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2024年高考化学一轮总复习 第3单元 第3讲 金属材料 开发利用金属矿物 课件
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这是一份2024年高考化学一轮总复习 第3单元 第3讲 金属材料 开发利用金属矿物 课件，共60页。PPT课件主要包含了Al2O3＋9Fe，白色胶状，Al3++3OH+，明矾不能杀菌消毒，考点二铜金属材料，金属与非金属，2几种常见的合金，Ti-Fe合金，La-Ni合金，碳素钢就含有碳元素等内容，欢迎下载使用。
第3讲 金属材料 开发利用金属矿物
复习目标1．掌握铝及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解合金的定义及特点，了解金属材料的分类。3.掌握铜及其化合物的性质及用途。4.掌握金属冶炼的常用方法。
考点一 铝及其重要化合物
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O
2Al＋2NaOH＋2H2O === 2NaAlO2＋3H2↑
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
由两种不同的金属离子(或其中一种为铵根离子)
请指出下列各说法的错因(1)能用铝槽车储运浓硫酸和浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。错因：_________________________________________________(2)1 ml Al与足量的盐酸或NaOH 溶液反应，所消耗的HCl和NaOH物质的量不同，故转移电子数不同。错因：__________________________________________________ ________________________(3)Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。错因：__________________________________
常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，不是不反应。
1 ml Al与足量的盐酸或NaOH溶液反应，转移电子数均为3NA。
Al2O3能与NaOH、Na2CO3等反应。
Al(OH)3能溶于NaOH溶液，实验室通常用可溶性铝盐溶液和氨水反应制备Al(OH)3。
二、氧化铝、氢氧化铝两性的重要应用1．检验与鉴别(1)用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。(2)用过量NaOH溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液。(3)用互滴法鉴别AlCl3溶液与NaOH溶液或NaAlO2溶液与盐酸。
2．分离与除杂除杂时，具体操作如下(括号内为杂质)：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，过滤。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，过滤。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液，过滤。(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加相应酸充分溶解。3．实验室制备Al(OH)3不选用NaOH溶液，其原因是Al(OH)3呈两性，但它只溶于酸或强碱，而不溶于弱碱(氨水)，则使用氨水容易控制产物。
角度一 铝的性质1．铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝的说法正确的是( )A．铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼B．铝既能溶于酸溶液，又能溶于强碱溶液C．在铝与NaOH溶液的反应中，氧化剂是NaOH和H2OD．铝不能与氯气、硫发生反应
2．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积之比为5∶6，则下列关于甲、乙两烧杯中的反应情况描述不正确的是( )A．甲、乙中参加反应的Al的物质的量之比为5∶6B．甲、乙中参加反应的硫酸和氢氧化钠的质量之比为49∶16C．甲、乙中反应转移的电子数为5∶6D．甲中酸过量，乙中碱过量
铝与酸、碱反应的定量关系(1)无论是与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。(2)等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：①产生H2的物质的量相等。②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：①消耗Al的物质的量之比为1∶3。②生成H2的物质的量之比为1∶3。
角度二 铝及其化合物的相互转化3．现有100 mL 3 ml/L的NaOH溶液和100 mL 1 ml/L氯化铝溶液，①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是( )A．现象相同，沉淀质量也相等B．现象相同，沉淀质量不等C．现象不同，沉淀质量相等D．现象不同，沉淀质量不等
4．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是( )A．N一定是HCl(aq)B．X可能为Al或Cl2C．Y一定为NaOH(aq)D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
解析在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与除Cl2以外的Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，X为Cl2。Al2O3、Al(OH)3、Al都既能与HCl(aq)反应，又能与NaOH(aq)反应，且只有Al能与Cl2反应，则M为Al，Q、Z分别为Al2O3、Al(OH)3中的一种，故B项不合理。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2 ↑ +3H2O
2．常见的金属材料(1)金属材料分类
