金屬材料及金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

考向08金屬材料及金屬礦物的開(kāi)

發(fā)利用

[2022山東卷】古醫(yī)典富載化學(xué)知識(shí)，下述之物見(jiàn)其氧化性者為

A.金(Au)：“雖被火亦未熟"

B.石灰(CaO)：“以水沃之，即熱蒸而解”

C.石硫黃(S)：“能化……銀、銅、鐵，奇物”

D.石鐘乳(CaCC)3)：“色黃,以苦酒(醋)洗刷則白”

【答案】C

【詳解】A.金“雖被火亦未熟”是指金單質(zhì)在空氣中被火灼燒也不反應(yīng)，反應(yīng)金的化學(xué)性質(zhì)

很穩(wěn)定，與其氧化性無(wú)關(guān)，A不合題意；

B.石灰(CaO):“以水沃之，即熱蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反應(yīng)放熱，產(chǎn)生大量的水

汽，而CaO由塊狀變?yōu)榉勰?，未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與其氧化性無(wú)關(guān)，B不合題意；

C.石硫磺即S：“能化...銀、銅、鐵，奇物”是指2Ag+S^Ag2S、Fe+SAFeS、2Cu+SaCu2S,

反應(yīng)中S作氧化劑，與其氧化性有關(guān)，C符合題意；

D.石鐘乳(CaCCh)：“色黃，以苦酒(醋)洗刷則白”是指

CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2-r，未發(fā)生氧化還原反應(yīng)，與其氧化性無(wú)關(guān)，D

不合題意；

故答案為：Co

MnO.I紫色I(xiàn)

常見(jiàn)金屬活潑性分組活畛型“《、、—”

金屬的冶煉

Fe”（淺媒色）中活送金屬組：7n、Fc.

，a、_Pb（II）化學(xué)腐蝕

里分解法

F"（棕黃色）金屬的腐蝕

有色溶液不活海方比組：（i、電化

jg、A3,金屬的腐

朝蝕

￡廣（盛色）金屬冶煉中常蝕與防護(hù)

HNCUOYU

用的還原副

F產(chǎn)過(guò)*BH紫色I(xiàn)金屬的防護(hù)芭圭含k：結(jié)希----------

Ft"遇SC、金屬有關(guān)的

有絕疆氣

I血紅色I(xiàn)特征顏色2(TiCU-Ti)

■\l(CrX)YrI合金及其利用電化學(xué)胡柏

概念

COIFc-O—?FcI

格點(diǎn)低

紅色：Cu、Cg。、MU,

特性強(qiáng)發(fā)福

紅燮色：re（OII）.總結(jié)升華

梗厘大

以色:「u(OHL.I'uSO,打⑷

利用

里色：CuO、KU、AS、CuS、

AgS3、卜皿金屆的會(huì)黑材料的選用

?色：AW、ApBr,AgK)..開(kāi)發(fā)利用

礦產(chǎn)的合理開(kāi)采

S.Na；。：、FcSj

廢舊金蚯的回收

綠色FcSO,?HA)、

Cu/OH：M<).學(xué)法指導(dǎo)=&金笈材料的替代品

X、Ciu、a、、歸、Al迅施氣化金屬斯取樹(shù)粕

金屬失去電子發(fā)生融化反應(yīng)金福的活動(dòng)性順序與金居的冶煉

金屬與的感的

Zn.re、Sn、Ph緩慢!5化5反應(yīng)地位：主余R活動(dòng)眩序KCnNnFcSnPb(H)CuHgAgPtAil

電化學(xué)塞性（區(qū)子萩?麗'一

由大劇小，還原性由強(qiáng)制氣

Cu、Hg、Ag.Pl、Au很難人化.特泣：悍有電俺

陽(yáng)離子原能力一—小至I大，也化性由麗記

金屬與

K、CJI,\;i黑水反商劇烈類型HiS能標(biāo)墨化器3：干發(fā)空氣―加熱時(shí)於一

1LO反應(yīng)地位：次加。:反應(yīng)常溫帔同化不能檢S［化

:當(dāng)成裂化底：中不器械？（化破策化

1S.\1盅水在加箍下提覆反應(yīng)I加熱或與凡OIg）反應(yīng)

W：無(wú)電茶產(chǎn)生與II。反應(yīng)常愚/換出依

金屬的置摸出國(guó)不能置換水中的氫

h、心在下爆水蒸汽反向疚失金屬叔科、械壞機(jī)找設(shè)備犯不壬入校法*南復(fù)

劇烈置換出■福田面h的算，「3AI

金屬與和做反應(yīng)

酸中的制鼾溫密淡硝段、濃碇醺中轉(zhuǎn)化

鉆酸反應(yīng)

K、Ca、NU反應(yīng)我藥

阻山金屬關(guān)去電子娓豆比本質(zhì)卻照反應(yīng)僅常和7n能跟退琳水溶液反兩生成11

i1、,三三副烈

如苗反血先與水反應(yīng)前面的金瓶從鹽溶液中N換出后面的金航

Zn.7反而4怏過(guò)變金屬的內(nèi)3!組織結(jié)構(gòu)

