第三章 金属及其化合物
第 1 节 钠及其化合物
5%# 注意 在加热条件下与氧气反应会生成
Na２O
,化学方程式为 △ .
一、钠
Na２O２ ２Na２O＋O２２Na２O２
2.Na O 的强氧化性与还原性
1.物理性质及保存方式 质软 银白色 有金属光泽 2 2
: 、 、 ,
强氧化性的五个表现
导电性 导热性良好 密度 熔
、 ,
ρ煤油
＜
ρ钠
＜
ρ水
,
(１)
点较低 保存在煤油或石蜡油中
; . 4040)40 40
2.化学性质及制备 )44)4 4
/B0
/B$M &< 'F 'F 0)
/B$M
$M 3#" >7
*?
/B 0 0 /B $V40 #" $V 0) FFA" 3U >7
/B0
) $M )
/B
40
) 0 ) 40 (２) 遇 KMnO４ 等强氧化剂时 , 表现出还原性 ,
/B0) ) /B ) 氧化产物为
O２.
遇 发生歧化反应 既表现
3.用途
:①
冶炼金属
;②
制作高压钠灯
;③
钠钾合 (３) CO２、H２O ,Na２O２
氧化性又表现还原性
金用作原子反应堆的导热剂
.
.
二、钠的氧化物 三、Na 2 CO 3 与 NaHCO 3
1.Na O 和 Na O 的比较 1.Na CO 和 NaHCO 的比较
2 2 2 2 3 3
物质 氧化钠 过氧化钠
(Na２O) (Na２O２) 碳酸钠 碳酸氢钠
颜色、状态 白色固体 淡黄色固体
(Na２CO３) (NaHCO３)
类别 碱性氧化物 过氧化物非碱性氧化物 俗名 纯碱或苏打 小苏打
( )
氧元素
颜色、状态 白色粉末 细小的白色晶体
化合价 －２ －１
电子式 二者均易溶于水 溶于水伴有放
Na
＋
[
O
]
２－
Na
＋
Na
＋
[
O
O
]
２－
Na
＋ ,Na２CO３
水溶性 热现象 溶于水伴有吸热现象
阴、阳离
,NaHCO３ ,
碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠
子个数比 １∶２ １∶２
二者均为强碱弱酸盐 水解使溶液呈碱
与水 ,
Na２O ＋ H２O ２Na２O２＋２H２O
性 相同物质的量浓度时 同温度下
反应 水解反应 , ( ),
２NaOH ４NaOH＋O２↑ 水溶液的碱性大于 水
化 与 Na２CO３ NaHCO３
溶液的碱性
学 CO２ Na２O ＋ CO２ ２Na２O２＋２CO２
性 反应
Na２CO３ ２Na２CO３＋O２
质 不稳定 受 热 易 分
与酸 ,
(盐酸)Na２O＋２HCl ２Na２O２ ＋４HCl 热稳定性 稳定 , 受热不易 解 :２NaHCO３ △
分解
反应 ２NaCl＋H２O ４NaCl＋２H２O＋O２↑
Na２CO３ ＋ H２O ＋
用 于 制 取 少 量 强氧化剂 漂白剂 供
主要用途 、 、
CO２↑
烧碱 氧剂 消毒剂
Na２O２、 、
２４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
续表 四、焰色试验
碳酸钠 碳酸氢钠 1.本质 电子的跃迁 属于物理变化
(Na２CO３) (NaHCO３) : , .
用盐酸 灼烧至火焰呈原色
2.实 验 步 骤 铂 丝
CO ２ ３ － ＋２H ＋ HCO３ － ＋ H ＋ : 洗净→ →
CO２↑＋H２O CO２↑＋H２O 蘸取 灼烧 用盐酸
与盐酸反应 观 察 火 焰 颜 色
相同条件下与同浓度的盐酸反应产生 待测物→ → 洗净铂丝→
的速率 灼烧至火焰呈原色
CO２ :NaHCO３＞Na２CO３
→.
少量 注意 也可用光洁无锈的铁丝代替铂丝.
２＋
Ca(OH)２ :Ca ＋
－ － 3.常见金属元素的焰色
２OH ＋２HCO３
与 ( ) ２＋ ２－ CaCO３↓＋２H２O＋ 金属元素 锂 钠 钾 铷
CaOH２ Ca ＋CO３
２－
溶液反应 CO３ ;
CaCO３↓ 过 量 焰色 紫红色 黄色 紫色 紫色
Ca(OH)２ :
２＋ － － 金属元素 钙 锶 钡 铜
Ca ＋OH ＋HCO３
CaCO３↓＋H２O 焰色 砖红色 洋红色 黄绿色 绿色
二者的 CO２ 和水 ( 或少量 H ＋) 注意 钾元素的焰色要透过蓝色钴玻璃观察.
相互转化 Na２CO３或NaHCO３
△( NaOH) 五、侯氏制碱法
用于制玻璃 制
1.工艺流程
、
肥皂 合成洗涤 作发酵粉 灭火剂
、 、 , !
