化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用 第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源 第1課時 金屬礦物的開發(fā)利用 新人教版必修2

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1、第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一節(jié)開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第第1 1課時金屬礦物的開發(fā)利用課時金屬礦物的開發(fā)利用【新課導入新課導入】 ( (教師用書備用教師用書備用) )“百煉成鋼百煉成鋼”講述了古代人們冶煉鋼鐵的秘密講述了古代人們冶煉鋼鐵的秘密, ,現(xiàn)在人們又是怎樣從金現(xiàn)在人們又是怎樣從金屬礦物中得到金屬呢屬礦物中得到金屬呢? ?不同的金屬冶煉方法是否相同呢不同的金屬冶煉方法是否相同呢? ?【課標要求課標要求】1.1.了解金屬在自然界中的存在形式。了解金屬在自然界中的存在形式。2.2.掌握金屬的冶煉方法。掌握金屬的冶煉方法。3

2、.3.掌握鋁熱反應原理及實驗。掌握鋁熱反應原理及實驗。4.4.了解金屬回收和資源保護的意義。了解金屬回收和資源保護的意義。5.5.認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用。知識探究知識探究 梳理知識梳理知識點撥方法點撥方法探究點一金屬的冶煉探究點一金屬的冶煉1.1.金屬在自然界中的存在形態(tài)金屬在自然界中的存在形態(tài)單質(zhì)單質(zhì)化合物化合物2.2.金屬的冶煉金屬的冶煉(1)(1)冶煉原理冶煉原理金屬的冶煉是利用氧化還原反應原理金屬的冶煉是利用氧化還原反應原理, ,將金屬從其化合物中將金屬從其化合物中 出來出來用于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程。用

3、于生產(chǎn)和制造各種金屬材料的過程。還原還原(2)(2)冶煉方法冶煉方法常用方法常用方法() 22MgClMg CL電解熔融2322Al O () 4Al+3O 電解熔融2323CO+Fe O 2Fe+3CO高溫2C+2CuO 2Cu+3CO 高溫2323Fe O +2Al 2Fe+Al O高溫冰晶石冰晶石其他方法其他方法思考思考 電解法冶煉鋁時電解法冶煉鋁時, ,能電解熔融的能電解熔融的AlClAlCl3 3嗎嗎? ?答案答案: :不能不能, ,因為因為AlClAlCl3 3是共價化合物是共價化合物, ,熔融時不導電。熔融時不導電。44 Fe+CuSOCu+FeSO222Cu S+O2Cu+SO

4、高溫3.3.合理開發(fā)和利用金屬礦物資源合理開發(fā)和利用金屬礦物資源利用率利用率使用量使用量回收和再利用回收和再利用名師點撥名師點撥1.1.金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關系金屬活動性順序與金屬冶煉方法的關系2.2.金屬冶煉的一般步驟金屬冶煉的一般步驟過關演練過關演練 鞏固知識鞏固知識提升能力提升能力B B2.2.金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應用金屬材料在日常生活、生產(chǎn)中有著廣泛的應用, ,下列關于金屬的說法下列關于金屬的說法不正確的是不正確的是( ( ) )A.A.越活潑的金屬越難冶煉越活潑的金屬越難冶煉B.B.合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同

5、C.C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.D.工業(yè)上金屬工業(yè)上金屬MgMg、AlAl都是用電解熔融的氯化物制得的都是用電解熔融的氯化物制得的D D解析解析: :金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子被還原成金屬原子金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子被還原成金屬原子, ,因此金屬因此金屬越活潑越活潑, ,對應金屬陽離子氧化性越弱對應金屬陽離子氧化性越弱, ,則金屬越難冶煉則金屬越難冶煉,A,A、C C正確正確; ;合金要比合金要比各成分金屬的熔、沸點低各成分金屬的熔、沸點低, ,硬度大硬度大,B,B正確正確; ;因因AlClAlCl3 3

