资源简介 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用 1.了解金属材料及其重要化合物的主要性质,了解其在生产、生活中的应用。2.了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化,认识物质及其转化在促进社会文明进步,自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。考点一 镁、铝及其化合物 铝矿石提铝1.镁、铝单质(1)镁、铝的结构和存在形态名称 镁 铝周期表中位置 原子结构示意图 自然界存在形态 (2)金属铝的物理性质银白色、有金属光泽的固体,具有良好的 、 和 等,密度较小,质地柔软。 (3)铝的主要化学性质铝原子最外层有3个电子,在反应中易 电子,具有较强的 性。 写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式:① ; ② ; ③ ; ④ ; ⑤ 。 [补充说明] 对比记忆金属镁的化学性质:1.与非金属单质反应:2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2。2.能与沸水反应:Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。3.与非氧化性酸反应:Mg+2H+Mg2++H2↑,反应速率比Al快。4.与碱不反应。5.与某些氧化物反应:能在CO2中燃烧,2Mg+CO22MgO+C(金属镁着火不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火)。2.铝的重要化合物(1)铝的氧化物(Al2O3)——两性氧化物(2)铝的氢氧化物[Al(OH)3]——两性氢氧化物①Al(OH)3的两性表现②Al(OH)3受热分解:2Al(OH)3Al2O3+3H2O。(3)铝盐——明矾①化学式为 ,为复盐。 ②电离方程式为KAl(SO4)2K++Al3++2S。③应用:净水,净水原理为明矾电离出的Al3+在水中水解生成 胶体,吸附水中悬浮物而沉淀,使水净化,其离子方程式为 。 (4)四羟基合铝酸盐——四羟基合铝酸钠①向Na[Al(OH)4]溶液中滴加盐酸至过量,反应现象为先生成白色沉淀,然后沉淀又逐渐溶解至消失,有关反应的离子方程式为 。 ②向Na[Al(OH)4]溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式为 。 3.铝矿石提铝铝土矿的主要成分是Al2O3,含有的杂质是Fe2O3、MgO和SiO2,由于Al2O3具有两性,而杂质SiO2与碱溶液反应,Fe2O3、MgO与酸溶液反应,因而可设计出两种提纯Al2O3的方案。方案一:碱溶法方案二:酸溶法【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和Al2O3都能与酸、碱反应 ( )(2)Al(OH)3能与胃酸(主要成分是盐酸)反应,常用作胃酸中和剂 ( )(3)1 mol Al与足量的硫酸或足量的NaOH溶液反应转移电子数相同 ( )(4)对铝制品的表面进行处理,常采用化学方法,如增加膜的厚度、对氧化膜进行着色等 ( )(5)下列物质的转化在给定条件下能够实现:Al2O3Na[Al(OH)4](aq)Al(OH)3 ( )(6)向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2的离子方程式:2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O ( ) 题组一 镁、铝及其化合物性质及应用1.[2025·广东汕头二模] 铝及其化合物具有广泛应用价值。下列用于解释事实的化学或离子方程式书写正确的是 ( )A.电解冶炼铝:2AlCl32Al+3Cl2↑B.利用明矾进行净水:Al3++3H2OAl(OH)3↓+3H+C.往AlCl3溶液中通入过量氨水:Al3++4NH3·H2O[Al(OH)4]-+4ND.泡沫灭火器喷出白色泡沫用于灭火:Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑2.下列除去杂质的方法不正确的是 ( )A.镁粉中混有少量铝粉:加入过量烧碱溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去Fe3+溶液中的少量Al3+C.Al(OH)3中混有少量Mg(OH)2:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤,向滤液中通入过量CO2后再过滤D.MgO中混有少量Al2O3:加入足量烧碱溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥,得到MgO题组二 铝土矿中提取铝的工艺流程3.铝土矿中主要含有Al2O3,还有少量Fe2O3、SiO2杂质,从铝土矿中冶炼金属铝的方法如图所示(步骤①②③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列有关说法不正确的是( )A.电解熔融Al2O3制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低Al2O3熔融所需的温度B.步骤②的作用是除去母液1中的Fe3+和H+C.步骤③生成沉淀的离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2HC+Al(OH)3↓D.将步骤①和步骤②顺序颠倒,再通入过量CO2也能得到Al(OH)3沉淀4.[2025·河南郑州十校模拟] 铁路施工建设中常用铝热反应来焊接钢轨。某工厂以铝土矿(主要成分为Al2O3,含有杂质Fe2O3和SiO2)为原料制备Al和Fe2O3,部分工艺流程如图所示。请回答下列问题:(1)为了加快铝土矿酸浸时的反应速率,可以采取的措施是 (任写1点)。 (2)滤渣1的主要成分是 (写化学式)。 (3)写出酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应的离子方程式: 。 (4)“碱浸过滤”的目的是 ,请设计实验验证此目的是否达成: 。 (5)CO2的结构式为 ;写出沉铝时生成Al(OH)3的离子方程式: 。 (6)写出“熔融电解”步骤中生成Al的化学方程式: 。 考点二 铜及其重要化合物1.铜单质(1)物理性质: 色固体,具有导电性、导热性和延展性,不能被磁铁吸引。 (2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:①化学方程式: (绿色固体)。 ②化学方程式: 。 ③与氧化性酸a.与浓硫酸共热的化学方程式: 。 b.与稀硝酸反应的离子方程式: 。 c.与浓硝酸反应的离子方程式: 。 ④与FeCl3溶液反应的离子方程式: 。 [微点拨1] ①铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S,由此可知氧化性:Cl2>S。②Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。2.氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O)颜色 与酸反应(H+) Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O与H2反应 Cu2O+H22Cu+H2O转化关系 4CuO2Cu2O+O2↑[微点拨2] Cu+的性质及检验①+1价的铜有较强的还原性,易被氧化剂氧化为+2价。②+1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2+,利用这一原理可区分Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸(注意不能用硝酸检验),若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4CuSO4+Cu+H2O。3.氢氧化铜(1)物理性质:蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用反应①的化学方程式: 。 反应②的离子方程式: 。 4.铜盐——硫酸铜CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 或 。无水CuSO4为白色粉末,遇水变 色(生成CuSO4·5H2O)。 [微点拨3] ①无水CuSO4能用作检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂以干燥气体。②铜盐溶液有毒,具有杀菌作用,这是因为Cu2+是一种重金属离子,能使蛋白质变性而失去生理活性。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2 ( )(2)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( )(3)将铁片置于CuSO4溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼 ( )(4)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 ( )(5)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈 ( )(6)“曾青得铁,则化为铜”,发生的反应为置换反应 ( )(7)除去Cu粉中混有的CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥 ( )(8)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成1 mol SO3分子 ( ) 题组 铜及其化合物的性质和应用1.[2025·河北衡水模拟] 以含有少量杂质Fe的粗铜为原料,制备蓝矾(CuSO4·5H2O)的工艺流程如图所示。下列说法正确的是 ( )A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3∶2B.气体A为酸性氧化物,可与适量的氧气和水反应生成硝酸,循环利用C.物质X可以使用氨水,且X过量对产物无影响D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤2.胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料,某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾并测定其中结晶水的含量。流程如下:回答问题:(1)步骤①的目的是 。 (2)步骤②中,若仅用浓H2SO4溶解固体B,将生成 (填化学式)污染环境。 (3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为 。 (4)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是 。 (5)实验证明,滤液D能将I-氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2,理由是 。 ⅱ.乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,写出乙同学的实验方案及结果: (不要求写具体操作过程)。 (6)结晶水测定:称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3。根据实验数据,胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。 (7)下列操作中,会导致结晶水数目测定值偏高的是 (填标号)。 ①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却 ③加热时有少量胆矾迸溅出来考点三 金属材料与金属矿物的开发利用1.合金[微点拨1]①合金具有金属的大多共性。②合金中成分元素的含量影响着合金的性能。2.常见金属材料(1)分类(2)三种常见的合金3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形式(2)金属冶炼的实质金属的冶炼过程是指将金属从其 中还原出来,用于生产各种金属材料的过程,即 (写反应通式,用M表示金属)。 (3)金属冶炼的方法例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)[微点拨2] ①冶炼Mg时只能电解MgCl2而不能电解MgO,原因是MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本。