主要用途 剂 造 纸 纺 织 医疗上用于治疗胃
、 、 、 - &
石油 冶金等工 酸过多 # " -F!I 3-
、 &
业中 N /B$M D
! N /B)$0 $ " > N+1
2.Na 2 CO 3 与 NaHCO 3 的鉴别方法 ! + /) $M /B$M
! /))$0 /)$M !!
利用热稳定性不同
(１)
K# D$
+/B$0
" /B$M !J
&
7 6$#-%!
注意 氨气溶解度大,先向饱和食盐水中通入氨气,使
""+!+/B)$0
溶液呈碱性后再通入二氧化碳.
2.反应原理
利用和酸反应生成气体的速率不同 相同条
(２) (
产生 的反应
件下
) (１) NaHCO３ :NH３＋NaCl＋CO２＋
$+F/*!"+ H２ONaHCO３↓＋NH４Cl.
/B)$0
$+F 产生 的反应 △
#" $+F*!"+ (２) Na２CO３ :２NaHCO３Na２CO３＋
/B$0 CO２↑＋H２O.
3.绿色化学思想 循环使用的物质为 饱和
: CO２、
利用溶液的酸碱性不同
食盐水
(３)
.
Q) - +/B$0 4.优点(与索尔维法制纯碱相比) 提高了食盐的
", " :
#"
#"+Q) Q) - +/B)$0 利用率 副产物 可作氮肥
, NH４Cl .
第三章 金属及其化合物 ２５
即练即清
学生用书 P25
１化学创造美好生活 下列物质性质与用途的
． ,
对应关系不正确的是
( )
选项 物质性质 用途
小苏打能与碱反应 可用作抗酸药
A
熔点高 可用作耐高温材料
B Al２O３
能吸收 产 可用作呼吸面具供
Na２O２ CO２
C 生 氧剂
O２
可用于生活用水的
漂白粉具有强氧化性
D 消毒 答案 C
答案 A ４下表中 对陈述 的正确性及两者间是否
． , Ⅰ、Ⅱ
２水与下列物质反应时 水表现出氧化性的是 具有因果关系的判断都正确的是
． , ( )
选项 陈述 陈述 判断
( ) Ⅰ Ⅱ
碳酸钠溶液可用 可 与 对
Na２CO３ Ⅰ ,Ⅱ
A．Na B．Cl２ A 于治疗胃酸过多 盐酸反应 对 有
,
石蕊试液中加入 与水反
C．NO２ D．Na２O Na２O２ 对
答案 A 足 量 粉 应 生 成 氢 氧 Ⅰ ,Ⅱ
B Na２O２ 错 无
末 溶液最终变蓝 化钠 ,
３根据侯氏制碱原理制备少量 的实验 ,
． NaHCO３ , 可用作 能和
经 过 制 取 氨 气 制 取 分 离 Na２O２ Na２O２ CO２ 对
、 NaHCO３、 航 天 员 的 供 和 反应生 Ⅰ ,Ⅱ
C H２O 对 有
干燥 四个步骤 下列 氧剂 成 ,
NaHCO３、 NaHCO３ . O２
金属钠具有强 高压钠灯发出透 对
图示装置和原理能达到实验目的的是 Ⅰ ,Ⅱ
D 还原性 雾性强的黄光 对 有
,
( ) 答案 C
２６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
第 2 节 铁及其化合物
5%# 铁遇冷的浓硝酸 浓硫酸发生钝化
(１) 、 .
与过量稀 的反应
一、铁 ①Fe HNO３ :
1. 位于元素周期表第四周期第 族 原子结 Fe＋NO３ － ＋４H ＋ Fe ３＋ ＋NO↑＋２H２O
Fe Ⅷ .
与少量稀 的反应
②Fe HNO３ :
构示意图 常见价态 和 － ＋ ２＋
: . :＋２ ＋３. ３Fe＋２NO３ ＋８H ３Fe ＋２NO↑＋
４H２O
2.物理性质 导热性 延展性良好 有导电性 易 注意 氧化性酸会把 氧化为 ,但当 过量
３＋
: 、 , , Fe Fe Fe
被磁铁吸引 时, 和 ３＋ 发生反应: ３＋ ２＋ .
. Fe Fe ２Fe ＋Fe３Fe
3.化学性质 与铁反应的非金属单质的氧化性强弱决定
(２)
'F0 ) 产物中铁元素为 价还是 价 如
＋２ ＋３ , :
P# )0 H
L!F 'F ) △
LF F ２Fe＋３Cl２２FeCl３
'F'F 'F
B !F
'F
△
+#"
Fe＋SFeS
'F
4.铁与水蒸气的反应 续表
EI1
# 7 Fe(OH)２ Fe(OH)３
与盐酸
＋ ＋
Fe(OH)２＋２H Fe(OH)３ ＋３H
5+" 反应 ２＋ ３＋
Fe ＋２H２O Fe ＋３H２O
受热
△
&,+% ２Fe(OH)３
分解 —
Fe２O３＋３H２O
组装仪器 检查气密性 装入药品 先点
可溶性亚铁盐与碱溶 可溶性铁盐与碱溶
① , , ;②
燃湿棉花处酒精灯 待有水蒸气生成时 再点
, , 制法 液反应 ２＋ － 液反应 ３＋ －
:Fe ＋２OH :Fe ＋３OH
实验 燃铁粉处酒精灯 一段时间后用火柴点燃
步骤 肥皂泡 实验结
;
束
③
时 先从肥皂液中撤出导
Fe(OH)２↓ Fe(OH)３↓
;④ , 迅速被氧气氧化成 由
管 然后熄灭铁粉处酒精灯 最后熄灭湿棉花 Fe(OH)２ Fe(OH)３,
, , 转化 白色絮状沉淀迅速变成灰绿色 最后变成
处酒精灯 防止倒吸 ,
( ) 红褐色
实验 加热时铁粉红热 用火柴点燃肥皂泡时 发
. ,
现象 出爆鸣声 反应后试管内固体仍为黑色 2.Fe（OH） 的制备
2
.
