金屬材料金屬的冶煉

考點(diǎn)一:鋁、鎂及其重要化合物(基礎(chǔ)性考點(diǎn))

—必備知識(shí)?夯實(shí)—

一、鎂及其化合物的性質(zhì)

I.鎂的物理性質(zhì)：

(1鎂：鎂是垠皂色有金屬光澤的固體,密度較小，硬度較低，有延展性，是電和熱的良導(dǎo)體。

(2鎂合金：密度較小，硬度和強(qiáng)度都較大。

2.鎂及其化合物的化學(xué)性質(zhì)：

物質(zhì)主要性質(zhì)反應(yīng)方程式

2Mg+O2^^2MR0、

與02、N2

反應(yīng)蒼燃

3Mg+N2--Mg.iNj

與C02反應(yīng)2Mg+CO2^2MgO+C

鎂

與非氧化

Mg+2H+=Mg"+H2T

性強(qiáng)酸反應(yīng)

與沸水反應(yīng)△

Mg+2H2O——Mg(OH)2+H2t

氧化

堿性氧化物MgO+2H，=Mg2++H2。

鎂

+2+

中強(qiáng)堿Mg(OH)2+2H=Mg+2H2O

2+

氫氧難溶于水Mg+2OH=Mg(OH)2l

化鎂溶解度小

△

MgCCh+FhO——Mg(OH)+CO2f

于碳酸生2

3從海水中提取鎂

⑴工藝流程

麻］型縱向7|上|石灰乳|

麗］包至阮癥黯固?|Mg(OH才

鹽酸酸化、濃縮

(2)基本步驟及主要反應(yīng)

制熟石灰CaCO3=^^CaO+CO2T,CaO+H2O=Ca(OH)2

沉淀Mg2++2OH=Mg(OH)2l

酸化Mg(OHb+2HC1=M“12+2H2。

蒸發(fā)結(jié)晶

析出MgCl2-6H2O

脫水

在氯化氫氣流中使MgCl2-6H2O脫水制得無(wú)水氯化鎂

電解熔融氯化鎂制得鎂：

電解

由解

MgCb（熔融）三與MR+CLT

二、鋁及其化合物的性質(zhì)

（一）鋁

1.鋁的結(jié)構(gòu)、存在

鋁元素位于元素周期表中的第三周期第mA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為鋁是地殼中含量最多的金屬

元素，主要以化合查形式存在。

2.鋁的結(jié)構(gòu)、存在及物理性質(zhì)

寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：

，時(shí)形成致密的氧化膜

①Al2

點(diǎn)燃，A一小點(diǎn)燃…C

?4Al+3C）2?2Al2O3

②2A1+3CI22Ale3

氧化件酸

一酸「k遇冷的濃硫酸或濃硝酸發(fā)生鈍化

③A1一小氧件件的

>2A1+6HC1—2A1C13+3H2t

④2Al+2NaOH+2H，O^^2NaAlO?+3H2T

⑤2Al+Fe2Ch-ALCh+2Fe（鋁熱反應(yīng)）

4.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。

（二）鋁的化合物

I.氧化鋁

（1物理性質(zhì)：白色固體，難溶于水，有很高的熔點(diǎn)。

（2化學(xué)性質(zhì)。

兩性巧HC1反應(yīng)AA-+6HC1-2A1CL+3H2O

奉化—與Na()H反應(yīng),AJO3+2NaOH—

物^NaAlOz+H20

2.氫氧化鋁：

（1物理性質(zhì)。

旦色膠狀不溶于水的固體，有較強(qiáng)的顫性。

（2化學(xué)性質(zhì)。

①?gòu)?qiáng)酸mr

仄kU?熱分解As、）I兩性I）

寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:

(DA1(OH)3+3H+-A|3++3H：?O；

②AKOHh+OH-=A1O二+2生。；

△

③2Al(OH)?=Al。+3H8.

(3)制備A1(O眉3的三種方法。

①向鋁鹽中加入氨水：

Al++3NH3H2O=A1(OH)31+3NH；o

②NaAlCh溶液中通入足量CO?:

A1O；+CO2+2H2O=A1(OH)3]+HCOj。

③NaAlCh溶液與A1C13溶液混合：

3A1O2+AK++6H2O=4A1(OH)31°

3.常見的鋁鹽：

(1端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。

⑵明帆的化學(xué)式為KA1(SQ4)242H2O,它是無(wú)色晶體,可溶于水，水溶液pHM(填y”“/或“二明磯可

以凈水，其凈水的原理是A13++3H2。=A1(OH)3+3H+,AI(0H)3膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。

三、鋁土礦冶煉金屬鋁的方法

(1)堿溶法

(2原溶法

②加過量③通CO：氣

體,并控

制一定的

:應(yīng)知NaHCO?