6、為共價化合物為共價化合物, ,其熔融態(tài)其熔融態(tài)不導電不導電, ,因此不能用電解因此不能用電解AlClAlCl3 3的方法來冶煉鋁的方法來冶煉鋁, ,而通常用而通常用AlAl2 2O O3 3。3.3.冶煉金屬一般有下列冶煉金屬一般有下列4 4種方法種方法: :焦炭法焦炭法; ;水煤氣水煤氣( (或氫氣、一氧化碳或氫氣、一氧化碳) )法法; ;活潑金屬置換法活潑金屬置換法; ;電解法。這電解法。這4 4種方法在工業(yè)上均有應用。古代種方法在工業(yè)上均有應用。古代有有:.:.火燒孔雀石煉銅火燒孔雀石煉銅;.;.濕法煉銅?，F(xiàn)代有濕法煉銅。現(xiàn)代有:.:.鋁熱法煉鉻鋁熱法煉鉻;.;.從光鹵從光鹵石石(MgC

7、l(MgCl2 26H6H2 2O)O)中煉鎂。對它們的冶煉方法的分類中煉鎂。對它們的冶煉方法的分類, ,不正確的是不正確的是( ( ) )A.,A.,B.,B.,C.,C.,D.,D.,B B探究點二鋁熱反應探究點二鋁熱反應知識探究知識探究 梳理知識梳理知識點撥方法點撥方法白白黑色黑色實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象(1)(1)鎂帶劇烈燃燒鎂帶劇烈燃燒(2)(2)氧化鐵粉末和鋁粉劇烈反應氧化鐵粉末和鋁粉劇烈反應, ,放出大量的熱放出大量的熱, ,并發(fā)出耀眼的并發(fā)出耀眼的 光光(3)(3)紙漏斗的下部被燒穿紙漏斗的下部被燒穿, ,有熔融物落入沙中有熔融物落入沙中, ,液珠冷卻后變?yōu)橐褐槔鋮s后變?yōu)?. . 固體

8、固體原理分析原理分析鎂帶燃燒鎂帶燃燒, ,放出大量的熱放出大量的熱;KClO;KClO3 3發(fā)生分解作為發(fā)生分解作為 , ,使氧使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反應化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生反應: : . . , ,生成的鐵在高溫下呈熔融狀態(tài)生成的鐵在高溫下呈熔融狀態(tài) 注意事項注意事項(1)(1)鎂帶需要打磨凈表面氧化膜鎂帶需要打磨凈表面氧化膜, ,有利于點燃有利于點燃; ;氧化鐵粉末要干燥氧化鐵粉末要干燥(2)(2)氯酸鉀的作用是分解提供氯酸鉀的作用是分解提供 , ,可使鎂帶快速充分燃燒可使鎂帶快速充分燃燒, ,要要放在混合物的放在混合物的 面面(3)(3)要保證紙漏斗重疊時四周均為四

9、層要保證紙漏斗重疊時四周均為四層, ,且內(nèi)層紙漏斗一定要用水且內(nèi)層紙漏斗一定要用水潤濕潤濕, ,以防高溫物質(zhì)從四周濺出以防高溫物質(zhì)從四周濺出, ,同時損壞紙漏斗同時損壞紙漏斗(4)(4)蒸發(fā)皿中的細沙要適量蒸發(fā)皿中的細沙要適量, ,既要防止蒸發(fā)皿炸裂既要防止蒸發(fā)皿炸裂, ,又要防止熔融的又要防止熔融的液體濺出傷人液體濺出傷人2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3引燃劑引燃劑高溫白白黑黑色色2Fe+Al2Fe+Al2 2O O3 3氧氣氧氣上上思考思考 引發(fā)鋁熱反應的操作是什么引發(fā)鋁熱反應的操作是什么? ?答案答案: :往鋁熱劑上放少量往鋁熱劑上放少量KClOKClO3 3, ,并插入鎂帶并