高温条件下 铁与水蒸气反应生成 和
实验
, Fe３O４ /B0)
结论 高温 #"
H２:３Fe＋４H２O(g)Fe３O４＋４H２
命题 化学方程式的书写 湿棉花的作用 实验步 'F40
, ,
方向 骤等 #"
二、铁的氧化物 在试管中加入 溶液 然后滴入
实验步骤 FeSO４ ,
溶液
化学式 NaOH
FeO Fe２O３ Fe３O４ 产生白色沉淀 白色沉淀迅速变为灰绿色
实验现象 , ,
俗名 铁红 磁性氧化铁 最后变成红褐色
—
色、态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 在溶液中 与 反应生成
FeSO４ NaOH Fe(OH)２
沉淀和 白色的 被空气中的
水溶性 均不溶于水
,
均不与水反应 Na２SO４, Fe(OH)２
实验原理 迅速氧化成红褐色的
２＋
的价态 O２ Fe(OH)３.Fe ＋
Fe ＋２ ＋３ ＋２、＋３
－
氧化物类别 碱性氧化物 碱性氧化物 ２OH Fe(OH)２↓、４Fe(OH)２＋
—
O２＋２H２O４Fe(OH)３
都能与稀盐酸和稀硫酸反应
—
/B0) /B0)
都具有氧化性 , 能被 CO、H２ 等还原 #" E #"
=4
化学性质 不稳定 在空气中受热迅速生成 8
FeO , ' # F4 " 0 ' # F4 " 0
Fe３O４
=4
E
与铝粉在高温下反应 铝热反应 改进装置 E
Fe２O３ ( ) =4
=4
可作 色 素 , 用作油漆 、 涂 磁 性 材 料 /-F /B0) C
如用于瓷器 料 油墨和橡 如 激 光 打 #" B
8
用途 、 (
制作中使釉 胶 的 红 色 印机的墨粉 ' # F4 " 0 ! /- " F 8 # / D B0 F )
呈绿色 颜料 中含 I1 I1 #"
Fe３O４)
三、铁的氢氧化物
在选择题中考查 的制备装置及
命题方向 Fe(OH)２
1.Fe（OH） 2 与 Fe（OH） 3 的比较 装置的改进
注意 溶液必须是新制的,且配制
Fe(OH)２ Fe(OH)３
①FeSO４ FeSO４
色、态 白色固体 红褐色固体 溶液所用的蒸馏水及 溶液都要煮沸; 吸有
NaOH ②
溶解性 都难溶于水 溶液的胶头滴管必须伸入 溶液的液面
NaOH FeSO４
第三章 金属及其化合物 ２７
下,再挤出 溶液; 在盛有 溶液的试管
即练即清
NaOH ③ FeSO４ 学生用书 P27
中加入少量的煤油等密度小于水而不溶于水的有机化
合物,以隔绝空气. １青矾矿石 主要成分为 在
． ( FeSO４７H２O)
四、铁盐及亚铁盐的检验与鉴别 唐本草 中记载 本来绿色 新出窟未
« » :“ ,
见风者 正如琉璃 烧之赤色 关于
离子 检验方法 , ”.
的说法正确的是
滴加 溶液
样品溶液 KSCN 溶液变红色 证明含 FeSO４７H２O ( )
→ , 可用于制净水剂
有
３＋ A．
Fe
溶于水形成无色溶液
加入氢氧化钠溶液
Fe ３＋ 样品溶液 产生红褐色沉淀 证 B．
→ , 在干燥空气中稳定存在
明含有
３＋ C．
Fe
滴加苯酚 在空气中加热转化为
样品溶液 溶液呈紫色 证明含有
→ , Fe
３＋ D． Fe３O４
答案 A
滴加 溶液
样 品 溶 液 KSCN 无 明 显 现 象
→ ２部分含 物质的分类与相应化合价关系如
滴加氯水 ． Fe
溶液变红色 证明含有
２＋
或 溶液→ , Fe 图所示 下列推断不合理的是
H２O２ . ( )
加入氢氧化钠溶液
DFH
２＋ 样品溶液 产生白色絮状沉淀
Fe → , CEG
迅速变成灰绿色 最终变成红褐色 证明含有
２＋
, , Fe
B
加入 溶液
样品溶液 K３[Fe(CN)６] 生成蓝色沉淀
→ , ! -+ 'B1
证明含有 ２＋ B
Fe
'
滴加酸性
的混合溶液 酸性 溶 可存在 的转化
２＋ ３＋
Fe 、Fe 溶液→ KMnO４ A． f→d→e
KMnO４
液紫红色褪去 证明含有 高温下 与 反应制备
２＋
, Fe B． a H２O c
溶液可用于鉴别 和
注意 检验 时不能先加氯水后加 溶 C．KSCN f g
２＋
① Fe KSCN 在 溶液中反应生成
液,也不能将加 溶液后的混合溶液加入足量的新
D．a g f
KSCN
制氯水中(新制氯水可能氧化 － ). 答案 B
SCN
、 、 同时存在时,不能用酸性 溶液
②Fe
３＋
Fe
２＋
Cl
－
KMnO４
３铁及其化合物具有重要用途 下列相关反应
检验 ( 能还原 ,有干扰). ． ,
２＋ －
Fe Cl KMnO４ 方程式书写错误的是
五、Fe、Fe2+ 、Fe3+ 的相互转化 ( )
制备氢氧化铁胶体 △
E A． :Fe ３＋ ＋３H２O
$
4 *
0
'F M
) /
0 )
Fe(OH)３( 胶体 )＋３H ＋
高温
$ V ) D
! ; O
E " M 0 E E
!