请指出下列各说法的错因(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。错因：_______________________________________________(2)除去Cu粉中的CuO可加稀硝酸溶解。错因：_____________________________________(3)合金的熔点一般高于成分金属。错因：_______________________________________
铜锈主要成分为Cu2(OH)2CO3，不是铜的氧化物。
Cu也能与稀硝酸反应。
合金的熔点一般低于成分金属。
(4)合金材料中不可能含有非金属元素。错因：___________________________________(5)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料。错因：_____________________________________
铜是人类使用最早的金属材料。
2．理解合金的组成及性质应注意的问题(1)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。(2)物理性质：合金与其成分金属的物理性质不同。(3)化学性质：合金中的各成分金属在形成合金时，并未改变物质结构，所以合金中各物质保持其原有的化学性质。
角度一 铜及其化合物1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是( )A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿D．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
2．下列关于铜的化合物的说法正确的是( )A．加热条件下将铜丝伸入硫蒸气的硬质试管中，可以观察到黑色的CuS固体生成B．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OD．电解精炼铜时，粗铜作阴极，精铜作阳极
解析加热条件下铜与硫蒸气反应的生成物是黑色Cu2S，A错误；铜锈的成分是Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O，C错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，D错误。
铜及其重要化合物之间的转化
角度二 金属材料3．我国制造C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物B．铝锂合金的硬度比锂大C．铝锂合金的熔、沸点比铝低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
4．合金是建造航空母舰的主体材料。航母升降机可由铝合金制造，舰体材料为合金钢，螺旋桨主要用铜合金制造。下列说法中不正确的是( )A．铝合金、合金钢和铜合金都具有硬度大、耐腐蚀等性质B．AlMg合金焊接前可用NaOH溶液处理Al2O3膜C．航母用钢由低硅生铁冶炼而成，在炼铁过程中为降低硅含量需加入CaCO3D．CuAl合金用稀硫酸或NaOH溶液处理，该合金均能完全溶解
考点三 金属矿物的开发和利用
请指出下列各说法的错因(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。错因：___________________________________________________(2)工业上电解熔融的AlCl3制取Al。错因：___________________________________________________ ________________________________________
金属离子未必只有氧化性，如Fe2＋有还原性。
AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能采用该方法制取Al。
(3)工业上金属Mg、Cu、Ag都是用热还原法制得的。错因：____________________________________________________ _________________________________(4)铝热反应可用于冶炼Fe、Mg、Cr等金属。错因：______________________________________(5)高炉炼铁的还原剂是碳单质。错因：____________________________________________________
在工业上用电解法冶炼Mg，用热还原法冶炼Cu，用热分解法冶炼Ag。
Mg的活动性比Al强，应用电解法冶炼。
一、金属的冶炼1．金属冶炼的一般步骤2．金属的冶炼与金属活动性的关系3．工业上不能用电解熔融AlCl3的方法制取金属Al，是因为AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。
二、铝热反应1．铝热反应的实验
2.注意事项(1)保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。(2)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。(3)实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。
4．铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。我校化学小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验。
(1)取磁性氧化铁按图示装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是________________，取少量生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现此结果的原因，除了可能混有没有反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是________________________ ____________________________________________________________。请设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。该实验所用的试剂是_____________________，反应的离子方程式是____________________________________。
可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中表面被空气中的氧气氧化成了Fe3O4
