第15講金屬材料金屬冶煉

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.了解鎂、鋁、銅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)、用途和制備方法。2.了解常見(jiàn)金

屬的活動(dòng)性順序。3.了解合金的概念及金屬材料的重要應(yīng)用。

考點(diǎn)一鋁及其化合物

■歸納整合夯實(shí)必備知識(shí)

(一)鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1.鋁的結(jié)構(gòu)和存在

出283

鋁位于元素周期表的第三周期第IHA族，原子結(jié)構(gòu)示意圖：一是活潑金屬，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)

怨亙魚(yú)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+3CI2=^=2AIC1?O

(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)

3+

①與H+反應(yīng)的離子方程式：2A14-6H*=2Al4-3H2t<

②在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。

(4)與堿的反應(yīng)

寫(xiě)出A1與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：2A1+2OFT+2H2O=2A1O*+3H2t。

(5)與某些金屬氧化物的反應(yīng)

①寫(xiě)出鋁與FezCh反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+Fe2O3=^S=2Fe+Al2O3o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

實(shí)驗(yàn).?,娘，氯酸鉀:產(chǎn)生氧氣,引發(fā)反應(yīng)

化鐵和鋁粉的混合物

裝置

--------^2)

實(shí)驗(yàn)①鐵帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的日光，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)性弱王A1的金屬，如鐵、銘、錦、鴇等:

應(yīng)用②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

(6)鋁的冶煉

2Al2。式熔融)W^=4AI+3O2to

(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(xiě)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)：A12O3+6H=2Al+3H2OO

-

②與NaOH溶液反應(yīng)：A12O34-2OH=2A1O2+H2OO

(三)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+3H2OO

3.兩性——溶于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿

分別寫(xiě)出A1(OH)3與稀硫酸、NHOH溶液反應(yīng)的高了方程式。

(1)與稀硫酸反應(yīng)

A1(OH)3+3H'=A13++3H2OO

⑵與NaOH溶液反應(yīng)

AI(OH)3+OH-=A1O?4-2H2OO

4.A1(OH)3的制備

寫(xiě)出下列反應(yīng)的離子方程式

(1)A甲與筑水反應(yīng)(不用強(qiáng)堿)

3+

A1+3NH3H2O=A1(OH)3I+3NH；。

(2)A1O2■溶液中通入過(guò)量的CO2

A102+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3。

(3)A13+與A10￡相互促進(jìn)水解反應(yīng)

3+

A1+3A1O2+6H2O=4A1(OH)3I。

(四)明磯

1.化學(xué)式為KA1(SO4)242H2O,它是無(wú)色晶體,可溶于水。

2.明研凈水的原理

電離方程式為KA1(SO4)2=K'+AN+2SOU,其中A13'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)生白色沉淀一漸多一最多一無(wú)沉淀(有但即溶)一出現(xiàn)沉淀一漸多一最

現(xiàn)象

漸少f消失多一沉淀不消失

Q|H[A1(OH)]

川A1(OH)J3

圖像B

一

,CDn(OH)

ABD〃(A產(chǎn))

反應(yīng)的

3+3+

AB：Al4-3OH=A1(OH)31AB：AI+4OH=A1O2+2H2O

離子方

3+

BD：A1(OH)3+OH==A10￡+2H2OBC：A1+3A1O2+6H2O=4AI(OH)3I

程式

r易錯(cuò)辨析」

I.MgO與A1粉的混合物也可稱為鋁熱劑()

2.AI2O3的熔點(diǎn)高，可作耐高溫材料，實(shí)臉室可用氧化鋁卅蝸熔化NaOH、Na2co3固體等()

3.鋁和酸反應(yīng)時(shí)，氧化劑是酸，鋁和堿反應(yīng)時(shí)，氧化劑是堿()

4.氫氧化鋁可作胃酸的中和劑()

5.在加熱情況下利用H?還原AI2O3的方法得到金屬鋁()

6.明研可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用()

7.蒸發(fā)A1與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液，制備無(wú)水AlCb()

