第三講金屬材料

【課標(biāo)要求】1.能列舉、描述、辨識銅、鋁及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。

2.知道合金的組成及其主要應(yīng)用，能根據(jù)合金的性質(zhì)分析生產(chǎn)、生活及環(huán)境中的

某些常見問題。

3.結(jié)合實例認識合金、金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物

質(zhì)，實現(xiàn)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化。

夯?必備知識

一、合金、金屬材料的利用

1.合金.………R屬于混合物

由兩種或兩種以上的金屬（或金屈與韭金屜）

勺*-熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

具有金屬特性

/熔點：多數(shù)合金的熔點比它的各成分金屬

的熔點低

硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屬

'的硬度大

2.常見的金屬材料

（1）金屬材料的分類

黑色金屬材料

金屬段、鎰、食以及它們的合金

有色金屬材料

材料除黑色金屬以外的其他各種金屬及其合金

（2）幾種常見的合金

①

碉廠低峨幽:韌性、焊接件好，強度低

廠―十中碳鋼:強度高，韌性及加工性好

gj畫匚邈幽:硬而脆.熱處理后彈性好

|_|7F|具有各種不同的優(yōu)良性能.用于

血制不銹鋼及各種特種鋼

②

種類:硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等

特件：密度小,強度高、塑（造）性好、易于加工

用途：建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運輸業(yè)等

③

銅療銅：（主要含Cu、Sn、Pb）我國最早使用

合

黃銅（主要含、等）

金CuZn

白銅（主要含Cu、Ni、Zn等）

④新型合金

儲氫合金：能吸收H2,并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。如Ti—Fe合金和La

-Ni合金。

鈦合金：耐熱合金和形狀記憶合金廣泛應(yīng)用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等

領(lǐng)域。

3.鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)

（1）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。鋁的熔點比鎂高，硬度比鎂大。

（2）對比掌握鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)

鋁鎂

2Mg+O2^占^燃=2MgO

與非金屬反應(yīng)能被。2、02氧化

,點燃

3Mg+N2^^=Mg3N2

能與沸水反應(yīng)：Mg+

與水反應(yīng)反應(yīng)很困難

2H2O=^=Mg(OH)2+H2t

反應(yīng)速度比Al快：Mg+2H，

與酸（H+）反應(yīng)能與H+反應(yīng)產(chǎn)生旦2

—Mg2++H2f

與堿反應(yīng)能溶于強堿溶液產(chǎn)生比不反應(yīng)

能在CCh中燃燒：2Mg+

能與Fe2O3、MnO2>Cr2O3

與某些氧化物反應(yīng)

等金屬氧化物發(fā)生鋁熱反應(yīng)CO2^^=2MgO+C

4.鋁的氧化物與氫氧化物

(1)氧化鋁

①物理性質(zhì)

白色固體，難溶于水，有很高的熔點。

②化學(xué)性質(zhì)

與HCI反應(yīng),Al2()3+6HCI

兩性

2AK1+311,()

氧化

與NaOH反應(yīng)A12()3+2"()H^=

物

2NaAl()2+也()

(2)氫氧化鋁

①物理性質(zhì)

亙色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。

②化學(xué)性質(zhì)

Al(OH)3的電離方程式：

AIOE+H++H2OAI(OH)3A13++3OH

酸式電離堿式電離

▼

能涔孑頰或辭成，便3、就溶孑界破(如112c(八)

弱堿(如負水J

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

a.Al(OH)3+3H+=A13++3H9；

b.Al(OH)3+OH=A?+2H2O；

c.2Al(OH)30=A12O3+3H2O°

(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明研的化學(xué)式為KAI(SO4)212H2O,它是無色晶體，可溶于水，水溶液pH

<7(填“V”或“=")。明研可以凈水，其凈水的原因是AF+水解牛.成

Al（OH）3膠體，膠體吸附水中雜質(zhì)形成沉淀而凈水。

【診斷1］判斷下列敘述的正誤（正確的劃“J”，錯誤的劃“X”）。

（1）合金材料中不可能含有非金屬元素（X）

（2）合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬（J）

（3）氫氧化鋁可用于治療胃酸過多（J）

（4）能用鋁槽車儲運濃硫酸與濃硝酸，是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與濃硫酸、

濃硝酸反應(yīng)（X）

二、金屬礦物的開發(fā)利用

L金屬冶煉的一般方法

（1）金屬在自然界中的存在

延曹A在金屈化合物中,金瓜元素祐顯正價

知崢-金、伯等極少數(shù)金屈

（2）金屬冶煉的一般步驟

（3）金屬冶煉的實質(zhì)

金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：M”++〃e-=M

（M表示金屬）。

（4）金屬冶煉的方法（用化學(xué)方程式表示）

冶將Al用A12O3^不用A1C1的原固呈AlCh美E4

化今忱盛融女,不導(dǎo)電

一；Na：2NaCl（熔融）建ZNa+Sl

解%Mg：MgCL/熔融）/Mg+CU

J-*AI：2AI2O3（^^）==4A1+3OJ

]冰HR11

~?高爐煉鐵：3co+FeQ,亙逞2Fc+3c。2

普|~?焦炭還原制銅：C+2CUOBB2CU+COJ

舉—?,Hg：2HgO^==2Hg+Of

分------------2-

號—*Ag：2Ag2。=^=4Ag+O2|

2.鋁熱反應(yīng)

