及含硅杂 质。 (3)步骤④调滤液 2 的 pH 使之变________(填“大”或“小”),原因是 ___________________________________________(用离子方程式表示)。 (4)有关物质的溶解度如图所示。向“滤液 3”中加入适量 KCl,蒸发浓缩,冷却结晶, 过滤得到 K2Cr2O7 固体。冷却到________(填标号)得到的 K2Cr2O7 固体产品最多。

a.80 ℃

b.60 ℃

c.40 ℃

d.10 ℃

步骤⑤的反应类型是____________。

(5)某工厂用 m1 kg 铬铁矿粉(含 Cr2O3 40%)制备 K2Cr2O7,最终得到产品 m2 kg,产率为

________。

解析:本题以 K2Cr2O7 的制备为载体,考查氧化还原反应原理、*衡移动原理等。由题

中所给反应可知滤渣 1 为 Fe2O3,滤液 1 中含有 Al3+、SiO23-,调节 pH=7,则滤渣 2 中含 Al(OH)3

及含硅杂质,滤液 2 中含有 CrO24-、Na+,此时调节 pH 促使*衡 2CrO24-+2H+

2O27-+H2O

正向移动,再加入 KCl 得到 K2Cr2O7。(1)利用得失电子守恒方法配*:2FeO·Cr2O3+4Na2CO3

高温 +7NaNO3=====4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2,则 FeO·Cr2O3 与 NaNO3 的系数比为 2∶7。陶

瓷中含有 SiO2,在高温下能与 Na2CO3 反应,会损坏仪器。(2)由步骤①可知熔块中含有 NaNO2、

Na2CrO4、Fe2O3 等,故滤渣 1 中含量最多的金属元素为 Fe,而步骤③需除去 Al3+及含硅物质,

故滤渣 2 中应主要含 Al(OH)3 及含硅杂质。(3)步骤④调 pH 的目的是促进 CrO24-转化为 Cr2O27-,

根据 2CrO24-+2H+

2O27-+H2O,可知应增大 c(H+),故 pH 要变小。(4)根据溶解度曲线

图可知,选择 K2Cr2O7 溶解度小于溶液中其他溶质溶解度且溶解度最小的温度区,故选 d。反

应为 2K++Cr2O27-===K2Cr2O7↓,此反应为复分解反应。(5)根据 Cr 原子守恒建立关系式:

Cr2O3



K2Cr2O7

152

294

m1·40% kg m(K2Cr2O7) m(K2Cr2O7)=294·1m512·40% kg

故产率为294·mm21·kg40% 152

kg×100%=119407mm21×100%。

答案:(1)2∶7 陶瓷在高温下会与 Na2CO3 反应

(2)Fe Al(OH)3

(3)小 2CrO24-+2H+

2O27-+H2O

(4)d 复分解反应

(5)119407mm21×100% 针对训练 2:某铜矿石的主要成分是 Cu2O,还含有少量的 Al2O3、Fe2O3 和 SiO2。某工厂 利用此矿石炼制精铜的工艺流程如图所示(已知:Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O)。

(1)滤液 A 中铁元素的存在形式为________(填离子符号),生成该离子的离子方程式为

________________________,检验滤液 A 中存在该离子的试剂为________(填试剂名称)。

(2)金属单质 E 与固体混合物 F 发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式

为___________________________________,

在实验室中完成此实验还需要的试剂是________(填序号)。

a.KClO3

b.KCl

c.Mg

d.MnO2

(3)为使固体混合物 D 在空气中灼烧完全分解,应______________,直至连续两次测定

的实验结果相同(或质量相差小于 0.1 g)时为止;灼烧时必须用到的实验仪器是________。

(4)溶液 G 与固体混合物 B 反应的离子方程式为

________________________________________________________。

(5)将 Na2CO3 溶液滴入到一定量的 CuCl2 溶液中,得到氯化钠、二氧化碳和一种绿色的不

溶于水的盐(不含结晶水),该盐受热分解产生三种氧化物,则该盐的化学式是________。

解析:(1)根据 Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O、2Fe3++Cu===2Fe2 ++Cu2+,且铜矿石的主要成分为 Cu2O,而 Fe2O3 是少量的,可知滤液 A 中铁元素的存在形式 为 Fe2+。检验 Fe2+可以用铁氰化钾溶液(生成蓝色沉淀),或用氯水和 KSCN 溶液、双氧水和

KSCN 溶液(最终溶液为血红色)。(2)E 为 Al,F 中含有 Fe2O3,Al 与 Fe2O3 可以发生铝热反应:

高温 2Al+Fe2O3=====Al2O3+2Fe,该反应可用于焊接钢轨。实验室进行铝热反应,还需要 Mg 和

KClO3。(3)灼烧固体混合物 D 需要的仪器为坩埚,为使其完全分解,应灼烧、冷却至室温后

称重,重复多次。(4)固体混合物 B 的主要成分为 SiO2 和 Cu,溶解 SiO2 可用 NaOH 溶液。(5)

结合题中信息知绿色不溶于水的盐为 Cu2(OH)2CO3[或 Cu(OH)2·CuCO3]。 答案:(1)Fe2+ 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+ 铁氰化钾溶液(或氯水和 KSCN 溶液或双氧水

和 KSCN 溶液等,合理即可)

高温 (2)2Al+Fe2O3=====Al2O3+2Fe ac

(3)灼烧,冷却至室温后称重,重复多次 坩埚

(4)SiO2+2OH-===SiO23-+H2O

(5)Cu2(OH)2CO3[或 Cu(OH)2·CuCO3]




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