10、插入鎂帶, ,然后將鎂帶點燃然后將鎂帶點燃, ,即可引發(fā)即可引發(fā)鋁熱反應。鋁熱反應。名師點撥名師點撥1.1.鋁熱反應易錯辨析鋁熱反應易錯辨析(1)(1)鋁熱反應可以用鋁還原氧化鐵焊接鋼軌鋁熱反應可以用鋁還原氧化鐵焊接鋼軌, ,但是工業(yè)上不用此法冶煉鐵但是工業(yè)上不用此法冶煉鐵, ,原因是鋁的價格比鐵還貴。原因是鋁的價格比鐵還貴。(2)(2)由于鋁只能冶煉活潑性比其弱的金屬由于鋁只能冶煉活潑性比其弱的金屬, ,是利用鋁的還原性是利用鋁的還原性, ,所以并不所以并不是鋁與所有金屬氧化物的混合物都叫鋁熱劑是鋁與所有金屬氧化物的混合物都叫鋁熱劑, ,如如AlAl和和NaNa2 2O O的混合物不能叫的混

11、合物不能叫鋁熱劑。鋁熱劑。2.2.鋁熱反應在無機框圖推斷中的應用鋁熱反應在無機框圖推斷中的應用在無機框圖推斷中常出現(xiàn)的反應模式在無機框圖推斷中常出現(xiàn)的反應模式: ,: ,且且A A、C C為單質(zhì)為單質(zhì),B,B、D D是化是化合物。分析該反應的特點合物。分析該反應的特點: :該反應是置換反應且條件是高溫該反應是置換反應且條件是高溫, ,可初步確定可初步確定是鋁熱反應是鋁熱反應, ,且且A A是鋁。再結(jié)合其他的條件確定其他物質(zhì)。是鋁。再結(jié)合其他的條件確定其他物質(zhì)。過關演練過關演練 鞏固知識鞏固知識提升能力提升能力1.1.關于金屬冶煉的敘述正確的是關于金屬冶煉的敘述正確的是( ( ) )A.A.工業(yè)

12、上可利用鋁熱反應大量冶煉金屬鐵工業(yè)上可利用鋁熱反應大量冶煉金屬鐵B.B.金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備金屬鈉、鋁和銅都可用還原法制備C.C.加強熱加強熱, ,使使CuOCuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)在高溫條件下分解制備單質(zhì)CuCuD.D.用足量用足量COCO還原磁鐵礦得到還原磁鐵礦得到9 mol9 mol鐵時轉(zhuǎn)移鐵時轉(zhuǎn)移24 mol24 mol電子電子D D解析解析: :鋁熱反應是可以用來冶煉高熔點金屬鋁熱反應是可以用來冶煉高熔點金屬, ,如金屬鐵如金屬鐵, ,但是大量金屬鐵的但是大量金屬鐵的冶煉是一般采用還原法冶煉是一般采用還原法, ,故故A A錯誤錯誤; ;金屬鈉、鋁等活潑金屬的冶煉采用電

13、解金屬鈉、鋁等活潑金屬的冶煉采用電解法法, ,故故B B錯誤錯誤; ;制備制備CuCu應用熱還原法應用熱還原法, ,故故C C錯誤錯誤;Fe;Fe3 3O O4 4中中FeFe元素化合價有元素化合價有+2+2價、價、+3+3價價,1 mol Fe,1 mol Fe3 3O O4 4被被COCO全部還原成全部還原成FeFe時時, ,轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移8 mol8 mol電子電子, ,得到得到 9 mol 9 mol 鐵時鐵時轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移24 mol24 mol電子電子, ,故故D D正確。正確。2.2.下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是下列氧化物不能跟鋁粉組成鋁熱劑的是( ( ) )A.CrA.Cr2 2O