鎂帶：為鋁熱反應(yīng)的起始反應(yīng)

提供高溫條件，作引發(fā)劑

（氯酸鉀：為鎂條繼

實驗裝置U續(xù)燃燒提供氧氣

*氧化鐵和鋁粉的混合物

O

1—Z”.....jj

①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)生耀眼的白光；

實驗現(xiàn)象

②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式

實驗結(jié)論

為2Al+Fe2O3^^=ALO3+2Fc

①制取熔點較高、活潑性弱于A1的金屬，如鐵、格、錦、鴇等；

原理應(yīng)用

②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

【診斷2】判斷下列敘述的正誤（正確的劃“，’，錯誤的劃“X”）。

（1）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

化物的方式來獲取它們的單質(zhì)（X）

（2）煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量處，還用米制造還原劑一氧化碳（J）

（3）所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)（X）

（4）火燒孔雀石煉銅是采用的焦炭法來冶煉金屬（J）

三、銅及其重要化合物的性質(zhì)和應(yīng)用

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)

C%(OH)2co3M濕差：氧化性酸「儼

CuO-~上_

CuCI^—

2丫某些鹽溶液-C/+

Cu2S-_§—

①在潮濕的空氣里銅表面逐漸形成一層綠色的銅銹，化學(xué)方程式：2CU+O2+CO2

+H2Q=CU2(OH)2CO3O

②銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：2CU±S^=CU2SO

③銅與氯化鐵溶液：Cu+與eC13-CuC12+2FeC12。

2.氧化銅和氧化亞銅

、和Cu區(qū)分的方法是加入稀H2sCh,觀察溶液的顏色

(1)氧化銅是黑色固體，與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為CUO+2H+=CU2++H2O。

(2)氧化亞銅是磚紅色固體,與鹽酸反應(yīng)CsO十2Hl-C產(chǎn)+Cu十H2。。

(3)轉(zhuǎn)化關(guān)系：4CuO^^2Cu2O+Cht。

3.氫氧化銅

藍色固體，受熱發(fā)生分解，可表示為Cu(OH)2獸=010+印0,新制的CU(OH)

2與含醛基(-CHO)的有機物共熱可生成磚紅色CU2。。

4.堿式碳酸銅和硫酸銅

(1)堿式碳酸銅是銅綠、孔雀石的主要成分。

△

△CU2(()H)2CO3------2CU()+CO2f

「廠2+H2()

CU2(()H)2C()3—

?稀H2sse%(()H)2c=

24

2Cu~+C()2f+3H2()

(2)CuSO4?5H2O俗稱藍磯、膽磯。無水CuSCh為白色固體遇水變監(jiān)色，可用于

檢驗水的存在。

【診斷3】判斷下列敘述的正誤(正確的劃“J”，錯誤的劃“X”)。

(1)無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水(V)

(2)將銅絲插入濃硫酸加熱，反應(yīng)后把水加入反應(yīng)器中，觀察硫酸銅溶液的顏色

(X)

（3）銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物（X）

（4）銅比鋁早被發(fā)現(xiàn)的原因是銅礦較易被還京，鋁礦很難被還原（J）

倡提?關(guān)鍵能力

考點一合金、金屬材料的利用

題組一金屬材料、合金的性質(zhì)與應(yīng)用

1.C919大型飛機的制造采用了大量新材料鋁鋰合金。下列關(guān)于鋁鋰合金的說法不

正確的是（）

A.鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物

B.鋁鋰合金的硬度比鋰大

C.鋁鋰合金的熔、沸點比鋁低

D.鋁鋰合金耐酸堿腐蝕

答案D

解析鋁鋰合金中的鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，鋰能與酸反應(yīng)，故鋁鋰合

金不耐酸堿腐蝕。

2.“擬晶”是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。A165CU23Fei2

是二十世紀發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一。具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這

種擬晶的說法正確的是（）

A.無法確定A165Cu23Fei2中三種金屬的化合價

B.A165CU23Fei2的硬度小于金屬鐵

C.A165CU23Fei2不可用作長期浸泡在海水中的材料

D.lmolAl65Cu23Fei2溶于過量的硝酸時共失去265mol電子

答案C

解析擬晶Al65cli23Fei2是由三種金屬元素組成，由于金屬無負價，根據(jù)化合物

代數(shù)和為。的原則，三種金屬的化合價均可視作0價，A錯誤；擬晶具有合金的

某些優(yōu)良物理性能，合金的硬度一般比各成分金屬大，B錯誤；A165CU23Fei2與海

水可以構(gòu)成原電池，會加速活潑金屬的腐蝕，因此不可用作長期浸泡在海水中的

材料，C正確；溶于過量的硝酸時，A1與Fe均變?yōu)?3價，Cu變?yōu)?2價，故1

molAl65Cu23Fei2失電子的物質(zhì)的量=65X3mol+2X23mol+l2X3mol=277

mol,D錯誤。

題組二鎂、鋁及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用

3.下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是（）

A.鐵粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥

B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量AF+

C.A1（OH）3中混有少量Mg（OH）2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向

源液中通入過量CO2后過濾

D.MgO中混有少量AI2O3：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過淀、洗滌、干燥得

到MgO

答案B

解析氨水與Fe3+和A13+均反應(yīng)生成氫氧化物沉淀，不符合除雜的要求。

4.（2021」月江蘇新高考適應(yīng)性考試）由制鋁T業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e、Ca、$、Al