8.將A1(OH)3沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀硫酸，加熱蒸干得無(wú)水Ab(SO4)3固體()

9.(NIL02CO3、CII3COONII4、(NILO2S、NaHCOs、KHS、NaHSO,、氨基酸均既能與酸反應(yīng),

又能與堿反應(yīng)()

10.用過(guò)量氨水除去Fe3+溶液中的少量A|3+()

II.除去FezCh中的AI2O3,加入足量NaOH溶液，然后過(guò)濾()

12.將A103加入Ba(HCO02溶液中同時(shí)有氣體和沉淀產(chǎn)生()

答案l.X2.X3.X4.V5.X6.X7.X8.J9.J10.X11.V12.V

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

一、鋁及其化合物與酸、堿反應(yīng)的定量關(guān)系

I.鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出

Hz的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)，【可答下列問(wèn)題：

(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是。

(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生出的

體積之比是。

(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HC1、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的

Hz相等，則HC1和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是。

(4)甲、乙兩燒杯中各盛有l(wèi)(X)mL3moi的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)

量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得生成的氣體體積比為V(甲)：H乙)=1：2,則加入鋁粉的質(zhì)量

為_(kāi)___________________________________________________________________________

(填字母)。

A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g

答案(1)1：1(2)1:3(3)3：1(4)A

解析(1)根據(jù)化學(xué)方程式：2Al+6HCl=2AlCb+3H2f、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2

+3H2t,得Al與H2的關(guān)系式均為2Al?3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的

量必相等。

(2)因?yàn)樵诜磻?yīng)中A1過(guò)量，產(chǎn)生的H?由HC1和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：

6HC1?3H2、2NaOH?3H2,故當(dāng)HQ、NaOH物質(zhì)的量相等時(shí)，二者產(chǎn)生H2的體積比為I:3。

⑶因?yàn)殇X足量且產(chǎn)生Hz的量相等，根據(jù)關(guān)系式〃(HQ)：〃(NaOH)=3：1,又因?yàn)閮扇芤后w積

相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl)：c(NaOH)=n(HCI)：”(NaOH)=3：1,>

(4)可見(jiàn)當(dāng)參加反應(yīng)的HC1和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時(shí)，產(chǎn)生H2的體積比是1：3,而題設(shè)

條件體積比為1:2,說(shuō)明此題投入的鋁粉對(duì)鹽酸來(lái)說(shuō)是過(guò)量的，而對(duì)于NaOH來(lái)說(shuō)是不足的。

2A1+6HC1=2AICB+3H2t

6mol3mol

3molL-,X0.1L0.15mol

則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15molX2=0.3moL

2Al+2NaOH+2H2O=2NaA102+3H2t

2X27g3mol

5.4g0.3mol

即投入的鋁粉為5.4go

-解題指導(dǎo)--------------------------------------------------------------------------

鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系

2AH-6HC1=2A1C134-3H2t

2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2t

(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+)：w(OH-)=3：1。

(2)足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HC1和NaOH反應(yīng)：

①消耗A1的物質(zhì)的量之比為1：3。

②生成田的物質(zhì)的量之比為1:3o

(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［〈含喀＜1,則必定

①鋁與鹽酸反應(yīng)時(shí)，鋁過(guò)量而HQ不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時(shí)，鋁不足而NaOH過(guò)量。

2.室溫下，在0.2mo卜LrAL(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0moLLiNaOH溶液，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶

液pH隨NaOI【溶液體積變化曲線如圖，回答下列問(wèn)題；

V(NaOH)/mL

3+

(Da點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性的原因是AI+3H2OA1(OH)3+3H+(用離子方程式表示)。