件一5

過濾

|AI(OHh|

啷坐熱

關(guān)鍵能力-進(jìn)階

“能力點(diǎn)一：鎂及其重要化合物

遷移應(yīng)用

?命題角度一：鎂及其化合物的性質(zhì)

1.以下說法正確的是()

A.Mg在CO2中的燃燒是置換反應(yīng)

B.將Mg(OI6沉淀轉(zhuǎn)化為MgClz,是鎂原子失電子轉(zhuǎn)化為Mg2+

C.電解得到鎂的過程可以寫出離子反應(yīng)方程式，但不是氧化還原反應(yīng)

D.Mg在Nz中燃燒的反應(yīng)中，N?既是氧化劑又是還原劑

【解析】選A。Mg在C02中燃燒為置換反應(yīng)，A正確；將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)化為MgCb的過程是復(fù)分解反

應(yīng)，B錯(cuò)誤；電解得到鎂的過程有化合價(jià)的變化，是氧化還原反應(yīng)，C錯(cuò)誤；Mg在用中燃燒的反應(yīng)中，

N?作氧化劑，鎂是還原劑，D錯(cuò)溟.

2.(2022.陽(yáng)江模擬)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探究Mg及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是()

A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸,置鎂片于其中探究Mg的活潑性

B.將NaOH溶液緩慢滴入MgS(L溶液中,觀察Mg(OH)2沉澈］生成

C.將Mg(OH)2濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀

D.將Mg(OH)2沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀鹽酸，加熱蒸干得無(wú)水MgCb固體

【解析】選B。A.濃硫酸溶于水放熱，且密度大于水，因此稀釋濃硫酸，應(yīng)將濃硫酸加到水中,而不能將

水加入濃硫酸中得到稀硫酸，A錯(cuò)誤；B.將NaOH溶液緩慢滴入MgSO,溶液中，鎂離子與氫氧根離子反

應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，B正確；C.過濾時(shí)應(yīng)該用玻璃棒引流，C錯(cuò)誤；D.將Mg(OH”沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中,

加足量稀鹽酸，生成氯化鎂。由于氯化鎂水解生成氫氧化鎂和氯化氫，水解吸熱，且氯化氫易揮發(fā)，所以

加熱時(shí)促進(jìn)鎂離子水解，蒸干得不到無(wú)水MgCL固體,為氫氧化鎂固體，D錯(cuò)誤。

3.(2022.汕尾模擬)如圖是實(shí)驗(yàn)室制取無(wú)水氯化鎂的裝置圖，下列有關(guān)表述正確的是()

AB

A.裝置A中圓底燒瓶中可以換成固體MnO2

B.如果直接加熱MgCl2-6H2O不能得到無(wú)水氯化鎂,將得到Mg(OH)Cl或MgO

C.尾氣吸收可以用濃硫酸作為吸收劑進(jìn)行吸收

D?金屬鎂在空氣中燃燒，劇烈反應(yīng)生成氧化鎂，如果金屬鎂燃燒發(fā)生火災(zāi)，要立即用二氧化碳滅火器進(jìn)

行滅火

【解析】選BoA.濃硫酸有吸水性，濃鹽酸有揮發(fā)性,將濃鹽酸加入濃硫酸中會(huì)產(chǎn)生HC1氣體，在HCI

氣氛中可以抑制Mg2+水解而制取無(wú)水氯化鎂，若將濃硫酸換為MnO2,則不能產(chǎn)生HC1,因此不能得到無(wú)

水氯化鎂，錯(cuò)誤；B.如果直接加熱MgCh-6H2O,則MgCL水解，不能得到無(wú)水氯化鎂，將得到Mg(OH)Cl

或MgO,正確；C尾氣中含有HC1,不能被濃硫酸吸收，應(yīng)該用水作吸收劑，由于HC1極易溶于水，因此

在用水作吸收劑時(shí)要注意防止倒吸現(xiàn)象的發(fā)生，錯(cuò)誤；D.金屬鎂在空氣中燃燒，劇烈反應(yīng)生成氧化鎂，如

果金屬鎂燃燒發(fā)生火災(zāi)，由于Mg可以與CO?發(fā)生反應(yīng)，因此不能用二氧化碳滅火器進(jìn)行滅火，錯(cuò)誤。

?命題角度二：鎂的制備——海水提鎂

4.由海水制備無(wú)水氯化鎂，主要有以下步驟：

①在一定條件下脫水干燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤蒸發(fā)結(jié)晶。其先后順序正確的是()

