金屬材料-2023年高考化學(xué)考試與解析

易錯(cuò)點(diǎn)8金屬材料

易錯(cuò)題【01】?jī)尚詺溲趸镆?/p>

(1)“兩性是指既具有酸性氧化物性質(zhì)(能與堿反應(yīng)生成鹽和水)，又具有具有堿性氧化物

的性質(zhì)(能與酸反應(yīng)生成鹽和水)。

(2)分離提純含鋁物質(zhì)：利用AkAl2O3,AI(OH)3可溶于強(qiáng)堿的特性，可除去許多物質(zhì)中

的含鋁雜質(zhì)(括號(hào)內(nèi)為雜質(zhì))：Mg(AI):加足量NaOH溶液；Fe2O3(AI2O3):加足量NaOH

2++

溶液；Mg(OH)2[Al(OH)3]:加足量Nae)H溶液。Mg(AP):加過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾，再

加酸充分溶解。

(3)由鋁土礦(主要成分是Abo3,含SiO2、Fe2O3,MgO等雜質(zhì))提取ALCh,并冶煉金屬

鋁的兩種工藝流程:

加過(guò)Ift沉淀ZCJ

加過(guò)股?(沉淀［Fd>H),.

ViHCOl

Mg(<)H>J溶液

濾液(ΛP?

過(guò)流q濾液(WAKh)卜蠡一1(AMF)I)

∏X?［長(zhǎng)化鋁)<5電?W>,雷?

(F?j<K,MIto),、tail#~~TΛ~

濾液、聯(lián)」畫(huà)∏<

過(guò)漁

(Al<)；、SiOoJ過(guò)泌、沉淀(H&OJ)H'%CI溶液)

易錯(cuò)題【02】從海水中提取鎂

(1)工藝流程

(2)基本步驟及主要反應(yīng)

制石灰乳

CaCO3=≡≡=CaO+CO2t，CaO+H2O=Ca(OH)2

2+2+

沉淀Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca

酸化Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O

-癡由IMi.的水__________________________________________

蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,析出MgCl2?6H2O

脫水飛氯化氫氣流中使MgCl2?6Hq脫水制得無(wú)水氯化鎂

電解電解熔融氯化鎂制得鎂

易錯(cuò)題【03】常見(jiàn)金屬的冶煉方法

金屬活動(dòng)

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

性順序

自然界少量部?離態(tài)，

化合態(tài)（Fe有隕鐵）游離態(tài)

中存在主要4:合態(tài)

冶煉方法電解法熱還原法（H除外）熱分解法s?

工業(yè)上通常利用CO還原氧化鐵的方法來(lái)煉鐵，采用電解熔融氧化鋁的方法冶煉鋁，采用電

解熔融氯化鎂的方法冶煉鎂。

易錯(cuò)題［04］金屬及其化合物的流程題的突破方法

從題干中獲取有用信息，明確“簡(jiǎn)易工藝流程

第一步I~中制備的金屬及其化合物的性質(zhì)，確定制備的

1主要物質(zhì)中混有的雜質(zhì)

第二步→分析在制備過(guò)程中所需的原料及所含雜質(zhì)，確定制

備金屬及其化合物的反應(yīng)原理及雜質(zhì)的影響

分析流程中的每個(gè)步驟，了解反應(yīng)物及發(fā)生的反應(yīng),

第一步考慮對(duì)產(chǎn)品所起的作用。解題的關(guān)鍵點(diǎn)：一切反應(yīng)

或操作都是為了獲得產(chǎn)品，提高產(chǎn)品的純度

典例分析

例1、某小組探究CU與HNo3反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)有趣的現(xiàn)象。室溫下，溶液A遇銅片立即產(chǎn)生氣

泡，而相同條件下3moH∕∣稀硝酸（溶液B）遇銅片短時(shí)間內(nèi)無(wú)明顯變化，一段時(shí)間后才有少

量氣泡產(chǎn)生。

ɑl∣ZOgmoH

（1）銅與稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：。

（2）分析溶液A的成分后，同學(xué)們探究溶液A與銅片能夠立即發(fā)生反應(yīng)的原因。

①假設(shè)1：對(duì)該反應(yīng)有催化作用。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：向B中加入少量硝酸銅，溶液呈淺藍(lán)色，放入銅片，沒(méi)有明顯變化。