(2)a?b段AF+濃度減小的原因是AP++3H2。A1(OH)3+3H+,加入NaOH,中和H卡,反

應(yīng)正向進(jìn)行，AP?的濃度減小。

(3)b?c段，pH變化不明顯的原因是加入的OH主要和AU-反應(yīng)生成了AKOH。沉淀，致使

pH變化不大。

(4)c?d段及以后pH變化大的原因是生成的Al(OH)土溶解生成NaAKh，致使溶液堿性增強(qiáng)。

d點(diǎn)以后，AI(OH)3完全溶解，再加入NaOH,pH再變大較快。

二、從鋁土礦中提取鋁

3.利用鋁灰(主要成分為Al、AI2O3、AIN、FeO等)制備鋁糅劑［主要成分為AKOHhCl］的一

種工藝如下：

水鹽酸漂白液純堿

噴霧鋁糅劑

干燥固體

氣體AH2廢渣CO2

(1)氣體A能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)。鋁灰在90℃時(shí)水解生成A的化學(xué)方程式為

“水解”采用90C而不在室溫下進(jìn)行的原因是o

(2)“酸溶”時(shí)，AI2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(3)“氧化”時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

(4)“廢渣”的成分為(填化學(xué)式)。

(5)采用噴霧干燥而不用蒸發(fā)的原因是，

90

答案(1)A1N+3H2O==A1(OH)3+NH?t

加快AIN的水解反應(yīng)速率，降低NFh在水中的溶解度，促使NE逸出

+3+

(2)A12O3+6H=2A1+3H2O

2++-3+

(3)2Fe+2H+CIO=2Fe+C1-+H2O

(4)Fe(OH)3

(5)防止A1(OH)2C1水解生成A1(OH)3

-歸納總結(jié)?

工業(yè)煉鋁的流程

方案一：堿溶法

NaOH溶液

鋁

較純的AkOs

土

礦過(guò)濾、

洗滌

A1(OH%懸濁液

方案二：酸溶法

L沉

加過(guò)量

濾NaOH

鋁通CO2并

土液控制反應(yīng)HAI（OH）3[M[A^

礦濾條件_

沉r

液過(guò)濾

淀NaHCO,

考點(diǎn)二銅金屬材料金屬冶煉

■歸納整合夯實(shí)必備知識(shí)

(一)銅

1.單質(zhì)銅

⑴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+O2+CO2+H2O=Cll2(OH)2co3(綠色固體)。

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+2H2SO4(^)=^=CuSO4+SO2t+2H2OO

④與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu+8H'+2NO3=3Cu2++2NOf+4H2Oo

2+

⑤與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：CU+4H*+2NOI=CU+2NO2t+2比0。

@與FeCb溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2+4-Cu2+o

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)(FT)CUO+2H=CU+H2OCU2O+2H=CU+CU+H20

與此反應(yīng)CuO+H2=^=CU+H20Cu2O+H2^=2CU+H2O

轉(zhuǎn)化關(guān)系4cgM

2CU2O+O2t

3.氫氯化銅

(1)物理性質(zhì)：監(jiān)色難溶于水的固體。

(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用

反應(yīng)①的化學(xué)方程式：CU<OH)2=^=CUO+H2OO

反應(yīng)②的化學(xué)方程式：CU(OH)2+2H+=CU2'+2H20。

4.銅鹽

⑴CMOHbCCh名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分。

△Cu2(OH)2CO3^=2CuO+CO2f

一+凡0

Cu2(0H)2c0?—

稀H2SO1CU2(OH)2co,+4H-=2Cu2+

*+CO2t+3H2O

（2）CUSO4-5H2O俗稱藍(lán)磯、膽研。

1乃士CuSQr5H2?！鳍貱uSO4

叫及生（藍(lán)色晶體/②（白色粉末）+5H2O,無(wú)水C11SO4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，因此可將膽磯、熟石灰、水配成波爾多液，月來(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

^71由兩種或兩種以上的金屈（或金屈與非

-T-J金屋）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

「具有金屈特性

熔點(diǎn)：多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屈

性能一一

的熔點(diǎn)低

硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屈

的硬度大

2.常見(jiàn)的金屬材料

⑴金屬材料分類

金黑色金屬材料鐵缽、較以及它們的合金

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|-一中碳鋼:強(qiáng)度高，韌性及加工性好

前L高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好

鐵

口辰麗一具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制

①—不銹鋼及各種特種鋼

種類：硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等

特性：密度小、強(qiáng)度高、塑（造）性好、易于加工

_K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）

『K白銅（主要含Cu、Ni、Zn等）

3.金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用

（I）金屬在自然界中的存在

|化合態(tài)卜在金屈化合物中，金屈元素都顯正價(jià)