(2)此铝热反应的化学方程式为______________________________，每摩尔单质铝参与反应，转移的电子数为________。(3)除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以________。A．Na2O2B．CuOC．MgOD．Cr2O3
微专题 金属化合物的热重分析
1．分析方法金属化合物的热重分析研究对象一般为各种金属含氧酸盐、金属氢氧化物、金属氧化物的热分解过程，一般为先失水、再分解、后氧化。如CC2O4·2H2O在空气中加热时，受热分解过程分为三个阶段：第一阶段，失去结晶水生成盐：CC2O4·2H2O→CC2O4。第二阶段，盐受热分解生成氧化物：CC2O4→CO。第三阶段，低价态氧化物与空气中的氧气反应生成高价态氧化物：CO→C2O3(或C3O4)。注意：①每个阶段有可能还分为不同步骤，如第一阶段中可能分步失去不同的结晶水，而不是一步失去所有的结晶水。②如果是变价金属元素，则在空气中加热产物可能为多种价态的金属氧化物。
1．称取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O进行热重分析，化合物质量随温度的变化关系如图所示，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，烘干时的温度范围为( )A．90～145 ℃B．145～200 ℃C．200～273 ℃D．＞273 ℃
2．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是( )A．图1中产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuOB．图1整个过程中共生成0.26 g H2OC．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线AD．图2中绘制错误的曲线共2条
3．在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是( )A．0～T ℃的过程变化是物理变化B．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种C．c点物质是工业上冶炼铝的原料D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
4．MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率(纵坐标)随温度的变化如图所示。(1)300 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为________。(2)图中点D对应固体的成分为________________(填化学式)。
核心素养 证据推理与模型认知——可溶性铝盐溶液(偏铝酸盐溶液)与碱(酸)反应的有关计算及图像
2． 某实验小组对一含有Al3＋的未知溶液进行分析：往该溶液逐滴滴加某浓度NaOH溶液，所加NaOH溶液体积(mL)与产生沉淀的物质的量(ml)的关系如图所示。下列说法错误的是( )A．该未知溶液中至少含有3种阳离子B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 ml·L－1C．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6 gD．若溶液中仅有两种金属阳离子，且另一种离子为二价阳离子，则a＝10
4． 将0.1 ml镁、铝混合物溶于100 mL 2 ml·L－1的硫酸中，然后再滴加1 ml·L－1的NaOH溶液，若滴加过程中产生沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图。请回答：(1)当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ ml，V2＝________ mL。(2)若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使沉淀量最大，则滴入的NaOH溶液的体积V为________mL。
解析当加入的NaOH溶液为V1 mL时才产生沉淀，说明金属消耗完时，酸有剩余，只有当酸被中和后，才会产生碱性沉淀物，当加入的NaOH溶液为V2 mL时，继续加入NaOH沉淀量不变，意味着此时Al(OH)3已全部溶于NaOH溶液中，沉淀为Mg(OH)2。
1．(2022·湖南高考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法错误的是( )A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
2．(2021·广东高考)今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )
3．(2021·河北高考)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( )A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
4．(2020·全国卷Ⅱ)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是( )A．胆矾的化学式为CuSO4B．胆矾可作为湿法冶铜的原料C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
5．(2020·全国卷Ⅲ)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
解析孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐，因此，用其制作的颜料不耐酸腐蚀，C错误。
6．(2020·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
课时作业建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表数据，不能形成合金的是( )A．Cu和AlB．Fe和NaC．Fe和CuD．Al和Na
解析合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物，即两种金属都成为液态时进行混合，一种液态、一种气体不能转化成合金。由于金属钠的沸点较低，在铁熔化时温度达1535 ℃，而此时金属钠已变成气态，无法完成液态时混合。