14、O3 3B.MnOB.MnO2 2C.NaC.Na2 2O OD.VD.V2 2O O5 5C C解析解析: :鋁熱反應的本質(zhì)是鋁置換活動性比它弱的金屬。鋁熱反應的本質(zhì)是鋁置換活動性比它弱的金屬。3.3.如圖為鋁熱反應的實驗裝置如圖為鋁熱反應的實驗裝置, ,請回答下列問題請回答下列問題: :(1)(1)紙漏斗中鋪在氧化鐵和鋁粉的混合物上面的物質(zhì)是紙漏斗中鋪在氧化鐵和鋁粉的混合物上面的物質(zhì)是。(2)(2)引發(fā)鋁熱反應的操作為引發(fā)鋁熱反應的操作為 。解析解析: :(1)(1)鋪在鋪在FeFe2 2O O3 3和和AlAl粉混合物上面的物質(zhì)是粉混合物上面的物質(zhì)是KClOKClO3 3, ,作用是引發(fā)

15、鋁熱作用是引發(fā)鋁熱反應。反應。(2)(2)利用鎂帶燃燒放熱促使利用鎂帶燃燒放熱促使KClOKClO3 3分解產(chǎn)生分解產(chǎn)生O O2 2, ,從而引發(fā)鋁熱反應。從而引發(fā)鋁熱反應。答案答案: :(1)KClO(1)KClO3 3( (氯酸鉀氯酸鉀) )(2)(2)在混合物中間插一根鎂帶在混合物中間插一根鎂帶, ,并用燃著的小木條并用燃著的小木條( (或火柴或火柴) )點燃鎂帶點燃鎂帶(3)(3)若將氧化鐵換成氧化鎂若將氧化鐵換成氧化鎂, ,該反應能否發(fā)生該反應能否發(fā)生? ?( (填填“能能”或或“不不能能”),),理由是理由是 。(4)(4)鋁熱反應的用途有哪些鋁熱反應的用途有哪些? ? 。解析解析

16、: :(3)Mg(3)Mg比比AlAl活潑活潑,Al,Al不能從不能從MgOMgO中置換出中置換出MgMg。(4)(4)利用鋁熱反應冶煉高熔點金屬、焊接鋼軌。利用鋁熱反應冶煉高熔點金屬、焊接鋼軌。答案答案: :(3)(3)不能鎂比鋁活潑不能鎂比鋁活潑, ,鋁不能置換鎂鋁不能置換鎂(4)(4)用于焊接鋼軌、冶煉某些金屬用于焊接鋼軌、冶煉某些金屬課堂檢測課堂檢測 即學即測即學即測查漏補缺查漏補缺1.1.從石器、青銅器到鐵器時代從石器、青銅器到鐵器時代, ,金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利

17、用的大致年限, ,之所以有先后之所以有先后, ,主要取決于主要取決于( ( ) )A.A.金屬導電性強弱金屬導電性強弱B.B.金屬在地殼中的含量多少金屬在地殼中的含量多少C.C.金屬的化合價高低金屬的化合價高低D.D.金屬的活潑性強弱金屬的活潑性強弱解析解析: :分析圖表知分析圖表知,Al,Al、FeFe、CuCu三種金屬活潑性逐漸減弱三種金屬活潑性逐漸減弱, ,而三種金屬開發(fā)而三種金屬開發(fā)利用的時間由晚到早利用的時間由晚到早, ,由此可判斷金屬活潑性越強由此可判斷金屬活潑性越強, ,冶煉越困難冶煉越困難, ,開發(fā)利用開發(fā)利用的時間越晚。的時間越晚。D D解析解析: :鋁置換出鐵鋁置換出鐵,

18、,鐵再和鹽酸反應生成鐵再和鹽酸反應生成H H2 2和鋁直接與燒堿反應生成和鋁直接與燒堿反應生成H H2 2轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)目應該相同移的電子數(shù)目應該相同, ,化學方程式如下化學方程式如下:2Al+3FeO Al:2Al+3FeO Al2 2O O3 3+3Fe,+3Fe,3Fe+6HCl 3FeCl3Fe+6HCl 3FeCl2 2+3H+3H2 2;2Al+2NaOH+2H;2Al+2NaOH+2H2 2O 2NaAlOO 2NaAlO2 2+3H+3H2 2;由此由此可看出可看出兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比為兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比為1 1。C C2.2.把鋁粉和氧化亞鐵粉末配成鋁熱劑把