等的氧化物）制取聚合硫酸鐵鋁凈水劑的流程如下。

稀H,SOI、H,O2

廢渣T浸取加熱聚合卜一聚合硫酸鐵鋁

濾渣

下列有關(guān)說法不正確的是（）

A.控制適當(dāng)反應(yīng)溫度并不斷攪拌，有利于提高鐵、鋁浸取率

B.AI2O3與稀硫酸反應(yīng)的離子方程式：AI2O3+6H=2AI3+3H2O

C濾液中主要存在的陽離子有:FC、Fe2\Ca2+>Al3+

D.聚合硫酸鐵鋁水解形成的膠體具有吸附作用

答案C

解析控制適當(dāng)反應(yīng)溫度并不斷攪拌，可以加快反應(yīng)速率，促使反應(yīng)充分，有利

于提高鐵、鋁浸取率，故A正確；AL03與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和水，離子方

程式為AbO3+6H'=2A13++3H2O,故B正確；雙氧水會將亞鐵離子氧化，所

以濾液中主要存在的陽離子沒有Fe?+,而是Fe3+,故C錯誤；聚合硫酸鐵鋁水解

可以生成氫氧化鋁和氫氧化鐵膠體，膠體表面積較大，具有吸附作用，故D正確。

|知識歸納*--------

?由鋁土礦提取氧化鋁

由鋁土礦（主要成分是AKX含SiO）、Fe?Ch、MgO等雜質(zhì)）提取AbCh的兩大

工藝流程:

?氧化鋁、氫氧化鋁兩性的重要應(yīng)用

(1)檢驗與鑒別

①用過量NaOH溶液檢驗AF+的存在。

②用過量NaOH溶液鑒別A1C13溶液和MgCb溶液。

③用互滴法鑒別A1C13溶液與NaOH溶液或NaAKh溶液與鹽酸。

(2)分離與除雜

用過量NaOH溶液和相應(yīng)的酸溶液分離AP+、M*或分離MgO、AI2O3等。如(括

號內(nèi)為雜質(zhì))：

①Mg(A1)：加足量NaOH溶液。

②Fe2O3(AI2O3)：加足量NaOH溶液。

③Mg(OH)2[A1(OH)31：加足量NaOH溶液。

@Mg2+(Al3+)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。

考點二金屬礦物的開發(fā)利用

題組一金屬的冶煉

1.下列關(guān)于金屬冶煉方法的敘述不正確的是()

選項金屬存在形式冶煉方法

A鎬化合態(tài)鋪的熔點高，利用鋁熱法冶煉

B銀化合態(tài)銀的金屬性弱，用加熱Ag2O的方法冶煉

C鐵化合態(tài)用CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物

鈉的金屬性強，一般還原劑很難將其還原出來，所以

D鈉化合態(tài)

用電解飽和食鹽水的方法冶煉

答案D

解析鈉一般是用電解熔融NaCl的方法來制取的，電解飽和食鹽水得到的是

NaOH、H2和Cb。

2.下列說法不正確的是（）

A.工業(yè)上通過電解熔融氯化鈉制備金屬鈉和氯氣

B.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子

C.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的ALO3制備A1涉及氧化還原反應(yīng)

D.MgCh（叫）-^LMg（OH）

答案D

解析電解熔融NaCl得到鈉和Ch,A正確；電解溶融ALO3發(fā)生的是氧化還原反

應(yīng)，C正確；工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCb而不是MgO,D錯誤。

3.（2021?沈陽模擬）《五金?鐵》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時，相連數(shù)尺

內(nèi)，低卜.數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。具鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)柳木排立墻上...

眾人柳棍疾攪，即時炒成熟鐵。”以下說法不正確的是（）

A.金屬冶煉方法由金屬活動性決定

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

答案C

解析活潑性不同的金屬，其冶煉方法不同，即金屬冶煉方法由金屬活動性決定,

故A正確；熟鐵比生銹質(zhì)地更軟，且延展性好，生鐵比熟鐵質(zhì)地更硬，延展性稍

差，故B正確；炒鐵過程中降低了鐵水中的碳含量，從而將生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵，故

C錯誤；該冶煉方法和近代往生鐵水中吹空氣煉鋼，都是利用空氣中的氧氣氧化

C元素，其原理基本相同，故D正確。

題組二鋁熱反應(yīng)

