贵州省贵阳一中届高三化学一轮复习教学案第36讲金属的冶炼 docWord文档下载推荐.docx
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金属一般要选用什么还原剂?
用Al作为还原剂一般用于冶炼哪些金属?
2.金属冶炼的常见方法
(1)热分解法:
请写出中学化学中常见的用此法制取某些金属的化学方程式
(2)热还原法:
对于多数金属的冶炼,常用的还原剂如焦碳、一氧化碳、氢气和活泼金属加热反应的方法。
如:
Fe2O3+C=
CuO+CO=
WO3 +H2=
MnO2+Al=
(3)电解法:
在金属活动顺序表中,等金属的还原性很强,这些金属都很容易失电子,因此不能用一般的方法和还原剂使其从化合物中还原出来,只能用电解其和的方法来冶炼.如(请用相关的化学方程式举例:
说明)
【例题解析】
[例1]Fe是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。
(1)自然界中铁矿石主要有赤铁矿和磁铁矿,金属铁是在高炉中冶炼的,高炉炼铁除了加入铁矿石外,还需加入焦炭和石灰石。
请填空:
①写出磁铁矿主要成分的化学式:
。
②写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式:
。
③写出焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式:
。
④写出CaCO3所参与反应的两个化学方程式:
解题思路:
。
易错点:
。
[例2]已知Fe2O3在高炉中有下列反应
Fe2O3+CO→2FeO+CO2
反应形成的固体混和物(Fe2O3、FeO)中,元素铁和氧的质量比用mFe︰mO表示。
(1)上述固体混和物中,mFe︰mO不可能是(选填a、b、c多选扣分)
A.21︰9B.21︰7.5C.21︰6
(2)若mFe︰mO=21︰8,计算Fe2O3被CO还原的百分率
(3)设Fe2O3被CO还原的百分率为A%,则A%和混和物中mFe︰mO的关系式为(用含mFe、mO的代数式表示)。
A%=
请在下图中画出A%和mFe/mO关系的图形。
(4)如果Fe2O3和CO的反应分两步进行:
3Fe2O3+CO→2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO→3FeO+CO2
试分析反应形成的固体混和物可能的组成及相应的mFe︰mO(令mFe︰mO=21︰a,写出a的取值范围)。
将结果填入下表。
混和物组成(用化学式表示)
a的取值范围
【考题再现】
1.铁是自然界分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量约占5%左右。
铁矿石的种类很多,重要的有磁铁矿石(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)等。
(1)写出赤铁矿炼铁的主要化学方程式:
;
(2)红热的铁能跟水蒸气反应,有一种产物是可燃性气体,则其反应式为:
在常温下,铁跟水不起反应。
但是,在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下,铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。
刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是。
(3)铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用:
。
思维方法:
展望高考:
2.海水的综合利用可以制备金属镁,其流程如下图所示:
(1)若在空气中加热MgCl2·
6H2O,生成的是Mg(OH)Cl或MgO,写出相应反应的化学方程式。
用电解法制取金属镁时,需要无水氯化镁。
在干燥的HCl气流中加热MgCl2·
6H2O时,能得到无水MgCl2,其原因是
(2)Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去?
写出实验步骤。
(3)实验室里将粗盐制成精盐的过程中,在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒,分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的;
溶解时:
过滤时:
蒸发时:
3.孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿,它们的化学组成可表示为:
xCuCO3·
yCu(OH)2(x、y为正整数且
)
(1)孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时,孔雀石耗用的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4∶1;
石青则为3∶1。
请推算它们的化学组成。
孔雀石∶;
石青:
(2)现有孔雀石和石青混合样品,取两份等质量的样品,在一份中加入过量盐酸,生成CO23.36L(标准状况下);
加热另一份样品使其完全分解,得到CuO20g,试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比。
【针对训练】
A.基础训练
1.在铁粉中加入稀HNO3,当反应完全后,尚残留少量铁粉,则溶液中含量较大的阳离子是
A.Fe2+B.Fe3+C.H+和Fe2+D.Fe2+和Fe3+
2.用含硫量较高的生铁来炼钢时,应采取的措施是()
A.加入较多的硅铁B.加入较多的焦炭
C.使用较多的生石灰D.掺入含磷较高的废铜
3.下列叙述中,正确的是()
A.含金属元素的离子不一定都是阳离子
B.在氧化还原反应中,非金属单质,一定是氧化剂
C.是元素从化合态变为游离态时,该元素一定被还原
D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质
4.某金属单质跟一定浓度的硝酸反应,假定只产生单一的还原产物。
当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为2∶1时,还原产物是()
A.N2OB.NOC.NO2D.N2
5.制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”,发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉,反应结束后,下列结果不可能出现的是