19、鋁粉和氧化亞鐵粉末配成鋁熱劑, ,分成兩等份。一份在高溫下恰好完分成兩等份。一份在高溫下恰好完全反應后全反應后, ,再與足量鹽酸反應再與足量鹽酸反應; ;另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反另一份直接放入足量的燒堿溶液中充分反應。前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是應。前后兩種情況下生成的氣體的質(zhì)量比是( ( ) )A.32A.32B.23B.23C.11C.11D.289D.2893.3.熱還原法冶煉金屬的反應一定是熱還原法冶煉金屬的反應一定是( ( ) )A.A.氧化還原反應氧化還原反應B.B.置換反應置換反應C.C.復分解反應復分解反應D.D.分解反應分解反應A A解析解析: :熱還原法冶

20、煉金屬的反應一定不是復分解反應熱還原法冶煉金屬的反應一定不是復分解反應, ,也一定不是分解也一定不是分解反應反應, ,不一定是置換反應不一定是置換反應, ,如如3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2, ,但一定是氧化還但一定是氧化還原反應。原反應。4.4.某同學對某同學對“鋁熱反應鋁熱反應”的現(xiàn)象有這樣的描述的現(xiàn)象有這樣的描述:“:“反應放出大量的熱反應放出大量的熱, ,并發(fā)出耀眼的并發(fā)出耀眼的光芒光芒”;“;“紙漏斗的下部被燒穿紙漏斗的下部被燒穿, ,有熔融物落入沙中有熔融物落入沙中”。由化學手冊查閱得有關物質(zhì)。由化學手冊查閱得有關物質(zhì)的熔、沸點數(shù)據(jù)如

21、下表。的熔、沸點數(shù)據(jù)如下表。(1)(1)該同學推測該同學推測, ,鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。理由是該反應放出的熱量鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。理由是該反應放出的熱量使鐵熔化使鐵熔化, ,而鋁的熔點比鐵的低而鋁的熔點比鐵的低, ,此時液態(tài)的鐵和鋁熔合成鐵鋁合金此時液態(tài)的鐵和鋁熔合成鐵鋁合金, ,你認為他的解釋你認為他的解釋是否合理是否合理( (填填“合理合理”或或“不合理不合理”) )。(2)(2)設計一個簡單的實驗方案設計一個簡單的實驗方案, ,證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是用試劑是, ,反應的離子方程式為

22、反應的離子方程式為 。(3)(3)實驗室溶解該熔融物實驗室溶解該熔融物, ,下列試劑中最好的是下列試劑中最好的是( (填序號填序號),),并說明理由并說明理由: : 。A.A.濃硫酸濃硫酸B.B.稀硫酸稀硫酸C.C.稀硝酸稀硝酸D.D.氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液解析解析: :(1)(1)根據(jù)表中各物質(zhì)的熔點根據(jù)表中各物質(zhì)的熔點, ,鐵和鋁可以熔合成鐵鋁合金鐵和鋁可以熔合成鐵鋁合金, ,故解釋合故解釋合理。理。(2)(2)由于金屬鋁可以與由于金屬鋁可以與NaOHNaOH溶液反應而鐵不能溶液反應而鐵不能, ,故可以選用的試劑為故可以選用的試劑為NaOHNaOH溶液。溶液。答案答案: :(1)(1)合

