[精练精析]4.1.1金属矿物的开发利用(人教版必修2)
【典例导悟】
【典例1 】金属材料在日常生活、生产中有着广泛的运用,下列关于金属的说法不正确的是
A.越活泼的金属越难冶炼
B.合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
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.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融的氯化物制得的
【规范解答】选D。金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子被还原成金属原子,因此金属越活泼,对应金属阳离子氧化性越弱,则金属越难冶炼,A、C正确;合金要比各成分金属的熔、沸点低,硬度大,B正确;因AlCl3为共价化合物,其熔融态不导电,因此不能用电解AlCl3的方法来冶炼铝,而通常用Al2O3。
【变式训练】从金属被利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用是近几百年的事。下列跟这个先后顺序有关的是( )
①地壳中金属元素的含量
②金属活动性顺序
③金属的导电性
④金属冶炼的难易程度
⑤金属的延展性
A.①③ B.②⑤ C.③⑤ D.②④
【解析】选D。金属活动性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属离子还原,人们开发、利用的时间就较早;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼的金属只能用最强的还原手段(电解)来使金属离子还原,人们开发利用的时间就较晚。
【典例2】如图所示,用两张圆形
滤纸分别折叠成漏斗状,套在一起,
使四周都有四层。把内层滤纸取出,
在底部剪一个小孔,用水润湿,再
跟另一纸漏斗套在一起,架在铁圈
上,下面放置一盛沙的蒸发皿。把5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉混合均匀,放在纸漏斗中,上面加少量氯酸钾并在混合物中间插一根镁条,用小木条点燃镁条。观察发生的现象。
通过以上实验信息,回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式:__________,
在该反应中________是氧化剂, ________是还原剂,该反应称为________反应。
(2)选出该实验的实验现象(填写在横线上):____ 。
①镁条剧烈燃烧;②放出大量的热,并发出耀眼的光芒,火星四射;③纸漏斗的下部被烧穿;④有红热状态的液珠落入蒸发皿内的细沙上,液珠冷却后变为黑色固体。
(3)写出下列操作或物质的作用:内层纸漏斗底部剪一个孔: ________ ;蒸发皿盛沙: ________ ;
镁条: ________ ;氯酸钾: ________ 。
【思路点拨】解答该题应注意以下三点:
(1)铝热反应为典型置换反应,条件为高温。
(2)铝热反应中铝热剂为Al粉(还原剂)和金属氧化物(氧化剂),引燃剂为KClO3。
(3)铝热反应放出大量的热 量。
【自主解答】(1)铝热反应为2Al+Fe2O3====2Fe+Al2O3,该反应中Fe2O3作氧化剂,Al作还原剂。
(2)①②③④全为该铝热反应的现象。
(3)铝热反应实验中①为使熔融物易落下通常在内层纸漏斗底部剪一个孔;②为防止溅落物炸裂蒸发皿,蒸发皿内盛沙子;③反应中镁条引起氯酸钾分解;④氯酸钾引发铝热反应。
答案:(1)Fe2O3+2Al====Al2O3+ 2Fe Fe2O3 Al 铝热
(2)①②③④
(3)使熔融物易于落下 防止溅落物炸裂蒸发皿
引起氯酸钾分解 引发铝热反应
高温
高温
【变式训练】1.(1)(多选)下列氧化物与铝粉混合可作铝热剂的是( )
A.Fe2O3 B.MgO
C.P2O5 D.MnO2
(2)铝热剂中铝的作用是( )
A.催化剂 B.氧化剂
C.还原剂 D.填充剂
【解析】在铝热反应中铝热剂为Al粉(作还原剂)与重金属氧化物。
答案:(1)A、D (2)C