2．下列关于金属的一些说法不正确的是( )A．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子B．工业上金属Mg、Al都是用电解法冶炼得到C．越活泼的金属越难冶炼D．金属的化合价越低越难冶炼
4．下列说法正确的是( )A．Zn、Na、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到B．将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛合金材料C．“吹尽黄沙始到金”，说明金在自然界中常以游离态形式存在D．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝
解析Zn、Cu用热还原法冶炼得到，Na用电解法冶炼得到，A错误；应在隔绝空气条件下熔化制合金，B错误；制铝是通过电解熔融氧化铝，D错误。
5．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
解析镁与铝的质量比是8∶9，则镁、铝物质的量之比为1∶1。当NaOH溶液过量Al(OH)3完全溶解，沉淀中只含Mg(OH)2，B错误；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的一半，排除C、D，故A正确。
6．下面转化关系图中，A、B、C、G、F中均含有一种相同的常见金属元素，①为化合反应，B为金属氧化物，E的摩尔质量为40 g·ml－1，下列有关说法中不正确的是( )A．A是铝B．C一定是AlCl3C．等物质的量的A、B与E反应生成F时消耗E的物质的量之比为1∶2D．上述转化中发生了两个氧化还原反应
解析常见金属元素主要为钠、铝、铁、铜，E可能是酸或碱，由于E的摩尔质量为40 g·ml－1，可知E是NaOH，再结合转化关系图可推导出：A是铝，B是Al2O3，C是铝盐(不一定是AlCl3)，G是Al(OH)3，F是NaAlO2，B错误。
8．(2022·浙江三市高三质量检测)下列说法正确的是( )A．在潮湿环境下，合金都易发生电化学腐蚀B．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的C．工业制玻璃和炼铁都要加石灰石，用来除去杂质二氧化硅D．通过电解熔融氧化铝的方法，可以制备金属铝
9．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )A．相对于途径①③，途径②更绿色环保B．途径①发生的反应可能是3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2OC．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体D．1 ml CuSO4在1100 ℃所得混合气体X为SO3和O2，其中O2为0.25 ml
解析胆矾晶体不能通过蒸干得到(会失去结晶水)，应通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到，C错误。
11．(2022·湖南省高三六校联考)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，向所得溶液中加入1.0 ml·L－1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列说法正确的是( )A．Cu和Cu2O的物质的量之比为2∶1B．产生的NO的体积为4.48 LC．原硝酸的物质的量浓度为1.8 ml·L－1D．Cu和Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3的物质的量浓度为0.2 ml·L－1
二、非选择题12．(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有________(填标号)。A．烧杯B．容量瓶C．蒸发皿D．移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为___________________________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是________________________________________________ _________________。(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、________、乙醇洗涤、________，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是________________________，煮沸10 min的作用是____________________________。
不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)
除尽铁，抑制硫酸铜水解
破坏氢氧化铁胶体，易于过滤
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷却至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为________________________(写表达式)。(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________(填标号)。①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少量胆矾迸溅出来
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①_____ ②________________③_______④_________ ⑤________
(2)①处发生反应的离子方程式是_____________________________ ___________________________________________________________；③处发生反应的化学方程式是_______________________________ ______________。(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜的一种主要用途：铁红________________；氧化铜_________________________。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
第3讲 金属材料 开发利用金属矿物