23、理合理(2)NaOH(2)NaOH溶液溶液2Al+2OH2Al+2OH- -+2H+2H2 2O 2Al +3HO 2Al +3H2 2(3)B(3)B若用若用A A、C C溶解樣品會產(chǎn)生溶解樣品會產(chǎn)生SOSO2 2、NONO等有毒氣體等有毒氣體, ,用用D,D,則則FeFe不會與不會與NaOHNaOH溶液反應溶液反應( (或用或用B B既能將樣品全部溶解既能將樣品全部溶解, ,又不會生成有害氣體又不會生成有害氣體) )-2O5.5.用如圖所示的裝置進行實驗用如圖所示的裝置進行實驗, ,回答下列問題?；卮鹣铝袉栴}。(1)(1)寫出該反應的化學方程式寫出該反應的化學方程式: : ,在該反應中在該

24、反應中是氧化劑是氧化劑, ,是還原劑是還原劑, ,該反應稱為該反應稱為反應。反應。解析解析: :(1)(1)鋁熱反應為鋁熱反應為2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al2Fe+Al2 2O O3 3, ,該反應中該反應中FeFe2 2O O3 3作氧化劑作氧化劑,Al,Al作還原劑。作還原劑。答案答案: :(1)Fe(1)Fe2 2O O3 3+2Al Al+2Al Al2 2O O3 3+2Fe+2FeFeFe2 2O O3 3AlAl鋁熱鋁熱(2)(2)寫出下列操作或物質(zhì)的作用。內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔寫出下列操作或物質(zhì)的作用。內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔: : ; ;蒸發(fā)皿盛沙子

25、蒸發(fā)皿盛沙子: : ; ;鎂帶、氯酸鉀鎂帶、氯酸鉀: : 。解析解析: :(2)(2)鋁熱反應實驗中鋁熱反應實驗中: :為使熔融物易落下為使熔融物易落下, ,通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪通常在內(nèi)層紙漏斗底部剪一個孔一個孔; ;為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿為防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿, ,蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子蒸發(fā)皿內(nèi)盛沙子; ;反應中鎂帶燃燒產(chǎn)生反應中鎂帶燃燒產(chǎn)生高溫高溫, ,引起氯酸鉀分解引起氯酸鉀分解, ,提供氧氣又加快鎂帶充分燃燒產(chǎn)生高溫提供氧氣又加快鎂帶充分燃燒產(chǎn)生高溫, ,引發(fā)鋁熱引發(fā)鋁熱反應。反應。答案答案: :(2)(2)使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)皿發(fā)生反應、提供使熔融物易于落下防止濺落物炸裂蒸發(fā)

26、皿發(fā)生反應、提供O O2 2、產(chǎn)生高溫、產(chǎn)生高溫, ,引發(fā)鋁熱反應引發(fā)鋁熱反應實驗微專題十鋁熱反應產(chǎn)物成分的實驗探究實驗微專題十鋁熱反應產(chǎn)物成分的實驗探究這類實驗題目考查鋁熱反應這類實驗題目考查鋁熱反應, ,同時考查金屬與酸的反應、離子方程式的書同時考查金屬與酸的反應、離子方程式的書寫、氧化還原反應、化學計算等知識點寫、氧化還原反應、化學計算等知識點, ,難度和題量較大。解題時應該根難度和題量較大。解題時應該根據(jù)所學知識綜合分析據(jù)所學知識綜合分析, ,靈活處理。靈活處理?！镜湫屠}典型例題】 粉末狀試樣粉末狀試樣A A是由等物質(zhì)的量的是由等物質(zhì)的量的MgOMgO和和Fe2O3Fe2O3組成的混

27、合物。組成的混合物?，F(xiàn)進行如下實驗現(xiàn)進行如下實驗: :取適量取適量A A進行鋁熱反應進行鋁熱反應, ,產(chǎn)物中有單質(zhì)產(chǎn)物中有單質(zhì)B B生成生成; ;另取另取20 g A20 g A全部溶于全部溶于0.15 L 6.0 molL-10.15 L 6.0 molL-1鹽酸中鹽酸中, ,得溶液得溶液C;C;將中得到的單質(zhì)將中得到的單質(zhì)B B和溶液和溶液C C反應反應, ,放出放出1.12 L(1.12 L(標準狀況標準狀況) )氣體氣體, ,同時生同時生成溶液成溶液D,D,還殘留有固體物質(zhì)還殘留有固體物質(zhì)B;B;用用KSCNKSCN溶液檢驗時溶液檢驗時, ,溶液溶液D D不變色。不變色。請?zhí)羁照執(zhí)羁?

