2022新高考新教材化學一輪總復習學案：第3章 第3講　金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用 Word版含答案

1、PAGE PAGE 15第3講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用課程標準1結(jié)合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解金屬材料的主要性質(zhì)，了解這些物質(zhì)在生產(chǎn)、生活中的應用。2結(jié)合實例認識金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化，認識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值?？键c一鎂、鋁及其重要化合物1鎂、鋁單質(zhì)(1)鎂、鋁的結(jié)構(gòu)和存在名稱鎂鋁周期表中位置第三周期第A族第三周期第A族原子結(jié)構(gòu)示意圖自然界存在形態(tài)化合態(tài)化合態(tài)(2)金屬鋁的物理性質(zhì)銀白色、有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導電性和導熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。(3)金屬鋁的化學性

2、質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應的化學方程式：Aleq f(O2,)eq blc|(avs4alco1(o(,sup7(常溫)形成致密的氧化膜,o(,sup7(點燃)4Al3O2o(=,sup7(點燃)2Al2O3)2Al3Cl2eq o(=,sup7()2AlCl3Aleq f(酸,)eq blc|(avs4alco1(o(,sup7(氧化性酸)遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化；, 與稀HNO3反應：Al4HNO3（?。? =Al（NO3）3NO2H2O,o(,sup7(非氧化性酸)2Al6HCl=2AlCl33H2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3eq o(=,sup7(高溫)

3、Al2O32Fe(鋁熱反應)點撥常溫下，能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的原因是常溫下，濃硫酸、濃硝酸能使鋁發(fā)生鈍化，而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應。能與鋁反應產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性。(4)對比記憶金屬鎂的化學性質(zhì)鋁鎂與非金屬單質(zhì)反應能被Cl2、O2氧化2MgO2eq o(=,sup7(點燃)2MgO3MgN2eq o(=,sup7(點燃)Mg3N2與水反應反應很困難能與沸水反應：Mg2H2Oeq o(=,sup7()Mg(OH)2H2與非氧化性酸反應能與H反應產(chǎn)生H2Mg2H= Mg2H2反應速度比Al快與堿反應能溶于強堿溶液不反應與某些氧化物反應能與Fe2O3、MnO2、C

4、r2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應能在CO2中燃燒：2MgCO2eq o(=,sup7(點燃)2MgOC點撥Mg在CO2中能夠燃燒，所以活潑金屬鎂著火不能用干粉滅火器和泡沫滅火器滅火。鎂也可在氮氣中燃燒，生成氮化鎂(Mg3N2)，氮化鎂能與水劇烈反應生成Mg(OH)2并放出氨氣。2鋁的重要化合物(1)氧化鋁和氫氧化鋁(能寫離子方程式的寫離子方程式)名稱氧化鋁(Al2O3)氫氧化鋁Al(OH)3化學性質(zhì)物理性質(zhì)白色固體，熔點很高白色膠狀物質(zhì)，難溶于水與酸反應Al2O36H=2Al33H2OAl(OH)33H=Al33H2O與堿反應Al2O32OH=2AlOeq oal(,2)H2OAl(OH)3O

5、H=AlOeq oal(,2)2H2O加熱不分解2Al(OH)3eq o(=,sup7()Al2O33H2O主要用途做耐火材料冶煉鋁的原料制藥Al(OH)3膠體用于凈水(2)常見的鋁鹽明礬明礬的化學式為KAl(SO4)212H2O，屬于復鹽。明礬凈水的原理：明礬溶于水時發(fā)生電離，電離方程式為KAl(SO4)2=KAl32SOeq oal(2,4)_，其中Al3發(fā)生水解反應，產(chǎn)生Al(OH)3膠體，其吸附能力很強，可以吸附水中的懸浮雜質(zhì)并形成沉淀，使水變得澄清。題組一鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)1鎂、鋁單質(zhì)的化學性質(zhì)以相似性為主，但也存在某些較大差異性，下列物質(zhì)能證明二者存在較大差異性的是()CO2鹽酸Na

6、OH溶液醋酸ABCD解析：選C。鎂能與CO2反應而鋁不能；鋁能與NaOH溶液反應而鎂不能。2將等物質(zhì)的量的鎂和鋁混合，取四份等質(zhì)量該混合物，分別加入足量的下列溶液中，充分反應后，放出氫氣最多的是()A3 molL1 HClB4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOHD18 molL1 H2SO4解析：選A。在鎂、鋁混合物中加入HNO3和濃H2SO4都不產(chǎn)生H2；加入NaOH溶液，只有Al與之反應生成H2，而鎂不反應；加入稀鹽酸，鎂、鋁都與稀鹽酸反應生成H2，所以放出H2的量最多。題組二Al2O3、Al(OH)3的性質(zhì)3探究氫氧化鋁的兩性，最適宜的試劑是()AAl、NaOH溶液、稀鹽酸B