結(jié)論：假設(shè)I不成立。

②假設(shè)2：NCh對(duì)該反應(yīng)有催化作用。

方案1：向放有銅片的B中通入少量NO?,銅片表面立即產(chǎn)生氣泡，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行。有同學(xué)

認(rèn)為應(yīng)補(bǔ)充對(duì)比實(shí)驗(yàn)：向放有銅片的B中加入數(shù)滴5moH∕硝酸，無(wú)明顯變化。補(bǔ)充該實(shí)驗(yàn)

的目的是。

方案2：向A中鼓入N?數(shù)分鐘得溶液C。相同條件下，銅片與A、B、C溶液的反應(yīng)速率：

v(A)>v(C)>v(B)o該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃C明假設(shè)2成立的理由是。

③經(jīng)檢驗(yàn)，A溶液中還含有少量HNo2。實(shí)驗(yàn)證明HNo2也對(duì)該反應(yīng)有催化作用，操作和現(xiàn)

象是：向含有銅片的B溶液中。

結(jié)論：NO2和HNO2對(duì)銅與硝酸的反應(yīng)都有催化作用。

(3)請(qǐng)推測(cè)Cu與稀硝酸反應(yīng)中No2和HNO2參與的可能催化過(guò)程：

+2+

φCu+2NO2+2H=Cu+2HNO2

②。

③。

【答案】(I)3Cu+8HNO.M稀)=3CU(No3)2+2No↑+4H2θ

(2)①CM+

②排除通NCh帶來(lái)的硝酸濃度增大的影響；鼓入N2可以帶走溶液中的NCh,因此三份溶液

中NO?的濃度A>C>B,反應(yīng)速率隨NCh濃度降低而減慢，說(shuō)明NCh對(duì)該反應(yīng)有催化作用

③加入少量的NaNo2,B中銅片上立即生成氣泡，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行

+

(3)(g)NO^+HNO2+H≈2NO2+H2O

+2+

③2HNO2=NO+NO2+H2O(或CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)

【解析】(1)銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

3Cu+8HNCh(稀)=3CU(No3)2+2NOT+4H2θ,故答案為：

3Cu+8HNCh(稀)=3CU(No3)2+2NOT+4比0；

(2)①由實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，假設(shè)1為銅離子對(duì)銅與硝酸的反應(yīng)有催化作用，故答

案為：Cu2+;

②由假設(shè)2可知，方案1設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)向含有銅片的B溶液中通入二氧化氮，反應(yīng)速

率明顯加快，而含有銅片的B溶液中滴入稀硝酸，反應(yīng)無(wú)明顯變化證明二氧化氮與水反應(yīng)

生成生成硝酸，硝酸濃度增大對(duì)銅與硝酸的反應(yīng)速率加快無(wú)影響；方案2設(shè)計(jì)的目的是通過(guò)

向含有銅片的A溶液中通入氮?dú)馀懦鋈芤褐械亩趸?，降低溶液中二氧化氮的濃度得?/p>

溶液中二氧化氮濃度大的A、二氧化氮濃度小的C和沒(méi)有二氧化氮的B三組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，由

反應(yīng)速率V(A)>v(C)>v(B)證明二氧化氮的濃度越大，對(duì)銅與硝酸的反應(yīng)催化效果越好，從

而說(shuō)明二氧化氮對(duì)銅與硝酸的反應(yīng)有催化作用，故答案為：排除通NCh帶來(lái)的硝酸濃度增

大的影響；鼓入N2可以帶走溶液中的N02,因此三份溶液中NCh的濃度A>C>B,反應(yīng)速

率隨NO2濃度降低而減慢，說(shuō)明NCh對(duì)該反應(yīng)有催化作用；

③由實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍?，向含有銅片的B溶液中加入亞硝酸鈉后，亞硝酸鈉與溶液中的硝酸反

應(yīng)生成亞硝酸，亞硝酸濃度增大，若銅片上立即生成氣泡，反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行證明亞硝酸對(duì)銅與