4 0
" 0 B．
水
Fe
蒸
３O
气
４＋
通
４
过
H
灼
２
热铁粉
:３Fe＋４H２O(g)
用 溶液腐蚀铜线路板
'F ;O $V ) 4 ,*0 ３＋
'F 'F C． FeCl３ :２Fe ＋Cu
!
!
$M 0 ) /0
7( ２Fe ２＋ ＋Cu ２＋
E ! 溶液中通入过量氯气
) 40 " ,.O0 ) 0 ２＋ －
D．FeI２ :２Fe ＋２I ＋
３＋ －
２Cl２２Fe ＋I２＋４Cl
答案 D
２８ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
４ 在工业上可用于制备 实验室模拟 是否全部被氧化成 ３＋
．FeSO４ FeCO３, Fe
工业流程如图所示 下列说法正确的是 用 代替 可能有
. ( ) B． Na２CO３ NH４HCO３, Fe(OH)２
/))$0#" 沉淀产生
'F40#" !" D$ "" 'F$0 沉淀的同时有 产生
C． NH３
检验沉淀是否洗涤干净 可用盐酸检验
$" D． ,
答案 B
可用 溶液检验 溶液中
２＋
A． KSCN FeSO４ Fe
第三章 金属及其化合物 ２９
第 3 节 金属资源的开发利用
5%# 用途 用于信号弹和焰火 镁合金用于制造航
③ : ;
天部件
一、金属冶炼 .
氧化镁 白色粉末 熔点高 可作耐
, $B /B .H "M ;O'F4O1C$V)H"H1U"V
(２) (MgO): , ,
&E & ') 高温 耐火材料 是一种碱性氧化物
*?"
" ?" " 、 , .
氢氧化镁 白色固体 难溶于水
1.热分解法 适用于冶炼不活泼的金属 (３) [Mg(OH)２]: , ,
: .
溶解度小于碳酸镁 是一种中强碱
, .
△
从海水中提取金属镁的流程
２HgO２Hg＋O２↑
(４)
△ && !
２Ag２O４Ag＋O２↑ B $B0 -%
2.热还原法 用还原剂 等 还原
: (C、CO、H２、Al )
"!
!"!
D$
.H 0)
金属氧化物 适用于冶炼较活泼的金属
, .
+FF
高温
*? 6! "4
.H $M .H$M .H$Me)0
Fe２O３＋３CO２Fe＋３CO２
高温
)$M
２Al＋Cr２O３２Cr＋Al２O３
3.电解法 适用于冶炼金属活动性很强的金属
注意 脱水时,为防止 水解,应在氯化氢气
: .
① MgCl２
电解 流中进行; 应电解熔融氯化镁制备金属镁.
熔融 ②
２NaCl( )２Na＋Cl２↑
2.铝及其化合物
电解
熔融
２Al２O３( )冰晶石４Al＋３O２↑ 铝
(１) (Al)
电解
物理性质 银白色 有金属光泽的固体 密度
熔融
MgCl２( ) Mg＋Cl２↑ ① : 、 , 、
二、镁、铝、铜及其化合物 硬度较小 导电性 导热性 延展性良好
, 、 、 .
1.镁及其化合物 化学性质
②
镁
(１) (Mg) <"M 0) > )
物理性质 银白色 有金属光泽的固体 密度
① : 、 , 、 7 # - L!F "M )
硬度较小 , 导电性 、 导热性 、 延展性良好 . !6 0 "M
"M0 !F "M LF
化学性质
② P# 'F 0 !'
Mg３N２ "M0 'F
↑点燃
N２
CO２ O２
注意 铝遇冷的浓硝酸、浓硫酸发生钝化.
MgO＋C←点燃 Mg 点燃→MgO
用途 制作导线 铝合金用于制造汽车 飞机
③ : ; 、 、
金属的化↓学通性 生活用品等
.
氧化铝 铜的化合物及转化
(２) (Al２O３) (２)
物理性质及用途 白色固体 难溶于水 熔 沸
① : , , 、
点高 可作耐火材料和冶炼铝的原料
; .