方法

三匚.馬

4”、也反應(yīng)嫌父

硝酸反垃口的熱分解殳熱小分策?**：??常溫分解

在全匾的表面建茂保護(hù)層

u、Hg、Ag、Pt、Au不能反應(yīng)

不溶于水，溶于

慶1C翻若解性溶于水水篇只溶于強(qiáng)弧化性酸

北氯化理稔父

Cu、HR、5可與而應(yīng)應(yīng)用電化學(xué)潦期保護(hù)

PkAu不跟IN%反應(yīng)冶域方法電18法熱庫(kù)麻法加熱分策法物理方法

知識(shí)點(diǎn)一鋁及其化合物

（一）鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.鋁的結(jié)構(gòu)和存在

gj）283

鋁位于元素周期表的第三周期第IIIA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖："是活潑金屬，在自然

界中以化合態(tài)的形式存在,鋁是地殼中含量最多的金屬元素。

2.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、硬度均較小。

3.鋁的化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

①與空氣中的氧氣形成致密的氧化膜。

②與氯氣加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：2A1+3cl2-=2AlCb。

(2)與水的反應(yīng)

金屬鋁與水反應(yīng)很困難。

(3)與酸的反應(yīng)

①與H+反應(yīng)的離子方程式：2Al+6H+=2AF++3H2b

②在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。

(4)與堿的反應(yīng)

寫出A1與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：2A1+2OIT+2H2O=2A1O5+3H4。

(5)與某些金屬氧化物的反應(yīng)

①寫出鋁與FezOs反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+Fe2O3篦虹2Fe+AbO3。該反應(yīng)稱作鋁熱反應(yīng),

反應(yīng)時(shí)放出大量的熱。

②鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)問(wèn)題

鎂帶：為鋁熱反應(yīng)提供高溫條件

^氯酸鉀：產(chǎn)生氧氣，引發(fā)反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)—1

J氧化鐵和鋁粉的混合物

裝置

(-------

實(shí)驗(yàn)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

現(xiàn)象溫度下發(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

原理①制取熔點(diǎn)較高、活動(dòng)性弱于A1的金屬,如鐵、銘、鎰、鴇等；

應(yīng)用②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

(6)鋁的冶煉

_申角犁

2Al2。3(熔融)/^=4Al+3O2b

(二)AI2O3的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

白色粉末，不溶于水，熔點(diǎn)高，是優(yōu)良的耐火材料。

2.化學(xué)性質(zhì)

⑴與H2O不反應(yīng)。

(2)兩性氧化物

分別寫出AI2O3與鹽酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:

+3+

①與鹽酸反應(yīng)：AI2O3+6H=2Al+3H2Oo

②與NaOH溶液反應(yīng)：AI2O3+2OH——2A1O2+H2OO

(H)A1(OH)3的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性。

2.不穩(wěn)定性

加熱時(shí)，氫氧化鋁易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2A1(OH)3^^A12O3+3H2。。

3.兩性——溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿

分別寫出A1(OH)3與稀硫酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。

(1)與稀硫酸反應(yīng)

+3+

A1(OH)3+3H=A1+3H2Oo

⑵與NaOH溶液反應(yīng)

A1(OH)3+0H-=A107+2H2。。

4.Al(0H)3的制備

寫出下列反應(yīng)的離子方程式

(1)AP+與氨水反應(yīng)(不用強(qiáng)堿)

AF++3NH3-H2O=A1(OH)3；+3NH九

(2)A1O5溶液中通入過(guò)量的CO2

Aior+co2+2H2O==AI(OH)3;+neo?。

(3)AF+與A1O2相互促進(jìn)水解反應(yīng)

AF++3A1O?+6H2O=4A1(OH)31。

(四)明研

1.化學(xué)式為KA1(SO4)2T2H2O,它是無(wú)色晶體,可溶于水。

2.明磯凈水的原理

電離方程式為KA1(SO4)2=K++A13++2SCT,其中AF+發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生Al(0H)3(膠體),

能吸附水中懸浮物形成沉淀,使水澄清。

(五)可溶性鋁鹽與NaOH溶液反應(yīng)的圖像分析

可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶液

操作

溶液至過(guò)量至過(guò)量

立即產(chǎn)生白色沉淀一漸多―最多一無(wú)沉淀(有但即溶)一出現(xiàn)沉淀一漸多一最

現(xiàn)象

漸少一消失多一沉淀不消失

H[A1(0H)3]

H[A1(0H)3]

圖像B

\CDn(OH")

/\BD"(AF+)

反應(yīng)的

3+3+

AB：A1+3OH-=A1(OH)3；AB：Al+40H-=A10r+2H2O

離子方

：3+

BD：Al(0H)3+0H-=A102+2H2OBCA1+3A1O7+6H2O=4A1(OH)31

程式

知識(shí)點(diǎn)二銅金屬材料金屬冶煉

(一)銅

1.單質(zhì)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)