4.利用如圖裝置做鋁熱反應(yīng)實驗，下列說法不正確的是（）

|鎂帶

_1上氯酸鉀

氧化鐵和鋁

尸粉的混合物

J發(fā)皿

A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2Al+Fe2O3奧曼2Fe+AbO3

B.該反應(yīng)會產(chǎn)生高溫，發(fā)出強光

C.根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理，可以冶煉某些金屬

D.若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3mol電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量是1mol

答案D

解析A項，鋁是活潑金屬，高溫條件下可置換出氧化鐵中的鐵，正確；B項，

鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，產(chǎn)生高溫、發(fā)出強光，正確；C項，高熔點的金屬可采

用鋁熱法冶煉，正確；D項，鐵元素的化合價從+3價降低到0價，因此1molFe2O3

在反應(yīng)中得到6moi電子，則若反應(yīng)中轉(zhuǎn)移3moi電子，消耗氧化劑的物質(zhì)的量

是0.5moL錯誤。

5.(1)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實驗，需要的試劑還有(填字母)。

A.KC1B.KC1O?C.MnOzD.Mg

(2)用等物質(zhì)的量的VTgO和Fe2ch組成的混合物在一定條件下與鋁粉進行鋁熱

反應(yīng)。

①引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是o

②產(chǎn)物中單質(zhì)是(寫名稱)。

答案(1)BD

(2)①加少量KC1O3,插上鎂條并點燃②鐵

1名師點撥《----------

?金屬活動性順序與冶煉方法的關(guān)系

KCaNaMgAlZnFeSnPhCuHgAgPlAu

一電解法T-熱還原法T黑+常蘆

?冶煉Mg時電解熔融MgCb而不電解MgO,原因是MgO的熔點高，熔融時耗

費更多能源，增加生產(chǎn)成本。

?冶煉A1時只能電解熔融AI2O3而不能電解AlCh,原因是AlCh是共價化合物，

熔融態(tài)不導(dǎo)電；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低AI2O3的熔化溫度c

考點三銅及其化合物的性質(zhì)與制備

題組一銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用

1.(2021?試題重組)在給定條件下，下列選項所示的物質(zhì)間轉(zhuǎn)化均能實現(xiàn)的是

()

A.Cu2(OH)2CO3---ACUC)HQ(叫)CuClz(aq)

ornH^°-rgg葡萄糖蜜液八八

B.CuO---*-Cu(OH)2---C112O

C.CU2(OH)2co3Hds9)CuCh(叫)3-Cu(s)

a/、°，S)廠/、HC1(aq)一門,、

D.Cu2s(s)----Cu(s)---3CuCh(aq)

煨燒

答案A

解析CuO與水不反應(yīng)，B錯誤；Na與CuCb溶液生成Cu(OH)2,得不到Cu,

C錯誤；Cu與鹽酸不反應(yīng)，D錯誤。

2.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達到實驗?zāi)康牡?/p>

是()

A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱，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CuCh的生成

C.將CuC12溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體

D.將表面有銅綠［Cu2(OH)2co3］的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠

答案D

解析濃硫酸與銅反應(yīng)后濃度仍較高，不能把水加入反應(yīng)容器中，A錯誤；Cu

與C12常溫下不反應(yīng)，需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，B錯誤；CuCb水解生成的HCI

易揮發(fā)，加熱蒸干CuCb溶液得不到CuCb固體，C錯誤。

題組二銅及其化合物的制備

3.某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)

CUC12-2H2O晶體的工藝流程如下：

空氣鹽酸

J-

廢焙酸調(diào)節(jié)

燒pH過

*CuCl,-2H,O

渣浸至3~4漉

廢氣謔渣

下列說法正確的是()

A.焙燒過程中每消耗1molCuS則消耗3molO2

B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高鎰酸鉀溶液褪色

C.濾渣中主要含鐵的氧化物

D.將獲得的CuCh-2H2O晶體加熱可制得CuCb固體

答案B

解析A項,2CuS+3Ch量豆2CuO+2so2,由方程式可知，1molCuS消耗1.5mol

O2,錯誤；B項，廢氣中含有S02,能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色，正確；C項，

調(diào)節(jié)pH對，F(xiàn)e3+水解轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3沉淀而除去，錯誤；D項，將CuCbZHzO

直接加熱脫水，Cu2+水解，HC1揮發(fā)會產(chǎn)生Cu（0H）2,無法得到CuCb,錯誤。

4.工業(yè)上由黃銅礦（主要成分為CuFeS2）冶煉銅的主要流程如下：

石英砂石英砂「氣體A

黃銅礦羋竺冰銅魯卜?臂

I（7nCu2S-nFcS）l（Cu2O.Cu）

空氣空氣L熔渣B

精銅髓粗銅A1

而

（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

（2）由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為

（3）以CuS04溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）

的電解精煉，下列說法正確的是（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CM+向陽極移動

d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬

答案（1）cd

（2）3CU2O+2A1=^^A12O3+6CU

（3）bd

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

依據(jù)圖示，泡銅中的CtnO與Al高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制得銅。（3）電解精煉銅過