复习目标1．掌握铝及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解合金的定义及特点，了解金属材料的分类。3.掌握铜及其化合物的性质及用途。4.掌握金属冶炼的常用方法。
考点一 铝及其重要化合物
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O
2Al＋2NaOH＋2H2O === 2NaAlO2＋3H2↑
Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
由两种不同的金属离子(或其中一种为铵根离子)
请指出下列各说法的错因(1)能用铝槽车储运浓硫酸和浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。错因：_________________________________________________(2)1 ml Al与足量的盐酸或NaOH 溶液反应，所消耗的HCl和NaOH物质的量不同，故转移电子数不同。错因：__________________________________________________ ________________________(3)Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等。错因：__________________________________
常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，不是不反应。
1 ml Al与足量的盐酸或NaOH溶液反应，转移电子数均为3NA。
Al2O3能与NaOH、Na2CO3等反应。
Al(OH)3能溶于NaOH溶液，实验室通常用可溶性铝盐溶液和氨水反应制备Al(OH)3。
二、氧化铝、氢氧化铝两性的重要应用1．检验与鉴别(1)用过量NaOH溶液检验Al3＋的存在。(2)用过量NaOH溶液鉴别AlCl3溶液和MgCl2溶液。(3)用互滴法鉴别AlCl3溶液与NaOH溶液或NaAlO2溶液与盐酸。
2．分离与除杂除杂时，具体操作如下(括号内为杂质)：(1)Mg(Al)：加足量NaOH溶液，过滤。(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液，过滤。(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液，过滤。(4)Mg2＋(Al3＋)：加过量NaOH溶液，过滤，再加相应酸充分溶解。3．实验室制备Al(OH)3不选用NaOH溶液，其原因是Al(OH)3呈两性，但它只溶于酸或强碱，而不溶于弱碱(氨水)，则使用氨水容易控制产物。
角度一 铝的性质1．铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中铝的含量超过国家标准就会对人体造成危害。下列关于铝的说法正确的是( )A．铝在空气中不易被腐蚀是因为其性质不活泼B．铝既能溶于酸溶液，又能溶于强碱溶液C．在铝与NaOH溶液的反应中，氧化剂是NaOH和H2OD．铝不能与氯气、硫发生反应
2．等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的铝，生成氢气的体积之比为5∶6，则下列关于甲、乙两烧杯中的反应情况描述不正确的是( )A．甲、乙中参加反应的Al的物质的量之比为5∶6B．甲、乙中参加反应的硫酸和氢氧化钠的质量之比为49∶16C．甲、乙中反应转移的电子数为5∶6D．甲中酸过量，乙中碱过量
铝与酸、碱反应的定量关系(1)无论是与酸还是与碱反应，Al与H2的关系都是2Al～3H2。(2)等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应：①产生H2的物质的量相等。②消耗H＋、OH－的物质的量之比为n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(3)足量的铝分别与等物质的量的HCl和NaOH反应：①消耗Al的物质的量之比为1∶3。②生成H2的物质的量之比为1∶3。
角度二 铝及其化合物的相互转化3．现有100 mL 3 ml/L的NaOH溶液和100 mL 1 ml/L氯化铝溶液，①将NaOH溶液分多次加到AlCl3溶液中；②将AlCl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是( )A．现象相同，沉淀质量也相等B．现象相同，沉淀质量不等C．现象不同，沉淀质量相等D．现象不同，沉淀质量不等
4．现有Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质，它们之间有如图所示转化关系，图中每条线两端的物质之间都可以发生反应，下列推断中不合理的是( )A．N一定是HCl(aq)B．X可能为Al或Cl2C．Y一定为NaOH(aq)D．Q、Z中的一种必定为Al2O3
解析在Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3、NaOH(aq)六种物质中，只有NaOH(aq)能与Al、Cl2、Al2O3、HCl(aq)、Al(OH)3五种物质反应，对照图示转化关系，可知Y为NaOH(aq)。只有HCl(aq)能与除Cl2以外的Al、Al2O3、Al(OH)3、NaOH(aq)四种物质反应，对照图示转化关系可知N为HCl(aq)，X为Cl2。Al2O3、Al(OH)3、Al都既能与HCl(aq)反应，又能与NaOH(aq)反应，且只有Al能与Cl2反应，则M为Al，Q、Z分别为Al2O3、Al(OH)3中的一种，故B项不合理。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2 ↑ +3H2O
2．常见的金属材料(1)金属材料分类
请指出下列各说法的错因(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。错因：_______________________________________________(2)除去Cu粉中的CuO可加稀硝酸溶解。错因：_____________________________________(3)合金的熔点一般高于成分金属。错因：_______________________________________
铜锈主要成分为Cu2(OH)2CO3，不是铜的氧化物。
Cu也能与稀硝酸反应。
合金的熔点一般低于成分金属。