A.②④⑤③①B.③②④①⑤

C.③④②⑤①D.②④⑤⑤①

【解析】選D。

日力加熟石灰.加盆.峻說水(在HC1氣流中工

1MgCL富集過濾fMg(0H)2蒸發(fā)、結(jié)晶：MgC12?6H2O|干燥f|MgCb

5.如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCOK含雜質(zhì)A12O3.FeCCh)制取鎂的工藝流程。

MgCL

鎂f金屬鎂

溶液

礦

沉淀混合物

回答有關(guān)問題:

(1凄鎂礦送入酸浸池前需要粉碎，目的是_____________________________

(2厚化池中通入氯氣的目的是氧化工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是

_________________和_________________________

（3）沉淀混合物為_______和（填化學(xué)式）。

（4閑」用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是_______（填字母）。

A.電解法B.氧氣還原法

C.碳還原法D.分解法

【解析】⑴粉碎菱鎂礦，增大固相反應(yīng)物的接觸面積，提高酸浸速率。（2）通入CL是為了將Fe2+（或FeCh）

氧化為Fe"（或FcCb）,工業(yè)上不用硝酸作氧化劑是因?yàn)闀?huì)產(chǎn)生污染性氣體也會(huì)引入雜質(zhì)離子NOj。⑶

氧化池中存在73+、Fe2+、H+,所以加入MgO后與H+反應(yīng)使溶液堿性增強(qiáng)，川3+和Fe3+轉(zhuǎn)化為A1（OH）3

和Fe（OH）3沉淀。（4）金屬鎂比較活潑，一般采用電解熔融MgCb的方法進(jìn)行冶煉。

答案：（1）提高酸浸速率（2）Fe?+（或FeCh）會(huì)產(chǎn)生污染性氣體NO,會(huì)引入雜質(zhì)離子NO.；（3）AI（OH）3

Fei；OH）3（4）A

“能力點(diǎn)二：鋁及其化合物的性質(zhì)

典例精研

【典例】KA1（SO0242H2O（明研）是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中，采用廢易拉罐（主要成分

為A1,含有少量的Fc、Mg雜質(zhì)制備明研的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：

易拉罐I微熱、過濾|濾液A|---------沉淀同K2SO4T產(chǎn)物

（1）為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用（填標(biāo)號(hào)）。

A.HQ溶液B.H2s04溶液

C.氨水D.NaOH溶液

（2喝拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為

⑶沉淀B的化學(xué)式為；將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性,其原因是

【解析】⑴易拉罐（主要成分為AI,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì)）,它們都是比較活潑的金屬，都可以與酸發(fā)

生反應(yīng)，而AI可以與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)變?yōu)镹aAlO?進(jìn)入溶液，而Fe、Mg不能與堿發(fā)生反應(yīng)，所以要以含

AI的易拉罐為原料制取明研,應(yīng)該用強(qiáng)堿NaOH溶液溶解，選項(xiàng)D正確；（2）易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)

的化學(xué)方程式為2A1+2NaOH+2H20=2NaA102+3H；⑶濾液A的主要成分是NaAIO2，向其水溶液中

加入NHjHCCh溶液，發(fā)生HCCV+AIO；+H2O=AI（OH）3i+CO5-，所以沉淀R的化學(xué)式為AI（OH）3；

將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性,其原因是A|3+為弱堿陽(yáng)離子，發(fā)生水解反應(yīng),消耗水電離產(chǎn)生的0H

:當(dāng)最終達(dá)到平衡時(shí)溶液中c、(H+)>c(OH-),所以溶液顯酸性。

3++

答案：(l)D⑵2Al+2NaOH+2H2O=2NaAIO2+3H2T(3)A1(OH)3Al水解，使溶液中H濃度增大

【規(guī)律方法】含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類

利用Al、AI2O3、A1(OH)3可溶于強(qiáng)堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：

(l)Mg(Al)：加足量NaOH溶液；

(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液；

(3)Mg(OH)2[Al(OHhl：加足量NaOH溶液；

(4)Mg2+(Al3+)：加過量NaOH溶液，過濾,再加酸充分溶解。

遷移應(yīng)用

?命題角度一：鋁的性質(zhì)及其應(yīng)用

I.日常生活中有一些鋁制炊具，它質(zhì)輕且堅(jiān)固耐用，其中的原因是()

A,鋁很不活潑，不易與其他物質(zhì)反應(yīng)

B.鋁雖然很活潑，但是在高溫下才能反應(yīng)

