高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)第8講金屬材料(不銹鋼、鋁合金、合金)(講)原卷版+解析

第8講金屬材料（不銹鋼、鋁合金、合金）【學(xué)科核心素養(yǎng)】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：認(rèn)識(shí)金屬材料的性能和應(yīng)用，根據(jù)金屬及其化合物的性質(zhì)理解常見金屬的冶煉原理。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：根據(jù)金屬的冶煉原理及方法，認(rèn)識(shí)開發(fā)利用金屬礦物應(yīng)具有可持續(xù)性，培養(yǎng)綠色環(huán)保意識(shí)。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：科學(xué)領(lǐng)悟銅、鋁及其化合物的性質(zhì)及探究方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出其主要性質(zhì)?！竞诵乃仞B(yǎng)發(fā)展目標(biāo)】1.能從合金結(jié)構(gòu)與組成的角度理解合金的特殊性能反應(yīng)，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。2.能列舉常見合金的組成和性能，能科學(xué)、合理的選擇和使用金屬材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感。【知識(shí)點(diǎn)解讀】知識(shí)點(diǎn)一鋁、鎂的性質(zhì)及應(yīng)用1．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(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。2．金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)①4Al＋3O2eq\o(=====,\s\up7(△))2Al2O3②2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑3．鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，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)；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱：Fe2O3＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3原理應(yīng)用①制取熔點(diǎn)較高、活動(dòng)性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等，3MnO2＋4Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))3Mn＋2Al2O3；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等4.鋁的制備和用途(1)制備原理電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(電解),\s\do5())4Al＋3O2↑?！咎貏e提醒】工業(yè)上冶煉Al用電解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電。(2)鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等?！練w納總結(jié)】對(duì)比記憶鋁、鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2與水反應(yīng)反應(yīng)很困難能與沸水反應(yīng)Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C【特別提醒】鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而HCl不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過量。知識(shí)點(diǎn)二鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)很高。(2)化學(xué)性質(zhì)2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為酸式電離：Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋堿式電離：Al(OH)3Al3＋＋3OH－寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。③2Al(OH)3eq\o(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)制備①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。③Na[Al(OH)4]溶液與AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。3．常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無(wú)色晶體，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水?！痉椒ㄍ卣埂繑?shù)形結(jié)合與“鋁三角”1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－2．鋁三角的應(yīng)用(1)選擇制備Al(OH)3的最佳途徑①由Al3＋制備Al(OH)3，宜用Al3＋與氨水反應(yīng)：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②由NaAlO2制備Al(OH)3宜用CO2與AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)：2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)③從節(jié)約原料角度，由Al制備Al(OH)3，宜用eq\f(1,4)Al制備Al3＋，eq\f(3,4)Al制備AlOeq\o\al(－,2)，然后將二者混合：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)有關(guān)離子共存問題①與Al3＋不能大量共存的(陰)離子有：OH－、AlOeq\o\al(－,2)、HS－、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等。②與AlOeq\o\al(－,2)不能大量共存的(陽(yáng))離子有：H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。③AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)因發(fā)生(相對(duì))強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)而不能共存。(3)分析離子反應(yīng)順序①向含有Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應(yīng)順序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，則生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq\o\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，則產(chǎn)生的AlOeq\o\al(－,2)又與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。②向含有AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應(yīng)順序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq\o\al(－,2)比COeq\o\al(2－,3)先反應(yīng))；Ⅲ.COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq\o\al(－,3)比Al(OH)3先反應(yīng)]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。知識(shí)點(diǎn)三銅及其化合物1．