新教材2023版高中化学专题9金属与人类文明专题共享学案苏教版必修第二册

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专题9　专题共享微专题一　金属的冶炼1．金属冶炼方法与金属活动性的关系金属的活动性顺序K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb(H) CuHg AgPt Au金属原子失电子能力强→弱金属离子得电子能力弱→强自然界中的存在形态化合态多数是化合态、极少数是游离态游离态主要冶炼方法电解法热还原法热分解法物理方法 2.几种常用金属冶炼方法的比较方法名称举例主要特点热分解法2Ag2O4Ag＋O2↑2HgO2Hg＋O2↑适合冶炼活动性较差的金属热还原法CO作还原剂Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2冶炼的金属为合金(含碳)，生产成本较低H2作还原剂WO3＋3H2W＋3H2O冶炼金属纯度较高，成本较高Na、Mg、Al作还原剂Cr2O3＋2Al2Cr＋Al2O34Na＋TiCl44NaCl＋Ti冶炼难熔金属，纯度较高，成本较高C作还原剂2ZnO＋C2Zn＋CO2↑2CuO＋CCO2↑＋2Cu冶炼金属成本较低，易形成合金(含碳)电解法2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑金属纯度高，耗电量大，生产成本高  特别提醒炼铁时，CO来源于焦炭与空气中O2的反应，会在金属中含有碳元素，形成含碳的合金。  [微训练一]1．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的运用。下列关于金属的一些说法中不正确的是(　　)A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的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．越活泼的金属越难冶炼2．下列在炼铁高炉中所发生的反应及其作用与实际不相符的是(　　)A．C＋O2CO2　提供热量B．CO2＋C2CO　提供气体还原剂C．CaO＋SiO2CaSiO3　向炼出的铁中加杂质D．Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　还原铁矿石3．我国古代制得的“药金”外观与金相似，常被误认为是金子。其冶炼方法是将炉甘石(ZnCO3)和赤铜矿(Cu2O)以及木炭按一定比例混合，加热至800 ℃左右，即炼出闪烁着金子般光泽的“药金”。下列有关叙述正确的是(　　)①“药金”是铜锌合金　②冶炼过程中炉甘石直接被木炭还原，有锌生成　③用灼烧法可区分黄金和“药金”　④用稀硝酸能区别黄金和“药金”　⑤表面有黑色氧化物的是“药金”，用稀硫酸洗涤后可去掉黑色膜，但可能显示出铜红色A．①②　　　 B．①③④⑤C．①②③④ D．①②③④⑤4．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法　②水煤气(或氢气，或一氧化碳)法　③活泼金属置换法　④电解法。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁    火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式(写主要的两个)：________________________________________________________________________、________________________________________________________________________。(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：①________________________________________________________________________、②________________________________________________________________________、③________________________________________________________________________、④________________________________________________________________________。5．某同学做“铝热反应”的实验。查阅《化学手册》知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/℃6602 0541 5351 462沸点/℃2 4672 9802 750—(1)铝热反应方程式为____________________________________________________________________________________________________________________________。(2)下列能与Al发生铝热反应的有________(填序号)。A．MnO2 B．Na2OC．MgO      D．FeO(3)某同学推测，铝热反应所得的熔融物应是铁铝合金。设计实验方案，证明所得的块状熔融物中含有金属铝。所用试剂 实验操作及现象 有关反应的化学方程式 (4)实验室欲在常温下溶解此熔融物，下列试剂中最好的是________(填序号)，理由是：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。A．浓硫酸      B．稀硫酸C．硫酸铜溶液     D．NaOH溶液  微专题二　铁、铝及其重要化合物的转化与应用1．铁及其重要化合物的转化关系2．铝及其重要化合物之间的转化关系3．常见物质的特征颜色(1)有色固体：红色：Cu；砖红色：Cu2O；红棕色：Fe2O3；红褐色：Fe(OH)3；淡黄色：S或Na2O2；蓝色：Cu(OH)2；紫黑色：KMnO4、I2；黑色：炭粉、CuO、FeO、MnO2、Fe3O4；白色沉淀：Fe(OH)2、、CaCO3、BaSO4、AgCl、BaSO3；(2)有色溶液：Fe2＋(浅绿色)、Fe3＋(棕黄色)、Cu2＋(蓝色)、(紫红色)、Fe(SCN)3(红色)。4．常见的特征反应现象(1)焰色反应：Na＋(黄色)、K＋(紫色)。(2)白色沉淀[Fe(OH)2]红褐色[Fe(OH)3](由白色→灰绿色→红褐色)。(3)单质与碱反应产生气体。2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑   [微训练二]1．已知有以下物质相互转化：试回答下列问题：(1)写出B的化学式：____________，D的化学式：____________。(2)写出由E转变成F的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)写出用KSCN鉴别G溶液的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________；向G溶液中加入A的有关反应离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．某研究小组为了探究一种无机矿物盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成了如图所示实验：另取10.80 g X在惰性气流中加热至完全分解，得到6.40 g固体1。请回答如下问题：(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图________，写出气体甲的化学式________。