隨圄一金、鈿等極少數(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。即乂#+〃廣=乂（寫(xiě)反應(yīng)通式,

用M表示金屬）。

（3）金屬冶煉的方法

電解熱還原熱分解

---------金屬活動(dòng)性逐漸減弱---------------

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

電解網(wǎng)!△

NaCI熔融）Fe2O3HgO

例如下列金屬的冶煉（用化學(xué)方程式表示）

Na：2NaCI（熔融）型甦=2Na+Cl2t

電

解Mg：MgC%（熔融）典雅=Mg+CI2t

法

Al：2Al2。3（熔融）黑：4AI+302t

熱高爐煉鐵：FeO+3CO=^2Fe+3CO

還232

原

法焦炭還原制銅：2CuO+C3=2Cu+CO2t

熱

分

Hg：2HgO=2Hg+O2f

解

法Ag：2Ag2O=4Ag+O2f

r易錯(cuò)辨析」

1.CuO是黑色固體，與水反應(yīng)生成CU（OH）2（）

2.將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕（）

3.C11SO4SH2O失去結(jié)晶水屬于物理變化（）

4.將CuCb溶液在蒸發(fā)皿中蒸干，得到無(wú)水CuCL固體（）

5.將表面有銅綠的銅器放入鹽酸中浸泡除去銅綠（）

6.合金材料中不可能含有非金屬元素（）

7.合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點(diǎn)一般低于成分金屬（）

8.工業(yè)上電解熔融的AlCh制取Al（）

答案1.X2.V3.X4.X5.J6.X7.J8.X

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

一、銅及其化合物的制備

1.工業(yè)上由黃銅礦（主要成分為CuFeS*冶煉銅的主要流程如卜.:

氣體A

泡銅Al一粉電解一精

（Cu2O、Cu）高溫銅精煉銅

熔泄B

（1）氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的（填字母）吸收。

a.濃硫酸b.稀硝酸

c.NaOH溶液d.氨水

⑵由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為。

⑶以CuSCU溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pl、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，下列

說(shuō)法正確的是（填字母）。

a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

C.溶液中C/+向陽(yáng)極移助

d.從陽(yáng)極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬

（4）利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CUSO4+2H2O可制備CuSCh,若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池,

其正極電極反應(yīng)式為。

答案（l）cd（2）3Cu2O+2Al=^=AbO3+6Cu

（3）bd（4）4Ht+O2+4e-=2H2O

解析（1）氣體A中的大氣污染物為Sth,可以用NaOH溶液或氨水吸收。（2）依據(jù)圖小，泡

銅中的Cu?O與A1在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制得銅。（3）電解精煉銅的過(guò)程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)

能的同時(shí)，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯(cuò)；電解精煉粗銅時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，與電源正極相連，

發(fā)生氧化反應(yīng)，b對(duì)；電解過(guò)程中Cu＞向陰極移動(dòng)，c錯(cuò)：粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比

銅的弱，形成陽(yáng)極泥，可以回收，d對(duì)。（4）根據(jù)總反應(yīng)，02發(fā)生還原反應(yīng)，因此正極反應(yīng)式

+

為O24-4H4-4e=2H2OO

■練后反思

冶煉銅的“兩方法”

（1）濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cuo

（2）高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅（粗銅）：

goo,c

2CuFeS2+4O2=CU2S+3SO2+2FeO（爐渣）

IC

2CU2S+3O2'2CU2O+2SO2

I）oo'C

2CU2O+CU2S=^=6CU-bSO2t

粗銅中銅的含量為99.5%?99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過(guò)電解精煉可

得到納度達(dá)99.95%?99.9B%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽(yáng)極，失電子變?yōu)镃u?/,