程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的同時，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯；電解精煉粗銅

時，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，b對；電解過程中CM+向陰

極移動，c錯；粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅的弱，形成陽極泥，可以回收,

d對。

I知識歸納^---------

銅的冶煉“兩方法”

?濕法煉銅：Fe+CuS04=FeS04+Cuo

?高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅（粗銅）：

2CuFeS2+402^=^Cu2S+3SO2+2FeO（爐渣）

2Cu2s+30212CU2O+2S0z

2CU2O+CU2S^==？6C11+SO2t

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

電解精煉可得到純度達99.95%?99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽

極，失電子變成CM+,用純銅棒作陰極即可得精銅。

微專題9兩種化合物呈兩性的金屬——Zn和Be

【核心歸納】

1.鍍、鋁、鋅及其化合物性質(zhì)的相似性

與酸反應(yīng)與堿反應(yīng)

+2+

BeBe+2H=Be+H21Be+2NaOH=Na2BeO2+H2t

單2A1+6H=2AI3++2AI+2NaOH+2H20=2NaA10

Al2

質(zhì)3H2t+3H2f

+2+

ZnZn+2H=Zn+H2tZn+2NaOH=Na2ZnO2+Hif

BeO+2H+—Be24+H2O

BeOBeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O

氧

AhO3+6Ht=2Al3++

化AI2O3AI2O3+2NaOH=2NaAIO2+H2O

H2O

物

ZnOZnO+2H*=Zn2++H2OZnO+2NaOH=Na2ZnO2+H2O

+2+

Be(OH)2+2H=BeBe(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+

Be(OH)2

氫+2H:O2H2O

+

式Al(OH)a+3H*=APAl(OH)3+Na0H=NaA102+

Al(OH)3

化+3H:O2H2O

2

物Zn(OH)2+2H'—ZnZn(OH)2+2NaOH=Na2ZnO2+

Zn(OH)2

+2H:O2H2O

2.含被物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系

Be2+-^-*Be(OH)2^^BeO歹

I_I+u1

BeO廠上—Be(OH)2』—Be2十

上述轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式

Be2++2OH-=Be(OH)2；Be(OH)2+2OH==BeOT+2H2O;

++2+

BeOr+2H=Be(OH)2；Be(OH)2+2H=Be+2H2O?

3.含鋅物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系

Zn2+PmZn(OH)2^-ZnOr

ZnOM』fZn(OH)2-^Zn2"

(1)可溶性鋅鹽(如ZnSO4)

①與強堿溶液反應(yīng)：

與少量NaOH溶液反應(yīng)：Zn2++2OH=Zn(OH)21

2+-

與足量NaOH溶液反應(yīng)：Zn+4OH=ZnOr+2H2O

②與NazZnCh反應(yīng)生成Zn(OH)2沉淀

(2)NaiZnOz

少量Na2ZnO2+2HCl==Zn(OH)2I+2NaCl

與鹽酸反應(yīng)

足量Na2ZnO2+4HCl==ZnCl2+2NaCl+2H2O

少量Na2ZnO2+H2O+CO2=—Zn(OH)2I+Na2CO3

與CO2反慳

足量Na2ZnO2+2H2O4-2CO2==Zn(OH)2I+2NaHCO3

【專題精練】

1.鋁、被及其化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，已知反應(yīng)：BeC12+Na2BeO2+

2H2O=2NaC14-2Bc(OH)2I能完全進行，則下列推斷正確的是()

A.Be(OH)2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液

B.因BeCb水溶液的導(dǎo)電性強，故BeCb是離子化合物

C.常溫下NazBeCh溶液的pH>7,將其蒸干并灼燒后得到的殘留物為BeO

D.常溫下BeCb溶液的pH>7,將其蒸干并灼燒后得到的殘留物是BeCI2

答案A

解析鋁、鍍及其化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，Be(OH)2與Al(OH)3性質(zhì)相

似，Be(OH)2既能溶于鹽酸，又能溶于NaOH溶液，A正確；BcCb與AlCh

結(jié)構(gòu)相似，均為共價化合物，B錯誤；Na2BeO2溶液蒸干灼燒后得到Na2BeO2,C

錯誤；常溫下BeCb溶液的pHV7,蒸干并灼燒后得到的殘留物是BeO,D錯誤。

2.鋅和鋁都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強酸溶液，又能溶于強堿溶液，但

是Al(OH)3不溶于氨水,而Zn(OH)2能溶于氨水，生成［Zn(NH3)4產(chǎn)。

回答下列問題：

(1)單質(zhì)鋁溶于NaOH溶液后，溶液中鋁元素的存在形式為(用化學(xué)

式表示)。

(2)寫出鋅和NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：

(3)寫出可溶性鋁鹽和氨水反應(yīng)的離子方程式：

試解釋實驗室不宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制取氫氧化鋅的原因：

答案(1)A1O2

-

(2)Zn+2OH=ZnOr+H2t

3+

(3)A1+3NH3H2O=A1(OH)3I+3NH：可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)產(chǎn)生的