C.鋁制品表面有一層致密的氧化物薄膜，起保護(hù)作用

D.鋁制品表面鍍有一層銅，可以保護(hù)鋁

【解析】選C。鋁盡管很活潑，但由于其表面能形成一層致密的氧化物薄膜，故可用于制作鋁制炊具。

2.下列有關(guān)金屬鋁及其化合物的敘述正確的是()

A,鋁在常溫下不能與氧氣反應(yīng)

B.鋁不能與氯氣反應(yīng)

C.鋁既能溶于酸，又能溶于堿

D,氧化鋁只能與酸反應(yīng)，不能與堿反應(yīng)

【解析】選C。鋁在常溫下與空氣中的氧氣反應(yīng)，在鋁表面形成一層致密的氧化物薄膜；鋁與氯氣反應(yīng)生

成氯化鋁；氧化鋁是兩性氧化物，既能與酸反應(yīng)，也能與強(qiáng)堿反應(yīng)。

?命題角度二：鋁與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)有關(guān)計(jì)算

3將等物質(zhì)的量的金屬Na、Mg、Al分別與100mL2mol-L-'的鹽酸反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得生成氣體的體積V(已

折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況)與時(shí)間，的關(guān)系如圖所示，則下列說法錯(cuò)誤的是()

A.x=2.24

B.鈉的物質(zhì)的量為0.2mol

C.反應(yīng)時(shí)，Na、Mg、Al均過量

D.曲線b為Mg與鹽酸反應(yīng)的圖像

【解析】選C.由圖像可以看出，生成氣體的體積相等，則鹽酸完全反應(yīng)，x=2.24,A正確；根據(jù)生成的

在為2.24L,可知Na失去0.2mol電子，則鈉的物質(zhì)的量為0.2mol,B正確；反應(yīng)時(shí)如果鈉過量，則鈉

會(huì)與水反應(yīng)，生成的氣體必多于2.24L,C錯(cuò)誤；根據(jù)反應(yīng)速率可知曲線a、b、c依次是Na、Mg、Al與

鹽酸反應(yīng)的圖像，D正確。

4.等量鎂鋁合金粉末分別與下列4種過量的溶液充分反應(yīng)，放出氫氣最多的是()

A.2mo卜L」H2sO4溶液

B.18molL-'H2so4溶液

C.emol-L-1KOH溶液

D.3moiL」HN03溶液

【解析】選A。Mg、Al都可與稀H2sCh反應(yīng)放出H2，但遇濃HzSCh時(shí)Al在常溫下發(fā)生鈍化，Mg雖反應(yīng)

但不產(chǎn)生出。只有A1與KOH溶液反應(yīng)。HNO3為強(qiáng)氧化性酸，Mg、Al與HNO3反應(yīng)都不會(huì)產(chǎn)生比。

?命題角度三：鋁的冶煉及鋁的化合物的制備

5.用含有少量鎂的鋁片制取純凈的A1(OH)3,可能有的步驟為①加鹽酸溶解；②加過量苛性鈉溶液；③過

濾；④通入過量CO2；⑤加過量純堿溶液，實(shí)驗(yàn)操作最合理的組合及順序是()

A.①②③④⑤B.①⑤④③

C.②③④③D.①⑤③

【解析】選C。根據(jù)題干提供信息，制取A1(OH)3可有兩個(gè)途徑：

途徑(I):

Al3+②/A1()2-③2-④

含鎂鋁片f\—AK)＞

lMg(()H)2-③

AKOHM，即：①②③④③

,②(AKX③④

途徑(2)：含鎂鋁片一＞“一＞A1().,-Z-A1(OH)3

IMg-③

即：②③④③，故c正確。

6.工業(yè)上以鋁土礦(主要成分是A12O3,雜質(zhì)是SiO?為原料冶煉鋁的工藝流程如圖：

|沉淀C

試劑

X通人過

反應(yīng)①、|[XIFOID；警Xi2cq

[電解

過濾

|AI|

過濾」溶液B

下列敘述正確的是()

A.反應(yīng)①中的試劑X可能是氫氧化鈉溶液，也可能是稀鹽酸

B.反應(yīng)②中試劑Y可能是氨氣

C.反應(yīng)②中試劑Y可能是二氧化碳

D.將X與Y試劑進(jìn)行交換，最終可以達(dá)到相同結(jié)果

【解析】選B。A項(xiàng)，試劑X不是氫氧化鈉溶液，因?yàn)檠趸X、二氧化硅都能與氫氧化鈉反應(yīng)，得不到沉

淀C,錯(cuò)誤；B項(xiàng)，試劑Y可能是N%,它與含

AP+溶液反應(yīng)生成氫氧化鋁，正飾；C項(xiàng)，試劑Y不可能是二氧化碳，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，將試劑X和Y進(jìn)行