①生成銅綠的化學(xué)方程式：2Cu+02+CO2+H2O=CU2(OH)2co3(綠色固體)O

②Cu和S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CU+S^^CU2S。

③與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu+2H2s。4(濃)^^CuSO4+SO2f+2H20。

+2+

④與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu+8H+2NOr=3Cu+2NOT+4H2Oo

+2+

⑤與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：Cu+4H+2NO?=Cu+2NO2?+2H2Oo

3+2+2+

⑥與FeCb溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu+2Fe=2Fe+Cuo

2.氧化銅和氧化亞銅

名稱氧化銅氧化亞銅

顏色黑色磚紅色

+2++2+

與酸反應(yīng)(H+)CuO+2H=Cu+H2OCu2O+2H=Cu+Cu+H2O

與H2反應(yīng)

CUO+H2-------CU+H2OCu2O+H2-------2Cu+H20

轉(zhuǎn)化關(guān)系

4CuO—=2CU2O+O2T

3.氫氧化銅

⑴物理性質(zhì)：藍(lán)色難溶于水的固體。

(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用

I②弱堿性，加H+,石

反應(yīng)①的化學(xué)方程式：CU(OH)2=^=CUO+H2Oo

+2+

反應(yīng)②的化學(xué)方程式：CU(OH)2+2H=Cu+2H2OO

4.銅鹽

⑴CuXOH)2c03名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分。

△Cu2(OH)2CO3^=2CuO+CO2f

"+H2O

CU2(OH)2CO3—----------

稀HzSOfCU2(OH)2co3+4H+^=2CU2+

"+CO2f+3H2O

⑵CUSO.5H2O俗稱藍(lán)磯、膽研。

可發(fā)生：籃墨＞端15H20,無(wú)水CuS。,遇水變藍(lán)色,可用于檢驗(yàn)水

的存在。

(3)銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)镃M+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，因此可將膽研、熟石灰、水配成波爾多液，用來(lái)殺滅植物的病毒。

(二)金屬材料金屬冶煉

1.合金的概念及性能

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)

「具有金屬特性

r-L熔點(diǎn)：多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬

的熔點(diǎn)低

—硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屬

的硬度大

2.常見(jiàn)的金屬材料

(1)金屬材料分類

金黑色金屬材料錢、鎰、鈴以及它們的合金

屬

材

料有色金屬材料除黑色金屬以外的其他各種金屬

及其合金

(2)幾種常見(jiàn)的合金

「低碳鋼:韌性、焊接性好，強(qiáng)度低

.碳素鋼|-―中碳鋼:強(qiáng)度高，韌性及加工性好

WL高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好

鐵----

j后金尿小具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制

①!2~一不銹鋼及各種特種鋼

留「種類:硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等

合+特性：密度小、強(qiáng)度高、塑(造)性好、易于加工

②圖L用途：建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等

青銅（主要含Cu、Sn、Pb）：我國(guó)最早使用

黃銅（主要含Cu、Zn等）

白銅（主要含Cu、Ni、Zn等）

3.金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用

（1）金屬在自然界中的存在

|化合態(tài)（一在金屬化合物中，金屬元素都顯正價(jià)

游離態(tài)金、鉗等極少數(shù)金屬

（2）金屬冶煉的實(shí)質(zhì)

金屬的冶煉過(guò)程就是把金屬?gòu)幕蠎B(tài)還原為游離態(tài)的過(guò)程。即M"++〃e--M（寫反應(yīng)通式,

用M表示金屬）。

（3）金屬冶煉的方法

,甩解、,熱還原熱分解

---------金屬活動(dòng)性逐漸減弱--------

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

電解［［矗|A

NaCl（熔融）Fe2O3HgO

例如下列金屬的冶煉（用化學(xué)方程式表示）

Na：2NaCl（熔融）"鯉=2Na+ClJ

電

解Mg：MgC%（熔融）里駕Mg+Cl2t

法

：）（熔融）

工Al2Abe3^^^4A1+3cM

冰晶石

熱

還高爐煉鐵：Fe2O3+3CO=^^2Fe+3CO2

原

法焦炭還原制銅：2CuO+C0=2Cu+CO2f

熱

分Hg：2HgO^^2Hg+O，t

解

法Ag：2Ag2。3=4Ag+O2t

知識(shí)點(diǎn)三鎂海水提鎂

1.鎂的存在

自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中,海水中鎂的總儲(chǔ)量約為1.8xl015to

2.鎂的性質(zhì)

分別寫出鎂與①02、②N2、③C12、④H+、⑤NH4cl溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的

寫離子方程式：

盧燃

①2Mg+o2=^=2MgO；

盧燃

②3Mg+N2-二Mg3N2；

盧燃

③Mg+Cb=^MgCL;

@Mg+2H+=Mg2++卸；

⑤Mg+2NHl==Mg2++2NH3T+H2T。

3.鎂的提取

從海水中提取鎂的流程

(1)流程