Zn(OH)2可溶于過量氨水中，生成［Zn(NH3)d2+,氨水的用量不易控制

解析(I)AI與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlOoo(2)鋅與NaOH溶液反應(yīng)的離子

方程式為Zn+2OH=ZnOr+H2to(3)可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)生成Al(OH)

3,反應(yīng)的離子方程式為A13++3NH3?H2O=AI(OH)3I+3NHL因Zn(OH)

2能溶于氨水，故在實驗室里不能用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制取Zn(OH)2。

練?高考真題

1.(2021?河北卷)“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術(shù)的重大貢獻，

陶弘景在其《本草經(jīng)集注》中提到“鋼鐵是雜煉生^作刀鐮者”。“灌鋼法”主

要是將生鐵和熟鐵(含碳量約().1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。

下列說法錯誤的是()

A.鋼是以鐵為主的含碳合金

B.鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高

D.冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為FezCh

答案C

解析A.鋼是鐵、碳合金，以鐵為主，故A正確；B.鋼的硬度和脆性隨著含碳量

的增大而增大，所以含碳量越高，硬度和脆性越大，故B正確；C.生鐵含碳量較

高，屬于鐵、碳合金，合金的熔沸點比成分金屬低，故C錯誤；D.工業(yè)煉鐵的原

料之一赤鐵礦的主要成分為FezCh,故D正確。

2.（雙選）下列說法正確的是（）

A.（2021?全國卷II）CuC12溶液中通入H2S：Cu2-+S2=CuSI

B.（2021?山東卷）NaAlCh溶液中通入過量CO2：2AlOi+CO2+3H2O=2Al（OH）

3I+COM

C.（2021?山東卷）除去MgO中的AbCh的實驗方法是加入過量NaOH溶液，過

濾、洗滌、干燥

D.（2021?浙江1月選考）生物煉銅中通常利用某些細菌把不溶性的硫化銅轉(zhuǎn)化為

可溶性銅鹽

答案CD

解析H2s為弱酸，不能拆寫成H+和S2,A項錯誤；向NaAlCh溶液中通過量

CO2生成Al（OH）3和NaHCOs,得到HCOs■而不是COM,B項錯誤；MgO與

NaOH溶液不反應(yīng)，Al2ch能與NaOH溶液反應(yīng)生成可溶性的NaAICh、故可用

NaOH溶液除去MgO中的AI2O3,C項正確；某種能耐受銅鹽毒性的細菌，利用

空氣的02氧化硫化銅礦石，把不溶性硫化銅轉(zhuǎn)化為可溶性的銅鹽，此法為生物煉

銅，D項正確。

3.（2020?全國卷IH）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，其中綠色來自孔雀石顏料[主要成分為Cu（OH）2CUCO3],青色來自

藍銅礦顏料[主要成分為Cu（OH）22CUCO3]O下列說法錯誤的是（）

A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度

B.孔雀石、藍銅礦顏料不易被空氣氧化

C.孔雀石、藍銅礦顏料耐酸耐堿

D.Cu（OH）2C11CO3中銅的質(zhì)量分數(shù)高于Cu（OH）2,2CUCO3

答案C

解析孔雀石、藍銅礦的主要成分均能與酸反應(yīng)，C錯誤。

4.（202（）.江蘇卷）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.明磯溶于水并水解形成膠體，可用于凈水

答案D

解析鋁具有很好的延展性，可以用于制作鋁金屬制品，與鋁的活潑性無關(guān)，A

項錯誤；電解氧化鋁冶煉鋁是因為氧化鋁熔融狀態(tài)下能導(dǎo)電，與熔點高無關(guān)，B

項錯誤；氫氧化鋁能與胃酸的主要成分鹽酸發(fā)生反應(yīng)，與氫氧化鋁受熱分解無關(guān)，

C項錯誤；明磯中的AF+可以水解生成氫氧化鋁膠體，膠體具有很強的吸附能力，

可以吸附水中的懸浮物，起到凈水作用，D項正確。

成?學(xué)科素養(yǎng)

A級基礎(chǔ)鞏固

1.（2021?廣州模擬）化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)，下列說法錯誤的是（）

A.“超級鋼”屬于合金

B.合金的熔點比各成分金屬的高

C.儲氫金屬可用于解決氫能儲存和運輸難題

D.不銹鋼在大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，有很強的抗腐蝕能力

答案B

解析A.鋼為鐵的合金，則“超級鋼”屬于合金，A正確；B.合金的熔點比各成

分金屬的低，B錯誤；C.氫氣為氣體，不易儲存和運輸，則儲氫金屬可用于解決

氫能儲存和運輸難題，C正確；D.不銹鋼是以鐵、鋸為主，再添加如鍥、鎰、鋁

等元素冶煉而成的合金，從而性能高，在大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，有很強

的抗腐蝕能力，D正確。

2.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)火煨紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也”