銅(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)物化學(xué)方程式非金屬O2①潮濕的空氣中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅，綠色)②2Cu＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO(__黑色__固體)Cl2Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2(__棕黃__色煙)S2Cu＋Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S氧化性酸濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O濃硝酸Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O稀硝酸3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O鹽AgNO3、FeCl3Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22.銅的氧化物和氫氧化物氧化銅氧化亞銅氫氧化銅化學(xué)式CuOCu2OCu(OH)2狀態(tài)不溶于水的黑色固體(粉末)不溶于水的紅色固體不溶于水的藍(lán)色固體化學(xué)性質(zhì)①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O②CuO＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O③CuO＋COeq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O②Cu2O＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))2Cu＋H2O①Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O②Cu(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CuO＋H2O3.銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，它是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，它受熱易分解：Cu2(OH)2CO3eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。(2)無(wú)水CuSO4是白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為反應(yīng)產(chǎn)物中是否含水的檢驗(yàn)依據(jù)，但不適于作干燥劑。CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬或膽礬，受熱易分解：CuSO4·5H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O↑，藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。(3)銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)殂~離子作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來(lái)殺滅植物的害蟲。知識(shí)點(diǎn)四合金金屬材料1．合金(1)概念：合金是指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)。(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。①熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低；②硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。2．常見金屬材料及應(yīng)用金屬材料—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金,有色金屬材料：除黑色金屬以外的其他金屬及其合金))(1)重要的黑色金屬材料——鋼鋼是用量最大、用途最廣的合金。鋼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(碳素鋼\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低,中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工性好,高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好)),合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼,及各種特種鋼))(2)幾種有色金屬材料鋁及鋁合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的延展性和導(dǎo)電性,用途：制導(dǎo)線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、,制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉,用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、,交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等))))銅及銅合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè))),銅合金：青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見的,還有黃銅和白銅))【歸納總結(jié)】合金的組成與性質(zhì)(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。(2)常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。(3)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡(jiǎn)單加和；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。3．金屬的性質(zhì)與金屬冶煉(1)應(yīng)用金屬活動(dòng)順序表整合金屬的性質(zhì)金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與O2反應(yīng)常溫下易被氧化，點(diǎn)燃生成過氧化物或其他復(fù)雜氧化物常溫下一般生成致密的氧化膜(鐵在潮濕的空氣中生成疏松的鐵銹，不能保護(hù)內(nèi)部金屬)加熱化合不反應(yīng)與H2O反應(yīng)常溫下生成堿和氫氣與熱水反應(yīng)有堿存在與水反應(yīng)與高溫水蒸氣反應(yīng)不反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)生成鹽和氫氣生成鹽和氫氣不反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)先與水反應(yīng)，生成的堿再與鹽反應(yīng)排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)(2)金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉的關(guān)系①熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學(xué)方程式：2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶煉Ag的化學(xué)方程式：2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。完成冶煉鐵、鋅、鎢的化學(xué)方程式：a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq\o(=====,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2；b．C還原ZnO：ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO↑；c．H2還原WO3：WO3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(高溫))W＋3H2O。③電解法：適合冶煉金屬活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬(一般指在金屬活動(dòng)性順序中排在鋅前面的金屬)。工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學(xué)方程式分別為2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑、2Al2O3eq\o(=====,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑?！