化学性质 两性氧化物
＋
② ( ):Al２O３＋６H
３＋ －
２Al ＋３H２O、Al２O３＋２OH ＋３H２O
氧化亚铜 砖红色固体 难溶于水
２[Al(OH)４] － . ① (Cu２O): , ,
在稀硫酸中发生歧化反应
氢氧化铝 ＋
(３) [Al(OH)３]
:Cu２O＋２H
物理性质及用途 白色不溶于水的固体 可用 ２＋
① : ; Cu ＋Cu＋H２O.
于制药 无水 遇水变蓝色 生成
. ② CuSO４: ( CuSO４
化学性质 两性氢氧化物 可用于检验水
＋
② ( ):Al(OH)３＋３H ５H２O), .
三、金属材料
３＋ －
Al ＋３H２O、Al(OH)３＋OH
1.合金
－
[Al(OH)４] .
从铝土矿 主要成分为 含有 组成 两种或两种以上的金属 或金属与非
(４) ( Al２O３, Fe２O３、 (１) : (
等杂质 中提取 的两流程 金属 加热熔合生成的具有金属特性的
MgO、SiO２ ) Al )
物质
.
性能 熔点一般比各成分金属低 硬度和强
(２) : ,
度一般比各成分金属大
.
2.铁合金
合金元素 主要是
(１) : C.
铁合金的分类 根据含碳量不同
(２) ———
生铁 含碳量为 硬度大 抗压 性
① : ２％~４．３％, 、 、
脆 可铸造成型
、 .
钢 含碳量为 延展性 机械性能
注意 制备 ( )时,一般不用强酸或强碱溶液, ② : ０．０３％~２％, 、
AlOH ３
因为强酸、强碱溶液均能溶解生成的 ( ),一般使 好 可锻轧和铸造
AlOH ３ , .
用 或稀氨水.
钢 用量最大 用途最广的合金
CO２
(３) ——— 、
3.铜及其化合物
碳素钢
①
铜
(１) (Cu)
-I -I P-I
物理性质 紫红色固体 导热性 导电性 延展 -F
① : , 、 、
性良好
.
低碳钢 含碳量小于 韧性 焊接性
化学性质
( ０．０３％): 、
②
L!F 好 但强度低 用于制造钢板 钢丝和钢管等
, , 、 .
F
$#/!
$V 0) $0 !F $V LF 中碳钢 含碳量为 强度高 韧性
$V !' ( ０．３％~０．６％): ,
$M40 +#" 及加工性好 用于制造钢轨 车轮和建材等
$V $V $V , 、 .
高碳钢 含碳量高于 硬而脆 热处理
注意 铜与氧化性强的 、 反应生成 价铜的 ( ０．６％): ,
Cl２ O２ ＋２
化合物,与氧化性弱的 反应生成 价铜的化合物. 后弹性好 用于制造器械 弹簧和刀具等
S ＋１ , 、 .
３０ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
合金钢 特种钢 在碳素钢里适量地加入一 熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固 常
② ( ): C． ,
种或几种合金元素 使钢的组织结构发生 用于制作模型和医疗石膏绷带
,
变化 工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
. D．
性能 强度 硬度大 可塑性 韧性好 耐磨 耐 答案 A
: 、 , 、 , ,
腐蚀等 ２下列关于镁的说法正确的是
. ． ( )
不锈钢 最常见的一种合金钢 合金元素主要 金属镁失火可使用二氧化碳灭火器灭火
: , A．
是铬 和镍 将镁条在空气中点燃 生成的含镁元素的
(Cr) (Ni). B． ,
3.铝合金——用途最广泛的合金之一 化合物可能有三种
向铝中加入少量合金元素 如 镁铝合金既可完全溶于过量盐酸又可完全
(１) , Cu、Mg、Si、 C．
及稀土元素等 可制成铝合金 溶于过量 溶液
Mn、Zn , . NaOH
硬铝 含 密度小 强度 可用 还原 制取
(２) ——— Cu、Mg、Si、Mn, , D． Mg TiCl４ Ti
高 具有较强的抗腐蚀能力 是制造飞机和 答案 D
, ,
宇宙飞船的理想材料 ３下列有关金属冶炼的说法正确的是
. ． ( )
4.新型合金 用金属铁作还原剂与钒 锰的氧化物在高
A． 、
储氢合金 能够大量吸收 并与 结合 温下反应 以制取金属钒 锰
(１) : H２, H２ , 、
成金属氢化物的材料 电解氧化铝时 加入冰晶石 的目
. B． , (Na３AlF６)
要求 储氢量大 金属氢化物既容易形成 稍稍 的是提高铝的产量
① : , ,
加热又容易分解 室温下吸 放氢的速率快 生物炼铜法是某些细菌利用空气把难溶性
, 、 . C．
代表 合金 合金等 的硫化铜转化为可溶性铜盐的过程
② :Ti－Fe 、La－Ni .
其他新型合金 钛合金 耐热合金和形状记 炼铁高炉中焦炭的主要作用是直接还原铁
(２) : 、 D．
忆合金等 矿石
.