用純銅榛作陰極即可得精銅。

二、金屬冶煉、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用

2.不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說(shuō)法正確的是（）

A.帆、銘、缽、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制

B.鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因?yàn)殇X的冶煉方法比較簡(jiǎn)單

C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)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(lái)獲取它們的單質(zhì)

D.煉鐵時(shí)加入的焦炭除了提供熱量外，還用來(lái)制造還原劑一氧化碳

答案D

解析A項(xiàng)，通常用CO還原法煉制鐵，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，是因?yàn)锳1有良好的性能，才被廣泛使

用，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，氯化鋁是共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，

錯(cuò)誤；D項(xiàng)，高爐煉鐵中集炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。

3.以高硫鋁土礦（主要成分為AI2O3、Fe2O3>SiO2>少量FeS2）為原料,生產(chǎn)FesCh的部分工

藝流程如下：

空氣NaOH溶液FeS2

礦粉患市H砌一Fe^o,

SO2濾液SO2

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.用NaOH溶液吸收焙燒過(guò)程產(chǎn)生的SO2有利于保護(hù)環(huán)境和資源再利用

B.從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物

C.向“過(guò)濾”得到的濾液中通入過(guò)最CO?，鋁元素存在的形式由A10］轉(zhuǎn)化為AP

D.FeS2與Fe2O3混合后在無(wú)氧條件下焙燒的目的是生成FeQ,和S02

答案C

解析C項(xiàng)，通入過(guò)量的二氧化碳，濾液中的A10］只能轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀。

考點(diǎn)三鎂海水提鎂

■歸納整合夯實(shí)必備知識(shí)

I.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1.8X0%

2.鎂的性質(zhì)

分別寫(xiě)出鎂與①。2、②N2、③CL、④H+、⑤NH4cl溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的

寫(xiě)離子方程式：

@2Mg+O2^^2MgO；

否”，Ixr點(diǎn)燃“7

②3Mg+N2---Mg3N2；

③Mg+Cb/"MgCk：

+2+

@Mg+2H=Mg+H2t：

⑤Mg+2NH；=Mg2++2NHaf+H，f。

3.鎂的提取

從海水中提取鎂的流程

⑴流程

貝殼堡竣CaO生石灰乳沉整

海水或苦鹵_LMg(OH)22Mj

MgC2,6H2。

HCl氣體

Mg。

wMg脫水(△)

(2)主要化學(xué)反應(yīng)

①制石灰乳：CaCO3=^=CaO+CO2t、CaO+H2O=Ca(OH)2:

2+2+2+

②沉淀Mg：Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca；

HC1

③制備MgCh：Mg(OH)2+2HCl=MgCL+2H2O、MgCl2-6H2O^=MgC12+6H2O；

④電解MgCl2：MgCb(熔融)』雪Mg+CLto

4.鎂的重要化合物

2+

氧化鎂堿性氧化物MgO+2H'=Mg+H2O

+2+

中強(qiáng)堿Mg(OH)2+2H=Mg4-2H2O

難溶于水Mg2+-f-2OH-=Mg(OH)2I

氫氧化鎂

溶解度小于碳酸鎂MgCO3+H2O=^=Mg(OH)2+C02t

熱穩(wěn)定性Mg(OH)2=^=MgO+H2O

氯化鎂用卜冶煉金屬鎂MgCh(熔融)』-Mg+Cht

r易錯(cuò)辨析」

I.加熱MgCL溶液最終可制得MgCb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.鎂不慎著火，可以用CO?滅火()

4.在Mg(HCO3”溶液中加入足量的Ca(OH”溶液，最終得到的沉淀是MgCCh和CaCC>3()

答案l.X2.X3.X4.X

■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力

從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示:

回答下列問(wèn)題：

(1)海水通過(guò)結(jié)晶、過(guò)濾得到的固體物質(zhì)主要是e

答案NaCI

(2)怎樣使MgCl2-6H2O失云晶體水，得到MgCl2?