②冶炼Al时只能电解Al2O3而不能电解AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)合金的硬度一般大于它的成分金属,而熔点一般低于它的成分金属 ( )(2)合金中不可能含有非金属,各组分金属元素以化合态形式存在 ( )(3)利用MgO和铝粉在高温下发生铝热反应冶炼金属镁 ( )(4)钙单质可以从熔融TiCl4中置换出Ti ( )(5)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业 ( )(6)用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 ( )(7)用海水为原料制得精盐,再电解NaCl溶液制取金属钠 ( ) 题组一 合金与金属材料1.[2025·河南开封三模] 河南省作为文物大省,出土了大量珍贵文物。下列文物中,主要材质属于合金的是 ( )A.贾湖骨笛 B.后母戊鼎 C.武则天金简 D.四神云气图2.[2024·湖南雅礼中学模拟] 航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是 ( )A.金属材料包括纯金属和它们的合金B.合金的硬度一般比其成分金属大,但熔点一般比其成分金属低C.铝合金应用十分广泛,因为它不仅价格合适,耐酸、碱腐蚀,而且具有优良的机械性能D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温,广泛用于航空航天领域,如飞机发动机零件和火箭结构件题组二 金属矿物的开发利用3.下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是 ( )选项 金属 存在形式 冶炼方法A 金 游离态 金子比沙子密度大,利用水洗法直接分离B 汞 化合态 汞的金属性弱,用加热HgO的方法冶炼C 铁 化合态 铝的金属性比铁强,可用铝热法炼铁D 钠 化合态 钠的金属性强,一般还原剂很难将其还原出来,所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼4.[2025·陕西西安模拟] 金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是 ( )A.用电解法制取金属钠:2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑B.用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti:2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2C.用Al作还原剂冶炼金属V:3V2O5+10Al6V+5Al2O3D.用H2作还原剂冶炼金属Hg:HgO+H2Hg+H2O经典真题·明考向 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)[2023·湖南卷] 青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 ( )(2)[2023·辽宁卷] 冶炼镁:2MgO(熔融)2Mg+O2↑ ( )(3)[2023·浙江卷] 铝有强还原性,可用于制作门窗框架 ( )(4)[2023·湖北卷] 用离子方程式表示Al(OH)3溶于烧碱溶液:Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]- ( )(5)[2022·湖北卷] Be2+与Al3+的电荷与半径之比相近,导致两元素性质相似。Be(OH)2和Al(OH)3均可表现出弱酸性 ( )(6)[2022·浙江卷] 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁 ( )(7)[2022·广东卷] 铝能形成致密氧化膜,故技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板 ( )2.[2025·湖南卷] 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 ( )A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”3.[2025·江苏卷] 探究含铜化合物性质的实验如下:步骤Ⅰ 取一定量5% CuSO4溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。下列说法正确的是 ( )A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4B.步骤Ⅱ的两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++FeCu+Fe2++4NH3↑第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用考点一● 夯实必备知识1.(1)第三周期第ⅡA族 第三周期第ⅢA族 化合态 化合态(2)延展性 导电性 导热性(3)失去 还原①4Al+3O22Al2O3②Al+N+4H+Al3++NO↑+2H2O③2Al+6H+2Al3++3H2↑④2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑⑤2Al+Fe2O32Fe+Al2O32.(1)Al2O3+6H+2Al3++3H2OAl2O3+2OH-+3H2O2[Al(OH)4]-(2)①Al(OH)3+3H+Al3++3H2OAl(OH)3+OH-[Al(OH)4]-(3)①KAl(SO4)2·12H2O ③Al(OH)3 Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+(4)①[Al(OH)4 ]-+H+Al(OH)3↓+H2O,Al(OH)3+3H+Al3++3H2O②2[Al(OH)4]-+CO22Al(OH)3↓+C+H2O【对点自测】(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)×● 提升关键能力题组一1.D [解析] 工业上电解熔融氧化铝冶炼铝,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑,A错误;明矾进行净水的原理是Al3+水解生成的Al(OH)3胶体具有吸附性,离子方程式为Al3++3H2OAl(OH)3(胶体)+3H+,B错误;往AlCl3溶液中通入过量氨水生成Al(OH)3,Al(OH)3不溶于氨水,离子方程式为Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,C错误;泡沫灭火器中,Al3+与HC发生相互促进的水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体,离子方程式为Al3++3HCAl(OH)3↓+3CO2↑,D正确。