知识拓展 稀土金属 答案 C
元素周期表中原子序数从 (从镧到镥,称
５７~７１
４下列关于 四种金属元素的说
为镧系元素)的 种元素以及钪和钇,共 种金属元 ． Fe、Cu、Mg、Al
１５ １７ 法中不正确的是
素,它们性质相似,并在自然界中共生,它们就是稀土 ( )
四种元素的单质有三种能和盐酸反应 生
元素.稀土金属既可以单独使用,也可以用于生产合 A． ,
金.它们又被称为“冶金工业的维生素”. 成相应的盐和氢气
制备 固体均
即练即清 B． Al２(SO４)３、Fe２(SO４)３、CuSO４
学生用书 P30
可采用将溶液直接蒸发结晶的方法
１下列说法不正确的是
将 棒和 棒作为原电池的两个电极插
． ( )
C． Mg Al
铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接
入 溶液中 棒上发生氧化反应
A． NaOH ,Mg
铁轨
铁锈的主要成分是氧化铁 铜锈的主要成
D． ,
镁燃烧会发出耀眼的白光 可用于制造信
分是碱式碳酸铜
B． ,
号弹和照明弹
答案 C
第三章 金属及其化合物 ３１
微专题 1 化工流程题解题策略
一、化工流程图的结构特点 续表
M) A 预处理操作 说明
K .3
碱浸 使原料中的酸性物
③ :
+ '+ 质 两性物质 部分金属或
) 、 、 Si
'B(* 等溶解进入溶液 也可除去原
;
料中的油污
解题技巧
类型
读题时可先对比原料与产品的成分,初步分析生产过程 盐浸 利用盐类的水解调节
① ④ :
中保留了哪些元素或物质,除去了哪些元素或物质,引入了 溶液 相当于酸浸或碱
浸取 pH(
哪些成分,结合流程图分析杂质元素在哪些工序中被除去. 浸 或与原料中的成分发生
),
比较原料与产品中主要元素的化合价是否一致,若 氧化还原反应
②
升高或降低,要结合流程图找出生产过程中可能用到
适当升温 适当增大酸 或碱
、 ( )
的氧化剂或还原剂;若不变,中间过程中加入的氧化剂 提高浸出 的浓度 将矿石粉碎 减小矿
、 (
或还原剂一般是为了除去杂质等. 率的方法 粉的粒径 搅拌 超声 延长
)、 、 、
浸取时间等
二、化工流程中的操作
作用 使热稳定性差的物质发生分解
1.原料的预处理 :① ,
便于后续提取 除去原料中的可燃性
焙烧 煅烧 ;②
、 、杂质 木炭 有机物等 将低价元素氧
灼烧 ( 、 );③
化为高价元素 例如将金属硫化物中的
(
硫元素转化为 而除去
SO２ )
2.反应条件的控制
改变温度
(１)
预处理操作 说明 改变反应速率
① .
粉碎 研磨 作用 增大反应物接触面积 加快反应速 改变物质的溶解度 注意气体溶解度随温度
、 、 : ,
② (
球磨 乳化 率 使反应更充分 提高原料利用率
、 , , 升高而减小
).
作用 使原料转化为离子进入溶液中
防止物质分解或挥发
水浸 溶解 过滤 分离溶解 ③ (H２O２、NH３H２O、
① : 、 , 铵盐 硝酸等易分解 有机溶剂 气体等易
性不同的物质 、 , 、
挥发
酸浸 使原料中的碱性物质 ).
② : 、
两性物质 活泼金属等进入溶 促进或抑制平衡移动 例如水解平衡
、 ④ ( ).
液 注意酸的性质以及对后续 催化剂的活性在某温度下达到最高
.
操作的影响 如用硫酸浸取 若 ⑤ .
, , 防止副反应发生
浸取 体系中存在 ２＋ ２＋ ２＋ 等 ⑥ .
类型 Ba 、Ca 、Pb
会形成相应的硫酸盐沉淀 过滤 方法技巧 回答温度过低、过高时的思路
,
可除去 但因 微溶 可能 E(#?E(DU*(
, CaSO４ ,
会进行二次除杂 除尽 &U=E /U
( Ca ２＋ ); #
如用盐酸浸取 需要控制反应温 'D( *( *'(
, D
K
度防止 大量挥发 后续若
HCl , F 'B+#?K
加入 等氧化剂时
－ －
ClO 、MnO４
会与 反应产生
－
Cl Cl２
３２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
注意 除去体系中的 、 、 常用 或
6E'B+? ① Cu ２＋ Ag ＋ Pb ２＋ H２S
等作沉淀剂.
&U=E /U
Na２S
'D( *( *' 除去体系中的 、 常用 或 等作沉
２＋ ２＋
② Mg Ca HF NaF
(K
淀剂.
# "K
3.物质转化过程中分离、提纯的常用方法
DP
*
'B#?K 分离难溶物和可溶物 根据特殊需要
过滤 ,
765! 采用趁热过滤 抽滤等方法
、
6# @+>!