硝酸的反應(yīng)有催化作用，故答案為：加入少量的NaNo2,B中銅片上立即生成氣泡，反應(yīng)

持續(xù)進(jìn)行；

(3)由銅與稀硝酸反應(yīng)的方程式和反應(yīng)①可知，若二氧化氮和亞硝酸參與反應(yīng)，反應(yīng)②和

③中硝酸和亞硝酸應(yīng)是反應(yīng)的反應(yīng)物，一氧化氮和二氧化氮是反應(yīng)的生成物，則反應(yīng)②可能

為硝酸與亞硝酸反應(yīng)生成二氧化氮和水，反應(yīng)③可能為亞硝酸分解生成一氧化氮、二氧化氮

和水或銅與硝酸、亞硝酸反應(yīng)生成硝酸銅、一氧化氮和水，反應(yīng)的離子方程式為NO；

++2+

+HNO2+H=2NO2+H2O?2HNO2=NO+NCh+H2O(或CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)，

故答案為：NO；+HNO2+H+=2NO2+H2O;2HNO2=NO+NO2+H2O(或

+2+

CU+2HNO2+2H=CU+2NO+2H2O等)。

例2、我國(guó)C919大飛機(jī)制造過(guò)程中用到的某些新型材料是以氯化亞銅作催化劑制備的。

氯化亞銅是白色粉末，不溶于水、乙醇、硫酸，在空氣中迅速被氧化成綠色。某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)

計(jì)如下裝置，用二氧化硫、硫酸銅和氯化鈉制備氯化亞銅。

(1)裝置A是制備二氧化硫的裝置，A中反應(yīng)方程式是,反應(yīng)不選用稀

硫酸的原因是。

(2)裝置B的作用是O

(3)裝置C中主要發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)，通入二氧化硫前，CUSO4與NaCl在溶液中反應(yīng)生成

Na2[CuCI4]和Na2SO4混合溶液，反應(yīng)的離子方程式為：將SCh通入上述

溶液中，Na2[CuCl4]轉(zhuǎn)化為CuCI沉淀和茶褐色的NaH[CuCb]溶液，反應(yīng)中的還原產(chǎn)物為

（4）在無(wú)氧的條件下，向三頸燒瓶中加水稀釋?zhuān)琋aH[CuCb]會(huì)完全水解轉(zhuǎn)化為CUCl沉淀，

完全沉淀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為,請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋轉(zhuǎn)化的

原因?

（5）完全反應(yīng)后，傾出清液，抽濾出沉淀，沉淀依次用水、無(wú)水乙醇洗滌多次，干燥得白

色粉末固體，用無(wú)水乙醵洗滌的目的是。

（6）以碳棒為電極電解CUCI2溶液也可得到CUC1。寫(xiě)出電解CUCl2溶液后的陰極上發(fā)生的

反應(yīng)為—，生成ImolCUCL陽(yáng)極上生成物的物質(zhì)的量為。

【答案】（1）Na2S03+H2S04（濃）==Na2SO4+SO2↑+H2O二氧化硫易溶于水，稀硫酸不利

2+2

于二氧化硫的逸出（2）做安全瓶，防倒吸（3）Cu+4CI-[CuCl4]-CuCl和NaH[CuCl3]

（4）溶液由茶褐色變?yōu)闊o(wú)色稀釋時(shí)生成物濃度減小大丁?反應(yīng)物，平衡正向移動(dòng)（5）加快

去除CUCl表面水，分防止CUCl氧化（6）CU2++Cl+e^^=CuCl10.5mol

【解析】（1）亞硫酸鈉與濃硫酸反應(yīng)生成二氧化硫氣體,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Na2SO3+H2Sθ4

（濃）=Na2Sθ4+SO2↑+H2O;因?yàn)槎趸蛞兹苡谒?，如果用稀硫酸制備二氧化硫，不利?/p>

二氧化硫的逸出；（2）裝置B為空載儀器，可以防止二氧化硫易溶于水而產(chǎn)生倒吸；（3）

由題意可知,通入二氧化硫前,CuSC‰與NaCl在溶液中反應(yīng)生成絡(luò)合物Na2[CuCl4∣和Na2SO4

2+2

混合溶液，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+4C1=[CuCl4]：Na2[CuCL1]中銅元素為+2價(jià)，CuCI