交喚，結(jié)果不同,錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二：銅及其化合物

----必備知識(shí)?夯實(shí)-----

1.銅的性質(zhì)：

(1物理性質(zhì)：銅是紫紅色金屬,具有良好的導(dǎo)曳性、導(dǎo)熱性和延展性。

(2)化學(xué)性質(zhì)

潮濕空氣非輒化性酸

CU(OH)CO不反應(yīng)

223①

CuO*^2-乳化性酸Cu2++非

小金屬金依依化物

CI,

CuCI,*^

溶液

寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：

①2Cu+O2+82+H2O=CU2(OH”CO3

②2Cu+112s

③

「H?S(%(濃)：Cu+2HzSOJ濃)4cuS04+S029+2凡0

Cu3Cu+8H++2N0r=3Cu'+2N0C+4H2。

LHN()3(濃)：Cu+4H++2N07-Cu計(jì)+2NC>2t+210

「Ag+：Cu+2Ag+—2Ag+Cu計(jì)

④Cu斗

—FW：Cu+2Fe^=2Fe計(jì)+Cu2+

2.銅的重要化合物

(XOHKOLCUO-CuSOaUCuSO45Hq

I1L

CuqYu(OH)；:

(1踴化物。

①CuO：黑色難溶于水的固體，與酸反應(yīng)，可以用H2、CO、Al還原出Cu0

②C112O:

a.紅色難溶于水的固體。

2+

b.與酸反應(yīng)(H+)為Cu2O+2H+=Cu+Cu+H2O。

c.Cu2O遇到HNO3發(fā)生氧化反應(yīng)生成CM+。

d.與比反應(yīng)：Cu2O+H2^=2CU+H2OO

高溫

e.CuO加強(qiáng)熱的反應(yīng)：4CuO_2Cu2O+O2to

(2凰氧化銅——藍(lán)色難溶物，是一種弱堿。

,△,△

I―*CU(()H)2Cu()+H,()o

1I4

CLI(()H)2>CU(QH)2+2H~-CU^+2H2OO

I弱氧化.(工。(紅色沉淀)

-CH()(檢驗(yàn)一CH()或葡萄糖)。

⑶銅鹽。

①Cll2(0H)2co3。

CU2(OH”83的名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學(xué)方

程式：Cu2(0H)2coa^ZCuO+CO2f+H2O,可溶于稀硫酸,離子方程式：Cii2(0H)2co3+4H+=2C、+

+CO2T+3H20。

②C11SO4。

藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學(xué)方程式為CUSQ4-5H2O^CUSQ4+5H2OO

③洞鹽的毒性。

銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)殂~離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用這一性質(zhì)

用膽磯、熟石灰、水配成了波爾多液，用來(lái)殺滅植物的病毒。

3.銅及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用與制備的幾種情況

⑴區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和CsO的方法：向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無(wú)色變成藍(lán)色，則該紅色物質(zhì)

為Cu2O,否則為Cu,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O+H2SO4=CUSO4+Cu+H2Oo

(2)通常利用反應(yīng)2Cu+O2=2CUO除去混合氣體中的少量02。

(3)Cu與稀H2s04不反應(yīng)，但在通入O2的條件下,Cu可在稀H2sCh中逐漸溶解：

2Cu+O2+2H2SO4=2CUSO4+2H2O。

(4)無(wú)水硫酸銅只能作為檢驗(yàn)水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。

辨易錯(cuò)

(1閑J用反應(yīng)Cu2s+02叁遇2Q1+SO2制取粗銅，反應(yīng)中被氧化的元素是Cu。(X)

提示：S元素從-2—+4,被氧化的元素是So

(2)CUSO4變成CUSO4-5H2O是物理變化。(x)

提示：CuSO4+5H2O=CUSO4-5H2O是化學(xué)變化。

(3閑」用無(wú)水硫酸銅遇水變成藍(lán)色這一性質(zhì),來(lái)檢驗(yàn)水的存在。N)

提示：無(wú)水硫酸銅遇水生成藍(lán)色的五水硫酸銅晶體。

(4杷表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應(yīng)，F(xiàn)e片有剩余，所得溶液中的金屬

離子有Fe?+、Cu2*.(x)

2

提示：先發(fā)生：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O和CuO+2HC1=CUC12+H20,這時(shí)溶液中有FN+和Cu

+。但鐵片表面的氧化物除凈后，鐵單質(zhì)與溶液接觸，發(fā)生Fe+2FeCh=3FeCl2.Fe+CuCl2=Cu+FeCb

2+

和Fe+2HCl=FeCl2+H2f,因此充分反應(yīng)后溶液中只有FeO

(5銅比鋁粉得成功冶煉的原因是銅礦較易被還原，鋁礦很難被還原。(")