7、Al2O3、氨水、稀鹽酸CAl2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀鹽酸DAlCl3溶液、氨水、稀鹽酸解析：選C?？扇苄缘匿X鹽溶液與少量NaOH溶液反應生成氫氧化鋁沉淀，繼續(xù)加入過量的氫氧化鈉溶液，氫氧化鋁沉淀會溶解，氫氧化鋁沉淀中加入稀鹽酸也會溶解。4將表面已完全鈍化的鋁條，插入下列溶液中，不會發(fā)生反應的是()A稀硝酸B稀鹽酸C硝酸銅溶液D氫氧化鈉溶液解析：選C。鋁鈍化后表面形成致密的Al2O3層，與Cu(NO3)2溶液不反應。eq avs4al()既能與酸反應，又能與堿反應的物質(zhì)(1)金屬單質(zhì)，如Al。(2)兩性化合物，如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、蛋白質(zhì)。(3)多元弱酸的酸式鹽，如

8、NaHCO3、KHS、KHSO3等。(4)弱堿弱酸鹽，如CH3COONH4、(NH4)2CO3等。 考點二銅及其重要化合物1銅單質(zhì)(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有導電性、導熱性和延展性，不能被磁體吸引。(2)化學性質(zhì)反應物化學方程式非金屬單質(zhì)O2常溫下潮濕的空氣中：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅，綠色)在空氣中加熱：2CuO2eq o(=,sup7()2CuO(黑色固體)Cl2CuCl2eq o(=,sup7()CuCl2(棕黃色煙)氧化性酸濃硫酸Cu2H2SO4(濃)eq o(=,sup7()CuSO4SO22H2O濃硝酸Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22N

9、O22H2O稀硝酸3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O鹽AgNO3溶液Cu2AgNO3=Cu(NO3)22AgFeCl3溶液Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2點撥銅為變價金屬，與Cl2反應生成CuCl2，與S反應生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2S。Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。2氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅(CuO)氧化亞銅(Cu2O)顏色黑色磚紅色與酸反應(H)CuO2H= Cu2H2OCu2O2H= Cu2CuH2O與H2反應CuOH2eq o(=,sup7() Cu

10、H2OCu2OH2eq o(=,sup7()2CuH2O轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuOeq o(=,sup7(高溫)2Cu2OO23.氫氧化銅(1)物理性質(zhì)：藍色不溶于水的固體。(2)化學性質(zhì)及應用反應的化學方程式：Cu(OH)2eq o(=,sup7()CuOH2O。反應的離子方程式：Cu(OH)22H=Cu22H2O。4銅鹽(1)堿式碳酸銅堿式碳酸銅的化學式為Cu2(OH)2CO3，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO3eq o(=,sup7()2CuOCO2H2O。(2)硫酸銅CuSO45H2O為藍色晶體，俗稱藍礬或膽礬。無水CuSO4為白色粉末，

11、遇水變藍色(生成CuSO45H2O)。點撥無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑用于除雜或干燥。銅鹽溶液有毒，因為Cu2是一種重金屬離子，能使蛋白質(zhì)變性而失去生理活性。題組一銅及其化合物的性質(zhì)和應用1(2021江淮十校聯(lián)考)某研究小組通過實驗探究Cu及其重要化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到目的的是()A將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應完后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色B常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成C將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體D將表面有銅綠的銅器放入稀鹽酸中浸泡，除去銅綠解析：選D。A項，應將反應完后的液體倒入盛

12、水的燒杯中，并不斷攪拌；B項，應將銅絲在空氣中加熱到紅熱后伸入盛滿氯氣的集氣瓶中；C項，CuCl2水解生成的鹽酸易揮發(fā)，加熱蒸干CuCl2溶液得不到無水CuCl2固體。2(雙選)(2021煙臺高三模擬)下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項陳述陳述判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用硫酸銅配制波爾多液對；對；無B銅表面易形成致密的氧化膜銅制容器可以盛放濃硫酸對；對；有C向硫酸銅溶液中通入氨氣，有深藍色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑對；對；有D藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒

13、劑錯；對；無解析：選AD。、均正確，無因果關(guān)系，A正確；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應，所以不能用銅制容器盛放濃硫酸，、均錯，B錯誤；硫酸銅與氨水反應生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色的CuO，在加熱條件下，銅與氧氣反應生成黑色的CuO，、均正確，但無因果關(guān)系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末，有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，CuSO4溶液可用作游泳池的消毒劑，錯，對，無因果關(guān)系，D正確。題組二銅及其化合物的制備3(雙選)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl22H2O晶體的工藝流程如下：下列說法正確

14、的是()A焙燒過程中每消耗1 mol CuS則消耗3 mol O2B焙燒后的廢氣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色C濾渣中主要含鐵的氫氧化物D將獲得的CuCl22H2O晶體直接加熱可制得CuCl2固體解析：選BC。A項，焙燒過程中發(fā)生反應：2CuS3O2eq o(=,sup7(高溫)2CuO2SO2，由化學方程式可知，每消耗1 mol CuS則消耗1.5 mol O2，錯誤；B項，廢氣中含有SO2，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色，正確；C項，調(diào)節(jié)pH時，F(xiàn)e3水解轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3而除去，正確；D項，將CuCl22H2O直接加熱脫水，Cu2水解生成的HCl會揮發(fā)而產(chǎn)生Cu(OH)2，無法得到CuCl2固體，

15、錯誤。4孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學設(shè)計的從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸)：(1)反應能觀察到的現(xiàn)象是_，有關(guān)反應的化學方程式為_。(2)反應加入的金屬可能是_，有關(guān)反應的離子方程式為_。(3)操作a的方法是_，欲除掉的雜質(zhì)為_；要從操作a所得到的溶液中得到溶質(zhì)的晶體，需要進行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入過量稀硫酸，可看到固體部分溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，有氣泡產(chǎn)生；反應的化學方程式為Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。(2)(3)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)，則濾液中主要含有CuSO4，加入的金屬粉末能

16、將Cu2從溶液中置換出來即可，故加入的金屬可能是Fe或Zn等；要從濾液中得到CuSO4晶體，需進行加熱濃縮、冷卻結(jié)晶等操作。答案：(1)固體部分溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，有氣泡產(chǎn)生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)鐵FeCu2=Fe2Cu(答案合理即可)(3)過濾難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)加熱濃縮、冷卻結(jié)晶考點三金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用1合金eq x(定義) eq avs4al(由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）,熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì))eq x(性能) 具有金屬特性 eq avs4al(硬度：合金的硬度一般比其成分金屬的硬度大) eq avs4a

17、l(熔點：多數(shù)合金的熔點比其成分金屬的熔點低)點撥合金的物理性質(zhì)相比于其成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學性質(zhì)不變。并非所有的金屬都能形成合金，若一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。2常見金屬材料(1)金屬材料包括純金屬和它們的合金。日常使用的金屬材料，大多數(shù)屬于合金。(2)幾種常見的合金3金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形態(tài)eq x(化合態(tài)) eq avs4al(金屬化合物中金屬元素都顯正價)eq x(游離態(tài)) 金、鉑等極少數(shù)金屬(2)金屬冶煉的實質(zhì)：把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)。(3)金屬冶煉的方法：根據(jù)金屬的活動性不同，金屬冶煉的方法分為熱分解法、熱

18、還原法、電解法等。方法名稱主要反應原理(舉例)熱分解法2HgOeq o(=,sup7()2HgO22Ag2Oeq o(=,sup7()4AgO2熱還原法CO做還原劑Fe2O33COeq o(=,sup7(高溫)2Fe3CO2(高爐煉鐵)H2做還原劑WO33H2eq o(=,sup7(高溫)W3H2O鋁熱反應Fe2O32Aleq o(=,sup7(高溫)2FeAl2O3電解法2Al2O3(熔融)eq o(=,sup7(電解),sdo5(冰晶石)4Al3O2MgCl2(熔融)eq o(=,sup7(電解)MgCl22NaCl(熔融)eq o(=,sup7(電解)2NaCl2點撥工業(yè)上用電解熔融Al

19、2O3的方法冶煉鋁，而不能用電解熔融AlCl3的方法，是因為AlCl3為共價化合物，熔融時不導電。工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法冶煉鎂，而不用電解熔融MgO的方法，是因為MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產(chǎn)成本，而MgCl2的熔點較低，更易熔融。題組一金屬材料及其應用1金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。下列關(guān)于金屬的說法不正確的是()A合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同B銹蝕后的鐵制品沒有回收價值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D越活潑的金屬越難冶煉解析：選B。如多數(shù)合金的熔點比其成分金屬的熔點低，故A正確；銹蝕后的鐵制品除去鐵銹可以回收利用，有利于保護