28、 :(1)(1)中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是中引發(fā)鋁熱反應的實驗操作是。產(chǎn)。產(chǎn)物中的單質(zhì)物中的單質(zhì)B B是是 ( (填化學式填化學式) )。(2)(2)中所發(fā)生反應的化學方程式是中所發(fā)生反應的化學方程式是 。(3)(3)中所發(fā)生的各反應的離子方程式是中所發(fā)生的各反應的離子方程式是 。(4)(4)若溶液若溶液D D的體積仍視為的體積仍視為0.15 L,0.15 L,則該溶液中則該溶液中c(Mgc(Mg2+2+) )為為 , ,c(Fec(Fe2+2+) )為為 。解析解析: :MgOMgO不能與鋁發(fā)生置換反應不能與鋁發(fā)生置換反應, ,所以中發(fā)生的反應是所以中發(fā)生的反應是FeFe2 2O O3 3+

29、2Al+2Al2Fe+Al2Fe+Al2 2O O3 3。中加入。中加入KSCNKSCN溶液不變色溶液不變色, ,說明說明FeFe3+3+完全被還原為完全被還原為FeFe2+2+, ,溶液溶液D D為為MgClMgCl2 2、FeClFeCl2 2的混合液。根據(jù)題意假設的混合液。根據(jù)題意假設20 g A20 g A中中MgOMgO和和FeFe2 2O O3 3的物質(zhì)的量均的物質(zhì)的量均為為x,x,則則40 g40 gmolmol-1-1x+160 gx+160 gmolmol-1-1x=20 g,x=20 g,解得解得x=0.1 molx=0.1 mol。溶液中。溶液中MgMg2+2+的物質(zhì)的物

30、質(zhì)的量等于的量等于MgOMgO的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量,c(Mg,c(Mg2+2+)0.67 mol)0.67 molL L-1-1, ,反應后原加入的鹽酸中的反應后原加入的鹽酸中的ClCl- -全部轉(zhuǎn)全部轉(zhuǎn) 移移 到到FeClFeCl2 2和和MgClMgCl2 2中中, ,ClCl- -守恒守恒, ,所以溶液所以溶液D D中中: :n(Cln(Cl- -)=n(Mg)=n(Mg2+2+) )2+n(Fe2+n(Fe2+2+) )2=6.0 mol2=6.0 molL L-1-10.15 L=0.9 mol,n(Fe0.15 L=0.9 mol,n(Fe2+2+)=0.35 mol,)=0.35

31、 mol,所以所以c(Fec(Fe2+2+)2.3 mol)2.3 molL L-1-1。答案答案: :(1)(1)加少量加少量KClOKClO3 3, ,插上鎂條并將其點燃插上鎂條并將其點燃FeFe(2)Fe(2)Fe2 2O O3 3+6HCl 2FeCl+6HCl 2FeCl3 3+3H+3H2 2O,MgO+2HCl MgClO,MgO+2HCl MgCl2 2+H+H2 2O O(3)Fe+2H(3)Fe+2H+ + FeFe2+2+H+H2 2,Fe+2Fe,Fe+2Fe3+ 3+ 3Fe3Fe2+2+(4)0.67 mol(4)0.67 molL L-1-12.3 mol2.3