提示：鋁活潑，難冶煉。

(6)用稀硝酸清除銅制品上的銅銹。(x)

提示：銅能夠溶于稀硝酸，故應(yīng)用鹽酸或稀硫酸除去銅銹。

典例精研

【典例】表中對(duì)陳述I、n的正徜性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是()

選項(xiàng)陳述I陳述口判斷

I對(duì)；

A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠

口對(duì)；無(wú)

I對(duì)；

B銅表面易形成致密的氧化膜銅制容器可以盛放濃硫酸

口對(duì)；有

向硫酸銅溶液中通入氨氣，有藍(lán)色沉淀

把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表I對(duì)；

C產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色

面變黑口對(duì)；有

固體

藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸I錯(cuò)；

D硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑

銅粉末是物理變化II對(duì)；無(wú)

【解析】選D。稀鹽酸可以與CuMOH)2cCh反應(yīng)，而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng)，所以可用稀鹽酸除銅器表

面的銅綠I主要成分是CR(OH)2co3],I、n有因果關(guān)系，A錯(cuò)誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與

濃疏酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯(cuò)誤；硫酸銅與氨水反應(yīng)生成

CU(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,在加熱條件下，銅與氧氣反應(yīng)生成黑色CuO,I、II均正確,

但沒有因果關(guān)系，C錯(cuò)誤；藍(lán)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(xué)變化,

CuSOa可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。

【思維升級(jí)?延伸設(shè)問】在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)，銅粉溶解的是_________

①FeCb②Fe2O3@Cu(NO3)2④KNO3

提示：①②③④。Cu與Fe3+作用：2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,FeiCh與稀H2sO4反應(yīng)生成Fe3+;H+、

NO；同時(shí)存在時(shí)相當(dāng)于HNO3,能使銅粉溶解。故①②③④均能使銅粉溶解。

遷移應(yīng)用

?命題角度一：銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用

I.（2022.珠海模擬）用毛筆蘸取少量30%FeCh溶液在銅片上畫一個(gè)“Cu”字,放置片刻，用少量水將銅片上

的溶液沖到小燒杯中，下列說法正確的是（）

A,燒杯中的溶液呈棕黃色

B.銅片無(wú)任何變化

C.銅片上有凹陷的“Cu”字

D.發(fā)生了反應(yīng)：Fe3++Cu=Cu2++Fe2+

【解析】選C。FeCl原有氧化性，能氧化Cu生成C/+,反應(yīng)方程式為2FeC13+Cu=CuCl2+2Fe（"

A.溶液中溶質(zhì)為CuCLFeCl2,溶液中不存在鐵離子，所以溶液不呈棕黃色，故A錯(cuò)誤；B.FeCb具有氧

化性，能氧化Cu生成Cf+,所以Cu被腐蝕，故B錯(cuò)誤；C.&Cb具有氧化性，能氧化Cu生成CM+,

Cu被腐蝕，所以銅片上有凹陷的“Cu”字，故C正確；D.發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fc3++Cu=Cu2++2Fe2+,

故D錯(cuò)誤。

2,在硫酸鐵溶液中，加入銅粉至完全溶解后，又加入一定量鐵粉，充分反應(yīng)后有殘余固體，則下列判斷

正誦的是（）

A.最后得到的溶液中只含Ci>2+

B.殘余固體一定全部是銅

C.殘余固體可能為鐵、銅混合物

D.最后得到的溶液中含有Fe3+

【解析】選C。硫酸鐵溶液中，加入銅粉至完全溶解后，發(fā)生2Fe3++Cu==

2Fe2++Cu2+,再加入一定量鐵粉，當(dāng)鐵粉過量時(shí)，發(fā)生Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu2++Fe=Cj+Fe2+,SJ

余固體為Fe、Cu,溶液中一定含F(xiàn)e2+,一定不含

Fe3\Cu2+；即殘余固體可能為鐵、銅混合物。

3翼022.廣州模擬）、、化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)”即只需控制第一個(gè)反應(yīng)利用反應(yīng)中氣體產(chǎn)生的壓力和虹吸作用原理，