（注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭）。下列說法不正確的是（）

A.倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物

B.煤炭中起作用的主要成分是C

C.冶煉Zn的化學(xué)方程式：ZnCCh+2C恒選Zn+3cot

D.該冶煉鋅的方法屬于熱還原法

答案A

解析由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是鋅和鉛的混合物，A錯誤；煤炭的主

要成分是碳，反應(yīng)中碳作還原劑，B、C、D均正確。

3.A1、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是（）

A.三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物

B.三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物

C.制備A1C13、FeCh.CuCb晶體均不能采用將溶液直接蒸干的方法

D.目前工業(yè)上冶煉Cu、Fe、Al時均采用熱還原法

答案C

解析鋁對應(yīng)的氧化物AbCh是兩性氧化物，故A錯誤；Cu可以形成堿式碳酸銅

等，故B錯誤；因為AlCb、FcCh>CuCb的溶液加熱時都水解生成氫氧化物沉

淀和HC1氣體，HC1揮發(fā)，所以得到的是各自的氫氧化物沉淀，因此制備AlCb、

FeCh.CnCb均不能采用將溶液直接蒸干的方法，故C正確；冶煉AI用電解法，

冶煉Fe、Cu用熱還原的方法，故D錯誤。

4.（2021.?？谀M）陳述I和H均正確且具有因果關(guān)系的是（）

選項陳述I陳述II

A儲氫合金可用于以H2為燃料的汽車合金的熔點低，硬度大

B濃硫酸在加熱條件下與銅反應(yīng)濃硫酸具有脫水性

CAI2O3常用作耐火、耐高溫材料AHO3的熔點高

DFeCl.3溶液可用作蝕刻銅電路板FeCh溶液顯酸性

答案C

解析A.儲氫合金儲氫過程生成金屬氫化物，與合金的物理性質(zhì)無關(guān)，所以儲氫

合金與合金的熔點、硬度無關(guān)，故A錯誤；B.濃硫酸具有強氧化性，能氧化Cu,

所以濃硫酸在加熱條件下與銅反應(yīng)，與濃硫酸具有脫水性無關(guān)，故B錯誤；C.具

有高熔點的物質(zhì)可以作耐火材料，AI2O3的熔點高，常用作耐火、耐高溫材料，

故C正確；D.FeCb溶液能把Cu氧化為銅離子，與FeCh溶液顯酸性無關(guān)，故D

錯誤。

5.下列說法正確的是（）

A.鋁、鐵、銅相比較，銅元素在自然界中的含量最低、鐵元素含量最高

B.AI2O3、MgO可用作耐高溫材料?，二氧化硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料

C.工業(yè)上采用電解熔融態(tài)AI2O3、MgO的方法冶煉Al、Mg

D.用鴇作燈絲是因為其易導(dǎo)電

答案B

解析A項，自然界中鋁元素的含量比Fe、Cu高；C項，冶煉Mg不是通過電解

熔融的MgO,而是通過電解熔融的無水MgCb;D項，鴇作燈絲是因為其熔點高。

6.科學(xué)家研制出了一種新型的貯氫材料，這種鎂鋁合金的成分可表示為Mgi7Ali2；

貯氫

其貯氫和釋氫的原理可表示為Mg17Ah2+17比.17MgH2+12Al,下列有關(guān)

釋氫

說法正確的是()

A.Mg17Ah2是離子化合物

B.為防止金屬氧化，熔煉制備Mg17Ah2時通氮氣做保護氣

C.732g的合金能吸收380.0I,氫氣

D.該合金的熔點比鎂和鋁的熔點低

答案D

解析合金是加熱熔合而成的，不存在陰陽離子，不屬于離子化合物，A項錯誤;

Mg、Al為較活潑金屬，加熱時易和氮氣發(fā)生反應(yīng)，可以通入氫氣來防止金屬被

氧化，B項錯誤；氫氣所處的狀況未知，不能計算出氫氣的體積，C項錯誤；合

金的熔點比名成分的熔點低，該合金的熔點低于金屬鎂、鋁的熔點，D項正確。

7.下列敘述正確的是()