(4)合金材料中不可能含有非金属元素。错因：___________________________________(5)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料。错因：_____________________________________
铜是人类使用最早的金属材料。
2．理解合金的组成及性质应注意的问题(1)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。(2)物理性质：合金与其成分金属的物理性质不同。(3)化学性质：合金中的各成分金属在形成合金时，并未改变物质结构，所以合金中各物质保持其原有的化学性质。
角度一 铜及其化合物1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是( )A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿D．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
2．下列关于铜的化合物的说法正确的是( )A．加热条件下将铜丝伸入硫蒸气的硬质试管中，可以观察到黑色的CuS固体生成B．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OD．电解精炼铜时，粗铜作阴极，精铜作阳极
解析加热条件下铜与硫蒸气反应的生成物是黑色Cu2S，A错误；铜锈的成分是Cu2(OH)2CO3，反应的离子方程式为Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O，C错误；电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极，D错误。
铜及其重要化合物之间的转化
角度二 金属材料3．我国制造C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( )A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物B．铝锂合金的硬度比锂大C．铝锂合金的熔、沸点比铝低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀
4．合金是建造航空母舰的主体材料。航母升降机可由铝合金制造，舰体材料为合金钢，螺旋桨主要用铜合金制造。下列说法中不正确的是( )A．铝合金、合金钢和铜合金都具有硬度大、耐腐蚀等性质B．AlMg合金焊接前可用NaOH溶液处理Al2O3膜C．航母用钢由低硅生铁冶炼而成，在炼铁过程中为降低硅含量需加入CaCO3D．CuAl合金用稀硫酸或NaOH溶液处理，该合金均能完全溶解
考点三 金属矿物的开发和利用
请指出下列各说法的错因(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。错因：___________________________________________________(2)工业上电解熔融的AlCl3制取Al。错因：___________________________________________________ ________________________________________
金属离子未必只有氧化性，如Fe2＋有还原性。
AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能采用该方法制取Al。
(3)工业上金属Mg、Cu、Ag都是用热还原法制得的。错因：____________________________________________________ _________________________________(4)铝热反应可用于冶炼Fe、Mg、Cr等金属。错因：______________________________________(5)高炉炼铁的还原剂是碳单质。错因：____________________________________________________
在工业上用电解法冶炼Mg，用热还原法冶炼Cu，用热分解法冶炼Ag。
Mg的活动性比Al强，应用电解法冶炼。
一、金属的冶炼1．金属冶炼的一般步骤2．金属的冶炼与金属活动性的关系3．工业上不能用电解熔融AlCl3的方法制取金属Al，是因为AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电。
二、铝热反应1．铝热反应的实验
2.注意事项(1)保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。(2)蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。(3)实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。
4．铁砂的主要成分是微粒状的磁性氧化铁、石英、石灰石的混合物。我校化学小组从铁砂中分离出磁性氧化铁，并进行铝热反应实验。
(1)取磁性氧化铁按图示装置进行铝热反应，引发铝热反应的实验操作是________________，取少量生成的“铁块”溶于盐酸，向其中滴加KSCN溶液，发现溶液变血红色。出现此结果的原因，除了可能混有没有反应完的磁性氧化铁外，还有一个原因是________________________ ____________________________________________________________。请设计一个简单的实验方案，证明上述所得“铁块”中含有金属铝。该实验所用的试剂是_____________________，反应的离子方程式是____________________________________。
可能是生成的红热的铁在掉落到蒸发皿的过程中表面被空气中的氧气氧化成了Fe3O4
(2)此铝热反应的化学方程式为______________________________，每摩尔单质铝参与反应，转移的电子数为________。(3)除磁性氧化铁可做铝热反应实验外，下列哪些试剂也可以________。A．Na2O2B．CuOC．MgOD．Cr2O3
微专题 金属化合物的热重分析
1．分析方法金属化合物的热重分析研究对象一般为各种金属含氧酸盐、金属氢氧化物、金属氧化物的热分解过程，一般为先失水、再分解、后氧化。如CC2O4·2H2O在空气中加热时，受热分解过程分为三个阶段：第一阶段，失去结晶水生成盐：CC2O4·2H2O→CC2O4。第二阶段，盐受热分解生成氧化物：CC2O4→CO。第三阶段，低价态氧化物与空气中的氧气反应生成高价态氧化物：CO→C2O3(或C3O4)。注意：①每个阶段有可能还分为不同步骤，如第一阶段中可能分步失去不同的结晶水，而不是一步失去所有的结晶水。②如果是变价金属元素，则在空气中加热产物可能为多种价态的金属氧化物。