使若干化學(xué)實(shí)驗(yàn)依次發(fā)生。如圖是一個(gè)“化學(xué)多米諾實(shí)驗(yàn)工已知：

2+

?Cu+4NH3H2O=4H2O+[Cu（NH3）4]2+（該反應(yīng)產(chǎn)物可作為H2O2的催化劑）。

②3知儀器A、C溶液中硫酸濃度相同，實(shí)驗(yàn)中所用鋅粒完全相同

下列有關(guān)分析錯(cuò)誤的是（）

A.該實(shí)驗(yàn)成功的重要條件是整套裝置氣密性良好

B.B中反應(yīng)速率大于D中反應(yīng)速率

C.A和B之間導(dǎo)管a的作用是平衡A和B內(nèi)氣壓

D.H中出現(xiàn)淺黃色渾濁

【解析】選B。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是檢驗(yàn)裝置的氣密性，一旦漏氣實(shí)驗(yàn)失敗，故A正確；B與D

兩容器中比較，D中形成原電池后可以加快反應(yīng)速率，故B錯(cuò)誤；A和B之間導(dǎo)管a的作用是平衡A和B

內(nèi)氣壓，便于液體順利流下，故C正確；過氧化氫分解產(chǎn)生的02與硫化氫反應(yīng)生成S,出現(xiàn)淺黃色渾濁，

故D正確。

?命題角度二：銅及其化合物的制備

4.（2022.東莞模擬）由海綿銅（主要含Cu和少量CuO）制取氯化亞銅（CuCl）的流程如下：

NHQ和（NH。2sCh酸液

NFhNO「HzO和H2sosI

海綿銅~虛解!一_—cuci

I|

濾液—1

已知：氯化亞銅難溶于水，不溶于稀酸，可溶于C1濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化。下列說

法正確的是（）

A,“溶解叩寸，硫酸是氧化劑、Cu是還原劑

2

B.“還原”時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為2Cu++SO；-+H2O=2CU++SO：+

2H+

C.“過濾”時(shí)，可以攪拌加速濾液與CuCI的分離

D「酸洗”時(shí)，最適宜選用的是稀硫酸

【解析】選D。海綿銅加入硫酸和硝酸鍍?nèi)芙獾玫降娜芤褐饕橇蛩徙~，硫酸鍍等，加入亞硫酸錢還原硫

酸洞，在氨化鉉環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀、硫酸筱和硫酸，過濾得到氯化亞銅沉淀，用稀硫酸洗

滌，最終得到氯化亞銅。A.酸性條件下NO；具有強(qiáng)氧化性，在”溶解"時(shí)，硫酸提供氫離子，NO；是氧化

劑、Cu是還原劑，A錯(cuò)誤；B.''還原”時(shí),反應(yīng)的離子方程式為2C/++SO；-+H20+2C1-=2CuClj+

SO?+2H+,B錯(cuò)誤；C."過濾''時(shí)，玻璃棒攪拌濾液有可能搗破濾紙，故過濾時(shí)不可以攪拌，C錯(cuò)誤；

D.氯化亞銅難溶于水，不溶于稀酸，可溶于C1-濃度較大的體系，在潮濕空氣中易水解氧化，則“酸洗”

時(shí)不能用鹽酸、硝酸（防止被氧化），最適宜選用的是稀硫酸，還可循環(huán)利用，D正確。

考點(diǎn)三：金屬礦物的開發(fā)利用（基礎(chǔ)性考點(diǎn)）

-----必備知識(shí)?夯實(shí)------

一、金屬材料

[.合金

（I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：合金具有和成分金屬不同的物理、化學(xué)性質(zhì)或機(jī)械性能。

①熔點(diǎn)：一般低于成分金屬；

②硬度和強(qiáng)度：一般比它的成分金屬的高。

2.常見金屬材料及應(yīng)用

⑴金屬材料的工業(yè)分類

黑色金屬材料有色金屬材料

鐵、鋁、銃以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金

（2）重要的黑色金屬材料一鋼（主要成分鐵和碳）

鋼是用量最大、用途最廣的合金。

〃（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

鋼W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

（3）幾種有色金屬材料

性能：良好的延展性和導(dǎo)電性

鋁鋁

［用途:制導(dǎo)線

及

'性能：密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、

鋁

制造工藝簡(jiǎn)單、成本低廉

合鋁合金＜

用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、

金

、交通運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等

性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性

銅’

用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè)

辨易錯(cuò)