20、礦產(chǎn)資源，故B錯誤；越活潑的金屬，其金屬陽離子就越難得到電子被還原，越難冶煉，故D正確。2鋁鎂合金因堅硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護欄等。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是()A不易生銹B導電性好C密度小D強度高解析：選B。合金材料在日常生活中使用廣泛，鋁鎂合金在家居裝潢中經(jīng)常會用到。鋁鎂合金強度高，制成的門窗、防護欄等堅硬牢固；密度小，同體積時比較輕，方便運輸、搬運；不易生銹，制成的裝潢材料經(jīng)久耐用；只有導電性好與這些用途無關(guān)。題組二金屬冶煉方法的選擇3下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是()A在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB在通電條

21、件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的D加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu解析：選B。Mg的金屬活動性強，不能用熱還原法制備，而應用電解熔融MgCl2的方法制備；CuO加強熱分解生成Cu2O而不是Cu。4不同的金屬在冶煉方法上也有所不同。下列說法正確的是()A釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法冶煉B鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單C由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式來獲取它們的單質(zhì)D煉鐵時加入的焦炭除了用來制造還原劑一氧化碳外，還提供熱量解析：選D。A項，鐵通常

22、采用CO還原法冶煉，錯誤；B項，鋁及其合金被廣泛使用是因為鋁及其合金有良好的性能，錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。1(2020高考江蘇卷)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應關(guān)系的是()A鋁的金屬活潑性強，可用于制作鋁金屬制品B氧化鋁熔點高，可用作電解冶煉鋁的原料C氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸D明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水解析：選D。鋁具有很好的延展性，可以用于制作鋁金屬制品，與鋁的活潑性無關(guān)，A項錯誤；電解氧化鋁冶煉鋁是因為氧化鋁在熔融狀態(tài)下能導電，與熔

23、點高無關(guān)，B項錯誤；氫氧化鋁能與胃酸的主要成分鹽酸發(fā)生反應，與氫氧化鋁受熱分解無關(guān)，C項錯誤；明礬中的Al3可以水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有很強的吸附能力，可以吸附水中的懸浮物，起到凈水作用，D項正確。2(2019高考海南卷)我國古代典籍中有“石膽淺碧色，燒之變白色者真”的記載，其中石膽是指()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCZnSO47H2ODKAl(SO4)212H2O解析：選A。在選項給出的四種物質(zhì)中只有CuSO45H2O、FeSO47H2O晶體有顏色，而ZnSO47H2O和KAl(SO4)212H2O均為無色晶體，CuSO45H2O加熱分解產(chǎn)生CuSO4和H2O，CuSO4

24、呈白色；而FeSO47H2O加熱發(fā)生分解反應，產(chǎn)生的Fe2O3呈紅棕色，所以符合題意的物質(zhì)是CuSO45H2O。3(2018高考全國卷)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池是新能源汽車的動力電池之一。 采用濕法冶金工藝回收廢舊磷酸亞鐵鋰電池正極片中的金屬，其流程如下：下列敘述錯誤的是()A合理處理廢舊電池有利于保護環(huán)境和資源再利用B從“正極片”中可回收的金屬元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反應的金屬離子為Fe3D上述流程中可用硫酸鈉代替碳酸鈉解析：選D。廢舊電池中含有的金屬、電解質(zhì)溶液會對水體和土壤等造成污染，合理處理廢舊電池有利于資源再利用，同時能夠降低環(huán)境污染，保護環(huán)境，A項正確；從流程圖看出

25、，正極材料涉及了鋁、鐵、鋰等金屬，B項正確；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等濾液中加堿液，發(fā)生“沉淀”反應的金屬離子為Fe3，C項正確；因為鋰及其化合物的性質(zhì)與鎂相似，由硫酸鎂易溶于水推知，硫酸鋰易溶于水，由碳酸鎂微溶于水推知，碳酸鋰微溶于水，所以不能用硫酸鈉代替碳酸鈉，D項錯誤。4(2018高考海南卷)銅是人類發(fā)現(xiàn)最早并廣泛使用的一種金屬?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片，該反應的化學方程式為_。(2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔，寫出該過程的離子方程式：_。配制的FeCl3溶液應保持_(填“酸性”“堿性”或“中性”)，原因是_。(3)溶液中Cu2的濃度可采用碘量法測得：2Cu25I=2CuIIeq oal(,3)；Ieq oal(,3)2S2Oeq oal(2,3)=S4Oeq oal(2,6)3I。反應中的氧化劑為_。現(xiàn)取20.00 mL含Cu2的溶液，加入足量的KI充分反應后，用0.100 0 molL1的N