1．称取45.7 mg Zn3(PO4)2·4H2O进行热重分析，化合物质量随温度的变化关系如图所示，为获得Zn3(PO4)2·2H2O和Zn3(PO4)2·H2O的混合产品，烘干时的温度范围为( )A．90～145 ℃B．145～200 ℃C．200～273 ℃D．＞273 ℃
2．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2固体，将其加热有铜的氧化物生成，其质量随温度变化的曲线如图1所示。另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素质量的关系曲线，如图2所示。则下列分析正确的是( )A．图1中产物a、b的化学式分别为Cu2O和CuOB．图1整个过程中共生成0.26 g H2OC．图2三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量的关系曲线是曲线AD．图2中绘制错误的曲线共2条
3．在加热固体NH4Al(SO4)2·12H2O时，固体质量随温度的变化曲线如图所示：已知a点物质为NH4Al(SO4)2，b点物质为Al2(SO4)3，下列判断正确的是( )A．0～T ℃的过程变化是物理变化B．a→b反应中生成物只有Al2(SO4)3和NH3两种C．c点物质是工业上冶炼铝的原料D．Al2(SO4)3能够净水，可用离子方程式表示为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓
4．MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率(纵坐标)随温度的变化如图所示。(1)300 ℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)为________。(2)图中点D对应固体的成分为________________(填化学式)。
核心素养 证据推理与模型认知——可溶性铝盐溶液(偏铝酸盐溶液)与碱(酸)反应的有关计算及图像
2． 某实验小组对一含有Al3＋的未知溶液进行分析：往该溶液逐滴滴加某浓度NaOH溶液，所加NaOH溶液体积(mL)与产生沉淀的物质的量(ml)的关系如图所示。下列说法错误的是( )A．该未知溶液中至少含有3种阳离子B．滴加的NaOH溶液的物质的量浓度为5 ml·L－1C．若将最终沉淀过滤、洗涤、灼烧，其质量一定为6 gD．若溶液中仅有两种金属阳离子，且另一种离子为二价阳离子，则a＝10
4． 将0.1 ml镁、铝混合物溶于100 mL 2 ml·L－1的硫酸中，然后再滴加1 ml·L－1的NaOH溶液，若滴加过程中产生沉淀的质量m与加入NaOH溶液的体积V的关系如图。请回答：(1)当V1＝160 mL时，则金属粉末中n(Mg)＝________ ml，V2＝________ mL。(2)若在滴加NaOH溶液的过程中，欲使沉淀量最大，则滴入的NaOH溶液的体积V为________mL。
解析当加入的NaOH溶液为V1 mL时才产生沉淀，说明金属消耗完时，酸有剩余，只有当酸被中和后，才会产生碱性沉淀物，当加入的NaOH溶液为V2 mL时，继续加入NaOH沉淀量不变，意味着此时Al(OH)3已全部溶于NaOH溶液中，沉淀为Mg(OH)2。
1．(2022·湖南高考)铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法错误的是( )A．不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B．采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C．合成槽中产物主要有Na3AlF6和CO2D．滤液可回收进入吸收塔循环利用
2．(2021·广东高考)今年五一假期，人文考古游持续成为热点。很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就，具有深邃的文化寓意和极高的学术价值。下列国宝级文物主要由合金材料制成的是( )
3．(2021·河北高考)“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( )A．钢是以铁为主的含碳合金B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
4．(2020·全国卷Ⅱ)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列有关叙述错误的是( )A．胆矾的化学式为CuSO4B．胆矾可作为湿法冶铜的原料C．“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程D．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
5．(2020·全国卷Ⅲ)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是( )A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
解析孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐，因此，用其制作的颜料不耐酸腐蚀，C错误。
6．(2020·江苏高考)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
课时作业建议用时：40分钟
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1．合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表数据，不能形成合金的是( )A．Cu和AlB．Fe和NaC．Fe和CuD．Al和Na
解析合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物，即两种金属都成为液态时进行混合，一种液态、一种气体不能转化成合金。由于金属钠的沸点较低，在铁熔化时温度达1535 ℃，而此时金属钠已变成气态，无法完成液态时混合。
2．下列关于金属的一些说法不正确的是( )A．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子B．工业上金属Mg、Al都是用电解法冶炼得到C．越活泼的金属越难冶炼D．金属的化合价越低越难冶炼
4．下列说法正确的是( )A．Zn、Na、Cu可以分别用置换法、直接加热法和电解法冶炼得到B．将金属钛、铝混合后在空气中熔化可制得强度较大的钛合金材料C．“吹尽黄沙始到金”，说明金在自然界中常以游离态形式存在D．铝合金的大量使用归功于人们能使用焦炭从氧化铝中获得铝