答案將晶體置于HC1氣體氛圍中脫水。

(3)上述工藝流程涉及到的四大基本反應(yīng)類型有：

答案化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)

(4)寫(xiě)出電解熔融MgCl2的電極反應(yīng)式。

答案陽(yáng)極：2c「-2e=C12t

陰極：Mg2++2e=Mg

真題演練明確考向

1.(2020.全國(guó)卷HI,7)宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年色彩依然,

其中綠色來(lái)自孔雀石顏料[主要成分為CU(OH)2CUCO3].青色來(lái)自藍(lán)銅礦顏料[主要成分為

CU(OH)2-2CUCO3]O下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度

B.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化

C.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿

D.CU(OH)2CUCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于CU(OH)2-2CUCO3

答案c

2.(2020?江蘇，3)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)美系的是()

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(guò)多的胃酸

D.明磯溶于水井水解形成膠體，可用于凈水

答案D

解析鋁的金屬活潑性強(qiáng)與可用于制作鋁金屬制品無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系，A項(xiàng)錯(cuò)誤；氧化鋁熔點(diǎn)高，

可用作耐高溫材料：鋁是活潑金屬，用電解法冶煉，選搽氧化鋁作原料，是因?yàn)檠趸X是離

子化合物，B項(xiàng)錯(cuò)誤：氫乳化鋁具有弱堿性，可以中和迂多的胃酸，C項(xiàng)錯(cuò)誤：明肌的化學(xué)

式為KA1(SO4)242H2O,Al3T發(fā)生水解生成A1(OH)3膠體，可以吸附水中懸浮的顆粒物，從而

起到凈水的作用，D項(xiàng)正確。

3.(2020?山東，9)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量SiO?、FezCh和AI2O3)為原料制備高

純鎂砂的工藝流程如下：

氯化假溶液氨水

氫

高

浸

氣

純

出

化

鎂

液

鎂燒

砂

廢渣第氣濾液

已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiOz、Fc(OH)3和A1(OH)30下歹ij說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO+2NH40=MgC12+2NH3t+H2O

B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行

C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4C1

D,分離Mg?'與AU-、Fe3+是利用了它們氫氧化物KSp的不同

答案B

解析氯化核溶液顯酸性，與MgO反應(yīng)，相當(dāng)于MgO,是進(jìn)了氯化餒的水解、生成氮?dú)?，A

項(xiàng)正確；NH3-H2。易分解，故沉鎂時(shí)溫度不可太高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由流程圖可知氯氣可循環(huán)使

用，沉鎂過(guò)程中產(chǎn)生氤化餒，故氯化鎂也可循環(huán)使用，C項(xiàng)正確：浸出過(guò)程中產(chǎn)生Fe：OH)3

和A1(OH)3,沉鎂過(guò)程中加氮水調(diào)節(jié)pH產(chǎn)生Mg(OH”，利用三種離子氫氧化物K$p的不同，

使其先后沉淀而分離，D項(xiàng)正確。

4.[2016?海南，I4(I)(2)(3)]KAI(SO4)242H2O(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Fe、Mg雜質(zhì))制備明磯的過(guò)程如下圖所