和NaH[CuCb]中銅元素化合價(jià)均為+1價(jià)，將SCh通入上述溶液中，Na2[CuCL]轉(zhuǎn)化為CUCl

沉淀和茶褐色的NaH[CuCbJ溶液，說(shuō)明Na2[CuCR∣被二氧化硫還原為CuCI和NaH[CuCl3];

（4）NaHQuCb]加水水解的方程式為：NaH[CuQ3]+H2O=NaCl+HCl+Cu（R,為防止CuCl

被氧化，應(yīng)該在無(wú)氧環(huán)境中進(jìn)行反應(yīng)，完全反應(yīng)后茶褐色的NaHQuCb]溶液轉(zhuǎn)化為無(wú)色的

NaCl和HCl混合液；由方程式可知，稀釋時(shí)生成物濃度減小大于反應(yīng)物，平衡正向移動(dòng)；

（5）因乙醇沸點(diǎn)低，易揮發(fā)，用乙醇洗滌，可快速除去固體表面的水分，防止CUCl氧化;

（6）電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，元素化合價(jià)降低，CUeI2中CU是+2價(jià)，CUCI中CU是

+1價(jià)，所以陰極上發(fā)生的反應(yīng)是Cu2++CΓ+e=CUCIL陽(yáng)極上CI放電被氧化生成氯氣，

電極反應(yīng)式為2CI—2e=Cbb由得失電子數(shù)目守恒可知，生成ImolCUCl,陽(yáng)極上生成Cb

的物質(zhì)的量為0?5mol0

例3、利用鋁鋰鉆廢料（主要成分為Cθ3θ4,還含有少量鋁箔、LieOO2等雜質(zhì)）制備COO的

工藝流程如下圖所示:

鋁鋰鉆NaOH溶液、.去.∏^口…小Na：C°，.賦廠①…TGNag`

廢料-------->子∣→鉆渣一?子卜?濾液②調(diào)節(jié)PHb§>T^J液⑼詢(xún)-

漉液①酸溶渣濾渣①

T沉碳酸鉆1濾渣?>?"""P'>國(guó)腰鉆∣→CoC,O,.2H?0→∣~??^→CoO

注液④濾液⑤

表1不同浸出劑“酸溶”結(jié)果

浸出液化學(xué)成分/(g?L-∣)鉆浸出

浸出劑

CoAl率/%

(a)HCl80.845.6898.4

(l>)H2SO4+Na2S2O384.915.9698.0

已知：L

ILAl(OH)3在PH為5.2沉淀完全。

IILLiF的KSP為1.8×1O-3

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(I)“堿溶”時(shí)為提高浸出率可采取的措施是(寫(xiě)一種即可)，并寫(xiě)出主要的離

子反應(yīng)方程式；

(2)“酸溶”時(shí)最佳的浸出劑應(yīng)選擇,并說(shuō)明理由。

(3)“酸溶”后，濾液②中加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)PH為4?6目的是。

(4)“凈化”時(shí)加NaF目的是沉淀Li+,當(dāng)濾液③中C(F)=4.0XKy3mol?U時(shí)計(jì)算凈化后殘

余c(Li+)=mol?L^l

(5)寫(xiě)出濾渣②酸溶后與草酸鏤反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式。

【答案】(1)攪拌(答案合理即可)2A1+2OH+2H2O=2A1O2-+3H2T

(2)H2SO4+Na2S2O3兩種浸出劑對(duì)鉆的浸出率差別不大，但是HCl與Co3O4會(huì)發(fā)生反應(yīng)

產(chǎn)生CL，宜接排放會(huì)污染空氣，不符合綠色化學(xué)思想。

(3)除去濾液②中殘留的Al3+

(4)0.45

(5)C02++C2O42+2H2O=C0C2O4?2H2OJ,

【解析】(I)“堿溶”時(shí)主要是鋁箔與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，其離子反應(yīng)方程式為：