(2)X的化学式是________，在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是____________________________(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下，气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应，写出一个可能的化学反应方程式________________________，并设计实验方案验证该反应的产物____________________________________________________________________________。3．已知X为Fe2O3和CuO的混合物，且氧化性强弱顺序：Fe3＋>Cu2＋>H＋>Fe2＋。X样品可发生如图所示的转化关系：(1)写出步骤③可能发生反应的离子方程式____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(共有3个)。(2)若溶液E中只有一种金属离子，则一定是________；若溶液E中含有两种金属离子，则一定是________。(3)若D固体是纯净物，该固体是________(填化学式)。(4)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成的，可用FeCl3溶液作“腐蚀剂”刻制印刷电路板，该过程发生反应的离子方程式为_______________________________________________________________________________________________________________。                  专题9　专题共享微专题一微训练一1．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；因AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，冶炼铝时应采用冰晶石(Na3AlF6)作熔剂电解熔融Al2O3的方法，B不正确；金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子，C正确；越活泼的金属，其金属阳离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。答案：B2．答案：C3．解析：ZnCO3ZnO＋CO2↑，故②错误；因为“药金”是铜锌合金，故灼烧时生成CuO、ZnO且溶于稀硝酸。答案：B4．解析：(1) 解析：火烧孔雀石炼铜是C还原孔雀石分解得到CuO，故选①；湿法炼铜和铝热法炼铬都是利用活泼金属置换较不活泼金属，故选③；光卤石炼镁的反应为MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，故选④。(2) 解析：根据金属性较强金属，活泼性介于Zn～Cu之间的金属、活泼性较弱金属，分别采用电解法、热还原法、热分解法冶炼。答案：(1)①　③　③　④CuCO3·Cu(OH)22CuO＋CO2↑＋H2OC＋2CuO2Cu＋CO2↑(2)①3C＋2Fe2O34Fe＋3CO2↑②H2＋CuOCu＋H2O③3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3④2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑5．解析：(2)根据铝的活动性比Na、Mg弱，比Mn、Fe强知，MnO2、FeO均可与Al发生铝热反应。(3)要证明所得的铁中含有单质铝，只需加入NaOH溶液，看有无气泡产生即可。(4)铝和铁遇到浓硫酸在常温下会发生钝化现象；硫酸铜溶液能够溶解两种金属，但是同时置换出单质铜；NaOH溶液不能和铁反应，只能溶解铝。答案：(1)2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(2)AD(3)氢氧化钠溶液　取适量样品置于试管中，加入NaOH溶液，有气泡产生　2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑(其他合理答案均可)(4)B　稀硫酸能够完全溶解此熔融物，并且不会造成环境污染微专题二微训练二1．解析：解题的突破口是白色沉淀→红褐色沉淀→G溶液，即为→Fe(OH)3→FeCl3。答案：(1)FeCl2　KCl(2)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(3)Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3　2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2．解析：突破口1：突破口2：从框图可知，气体甲为CO2；由溶液1转变为白色沉淀1，白色沉淀1又能溶解在CO2水溶液中，可推断白色沉淀1为；从固体2的转化过程可知，白色沉淀2为，最终的红褐色沉淀为；由上述推断可初步确定X为含有Ca、Fe元素的碳酸盐，且其中铁元素的化合价为＋2，故可推断其为CaFe(CO3)2，分解得到的固体1为CaO与FeO的混合物，应用题给数据可以进一步确认上述判断的正确性。(1)白色沉淀1中的金属元素为钙，其原子结构示意图为，气体甲为CO2。(2)X的化学式为；在惰性气流中加热至完全分解的化学反应方程式为CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀是因为Fe(OH)2被氧化成，反应的化学方程式为。(4)CO2气体与固体1中的FeO可能发生氧化还原反应，反应的化学方程式为2FeO＋CO2Fe2O3＋CO；检验产物的方法：取反应所得固体物质，加稀盐酸溶解，然后加入KSCN溶液，若溶液呈红色，说明反应产物中有Fe(Ⅲ)。将生成的气体通过灼热CuO，若黑色固体变为红色，证明生成的气体中含有CO。答案：(1)　CO2(2)CaFe(CO3)2　CaFe(CO3)2CaO＋FeO＋2CO2↑(3)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(4)2FeO＋CO2Fe2O3＋CO　检测Fe2O3：将固体用稀盐酸溶解，加入KSCN溶液，若溶液显红色，表明产物中有Fe(Ⅲ)；检测CO：将气体通过灼热CuO，若黑色固体变为红色，表明产物中有CO3．解析：(1)①步中的反应为CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O、Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，所得溶液为FeCl3、CuCl2及过量的HCl的混合溶液；步骤②得到的固体有铜、铁两种，若B是铜，根据题给的氧化性顺序可知，只有一个反应，不符合3个反应的要求，故B应是铁。(2)若溶液E中只有一种金属离子，则必然是氧化性最弱的Fe2＋；若溶液E中含有两种金属离子，则为Fe2＋、Cu2＋。(4)根据氧化性Fe3＋>Cu2＋可知，腐蚀电路板的反应为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。答案：(1)2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋、Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu、2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑(2)Fe2＋　Fe2＋、Cu2＋　(3)Cu(4)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