32、molL L-1-1【變式練習變式練習】 鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英、石灰石等混鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英、石灰石等混合物。某化學興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵合物。某化學興趣小組從鐵砂中分離出磁性氧化鐵, ,并進行鋁熱反應實驗。并進行鋁熱反應實驗。(1)(1)取磁性氧化鐵按圖裝置進行鋁熱反應現(xiàn)象很壯觀取磁性氧化鐵按圖裝置進行鋁熱反應現(xiàn)象很壯觀, ,取少許反應生成的取少許反應生成的“鐵塊鐵塊”溶于鹽酸溶于鹽酸, ,向其中滴加向其中滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,發(fā)現(xiàn)溶液變紅色。出現(xiàn)這種結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液變紅色。出現(xiàn)這種結(jié)果的原因的原因, ,除了可能混有沒反應的磁性氧化

33、鐵外除了可能混有沒反應的磁性氧化鐵外, ,還有一個原因是還有一個原因是 。解析解析: :(1)(1)取少許反應生成的取少許反應生成的“鐵塊鐵塊”溶于鹽酸溶于鹽酸, ,向其中滴加向其中滴加KSCNKSCN溶液溶液, ,發(fā)現(xiàn)溶液變紅色發(fā)現(xiàn)溶液變紅色, ,證明出現(xiàn)了鐵離子證明出現(xiàn)了鐵離子, ,可能是金屬中混有沒反應的磁性可能是金屬中混有沒反應的磁性氧化鐵或是生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中氧化鐵或是生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中, ,表面被空氣氧化為表面被空氣氧化為FeFe3 3O O4 4。答案答案: :(1)(1)生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中生成的紅熱的鐵在掉落到蒸發(fā)皿過程中, ,表

34、面被空氣氧化為表面被空氣氧化為FeFe3 3O O4 4解析解析: :(2)(2)金屬鐵和氫氧化鈉不反應金屬鐵和氫氧化鈉不反應, ,但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應產(chǎn)但是金屬鋁可以和氫氧化鈉反應產(chǎn)生氫氣生氫氣, ,證明上述所得的證明上述所得的“鐵塊鐵塊”中含有金屬鋁中含有金屬鋁, ,可以向混合物中加入氫可以向混合物中加入氫氧化鈉溶液氧化鈉溶液, ,看是否產(chǎn)生氣體看是否產(chǎn)生氣體, ,產(chǎn)生氣體時產(chǎn)生氣體時, ,有金屬鋁有金屬鋁, ,反之則沒有。反之則沒有。(3)(3)由由Al AlAl Al3+3+知每摩爾鋁參與反應知每摩爾鋁參與反應, ,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3N3NA A。答案答案: :(2

35、)(2)取少許反應生成的取少許反應生成的“鐵塊鐵塊”, ,加入試管中加入試管中, ,再加入足量的氫氧化再加入足量的氫氧化鈉溶液鈉溶液, ,觀察有氣泡產(chǎn)生觀察有氣泡產(chǎn)生, ,則含有金屬鋁則含有金屬鋁, ,否則否則, ,不含金屬鋁不含金屬鋁(3)8Al+3Fe(3)8Al+3Fe3 3O O4 4 4Al4Al2 2O O3 3+9Fe+9Fe3N3NA A(2)(2)設計一個簡單的實驗方案設計一個簡單的實驗方案, ,證明上述所得的證明上述所得的“鐵塊鐵塊”中含有金屬鋁中含有金屬鋁: : 。(3)(3)請寫出此鋁熱反應的化學方程式請寫出此鋁熱反應的化學方程式: : 。每摩爾鋁參與反應每摩爾鋁參與反應, ,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為。解析解析: :(4)(4)鋁熱反應用于難熔金屬的冶煉鋁熱反應用于難熔金屬的冶煉: :如鐵、鉻、錳、銅等。如鐵、鉻、錳、銅等。答案答案: :(4)AC(4)AC(4)(4)除磁性氧化鐵可做鋁熱反應實驗外除磁性氧化鐵可做鋁熱反應實驗外, ,下列哪些試劑也可以下列哪些試劑也可以。A.CuOA.CuO B.Na B.Na2 2O O2 2C.MnOC.MnO2 2 D.MgOD.MgO