2024年高考化學第一輪復習講義：專題3　第17講　金屬冶煉　金屬材料

第17講金屬冶煉金屬材料[復習目標]1.了解金屬的性質(zhì)與金屬冶煉的關(guān)系，了解高爐煉鐵、鋁土礦提鋁、海水提鎂的原理。2.了解合金的概念及金屬材料的重要應(yīng)用?？键c一金屬冶煉1．金屬冶煉的一般方法(1)金屬在自然界中的存在(2)金屬冶煉的實質(zhì)金屬的冶煉過程就是把金屬從________態(tài)還原為________態(tài)的過程。即____________(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬)。(3)金屬冶煉的方法2．高溫還原法的應(yīng)用——鐵的制取(1)高爐煉鐵①原料：______、____和______等。②原理：還原劑(CO)的生成：C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2，________________________________________________________；鐵的生成(以赤鐵礦為例)：_______________________________。③石灰石的作用：____________________。(2)鋁熱反應(yīng)①鋁與Fe2O3反應(yīng)的化學方程式：____________________________________________________________________________________________________________________。該反應(yīng)稱作鋁熱反應(yīng)，反應(yīng)時放出大量的熱。②鋁熱反應(yīng)實驗中的有關(guān)問題實驗裝置實驗現(xiàn)象a.鎂條劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)；b.紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中原理應(yīng)用a.制取熔點較高、活動性____Al的金屬，如鐵、鉻、錳等；b．金屬焊接，如野外焊接鋼軌等3.海水提鎂(1)流程(2)主要的化學反應(yīng)①制石灰乳：______________________________________________________________、_________________________________________________________________________；②沉淀Mg2＋：____________________________________________________________；③制備MgCl2：___________________________________________________________、________________________________________________________________________；④電解MgCl2：___________________________________________________________。4．由鋁土礦冶煉鋁的流程鋁土礦主要成分為Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。(1)主要反應(yīng)的化學方程式：①Al2O3與NaOH的反應(yīng)：_________________________________________________________________________________________________________________________________。②NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3：________________________________________________________________________________________________________________________________。③灼燒Al(OH)3：_________________________________________________________。④電解氧化鋁制鋁：______________________________________________________。(2)冰晶石(Na3AlF6)的作用：________________________________________________________________________________________________________________________。1．加熱MgCl2溶液最終可制得MgCl2固體()2．工業(yè)上冶煉金屬鎂也可以采用電解熔融MgO的方法()3．MgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑()4．Al2O3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化NaOH、Na2CO3固體等()一、金屬的存在形式與提取1．下列敘述正確的是()A．所有金屬元素都只存在于地殼中B．鐵元素主要以化合態(tài)存在于自然界C．地殼中含量最多的金屬元素是鐵元素D．金屬元素大多數(shù)以游離態(tài)存在于自然界2．用鋁能冶煉難熔的金屬(如Cr、V、Mn等)的原因說法錯誤的是()A．鋁具有還原性B．鋁具有導電性C．鋁較Cr、V、Mn等價格便宜D．冶煉反應(yīng)放出大量的熱3．工業(yè)煉鐵是在高爐中進行的，該煉鐵工藝中，焦炭的實際使用量要遠遠高于按照化學方程式計算所需，其主要原因是()A．CO過量B．CO與鐵礦石接觸不充分C．煉鐵高爐的高度不夠D．C與CO2、CO與Fe2O3的反應(yīng)均有一定限度二、鎂、鋁提取工業(yè)流程的分析應(yīng)用4．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：回答下列問題：(1)海水通過結(jié)晶、過濾得到的固體物質(zhì)主要是________(填化學式)。(2)怎樣使MgCl2·6H2O失去晶體水，得到MgCl2?________________________________________________________________________(3)上述工藝流程涉及到的四大基本反應(yīng)類型有________________________________________________________________________。(4)寫出電解熔融MgCl2的電極反應(yīng)式。 5．利用鋁灰(主要成分為Al、Al2O3、AlN、FeO等)制備鋁鞣劑[主要成分為Al(OH)2Cl]的一種工藝如下：(1)氣體A能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍。鋁灰在90℃時水解生成A的化學方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________，“水解”采用90℃而不在室溫下進行的原因是_______________________________________________________________________________________________________。(2)“酸溶”時，Al2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________。(3)“氧化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________________________________________________________________________________________________。(4)“廢渣”的成分為____________(填化學式)。(5)采用噴霧干燥而不用蒸發(fā)的原因是________________________________________________________________________________________________________________?？键c二金屬材料的性能及應(yīng)用1．金屬材料的性能(1)金屬材料在使用過程中體現(xiàn)的力學性能包括：______、______、______等。(2)金屬材料一定溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，與金屬材料的密度、________、________、________等物理性能密切相關(guān)。(3)金屬材料在使用過程中不可避免地會暴露在空氣中，或接觸到一些化學藥品，所以具有耐酸堿性、抗氧化性等化學性能。(4)金屬原材料加工成型時必須考慮它們的可鑄性、可鍛性、切削加工性等工藝性能。2．金屬材料分類3．幾種常見的合金①②③4．Al單質(zhì)的性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學方程式或離子方程式：①②________________________________________________________________________；③④________________________________________________________________________。5．銅及其常見化合物的顏色物質(zhì)顏色物質(zhì)顏色Cu紫紅色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O藍色Cu2O磚紅色Cu2(OH)2CO3綠色Cu2S黑色Cu(OH)2藍色金屬材料的應(yīng)用1．下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是()A．鎂鋁合金 B．銅合金C．碳素鋼 D．銅錫合金2．鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕，又不易銹蝕，被大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中，正確的是()A．此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都高B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)氧化鋁熔點高，常用于制造耐高溫材料(2022·浙江6月選考，8C)()(2)工業(yè)上通過電解六水合氯化鎂制取金屬鎂(2022·浙江6月選考，9A)()(3)鋁熱反應(yīng)非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡(2022·浙江6月選考，11B)()(4)技術(shù)人員開發(fā)高端耐腐蝕鍍鋁鋼板，是因為鋁能形成致密氧化膜(2022·廣東，6D)()(5)利用海水制取溴和鎂單質(zhì)，此過程中Br－可被氧化，Mg2＋可被還原(2022·廣東，12B)()(6)MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至過量，現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀后沉淀消失(2022·海南，6A)()2．(2022·廣東，1)中華文明源遠流長，在世界文明中獨樹一幟，漢字居功至偉。隨著時代發(fā)展，漢字被不斷賦予新的文化內(nèi)涵，其載體也發(fā)生相應(yīng)變化。下列漢字載體主要由合金材料制成的是()漢字載體選項A.獸骨B.青銅器C.紙張D.液晶顯示屏3.(2020·江蘇，3)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)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4．[2016·海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2·12H2O(明礬)是一種復鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al，含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過程如下圖所示?；卮鹣铝袉栴}：eq\x(易拉罐)eq\o(→,\s\up7(試劑①),\s\do5(微熱，過濾))eq\x(濾液A)eq\o(→,\s\up7(NH4HCO3))eq\x(沉淀B)eq\o(→,\s\up7(稀H2SO4),\s\do5(K2SO4))eq\x(產(chǎn)物)(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用_____________________(填標號)。a．HCl溶液 b．H2SO4