镜淅饰觥扛哳l考點(diǎn)一鋁及其化合物性質(zhì)例1.（2020·江蘇卷）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是（）A.鋁的金屬活潑性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品B.氧化鋁熔點(diǎn)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【變式探究】（高考組合題）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.(2021·浙江卷)常溫下，鋁遇濃硝酸或濃硫酸時(shí)會(huì)發(fā)生鈍化B.(2019·江蘇卷)0.1mol·L-1NaOH溶液：Na+、K+、CO32-、AlQUOTEO2-能大量共存O2-能大量共存C.(2020·江蘇卷)室溫下，Al與4.0mol﹒L-1NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2D.(2019·江蘇卷)因?yàn)锳l2O3具有兩性，所以可用于電解冶煉鋁高頻考點(diǎn)二有關(guān)鋁及其化合物的工藝流程或?qū)嶒?yàn)例2.（2021·浙江6月選考）固體化合物X由3種元素組成，某學(xué)習(xí)小組開展如下探究實(shí)驗(yàn)。其中，白色沉淀B能溶于NaOH溶液。請(qǐng)回答：(1)白色固體C的化學(xué)式是_______，藍(lán)色溶液D中含有的溶質(zhì)是_______(用化學(xué)式表示)。(2)化合物X的化學(xué)式是_______；化合物X的一價(jià)陰離子與CH4具有相同的空間結(jié)構(gòu)，寫出該陰離子的電子式_______。(3)藍(lán)色溶液A與作用，生成一種氣體，溶液藍(lán)色褪去，同時(shí)生成易溶于硝酸的白色沉淀。①寫出該反應(yīng)的離子方程式_______。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該白色沉淀的組成元素_______。【變式探究】（2018·江蘇卷）以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：（1）焙燒過程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如題16圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃硫去除率=（1—）×100%①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于__________________。②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為_______________（填化學(xué)式）。（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________________。高頻考點(diǎn)三銅及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化例3.(2018·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(shí)驗(yàn)室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片，該反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(cè)得：①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I(xiàn)eq\o\al(－,3)②Ieq\o\al(－,3)＋2S2Oeq\o\al(2－,3)===S4Oeq\o\al(2－,6)＋3I－反應(yīng)①中的氧化劑為________?！咀兪教骄俊肯铝袑?shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuSB．向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色C．向CuSO4溶液中加入適量的NaOH，過濾、洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD．在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱水解，再加入少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，產(chǎn)生磚紅色沉淀高頻考點(diǎn)四、銅及其化合物的制備例4．（2021·全國(guó)甲卷）膽礬（CuSO4·5H2O）易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO（雜質(zhì)為氧化鐵和泥沙）為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬，并測(cè)定其結(jié)晶水的含量。回答下列問題：（1）制備膽礬時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外，還必須使用的儀器有______（填標(biāo)號(hào)）A.燒杯B.容量瓶C.蒸發(fā)皿D.移液管（2）將CuO加入到適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________，與直接用廢液和濃硫酸反應(yīng)相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________。（3）待CuO完全反應(yīng)后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調(diào)pH為3.5~4，再煮沸10min，冷卻后過濾。濾液經(jīng)如下實(shí)驗(yàn)操作：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、_____________、乙醇洗滌、___________，得到膽礬。其中，控制溶液pH為3.5~4的目的是__________________________，煮沸10min的作用是___________________________。（4）結(jié)晶水測(cè)定：稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1，加入膽礬后質(zhì)量為m2，將坩堝加熱至膽礬全部變成白色，至于干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復(fù)上述操作，最終總質(zhì)量恒定為m3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，膽礬分子中的結(jié)晶水的個(gè)數(shù)為_________________（寫表達(dá)式）（5）下列操作中，會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測(cè)定偏高的是____________（填標(biāo)號(hào)）①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時(shí)有少量膽礬迸濺出來(lái)【變式探究】用CuCl2·2H2O制取無(wú)水CuCl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解B．先滴入濃硫酸，再點(diǎn)燃c處酒精燈C．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)會(huì)出現(xiàn)白霧D．裝置d中上層為苯，下層為NaOH溶液高頻考點(diǎn)五、金屬材料的性質(zhì)及其應(yīng)用例5.（高考組合題）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．(2019·全國(guó)卷Ⅱ)制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼不是合金B(yǎng)．(2018·天津卷)商代后期鑄造出工藝精湛的后(司)母戊鼎，該鼎屬于銅合金制品C．(2019·天津卷)鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強(qiáng)度的鋁合金，可用于航空工業(yè)D．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)鋁合金大量用于高鐵建設(shè)【變式探究】下列關(guān)于新型合金材料說(shuō)法不正確的是()A．鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲(chǔ)氫材料B．鈦合金生物相容性好，強(qiáng)度大，可作人造骨骼C．形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復(fù)原狀D．利用合金的熔點(diǎn)低于成分金屬這一特點(diǎn)可制得耐熱合金高頻考點(diǎn)六金屬的冶煉例6.