A.烧杯中有铜无铁B.烧杯中有铁无铜
C.烧杯中铁、铜都无D.烧杯中铁、铜都有
6.不用其它试剂,限用化学方法区别下列两组内的四瓶溶液:
①FeCl3、BaCl2、MgSO4、Al2(SO4)3②Al2(SO4)3、盐酸、BaCl2、K2CO3()
A.只有①组可以B.只有②组可以
C.两组都可以D.两组都不可以
B.提高训练
7.有A、B、C三种单质,常温下A是固体,B是液体,C是气体。
X、Y、Z是均含同一种元素的化合物,Y溶于水得无色溶液,Y的水溶液能跟A反应,它们之间的相互转化关系如右图所示,其中X的化学式为。
8.将agMgCO3与hgNaHCO3分别加入到100mL1mol/L的盐酸中,若反应后所得两种溶液的质量相等,则a与b的关系和取值范围是。
9.有A、B、C、D、E五种溶液,它们的阳离子分别是Ag+、Na+、Ba2+、Al3+、Fe3+,阴离子分别是Cl-、NO3-、OH-、SO42-、CO32-(都不重复)现进行如下实验:
(1)C溶液中加入纯铁粉,溶液质量增加。
(2)A、E溶液都呈碱性。
则得0.1mol/L的A溶液pH值小于13。
(3)在B溶液中逐滴加入氨水,出现沉淀,继续加入氨水,沉淀消失。
(4)在D溶液中加入硝酸钡溶液无现象。
由上述现象可推知各种溶液中所含的阳、阴离子是
溶液
A
B
C
D
E
阳离子
阴离子
C.能力训练
10.推断下列由两种金属组成的合金成份,并写出有关反应的离子方程式:
(1)合金由和组成
(2)写出②、③、⑤反应的离子方程式是
②
③
⑤
11.有一种工业废水,已知其中含有大量硫酸亚铁,少量Ag+和Na+。
今设计一种既经济又合理的方法,回收银和硫酸亚铁。
设计方案如下图所示,
(1)药品①是
(2)沉淀是
(3)药品②是
(4)母液中存在的阳离子有
12.提示:
某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。
根据以下化学反应框图填空:
(1)单质F是
(2)写出由E生成G的离子反应方程式(或化学方程式)
(3)溶液I中所含金属离子是
(4)由C→E+F若改用浓酸,则不能选用的浓酸是(写分子式)
13.A、B、C、D是四种可溶性离子化合物,其组成中的阴阳离子各不相同,它们在溶液中电离的阴、阳离子分别为Cl-、SO42-、NO32-、OH-、Ag+、Na+、Mg2+、Cu2+。
当四种物质的稀溶液反应时产生如下现象①A+B→产生白色沉淀;
②B+D→产生白色沉淀;
③C+D→产生蓝色沉淀。
由此可以判断(写分子式)ABCD。
14.为测定一种复合氧化物型的磁性粉末材料的组成,称取6.26g样品,将其全部溶于过量稀硝酸后,配成100mL溶液。
取50mL溶液,加入过量K2SO4溶液,生成白色沉淀,经过滤、洗涤,烘干后得2.33g固体。
另取25mL溶液,加入少许KSCN溶液,显红色。
再取余下的25mL溶液,加入过量NaOH溶液,生成红褐色沉淀,将沉淀过滤、洗涤,灼烧后的0.80g固体。
请计算并结合推理填写下表。
组成该磁性材料的元素是
各元素的质量比是
各元素的原子个数比是
该磁性材料的化学式为
15.取一根镁条置于坩锅内点燃,得到氧化镁和氮化镁混合物的总质量为
470g.冷却后加入足量水,将反应产物加热蒸干并灼烧,得到的氧化镁质
量为0.486g。
⑴写出氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨的化学方程式。
⑵计算燃烧所得混合物中氮化镁的质量分数。
参考答案
1.A2.C3.AD4.A5.B提示:
还原性:
Fe>
Cu,氧化性:
Fe3+>
Cu2+>
Fe2+,Fe先于Cu参加反应,烧杯中不可能有Fe无Cu。
6.B7.FeBr2
8.a=b<
4,2,提示:
本题属于字母型讨论计算问题,有一定难度,但题中已作了限制“反应后所得两种溶液质量相等”,因而只可能盐酸足量,否则就不合题意了。
∵n(HCl)=0.1×
1=0.1(mol).
MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2O
84244
a0.1
a
MgCO3与盐酸刚好反应时a=4.2g
NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O
84144
66.1
b
NaHCO3与盐酸刚好反应时b=8.4g
要满足题设应有:
,即a=b
综合考虑得a=b<
4.2
9、
(1)Al和Fe
(2)2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-
(3)Fe3++3OH-=Fe(OH)3
(4)
10.
Na+
Ag+
Fe3+
Al3+
Ba2+
CO32-
NO3-
SO42-
Cl-
OH-
11.
(1)过量Fe粉
(2)银和过量的Fe粉
(3)过量的稀H2SO4
(4)H+、Na+、Fe2+
12.
(1)H2
(2)4Fe2++8NH3·
H2O+O2+2H2O=4Fe(OH)3+8NH4+
(3)Al3+和Na+(4)H2SO4(HNO3)
13.A:
AgNO3B:
MgCl2C:
CuSO4D:
NaOH
14.
钡、铁、氧
钡∶铁∶氧=2.74∶2.24∶1.28
Ba∶Fe∶O=1∶2∶4
BaFe2O4(或BaO、Fe2O3)
提示:
(1)经分析,可初步判断2.33g固体是BaSO4,0.80g固体是Fe2O3.
设:
6.26g样品中含钡元素,铁元素的质量分别为x、y
Ba—BaSO4
137y233y
x2.33g×
2x=2.74g
2Fe—Fe2O3
112y160g
y0.80g×
4y=2.24g
则6.26g样品中含氧元素的质量为:
6.26g-2.74g-2.24g=1.28g
(2)该磁性材料中
Ba∶Fe∶O=
=1∶2∶4
该磁性材料的化学式为BaF2O4
Ba(NO3)2+K2SO4=BaSO4+2KNO3
Ba-BaSO4∵取了50mL∴相当于2.33×
2是100mL中的Ba
2Fe-Fe2O3,50mL中取25mL∴50mL为0.8×
2,100mL为0.8×
2×
2=0.8×
4g
15.
(1)Mg3N2+6H2O=2NH3+Mg(OH)2
(2)17%
设原混合物中Mg3N2的质量为x,由Mg3N2生成的MgO的质量为y
Mg3N2→3MgO
100120
xy
y=
x(0.470-x)+
x=0.486
x=0.080(g)
Mg3N2%=
×
100%=17%
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