示?；卮鹣铝袉?wèn)題：

百瀉曲[UKIN-3[^B]鬻亙

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

a.HC1溶液h.H2sO4溶液

c.氨水d.NaOH溶液

(2)易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為,

(3)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O

答案(l)d

(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t

(3)A1(OH)3AU/水解，使溶液中H+濃度增大

解析(3)濾液A中鋁元索以AIOE形式存在，與溶液中HCO5發(fā)生反應(yīng)：A1O7+HCO7+

+3+

H2O=A1(OH)3I+COf,故沉淀B為A1(OH)3,明肌溶于水時(shí)，KAl(SO4)2=K4-Al+

3

2SOi-,A1*4-3H2OA1(OH)3+3H*,使溶液呈弱酸性。

課時(shí)精練

一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.下列所用的材料不屬于合金的是（）

A.家用的鋁窗B.建筑用的鋼筋

C.鑄造用的黃銅D.溫度計(jì)用的水銀

答案D

解析水銀是汞，是金屬單質(zhì)，不是合金，故D符合。

2.C919大型飛機(jī)的主結(jié)構(gòu)材料大量使用了鋁鋰合金，鋁鋰合金的優(yōu)點(diǎn)是（）

A.高強(qiáng)度、導(dǎo)熱性B.低密度、高強(qiáng)度

C.低密度、導(dǎo)電性D.導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性

答案B

解析制造飛機(jī)材料要求密度低、強(qiáng)度高，鋁和鋰都是輕金屬，所以制成的鋁鋰合金密度低、

強(qiáng)度高，適合用作制造飛機(jī)的材料，與其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性尢關(guān)。

3.2021年5月15日，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功軟著陸于火星。這是中國(guó)火星探測(cè)史上的歷

史性事件。新型鋁基碳化往復(fù)合材料被大量應(yīng)用于火星左的車身。下列關(guān)于該復(fù)合材料可能

的性質(zhì)描述不正確的是（）

A.密度小B.硬度大

C.熔點(diǎn)低D.抗氧化

答案C

4.下列敘述鎂的性質(zhì)中，正確的是（）

A.在氮?dú)庵胁荒苋紵?/p>

B.與水不能反應(yīng)釋放出氫氣

C.在氯氣中燃燒會(huì)產(chǎn)生白煙

D.鎂條可在二氧化碳?xì)怏w中燃燒只生成白色固體

答案C

解析Mg在N2、02、。2、CO?中能燃燒；在加熱時(shí)，Mg與H2O反應(yīng)生成H2：Mg與CO2

反應(yīng)生成固體MgO和Co

5.下列說(shuō)法不正確的是（）

A.通過(guò)電解熔融的無(wú)水MgCL可以制得金屬鎂

B.鎂條在空氣中燃燒所得的固體物質(zhì)是混合物

C.氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐火材料

D.金屬鐵質(zhì)地柔軟，不適宜制作高強(qiáng)度的合金材料

答案D

解析Mg是活潑金屬，加果電解氯化鎂溶液，陰極上氫離子放電而不能生成Mg,所以工業(yè)

上采用電解熔融MgCh的方法冶煉Mg,故A正確；Mg在空氣中燃燒生成MgO、Mg3N2.

MgO和C,所以鎂條在空氣中燃燒所得的固體物質(zhì)是混合物，故B正確；MgO熔點(diǎn)很高，

在一般條件下不端融，所以氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐火材料，常作耐火磚，故C正確；雖然Mg質(zhì)

地柔軟，但密度小，常用來(lái)制作合金材料，如鎂鋁合金，故D錯(cuò)誤。

6.某同學(xué)通過(guò)系列實(shí)驗(yàn)探究A1及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到目的的是()

A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，將鋁條置于其中探究AI的活潑性

B.將NaOH溶液緩慢滴入Ab(SO4)3溶液中至過(guò)量，最終觀察到有沉淀生成

C.將A1(OH)3濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過(guò)濾，洗滌并收集沉淀

D.將AI(OH)3沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀硫酸，加熱蒸干得無(wú)水A12(SO4)3固體

答案D

解析A項(xiàng)，稀釋濃硫酸時(shí)應(yīng)將濃硫酸加入水中并不斷攪拌：B項(xiàng)，將過(guò)量的NaOH溶液滴

入A12(SO4)3溶液中，最終生成NaAIO?溶液，無(wú)沉淀。

7.某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)口的的是

()

A.將銅絲插入濃硫酸中尹加熱，反應(yīng)后再加入水，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CuCb的生成

C.將CU02溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無(wú)水CuCL固體

D.將表面有銅綠［CU2(OH)2cCN的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠

答案D

解析濃硫酸溶于水放熱，正確的操作應(yīng)該將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應(yīng)后取一定量的反

應(yīng)液加入盛有水的燒杯中，A錯(cuò)誤；應(yīng)該用紅熱的銅絲，B錯(cuò)誤；C/+水解，加熱CuCL溶

液不能得到CuCL固體，C錯(cuò)誤；銅綠溶于鹽酸而銅不溶于鹽酸，故可用鹽酸除去銅器表面

的銅綠，D正確。

8.以混有SiO2的MgCCh為原料制備氧化鎂的實(shí)驗(yàn)流程如圖：

鹽酸氨水

原~I-------1氧

省浸出液-岬卜I固?體xTl闔一嚏

浸出渣母液

下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()

A.酸浸的離子方程式為COr+2H'=C02t+&0

B.浸出渣的成分是SiO?