《五金·鐵》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時(shí)，相連數(shù)尺內(nèi)，低下數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上……眾人柳棍疾攪，即時(shí)炒成熟鐵。”以下說(shuō)法不正確的是()A．金屬冶煉方法由金屬活動(dòng)性決定B．生鐵比熟鐵質(zhì)地更硬，延展性稍差C．炒鐵是為了提高鐵水中的碳含量D．該法與近代往生鐵水中吹空氣煉鋼異曲同工【方法技巧】有些很活潑的金屬也可以用還原法來(lái)冶煉，如Na＋KCleq\o(=====,\s\up7(850℃))K↑＋NaCl2RbCl＋Mgeq\o(========,\s\up7(700～800℃))MgCl2＋2Rb↑等，主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理，利用K、Rb沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。【變式探究】下列說(shuō)法正確的是()A．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣B．鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng)D．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up7(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up7(煅燒))MgOeq\o(→,\s\up7(電解))Mg【舉一反三】銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用，銅在化合物中的常見化合價(jià)有＋1、＋2。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液呈藍(lán)色。(1)工業(yè)上可用Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋SO2反應(yīng)制取粗銅，該反應(yīng)中________元素被還原。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中，溫度控制在50℃，加入H2O2溶液，一段時(shí)間后，升溫到60℃，再反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅，該反應(yīng)的離子方程式為______________。溫度控制在50～60℃的原因除了加快反應(yīng)速率外，還有___________________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液，加熱，生成CuCl沉淀，寫出生成CuCl的離子方程式：______________________________________________。(3)現(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中，加入2L0.6mol·L－1HNO3溶液恰好使混合物溶解，同時(shí)收集到4480mLNO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________________________________________________________________。若將上述混合物用足量的H2加熱還原，所得到固體的質(zhì)量為__________g。若混合物中含0.2molCu，將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng)，消耗H2SO4的物質(zhì)的量為________mol。第8講金屬材料（不銹鋼、鋁合金、合金）【學(xué)科核心素養(yǎng)】1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：認(rèn)識(shí)金屬材料的性能和應(yīng)用，根據(jù)金屬及其化合物的性質(zhì)理解常見金屬的冶煉原理。2.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：根據(jù)金屬的冶煉原理及方法，認(rèn)識(shí)開發(fā)利用金屬礦物應(yīng)具有可持續(xù)性，培養(yǎng)綠色環(huán)保意識(shí)。3.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：科學(xué)領(lǐng)悟銅、鋁及其化合物的性質(zhì)及探究方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，得出其主要性質(zhì)?！竞诵乃仞B(yǎng)發(fā)展目標(biāo)】1.能從合金結(jié)構(gòu)與組成的角度理解合金的特殊性能反應(yīng)，培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的能力。2.能列舉常見合金的組成和性能，能科學(xué)、合理的選擇和使用金屬材料，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和社會(huì)責(zé)任感?！局R(shí)點(diǎn)解讀】知識(shí)點(diǎn)一鋁、鎂的性質(zhì)及應(yīng)用1．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(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度較小，質(zhì)地柔軟。2．金屬鋁的化學(xué)性質(zhì)①4Al＋3O2eq\o(=====,\s\up7(△))2Al2O3②2Al＋Fe2O3eq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑3．鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，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)；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱：Fe2O3＋2Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))2Fe＋Al2O3原理應(yīng)用①制取熔點(diǎn)較高、活動(dòng)性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等，3MnO2＋4Aleq\o(=====,\s\up7(高溫))3Mn＋2Al2O3；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等4.鋁的制備和用途(1)制備原理電解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)eq\o(=====,\s\up7(電解),\s\do5())4Al＋3O2↑?！咎貏e提醒】工業(yè)上冶煉Al用電解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共價(jià)化合物，熔融態(tài)不導(dǎo)電。(2)鋁的用途純鋁用作導(dǎo)線，鋁合金用于制造汽車、飛機(jī)、生活用品等。【歸納總結(jié)】對(duì)比記憶鋁、鎂的化學(xué)性質(zhì)鋁鎂與非金屬反應(yīng)能被Cl2、O2氧化2Mg＋O2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO3Mg＋N2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2與水反應(yīng)反應(yīng)很困難能與沸水反應(yīng)Mg＋2H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))Mg(OH)2＋H2↑與堿反應(yīng)能溶于強(qiáng)堿溶液不反應(yīng)與某些氧化物反應(yīng)能與Fe2O3、MnO2、Cr2O3等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)能在CO2中燃燒：2Mg＋CO2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO＋C【特別提醒】鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑(1)等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。②消耗H＋、OH－的物質(zhì)的量之比為n(H＋)∶n(OH－)＝3∶1。(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaOH反應(yīng)：①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1∶3。②生成H2的物質(zhì)的量之比為1∶3。