2A1+2OH+2H2O=2A1O<+3H2↑

(2)從鉆浸出率數(shù)據(jù)來(lái)看，選擇浸出劑HCl顯然效果最好，但是其與Cθ3(‰會(huì)發(fā)生反應(yīng)

+2+

Co3θ4+2Cl-+8H=3Co+C∣2↑+4H2θ,其氧化產(chǎn)物Ch直接排放會(huì)污染空氣，不符合綠色化學(xué)

思想。因此結(jié)合浸出率和綠色化學(xué)綜合考量，選擇“H2Sθ4+Na2S2θ/作為浸出劑。

(3)結(jié)合浸出液化學(xué)成分及信息AI(C)H)3在PH為5.2沉淀完全同時(shí)抓住調(diào)節(jié)PH為4~6

可知目的是為了除去濾液②中殘留的AP+o

(4)c(Li+)=Ksp(LiF)∕c(F>1.8×103∕4.0×10?olLl?O.45mol?L^l

(5)濾渣②酸溶后鉆元素以Co?+形式存在，所以離子反應(yīng)方程式為：

Co2++C2O42+2H2O=CoC2O4?2H2OJ,

易錯(cuò)題通關(guān)

1.武當(dāng)山金殿是銅鑄鎏金大殿。傳統(tǒng)鎏金工藝是將金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表

面，然后加火除汞，使金附著在器物表面。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.鎏金工藝?yán)昧斯膿]發(fā)性B.鎏金工藝中金發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)

C.鎏金工藝的原理可用于金的富集D.用電化學(xué)方法也可實(shí)現(xiàn)銅上覆金

2.北京冬奧會(huì)備受世界矚目。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.冰壺主材料花崗巖屬于無(wú)機(jī)非金屬材料

B.火炬“飛揚(yáng)”使用的碳纖維屬于有機(jī)高分子材料

C.冬奧會(huì)“同心”金屬獎(jiǎng)牌屬于合金材料

D.短道速滑服使用的超高分子量聚乙烯屬于有機(jī)高分子材料

3.《本草圖經(jīng)》有“白研多入藥用白研［KAI(SO4)2?i2H2O］又稱(chēng)明磯、鉀明磯等，是一種重

要的化學(xué)試劑。下列說(shuō)法正確的是

A.白帆可用于自來(lái)水殺菌消毒

B.白磯溶液中n(K+)：n(AP+)=l:1

C.白帆溶液可清洗銅鏡表面銅銹

D.灼燒白帆時(shí)可直接觀察焰色呈紫色

4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.純鐵比生鐵易生銹B.臭氧可用于自來(lái)水消毒

C.酚醛樹(shù)脂可用作絕緣、隔熱材料D.高純硅可用于制芯片

5.中華文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，在世界文明中獨(dú)樹(shù)一幟，漢字居功至偉。隨著時(shí)代發(fā)展，漢字被不

斷賦予新的文化內(nèi)涵，其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由合金材料制成的是

才Λ堂火說(shuō)

山守亦去黑

安按

，黃摑?

咒s少

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識(shí)的判

化學(xué)知

涉及的

成就所

對(duì)下列

就。

的成

矚目

舉世

得了

域取

術(shù)領(lǐng)

學(xué)技

國(guó)在科

近年我

6.

是

用送的

屬元素

)是金

珈(Rb

鐘，

原子

的鋤

計(jì)時(shí)

精密

載了

衛(wèi)星搭

斗三號(hào)

A.北

料

金屬材

無(wú)機(jī)非

金屬于

，鈦合

合金

了鈦

使用

外殼

人艙

器載

潛水

者號(hào)

奮斗

B.

反應(yīng)

化還原

源于氧

箭動(dòng)力

，火

太空

送入

心艙

和核

把天

火箭

遙二

號(hào)B

征五

C.長(zhǎng)

子材料

是高分

，芳綸

落傘

的降

制作

芳綸

用了

中使

過(guò)程

火星

器著陸

號(hào)探測(cè)

天間一

D.

的是

學(xué)變化

涉及化

下列不

關(guān)，

切相

活密

與生

化學(xué)

7.

制冰

水快速

奧會(huì)用