C.母液的主要溶質(zhì)是NH4CI

D.固體X是Mg(OH)2

答案A

解析MgCCh是微溶物，不可拆成禹子，故A錯(cuò)誤；SiO2不溶于鹽酸，濾渣為SiCh,故B

正確：加入氨水沉鎂，MgCl24-2NH3H2O=Mg(OH)2I+2NH4C1,母液主要溶質(zhì)是NH4Q,

故C、D正確。

二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

9.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)ez。,雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示：

氧

化

鋁過(guò)量X

礦反應(yīng)1

石過(guò)濾

下列對(duì)上述流程中的判斷正確的是()

A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物

B.CO?可以用H2s溶液或稀鹽酸代替

C.反應(yīng)II為CO2+A1O2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3

D.工業(yè)上還可采用Fe還原AhOs的方法制AL成本更低

答案C

解析A項(xiàng)，氮水為弱堿不能溶解AI2O3；B項(xiàng)，用強(qiáng)酸代替C02,易造成Al(0H)3的溶解，

進(jìn)而造成A1的損失；D項(xiàng)，F(xiàn)e不能還原AI2O3。

10.金屬材料的發(fā)展極大地促進(jìn)了人類社會(huì)的文明程度。如圖是兩種金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化

關(guān)系。下列說(shuō)法不正確的是()

M稀H2sosMSO%

①H2O2

紅色藍(lán)色溶液

金屬

回

金屬紅色溶液

3+

A.根據(jù)反應(yīng)③可知氧化性:Fe>H2O2

B.向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀

C.反應(yīng)③中稀硫酸表現(xiàn)酸性、氧化性

+2+

D.反應(yīng)①的離子方程式為Cu+H2O2+2H=CU+2H2O

答案AC

解析由題干中兩種金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖分析可知，M為Cu,E為Fe,X為FeSO4,

Y為Fe2(SO4)3,W為Fe(SCN)3,Z為Fe(OH)3o反應(yīng)③的離子方程式為2Fe2++H2O?+2H+

3+3+

=2Fe+2H2O,可知氧化性：H2O2>Fc,A錯(cuò)誤；X溶液中含有Fe?+,故向X溶液中滴

入K.3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，B正確；根據(jù)反應(yīng)③的離子方程式為2Fe2++H2Ch+

+3+

2H=2Fe+2H2O可知反應(yīng)③中稀硫酸僅表現(xiàn)酸性，C錯(cuò)誤；反應(yīng)①的離子方程式為Cu

+2+

+H2O2+2H=CU+2H2O,D正確。

11.實(shí)驗(yàn)室從含有少量氧化鐵雜質(zhì)的廢銅粉制取無(wú)水硫酸銅的實(shí)驗(yàn)步驟如下圖:

廢

銅

粉

氣體A

下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

A.溶解廢銅粉“過(guò)量酸”是指稀硝酸

B.氣體A是02,將亞鐵離子氧化為鐵離子

3+2+

C.生成沉淀D的離子方程式可以為3CuO+2Fe+3H20=2Fe(OH)3I+3Cu

D.從溶液中得到的無(wú)水硫酸銅的方法是冷卻結(jié)晶

答案BC

解析過(guò)量的酸應(yīng)為稀硫酸，用稀硝酸會(huì)引入硝酸根離子，A錯(cuò)誤；向混合溶液通入氣體A

的作用是將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子，氣體A為氫氣，B正確；加入固體B的作用是

調(diào)節(jié)溶液的pH,