(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：若產(chǎn)生氫氣的體積比為eq\f(1,3)＜eq\f(VHClH2,VNaOHH2)＜1，則必定①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過量而HCl不足。②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過量。知識(shí)點(diǎn)二鋁的重要化合物1．氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，熔點(diǎn)很高。(2)化學(xué)性質(zhì)2．氫氧化鋁(1)物理性質(zhì)：白色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的吸附性。(2)化學(xué)性質(zhì)(用化學(xué)方程式表示)Al(OH)3的電離方程式為酸式電離：Al(OH)3＋H2O[Al(OH)4]－＋H＋堿式電離：Al(OH)3Al3＋＋3OH－寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。③2Al(OH)3eq\o(=====,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O。(3)制備①向鋁鹽中加入氨水，離子方程式為Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)。②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，離子方程式為[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)。③Na[Al(OH)4]溶液與AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。3．常見的鋁鹽(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的復(fù)鹽。(2)明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，它是無(wú)色晶體，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明礬可以凈水，其凈水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H＋，Al(OH)3膠體吸附水中的雜質(zhì)形成沉淀而凈水。【方法拓展】數(shù)形結(jié)合與“鋁三角”1．Al3＋、Al(OH)3、[Al(OH)4]－之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②Al3＋＋3[Al(OH)4]－===4Al(OH)3↓③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O(3)Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－(4)[Al(OH)4]－＋4H＋===Al3＋＋4H2O(5)①[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)②[Al(OH)4]－＋H＋===Al(OH)3↓＋H2O(6)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－2．鋁三角的應(yīng)用(1)選擇制備Al(OH)3的最佳途徑①由Al3＋制備Al(OH)3，宜用Al3＋與氨水反應(yīng)：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)②由NaAlO2制備Al(OH)3宜用CO2與AlOeq\o\al(－,2)反應(yīng)：2H2O＋AlOeq\o\al(－,2)＋CO2===Al(OH)3↓＋HCOeq\o\al(－,3)③從節(jié)約原料角度，由Al制備Al(OH)3，宜用eq\f(1,4)Al制備Al3＋，eq\f(3,4)Al制備AlOeq\o\al(－,2)，然后將二者混合：Al3＋＋3AlOeq\o\al(－,2)＋6H2O===4Al(OH)3↓(2)有關(guān)離子共存問題①與Al3＋不能大量共存的(陰)離子有：OH－、AlOeq\o\al(－,2)、HS－、SiOeq\o\al(2－,3)、COeq\o\al(2－,3)、HCOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,3)等。②與AlOeq\o\al(－,2)不能大量共存的(陽(yáng))離子有：H＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、Fe2＋、Fe3＋等。③AlOeq\o\al(－,2)與HCOeq\o\al(－,3)因發(fā)生(相對(duì))強(qiáng)酸制弱酸的反應(yīng)而不能共存。(3)分析離子反應(yīng)順序①向含有Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H＋的混合溶液中逐滴加入NaOH溶液，反應(yīng)順序是：Ⅰ.H＋＋OH－===H2O；Ⅱ.Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓(若先與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)，則生成的NH3·H2O又使Al3＋沉淀且生成NHeq\o\al(＋,4))；Ⅲ.NHeq\o\al(＋,4)＋OH－===NH3·H2O[若先溶解Al(OH)3，則產(chǎn)生的AlOeq\o\al(－,2)又與NHeq\o\al(＋,4)反應(yīng)生成沉淀]；Ⅳ.Al(OH)3＋OH－===AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O。②向含有AlOeq\o\al(－,2)、COeq\o\al(2－,3)、OH－的混合溶液中逐滴加入鹽酸，反應(yīng)順序是：Ⅰ.OH－＋H＋===H2O；Ⅱ.AlOeq\o\al(－,2)＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓(AlOeq\o\al(－,2)比COeq\o\al(2－,3)先反應(yīng))；Ⅲ.COeq\o\al(2－,3)＋H＋===HCOeq\o\al(－,3)；Ⅳ.HCOeq\o\al(－,3)＋H＋===CO2↑＋H2O[HCOeq\o\al(－,3)比Al(OH)3先反應(yīng)]；Ⅴ.Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。知識(shí)點(diǎn)三銅及其化合物1．銅(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體，具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)物化學(xué)方程式非金屬O2①潮濕的空氣中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅，綠色)②2Cu＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO(__黑色__固體)Cl2Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(點(diǎn)燃))CuCl2(__棕黃__色煙)S2Cu＋Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S氧化性酸濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O濃硝酸Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O稀硝酸3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O鹽AgNO3、FeCl3Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22.銅的氧化物和氫氧化物氧化銅氧化亞銅氫氧化銅化學(xué)式CuOCu2OCu(OH)2狀態(tài)不溶于水的黑色固體(粉末)不溶于水的紅色固體不溶于水的藍(lán)色固體化學(xué)性質(zhì)①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O②CuO＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O③CuO＋COeq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋CO2①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O②Cu2O＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))2Cu＋H2O①Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O②Cu(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CuO＋H2O3.銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，它是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，它受熱易分解：Cu2(OH)2CO3eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2↑。(2)無(wú)水CuSO4是白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為反應(yīng)產(chǎn)物中是否含水的檢驗(yàn)依據(jù)，但不適于作干燥劑。CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬或膽礬，受熱易分解：CuSO4·5H2Oeq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O↑，藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。(3)銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)殂~離子作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來(lái)殺滅植物的害蟲。知識(shí)點(diǎn)四合金金屬材料1．合金(1)概念：合金是指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)。(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。①熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低；②硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。2．常見金屬材料及應(yīng)用金屬材料—eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金,有色金屬材料：除黑色金屬以外的其他金屬及其合金))(1)重要的黑色金屬材料——鋼鋼是用量最大、用途最廣的合金。鋼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(碳素鋼\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼：韌性、焊接性好，強(qiáng)度低,中碳鋼：強(qiáng)度高，韌性及加工性好,高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好)),合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼,及各種特種鋼))(2)幾種有色金屬材料鋁及鋁合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的延展性和導(dǎo)電性,用途：制導(dǎo)線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、,制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉,用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、,交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等))))銅及銅合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè))),銅合金：青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見的,還有黃銅和白銅))【歸納總結(jié)】合金的組成與性質(zhì)(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。(2)常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。(3)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡(jiǎn)單加和；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。3．金屬的性質(zhì)與金屬冶煉(1)應(yīng)用金屬活動(dòng)順序表整合金屬的性質(zhì)金屬活動(dòng)性順序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au與O2反應(yīng)常溫下易被氧化，點(diǎn)燃生成過氧化物或其他復(fù)雜氧化物常溫下一般生成致密的氧化膜(鐵在潮濕的空氣中生成疏松的鐵銹，不能保護(hù)內(nèi)部金屬)加熱化合不反應(yīng)與H2O反應(yīng)常溫下生成堿和氫氣與熱水反應(yīng)有堿存在與水反應(yīng)與高溫水蒸氣反應(yīng)不反應(yīng)與非氧化性酸反應(yīng)生成鹽和氫氣生成鹽和氫氣不反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)先與水反應(yīng)，生成的堿再與鹽反應(yīng)排在前面的金屬能把排在后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)(2)金屬活動(dòng)順序與金屬冶煉的關(guān)系①熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學(xué)方程式：2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶煉Ag的化學(xué)方程式：2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。完成冶煉鐵、鋅、鎢的化學(xué)方程式：a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq\o(=====,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2；b．C還原ZnO：ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO↑；c．H2還原WO3：WO3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(高溫))W＋3H2O。③電解法：適合冶煉金屬活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬(一般指在金屬活動(dòng)性順序中排在鋅前面的金屬)。工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學(xué)方程式分別為2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑、MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑、2Al2O3eq\o(=====,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑?！镜淅饰觥扛哳l考點(diǎn)一鋁及其化合物性質(zhì)例1.（2020·江蘇卷）下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是（）A.鋁的金屬活潑性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品B.氧化鋁熔點(diǎn)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【答案】D【解析】鋁在空氣中可以與氧氣反應(yīng)生成致密氧化鋁，致密氧化鋁包覆在鋁表面阻止鋁進(jìn)一步反應(yīng)，鋁具有延展性，故鋁可用于制作鋁金屬制品，A錯(cuò)誤；氧化鋁為離子化合物，可用作電解冶煉鋁的原料，B錯(cuò)誤；氫氧化鋁為兩性氫氧化物，可以用于中和過多的胃酸，C錯(cuò)誤；明礬溶于水后電離出的鋁離子水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體能吸附水中的懸浮物，用于凈水，D正確；故選D?！咀兪教骄俊浚ǜ呖冀M合題）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.(2021·浙江卷)常溫下，鋁遇濃硝酸或濃硫酸時(shí)會(huì)發(fā)生鈍化B.(2019·江蘇卷)0.1mol·L-1NaOH溶液：Na+、K+、CO32-、AlQUOTEO2-能大量共存O2-能大量共存C.(2020·江蘇卷)室溫下，Al與4.0mol﹒L-1NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2D.