A.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2Al+3MgO理鼠3Mg+AbO3

B.存在于污水中的重金屬離子，常用加入明磯等電解質(zhì)的方法進行處理

C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液

D.氯化鋁溶液中加入過量氨水反應(yīng)實質(zhì)：A13++3NH3-H2O=A1(OH)31+3NH：

答案D

解析鋁熱反應(yīng)的原理：A1與活動性比其差的金屬氧化物發(fā)生置換反應(yīng)，Mg的

活動性強于鋁，故A1與MgO不能反應(yīng)，故A錯誤；明磯凈水的原理是水解產(chǎn)物

Al(OH)3膠體吸附水中的懸浮物，不能沉淀水中的重金屬離子，故B錯誤；鎂

鋁合金可溶于過量鹽酸，但Mg不與NaOH反應(yīng)，故不能完全溶于NaOH溶液，

故C錯誤;Al(OH)3不溶于氨水，只溶于強堿，故D正確。

8.（2021?大興模擬）CuC12是一種可用于生產(chǎn)顏料、木材防腐劑等的化工產(chǎn)品。

將銅粉加入稀鹽酸中，并持續(xù)通入空氣，在Fe3+的催化作用下可生成CuCh（過

程如圖所示）。下列說法不正確的是（）

CuH2O

過程lY弛:程II

Cu?./'FC?'/'。2、H*

A.Fe3+可循環(huán)使用

B.過程I的反應(yīng)為：2Fe"+Cu=2Fe2++Cu2+

C.過程II中氧化劑為Fe?+

D.該過程總反應(yīng)為：2Cu+Ch+4H+=2Cu2++2H2O

答案C

解析A.反應(yīng)過程中，F(xiàn)e3+與Fe?+間是循環(huán)轉(zhuǎn)化的，所以Fe?+可循環(huán)使用，故A

正確；B.由圖可知，過程I中Fe3+和單質(zhì)Cu反應(yīng)，生成了Fe2+和C/+,反應(yīng)的

離子方程式為2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故B正確；C.過程H發(fā)生的主要反應(yīng)

為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,其中氧化劑為O2,故C錯誤；D.反應(yīng)過程

中，F(xiàn)e3+與Fe?+間是循環(huán)轉(zhuǎn)化的，整個過程是Cu、由與。2的反應(yīng)，生成

2+

和H2O,所以上述過程的總反應(yīng)式為2Cu+O2+4H*=2CU+2H2O,故D正確。

9.（2020?濟南二模）用含鐵廢銅制備膽帆的流程如圖所示。

dmf口七w2四+CU2迪）2CO3^g一回

過濾Jv|+H2SO4I_vT

fI濾液I系歹底j乍膽磯晶體

下列說法中錯誤的是（）

A.物質(zhì)A可選用鹽酸

B.I中加H2O2的目的是溶解銅并將Fe?+氧化為Fe3+

C.長時間煮沸HI中懸濁液的目的是充分聚沉Fe（OH）3

D.“系列操作”包括蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌

答案A

解析含鐵廢銅制備膽磯，首先將金屬溶解，A為稀硫酸，溶解除銅以外的其他

金屬：再加入強氧化性的過氧化氫，將銅溶解，同時將存在的Fe2+氧化為FN+,

加入Cs（OH）2CO3,調(diào)節(jié)溶液的pH,將Fe3+變成氫氧化鐵沉淀除去；最后進

行過濾，濾液中剩余的陽離子主要有Cu2+,陰離子有SOF,加硫酸的目的是抑

制c/+的水解，進行蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌得到產(chǎn)品膽磯。由以上分

析可知，A錯誤。

1（）.（202（）?青島一模改編）氯化亞銅為白色粉末狀固體，難溶于水和乙醇，潮濕時

易被氧化，可用作催化劑、殺菌劑、媒染劑等。工業(yè)以硫化銅精礦為原料，制備

氯化亞銅的流程如圖：

|硫化銅|焙燒硫酸浸出2s03、NaC】L鹽酸、乙色洗滌園q

l?rI—百畫百逗7T

下列說法中錯誤的是（）

A.步驟①焙燒產(chǎn)生的有毒氣體可用堿液吸收

R步驟②所用硫酸濃度越大浸出速率越快

C.步驟③離子方程式：2Cu2++2Cr+SOr+H2O=2CuClI+S0T+2H+

D.步驟④用乙醇洗滌的目的是使Cu。盡快干燥，防止被空氣氧化

答案B

解析步驟①焙燒硫化銅，產(chǎn)生的有毒氣體SO2可用堿液吸收，A正確；步驟②

所用硫酸濃度過大，會對后續(xù)加入Na2so3還原C/+產(chǎn)生干擾，B錯誤；在硫酸

銅中加入Na2so3和NaCl,傾出清液，抽濾得CuCl沉淀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反

2+

應(yīng)的離子方程式為2Cu+SOf+2CI-+H2O=2CUC1I4-SOF+2H\C正確；

由題中信息可知，氯化亞銅難溶于水和乙醇，潮濕時易被氧化，因此，步驟④用

乙醇洗滌的目的有利加快去除CuCl表面水分，防止其被空氣中的氧氣氧化，D

正確。

11.（2021?南陽模擬）銅是生產(chǎn)和生活中用量較多的金屬。

（1）下列有關(guān)銅元素的說法中，不正確的是（填字母）。

A.青銅、不銹鋼、硬鋁都是合金

B.銅表面易形成致密的氧化膜

C.銅與Ch反應(yīng)生成黑色的CuO

D.CuSO4.5H2O是一種混合物，加熱后變?yōu)榘咨腆w

（2）某化學(xué)小組為測定某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù)，設(shè)計了如下實驗方案：

方案I：加g銅鋁混合物」測得生成氣體的體積為VL

充分反應(yīng)

足量NaOH溶液

方案II：加g銅鋁混合物測得剩余固體的質(zhì)量為機2g

充分反應(yīng)

①請寫出方案I中銅與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式

該方案中稀硝酸表現(xiàn)出來的性質(zhì)是（填字母）。

A.揮發(fā)性B.酸性

C.氧化性D.還原性

②方案n比方案I更易于實施，理由是______________

請寫出方案II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

,該反應(yīng)產(chǎn)生氣體在

標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為