（1任何金屬都能形成合金。（X）

提示：并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化,

若一種金屬的熔點(diǎn)大于另一種金屬的沸點(diǎn),則二者不能形成合金。

（2軀與純鐵相比較，鋼不易生銹。（X）

提示：鋼中含有碳等雜質(zhì)容易形成原電池，腐蝕更快。

（3訃銹鋼、硬鋁都是合金，青銅是銅單質(zhì)，不屬于合金。（X）

提示：青銅為銅錫等形成的合金。

（4）高溫鋁易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉。（力

提示：高溫時(shí)鋁很容易被氧化。

（5懶銀合金能大量吸收H?形成金屬氫化物，可作儲(chǔ)氫材料。（、）

提示：鐲鎂合金可作儲(chǔ)氫材料。

二、金屬冶煉

利用金屬活動(dòng)性順序表，結(jié)合金屬的性質(zhì)，冶煉分為以下幾種：

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu

熱還_____^小分T一其他T

H—電解法

原法解法方法

1.電解法：

適合金屬活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬，比如工業(yè)上冶煉Na、Mg、Al

2NaCl（熔融2Na+Cbt

MgClM熔融)理星

Mg+Chf

通電

2Al2。3冰晶石4AI+302T

2.熱還原法：

用還原劑(C、CO、H”AI等)還原較活潑的金屬氧化物，比如冶煉鐵、鋅、鴇

FeQ」+4C0堂遢

3Fe+4CO2

ZnO+Zn+CO：

WO3+3H2屬退W+3H2。

3.熱分解法：

適用于不活潑的金屬，如Hg和Ago

△

2HgO-2Hg+02T

△

2Ag2O4Ag+02T

【辨易錯(cuò)】(i)冶煉鋁和鈉都可以用電解法。N)

提示：鋁和鈉比較活潑，冶煉鋁和鈉都是用電解法。

(2)所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)。(X)

提示：活潑性比A1弱的難熔金屬，如鈿、銘、鎰、鐵、銅的氧化物才能與A1發(fā)生鋁熱反應(yīng)。

(3)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物。N)

提示：CO在高溫下可還原鐵礦石中鐵的氧化物。

(4)電解AlCh、FeCh、CuCL的混合溶液時(shí)，陰極上依次析出Cu、Fe、AU(x)

提示：陽(yáng)極上析出Cu后，F(xiàn)e3+放電生成Fe?+,而后生成的是氫氣。

(5)火燒孔雀石煉銅是采用焦炭法來(lái)冶煉金屬。(4)

提示：火燒孔雀石煉銅是熱還原法。

(6)人類歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高。(x)

提示：人類歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，是由于鋁的活潑性強(qiáng)。

深思考

明代《天工開物》記載、?火法”冶煉鋅：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內(nèi)……然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪

薪，發(fā)火爆紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也?！保ㄗⅲ籂t甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭）

（"委鉛是指金屬鋅和鉛的混合物嗎？

提示：由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是混合物。

（2）冶煉Zn的化學(xué)方程式是什么？

提示：ZnCO?+2C===Zn+3coT。

（3）該冶煉鋅的方法屬于哪種方法？

提示：熱還原法。由⑵知反應(yīng)中C作還原劑，屬于熱還原法。

----關(guān)鍵能力?進(jìn)階-----

▼能力點(diǎn)一：合金性質(zhì)與金屬材料的應(yīng)用

遷移應(yīng)用

1.（2022.潮州模擬）三星堆新一輪考古發(fā)掘引發(fā)了世界考古學(xué)界的關(guān)注。下列文物主要由合金材料制成的

是1）

]產(chǎn)11

青銅縱目面具陶局柄史玉牙璋漆木器

ABCD

【解析】選A。合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。A.青銅

是洞錫合金，屬于合金，故A選；B.陶高柄豆的主要成分是硅酸鹽,不屬于合金，故B不選；C.玉牙璋的

主要成分是無(wú)機(jī)北金屬材料，不屬于合金，故C不選；D.漆木器的主要成分是纖維素，不屬于合金，故D

不選。

2.（2022.陽(yáng)江模擬）有一種優(yōu)良的磁性合金材料，經(jīng)查閱相關(guān)資料得知：主要成分是Al-Cu-Mg-Fe-Si

合金?，F(xiàn)取幾小塊合金碎片，進(jìn)行如下探究性實(shí)驗(yàn)，其中現(xiàn)象、結(jié)論均正確的是（）

選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象結(jié)論

A加入過量鹽酸充分反應(yīng)有少量固體不溶含有金屬銅

B加入過量NaOH溶液充分反應(yīng)有無(wú)色氣體產(chǎn)生含有金屬鋁

加入鹽酸溶解后，取上層清液，滴入少許NaOH

C產(chǎn)生白色沉淀含有金屬鎂

溶液

加入稀硝酸溶解后，取上層清液，加入KSCN溶

D溶液呈紅色含有鐵元素

液

【解析】選D。A.Cu.Si均不和鹽酸反應(yīng)，加過量鹽酸有少量固體不溶,可能是Si,不一定有Cu,故A

錯(cuò)誤；B.Si、Al均可與NaOH溶液反應(yīng)生成無(wú)色氣體，不能證E月含有AI,故B錯(cuò)誤