(2019·江蘇卷)因?yàn)锳l2O3具有兩性，所以可用于電解冶煉鋁【答案】D【解析】濃硫酸和濃硝酸具有強(qiáng)氧化性，鋁在濃硫酸和濃硫酸中會(huì)發(fā)生鈍化，阻礙反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，A正確；堿性溶液中，Na+、K+、CO32-、AlQUOTEO2-能大量共存O2-能大量共存，B正確；室溫下，鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣，C正確；和酸、堿都反應(yīng)可以體現(xiàn)Al2O3具有兩性，電解冶煉鋁，只能說(shuō)明熔融氧化鋁能導(dǎo)電，二者沒有必然聯(lián)系，D錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)二有關(guān)鋁及其化合物的工藝流程或?qū)嶒?yàn)例2.（2021·浙江6月選考）固體化合物X由3種元素組成，某學(xué)習(xí)小組開展如下探究實(shí)驗(yàn)。其中，白色沉淀B能溶于NaOH溶液。請(qǐng)回答：(1)白色固體C的化學(xué)式是_______，藍(lán)色溶液D中含有的溶質(zhì)是_______(用化學(xué)式表示)。(2)化合物X的化學(xué)式是_______；化合物X的一價(jià)陰離子與CH4具有相同的空間結(jié)構(gòu)，寫出該陰離子的電子式_______。(3)藍(lán)色溶液A與作用，生成一種氣體，溶液藍(lán)色褪去，同時(shí)生成易溶于硝酸的白色沉淀。①寫出該反應(yīng)的離子方程式_______。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該白色沉淀的組成元素_______?！敬鸢浮?1)Al2O3(2)CuAl2Cl8將白色沉淀溶于硝酸，得到藍(lán)色溶液，說(shuō)明有Cu元素；再向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀，說(shuō)明有Cl元素【解析】含有Cu2+的溶液顯藍(lán)色，含有[Cu(NH3)4]2+的溶液顯深藍(lán)色，化合物X溶解后得到的溶液A呈現(xiàn)藍(lán)色，且加入足量氨水后得到深藍(lán)色溶液，即可推得化合物X中含有Cu2+；向含有Al3+的溶液中加入氨水可用于制備Al(OH)3，且Al(OH)3為可溶于NaOH溶液的白色沉淀，即可推斷白色沉淀B為Al(OH)3沉淀；深藍(lán)色溶液在加入硝酸酸化的AgNO3溶液后有白色沉淀析出，可推得化合物X中含有Cl-，綜上，化合物X中含有Al3+、Cu2+和Cl-。(1)由上述分析可得，白色沉淀D為Al(OH)3，灼燒Al(OH)3得到Al2O3，故白色固體為Al2O3；溶液D中含有的陽(yáng)離子有Cu2+、NH4+、Ag+、H+，陰離子有NO3-，故溶液中含有：。(2)由圖示數(shù)據(jù)并根據(jù)原子守恒可知，4.020gX中含有鋁離子物質(zhì)的量為：=0.02mol，含有氯離子物質(zhì)的量為：=0.08mol，由化合物應(yīng)顯電中性可得三種離子物質(zhì)的量比值為n(Cu2+)：n(Al3+)：n(Cl-)=1：2：8，則可得X的化學(xué)式為CuAl2Cl8；陰離子AlCl4-中Al原子的雜化方式為sp3，空間結(jié)構(gòu)為正四面體，與CH4相同，其電子式為。(3)①由上述分析可知，藍(lán)色溶液A中含有Al3+、Cu2+和Cl-，與N2H5+反應(yīng)時(shí)溶液藍(lán)色褪去，即反應(yīng)后溶液中不存在Cu2+，可推測(cè)銅元素以沉淀形式析出，反應(yīng)得到的沉淀為白色且可溶于硝酸，可推測(cè)銅元素在其中不是藍(lán)色且穩(wěn)定的+2價(jià)，而是+1價(jià)，即反應(yīng)過程中Cu元素化合價(jià)降低，N2H5+中氮元素顯-2價(jià)，具有還原性，反應(yīng)過程中N元素化合價(jià)升高生成N2，符合反應(yīng)中有氣體產(chǎn)生，根據(jù)化合價(jià)升降守恒、電荷守恒以及原子守恒和溶液呈酸性可知反應(yīng)離子方程式為。②Cu2+在溶液中顯藍(lán)色，CuCl中Cu元素為+1價(jià)，能被硝酸氧化為+2價(jià)，CuCl與硝酸反應(yīng)過程中Cl元素以Cl-形式存在于溶液中，Cl-與AgNO3溶液反應(yīng)生成不溶于硝酸的白色沉淀，故答案為將白色沉淀于硝酸，得到藍(lán)色溶液，說(shuō)明有Cu元素；再向溶液中加入AgNO3溶液，有白色沉淀，說(shuō)明有Cl元素?！咀兪教骄俊浚?018·江蘇卷）以高硫鋁土礦（主要成分為Al2O3、Fe2O3、SiO2，少量FeS2和金屬硫酸鹽）為原料，生產(chǎn)氧化鋁并獲得Fe3O4的部分工藝流程如下：（1）焙燒過程均會(huì)產(chǎn)生SO2，用NaOH溶液吸收過量SO2的離子方程式為______________________。（2）添加1%CaO和不添加CaO的礦粉焙燒，其硫去除率隨溫度變化曲線如題16圖所示。已知：多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度都高于600℃硫去除率=（1—）×100%①不添加CaO的礦粉在低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于__________________。②700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低，其主要原因是______________________________________________________。（3）向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，鋁元素存在的形式由_______________（填化學(xué)式）轉(zhuǎn)化為_______________（填化學(xué)式）。（4）“過濾”得到的濾渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）∶n（Fe2O3）=__________________。【解析】根據(jù)流程，礦粉焙燒時(shí)FeS2與O2反應(yīng)生成Fe2O3和SO2，在空氣中CaO可將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO4；“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3；Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，（1）過量SO2與NaOH反應(yīng)生成NaHSO3和H2O，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+NaOH=NaHSO3，離子方程式為SO2+OH-=HSO3-。（2）①根據(jù)題給已知，多數(shù)金屬硫酸鹽的分解溫度高于600℃，不添加CaO的礦粉低于500℃焙燒時(shí)，去除的硫元素主要來(lái)源于FeS2。②添加CaO，CaO起固硫作用，添加CaO發(fā)生的反應(yīng)為2CaO+2SO2+O2=2CaSO4，根據(jù)硫去除率的含義，700℃焙燒時(shí)，添加1%CaO的礦粉硫去除率比不添加CaO的礦粉硫去除率低的原因是：硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4留在礦粉中。（3）“堿浸”時(shí)Al2O3、SiO2轉(zhuǎn)化為溶于水的NaAlO2、Na2SiO3，向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2，CO2與NaAlO2反應(yīng)生成NaHCO3和Al（OH）3，反應(yīng)的離子方程式為CO2+AlO2-+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，即Al元素存在的形式由NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al（OH）3。（4）Fe2O3與FeS2混合后在缺氧條件下焙燒生成Fe3O4和SO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeS2+16Fe2O311Fe3O4+2SO2↑，理論上完全反應(yīng)消耗的n（FeS2）：n（Fe2O3）=1:16?！敬鸢浮浚?）SO2+OH?==HSO3?（2）①FeS2②硫元素轉(zhuǎn)化為CaSO4而留在礦粉中（3）NaAlO2Al(OH)3（4）1∶16高頻考點(diǎn)三銅及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化例3.(2018·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(shí)驗(yàn)室使用稀硫酸和H2O2溶解銅片，該反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)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(cè)得：①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I(xiàn)eq\o\al(－,3)②Ieq\o\al(－,3)＋2S2Oeq\o\al(2－,3)===S4Oeq\o\al(2－,6)＋3I－反應(yīng)①中的氧化劑為________?！