解析Zn、Cu用热还原法冶炼得到，Na用电解法冶炼得到，A错误；应在隔绝空气条件下熔化制合金，B错误；制铝是通过电解熔融氧化铝，D错误。
5．有一块镁铝合金，其中镁与铝的质量比是8∶9。加入足量稀H2SO4使其完全溶解后，再加入NaOH溶液，生成沉淀的质量随NaOH溶液体积变化的曲线如下图，其中正确的是( )
解析镁与铝的质量比是8∶9，则镁、铝物质的量之比为1∶1。当NaOH溶液过量Al(OH)3完全溶解，沉淀中只含Mg(OH)2，B错误；等物质的量的Mg(OH)2与Al(OH)3的质量之比是58∶78，即剩余的Mg(OH)2的质量小于沉淀最大质量的一半，排除C、D，故A正确。
6．下面转化关系图中，A、B、C、G、F中均含有一种相同的常见金属元素，①为化合反应，B为金属氧化物，E的摩尔质量为40 g·ml－1，下列有关说法中不正确的是( )A．A是铝B．C一定是AlCl3C．等物质的量的A、B与E反应生成F时消耗E的物质的量之比为1∶2D．上述转化中发生了两个氧化还原反应
解析常见金属元素主要为钠、铝、铁、铜，E可能是酸或碱，由于E的摩尔质量为40 g·ml－1，可知E是NaOH，再结合转化关系图可推导出：A是铝，B是Al2O3，C是铝盐(不一定是AlCl3)，G是Al(OH)3，F是NaAlO2，B错误。
8．(2022·浙江三市高三质量检测)下列说法正确的是( )A．在潮湿环境下，合金都易发生电化学腐蚀B．汽车尾气中的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的C．工业制玻璃和炼铁都要加石灰石，用来除去杂质二氧化硅D．通过电解熔融氧化铝的方法，可以制备金属铝
9．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )A．相对于途径①③，途径②更绿色环保B．途径①发生的反应可能是3Cu＋2HNO3＋3H2SO4===3CuSO4＋2NO↑＋4H2OC．将CuSO4溶液蒸发，利用余热蒸干，可制得胆矾晶体D．1 ml CuSO4在1100 ℃所得混合气体X为SO3和O2，其中O2为0.25 ml
解析胆矾晶体不能通过蒸干得到(会失去结晶水)，应通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到，C错误。
11．(2022·湖南省高三六校联考)向27.2 g Cu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2，向所得溶液中加入1.0 ml·L－1的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性。金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列说法正确的是( )A．Cu和Cu2O的物质的量之比为2∶1B．产生的NO的体积为4.48 LC．原硝酸的物质的量浓度为1.8 ml·L－1D．Cu和Cu2O与硝酸反应后剩余的HNO3的物质的量浓度为0.2 ml·L－1
二、非选择题12．(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有________(填标号)。A．烧杯B．容量瓶C．蒸发皿D．移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为___________________________，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是________________________________________________ _________________。(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、________、乙醇洗涤、________，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是________________________，煮沸10 min的作用是____________________________。
不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高)
除尽铁，抑制硫酸铜水解
破坏氢氧化铁胶体，易于过滤
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷却至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为________________________(写表达式)。(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是________(填标号)。①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少量胆矾迸溅出来
某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱和工业生产中的废铁屑，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。填写下面空白：(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①_____ ②________________③_______④_________ ⑤________
(2)①处发生反应的离子方程式是_____________________________ ___________________________________________________________；③处发生反应的化学方程式是_______________________________ ______________。(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜的一种主要用途：铁红________________；氧化铜_________________________。
Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，2Au3＋＋3Fe===2Au＋3Fe2＋
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
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