抽滤(减压过滤)过滤速度快 并可缩短干燥时间
,
改变压强
(２) 利用物质在互不相溶的溶剂里的溶解
萃取和分液
控制反应速率 度不同来分离 提纯物质
① . 、
促进或抑制平衡移动
提取溶解度随温度升高变化不大的物
② . 蒸发结晶
改变气体溶解度 质 如
③ . , NaCl
真空防氧化 也可充入氩气 氮气等保护气 提取溶解度随温度升高明显增大的物
④ ( 、 ). 蒸发浓缩、
减压蒸馏可降低蒸馏温度 防止物质分解 质 易水解的物质或结晶水合物 如
⑤ , . 冷却结晶 、 ,
减压可降低对设备的要求 KNO３、FeCl３、CuSO４５H２O
⑥ .
蒸馏和分馏 分离沸点不同且互溶的液体的混合物
调节溶液的
(３) pH
F.*!"K 减压蒸馏 减小压强 使液体沸点降低 防止物质
, ,
,+ A7#"F-UE!? (减压蒸发) 受热分解或挥发
L>F-
利用某些气体易液化的特点来分离气体
B. 冷却法 ,
如合成氨工业中采用冷却法分离氨气
6.'B
!' 被萃取物萃入有机相后 一般需要使其
A7 ,
-F+ 重新返回水相 此时把负载有机相与反
Q) ,
" -
反萃取 萃剂 一般为无机酸或碱的水溶液 接
( )
--F+
触 使被萃取物转入水相 这一过程相
, ,
F
当于萃取的逆过程 故称为反萃取
,
Q)D7 .!"
D7. 注意 趁热过滤时,如果目标产物在滤渣中,则目的
Q)D 67!"+.
" 是避免杂质降温析出造成产品纯度下降;如果目标产物
#?U"M U
在滤液中,则目的是避免产物降温析出造成产率降低.
Q)DD 6.*
U7$S 4.获得产品阶段的常用操作
+U. Q) U
冷水 热水 饱和溶液或有机溶剂洗
例 下列物质开始沉淀和沉淀完全时的 、 、
: pH 洗涤 涤 减少产品溶解损失 有机溶剂洗涤
, ;
如下表所示
还能缩短干燥时间
.
物质 开始沉淀 沉淀完全
在气体氛围 如从溶液中析出 等溶质
pH pH
FeCl３、AlCl３
Fe(OH)３ １．５ ３．７ 中蒸发 时 应在 气流中加热 以防水解
, HCl ,
Fe(OH)２ ７．６ ９．６ 蒸发浓缩、 如除去 中的少量 获得
Mn(OH)２ ８．３ ９．８ 冷却结晶 晶
K
体
NO３ NaCl,
若要除去 溶液中含有的 可先用 KNO３
Mn ２＋ Fe ２＋ , 蒸发结晶、 如除去 中的少量 获得
NaCl KNO３,
氧化剂把 ２＋ 氧化为 ３＋ 再调节溶液的 趁热过滤 晶体
Fe Fe , NaCl
为 重结晶 提纯晶体
pH ３．７≤pH＜８．３.
第三章 金属及其化合物 ３３
5.循环物质的确定
3 F !! !J 9 /J40
/J40e)0
J- " I!J !I 9 #"
L O+*'
L O+'
回答下列问题
( "/ ,U0 :
' 加入 在高压下进行酸浸 充分浸取
.
B (１) H２SO４ .
+ "/ " 'B 后过滤出的酸浸渣的主要成分为 填
- (
"/+'B 4 O*U
化学式
(* $#$"
).
E (*+'B 由 溶液获取 的操作
(２) NiSO４ NiSO４７H２O
即练即清 是 过滤 洗涤
学生用书 P33 、 、 、 .
沉镁沉钙 加入 溶液 生成 和
典例 1 ( 福建,, 分)从炼钢粉尘 主要含 (３)“ ” NaF , MgF２ CaF２,
２０２３ ７４ (
和 中提取锌的流程如下
若沉淀前溶液中c
２＋ －３ －１
Fe３O４、Fe２O３ ZnO) :
(Ca )＝１．０×１０ molL ,
当沉淀完全后滤液中c
２＋ －６
(Mg )＝１．５×１０ mol
时 除钙率为 忽略沉淀前后溶液
－１
L , (
体积变化 已知 K －１０
).[ : sp(CaF２)＝１．５×１０ 、
K －１１
盐浸 过程 转化为
２＋
并有少 sp(MgF２)＝７．５×１０ ]
“ ” ZnO [Zn(NH３)４] ,
萃取 可将金属离子进行富集与分离 原理
量
２＋
和
３＋
浸出 下列说法错误的是 (４)“ ” ,
Fe Fe . ( )
如下 水相 有机相 有
A．“
盐浸
”
过程若浸液
pH
下降
,
需补充
NH３
:M ２＋ ( )＋２RH( ) MR２(
滤渣 的主要成分为 机相 ＋ 水相 工业上用
B．“ ” Fe(OH)３ )＋２H ( ). ２５％ P５O７＋
沉锌 过程发生反应 磺化煤油作萃取剂 萃取时
C．“ ” [Zn(NH３)４] ２＋ ＋ ５％ TBP＋７０％ , ,
的浸出率和 分离因素随 的变
２－
４H２O＋S ZnS↓＋４NH３H２O Co、Ni Co/Ni pH
应合理控制 用量 以便滤液循环使用 化关系如图所示
D． (NH４)２S , :
解题导引
'F0'F0!U
;O 0 'F ! <;O /) > /J
'F $M0 $P
$P/J. /)/)$M
UQ ) U /! /) 4 2
%I
+" ! !J ;O4
1 Q)
/)$M
$# $"
/)e)00
<;O /) >
$MF'F 'F0'F0
'F F'F 0)
+'F0
'F0
答案 B
典例 2 ( 汕头二模, )工业上用红土镍矿
２０２４ １８
主要成分为 含
( NiO, CoO、FeO、Fe２O３、Al２O３、
和 制备 工艺
MgO、CaO SiO２) NiSO４７H２O.