窘馕觥浚?）H2O2在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，能跟銅反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu＋H2O2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O。（2）FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔，是鐵離子把銅氧化成銅離子，反應(yīng)的離子方程式為Cu＋2Fe3＋＝Cu2＋＋2Fe2＋。由于Fe3+易水解，因此FeCl3溶液應(yīng)保持酸性，目的是防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3。（3）反應(yīng)①中的銅的化合價(jià)由+2→+1價(jià)，化合價(jià)降低，因此，氧化劑為Cu2＋。【答案】(1)Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O(2)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋酸性防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3(3)Cu2＋【變式探究】下列實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuSB．向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色C．向CuSO4溶液中加入適量的NaOH，過濾、洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD．在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱水解，再加入少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，產(chǎn)生磚紅色沉淀【答案】C【解析】硫的氧化性較弱，只能將銅氧化為＋1價(jià)生成Cu2S，A項(xiàng)錯(cuò)誤；稀釋銅與過量的濃硫酸反應(yīng)后的溶液，應(yīng)將反應(yīng)后的試管中的物質(zhì)緩慢加入水中，并不斷攪拌，B項(xiàng)錯(cuò)誤；CuSO4與NaOH溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，過濾、洗滌、灼燒后可得CuO，C項(xiàng)正確；淀粉水解后應(yīng)先加NaOH溶液至溶液呈堿性，然后加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，才會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀，D項(xiàng)錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)四、銅及其化合物的制備例4．（2021·全國(guó)甲卷）膽礬（CuSO4·5H2O）易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO（雜質(zhì)為氧化鐵和泥沙）為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬，并測(cè)定其結(jié)晶水的含量。回答下列問題：（1）制備膽礬時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)儀器除量筒、酒精燈、玻璃棒、漏斗外，還必須使用的儀器有______（填標(biāo)號(hào)）A.燒杯B.容量瓶C.蒸發(fā)皿D.移液管（2）將CuO加入到適量的稀硫酸中，加熱，其主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________，與直接用廢液和濃硫酸反應(yīng)相比，該方法的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________。（3）待CuO完全反應(yīng)后停止加熱，邊攪拌邊加入適量H2O2，冷卻后用NH3·H2O調(diào)pH為3.5~4，再煮沸10min，冷卻后過濾。濾液經(jīng)如下實(shí)驗(yàn)操作：加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、_____________、乙醇洗滌、___________，得到膽礬。其中，控制溶液pH為3.5~4的目的是__________________________，煮沸10min的作用是___________________________。（4）結(jié)晶水測(cè)定：稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1，加入膽礬后質(zhì)量為m2，將坩堝加熱至膽礬全部變成白色，至于干燥器中冷卻至室溫后稱量，重復(fù)上述操作，最終總質(zhì)量恒定為m3，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，膽礬分子中的結(jié)晶水的個(gè)數(shù)為_________________（寫表達(dá)式）（5）下列操作中，會(huì)導(dǎo)致結(jié)晶水?dāng)?shù)目測(cè)定偏高的是____________（填標(biāo)號(hào)）①膽礬未充分干燥②坩堝未置于干燥器中冷卻③加熱時(shí)有少量膽礬迸濺出來(lái)【答案】（1）A、C（1分）（2）CuO+H2SO4eq\o(=,\s\up5(△))CuSO4+H2O；不產(chǎn)生SO2（硫酸利用率高）（3)過濾；干燥；除盡Fe3+和抑制CuSO4水解；破壞Fe(OH)3膠體，便于過濾(4)(5)①③【解析】（1）實(shí)驗(yàn)中需要用到燒杯溶解固體，蒸發(fā)皿用于蒸發(fā)結(jié)晶，故選AC。（2）金屬氧化物與酸反應(yīng)可以生成鹽和水，反應(yīng)方程式為CuO+H2SO4eq\o(=,\s\up5(△))CuSO4+H2O；廢銅與濃硫酸反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生SO2等有害氣體，該方法會(huì)污染環(huán)境，同時(shí)原子利用率較低。（3）結(jié)晶之后經(jīng)過過濾驟可以得到晶體，用乙醇洗滌之后經(jīng)過蒸發(fā)干燥可以得到膽礬固體；調(diào)節(jié)pH可以使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀而除去，同時(shí)加熱可以抑制CuSO4水解；煮沸可以破壞Fe(OH)3膠體，生成沉淀，便于過濾。(4)由題意可得，結(jié)晶水的質(zhì)量為(m2-m3)，物質(zhì)的量為(m2-m3)/18；CuSO4的質(zhì)量為(m3-m1)，物質(zhì)的量為(m3-m1)/160：根據(jù)加熱反應(yīng)方程式CuO+H2SO4eq\o(=,\s\up5(△))CuSO4+H2O，可得結(jié)晶水的個(gè)數(shù)。（5）選項(xiàng)①，膽礬未充分干燥使得m3偏小，從而使得結(jié)晶水的測(cè)量值偏高，故選①；選項(xiàng)②，坩堝未置于干燥器中冷卻使得m3偏大，從而使得結(jié)晶水的測(cè)量值偏低，故不選②；選項(xiàng)③，加熱時(shí)有少量膽礬濺落出來(lái)使得m3偏小，從而使得結(jié)晶水的測(cè)量值偏高，故選③。故選①③。【變式探究】用CuCl2·2H2O制取無(wú)水CuCl2的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．通入HCl可以抑制CuCl2的水解B．先滴入濃硫酸，再點(diǎn)燃c處酒精燈C．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)會(huì)出現(xiàn)白霧D．裝置d中上層為苯，下層為NaOH溶液【答案】D【解析】A項(xiàng)，氯化銅水解：CuCl2＋2H2OCu(OH)2＋2HCl，生成的氯化氫易揮發(fā)，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，正確；B項(xiàng)，CuCl2·2H2O加熱失去結(jié)晶水必須在HCl的氣流中進(jìn)行，所以先滴入濃硫酸產(chǎn)生HCl氣體，使硬質(zhì)玻璃管中充滿HCl氣體后再點(diǎn)燃c處酒精燈，正確；C項(xiàng)，硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)有生成的水蒸氣和通入的氯化氫，由于氯化氫極易溶于水，會(huì)產(chǎn)生白霧，正確；D項(xiàng)，氯化氫極易溶于水，為了防止倒吸，d中下層應(yīng)為有機(jī)溶劑，可以是四氯化碳，上層為氫氧化鈉溶液，錯(cuò)誤。高頻考點(diǎn)五、金屬材料的性質(zhì)及其應(yīng)用例5.（高考組合題）下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是