流程如图所示
:
３４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
(
9
2
.J/P$
萃取时 选择 为 左右
① , pH .
反萃取试剂为
② .
氧化 沉铁沉铝 时 需加入 溶液起
(５)“ 、 ” , NaClO
氧化作用 写出 与 在碱性条件
. FeSO４ NaClO
下发生反应的离子方程式
:
.
中阴离子的空间结构
(６)[Ni(NH３)６]３(PO４)２
为
.
解题导引 回答下列问题
:
/J0$P0'F0'F0 基态 的价层电子排布式为
３＋
"M0.H0$B04J0 (１) Cr .
碱浸氧化 时 转化为
'F (２)“ ” ,FeOCr２O３ Fe２O３
)40! /B$M0 /B' .$P 和 该反应中氧化剂和还原剂的物质
P
'F #" #" /J
Na２CrO４,
的量之比为
.
3 F !! !J 9 /J40 除铝 时 转化为
J- " I!J !I 9 #" (３)“ ” ,[Al(OH)４] － NaAlSi２O６
沉淀 该反应的离子方程式为
/J40e)0
/J $P 'F 0) .H' ,
'F 'F "M 0) $B'
.
"M .H
沉铬 中 常温下 往 除铝 所得滤液中加
$B 40
(４)“ ” , , “ ”
$B404J0
入过量 固体 充分搅拌 当溶液中
Ba(OH)２ , ,
红土镍矿中的 元素在酸浸过程中转化为 ;加入
Ni NiSO４ ２－ 沉淀完全c －５ －１ 时
氧化剂将 氧化为 ,调节 ,将 、 转化 CrO４ (＝１．０×１０ molL ) ,
２＋ ３＋ ３＋ ３＋
为沉淀除去
Fe
;加入
Fe
溶液,将
pH
２＋ 、
F
２
e
＋ 转化
Al
为沉淀
滤液
１
中c
(OH － )
为
molL －１ .
NaF Mg Ca
除去;滤液经萃取、反萃取得到 溶液;再通过蒸发 滤液 经浓缩后可循环至 工序重复使用
NiSO４ １
浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,最终得到 .
NiSO４ ７H２O 已知
答案 蒸发浓缩 冷却
( :５≈２．２４).
(１)CaSO４、SiO２ (２) 酸溶还原 所得溶液中的溶质除 外
结晶 稀硫酸 (５)“ ” HCl ,
(３)９９．７％ (４)①３．５ ② 还含有 填化学式
( ).
２＋ － －
(５)２Fe ＋ ClO ＋ H２O ＋ ４OH 碱溶氧化 中 生成 反应的化学
(６)“ ” , Na２CrO４
－
２Fe(OH)３↓＋Cl 方程式为
正四面体形
(６)
.
变式 变考查角度 得失电子守恒的相关计算、
: 解题导引
新情境中反应方程式的书写 ( 广州二模,
'F0e$S0U-JJ+ '
２０２４ １８
节选)铬酸钠 是一种重要的化工原 /B$S0/B4J0
(Na２CrO４)
/B<
"M 0
) >
$S$M#B$M)$M
料 一种由铬铁矿 主要成分为
. ( FeOCr２O３, /B0) )$M
0 /B4J0#B 0) $)0)#B 0)
还含有硅 镁 铝的化合物等杂质 为原料制备
、 、 )
J
的工艺流程如下 I -" K ! #B$S0 F# A $S 0)
Na２CrO４ : - ! J J E Q)
/B0) )$M
"#$# $" $0 $"
0 /B4J0 #B 0) $)0)#B 0)
#B$M
J -" K ! F# A /B"M4J 0 /B0)0
I #B$S0 $S 0)
! J J E Q) 'F.H=K /B$S0 3 -#!
-
/B0)
"# $# $" $0 $"
)0
/B$S0 3 -#!
答案
３ ＋
(１)３d (２)７∶４ (３)Na ＋
/B0)
) 0 [Al(OH)４] － ＋２SiO ２ ３ － NaAlSi２O６ ↓ ＋
碱浸氧化
－
已知 时 K －１０ ４OH (４)４．４８
:２５ ℃ , sp(BaCrO４)＝１．２×１０ ,
K －１０ K
(５)CrCl３、BaCl２ (６)２Cr(OH)３＋３H２O２＋
sp(BaSO４)＝１．０×１０ , sp[Ba(OH)２]＝
－４ K －３１ ４NaOH２Na２CrO４＋８H２O
２．４×１０ , sp[Cr(OH)３]＝６．３×１０ .
第三章 金属及其化合物 ３５