2.B [解析] 向含有少量Al3+的Fe3+溶液中加入过量氨水时,Fe3+、Al3+均转化为氢氧化物沉淀,达不到除杂的目的,B错误。题组二3.D [解析] Al2O3熔点较高,需要加入冰晶石,降低Al2O3熔融所需的温度,A正确;母液1含有AlCl3、FeCl3、HCl,步骤②中加入过量NaOH溶液,作用是除去H+、Fe3+,B正确;步骤③中通入过量CO2与[Al(OH)4]-反应生成Al(OH)3沉淀和HC,离子方程式为[Al(OH)4]-+CO2HC+Al(OH)3↓,C正确;将步骤①和步骤②顺序颠倒,母液1含有Na[Al(OH)4]、Na2SiO3,母液2中含有Al3+,再通入过量CO2不能得到Al(OH)3沉淀,D错误。4.(1)适当升温(或粉碎铝土矿或酸浸时不断搅拌)(2)SiO2(3)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O(4)分离Al3+和Fe3+[或将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀] 取少量滤液2,滴加少量KSCN溶液,若溶液不变红,则滤液2中不含Fe3+,碱浸过滤的目的达成(5)OCO CO2+[Al(OH)4]-HC+Al(OH)3↓(6)2Al2O34Al+3O2↑[解析] 铝土矿(主要成分为Al2O3,含有杂质Fe2O3和SiO2)加入过量稀硫酸,Al2O3、Fe2O3分别和硫酸反应生成Al3+、Fe3+,SiO2不与硫酸反应,则滤渣1为SiO2,滤液1中加入过量NaOH溶液,过滤得到的滤渣2为 Fe(OH)3,Fe(OH)3高温加热分解生成Fe2O3,滤液2中含[Al(OH)4]-,再通入过量CO2使[Al(OH)4]-完全沉淀为Al(OH)3并得到含HC的滤液3,Al(OH)3高温加热生成Al2O3,熔融电解生成铝单质和氧气。(1)为了加快铝土矿酸浸时的反应速率,可以采取的措施有适当升温、粉碎铝土矿和酸浸时不断搅拌。(2)由分析可知,滤渣1的主要成分是SiO2。(3)酸浸时Fe2O3和稀硫酸反应生成Fe2(SO4)3和水,离子方程式为Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O。(4)滤液1中的Al3+和过量NaOH溶液反应生成可溶的Na[Al(OH)4],Fe3+和NaOH反应生成不溶的Fe(OH)3沉淀,“碱浸过滤”的目的是分离Al3+和Fe3+或将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;设计实验验证此目的是否达成只需要检验滤液2中是否还含有Fe3+,操作为取少量滤液2,滴加少量KSCN溶液,若溶液不变红,则滤液2中不含Fe3+,碱浸过滤的目的达成。(5)CO2为直线形结构,结构式为;沉铝时,向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3和NaHCO3,离子方程式为CO2+[Al(OH)4]-HC+Al(OH)3↓。(6)“熔融电解”步骤中生成氧气和Al,化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。考点二● 夯实必备知识1.(1)紫红(2)①2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3②2Cu+SCu2S③a.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2Ob.3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2Oc.Cu+4H++2NCu2++2NO2↑+2H2O④Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+2.黑色 砖红色 CuO+2H+Cu2++H2O CuO+H2Cu+H2O3.(2)Cu(OH)2CuO+H2O Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O4.蓝矾 胆矾 蓝【对点自测】(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)×● 提升关键能力题组1.A [解析] 粗铜(含少量Fe)加稀硫酸、稀硝酸溶解,生成NO和含Cu2+、Fe3+的溶液,向溶液中加物质X沉淀Fe3+,过滤,所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,根据3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O知,要使H+与N的物质的量比为4∶1,则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3∶2,A正确;由分析可知,气体A为NO,不属于酸性氧化物,B错误;若物质X为氨水,则过量氨水会沉淀Cu2+生成Cu(OH)2沉淀进而得到[Cu(NH3)4]2+,使蓝矾产量降低,C错误;“操作Z”为从CuSO4溶液得到蓝矾晶体,步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D错误。2.(1)除油污 (2)SO2(3)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O(4)胆矾晶体易溶于水(5)溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 取滤液,向其中加入适量硫化钠溶液,使铜离子恰好完全沉淀,再加入I-,不能被氧化(6) (7)①③[解析] 由流程中的信息可知,原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤,可以除去原料表面的油污;固体B与过量的稀硫酸、双氧水反应,其中的Cu、CuO、CuCO3、Cu(OH)2均转化为CuSO4,溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合液,加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。(1)原料表面含有少量的油污,Na2CO3溶液呈碱性,可以除去原料表面的油污。(2)在加热的条件下,铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O,二氧化硫是一种大气污染物。(3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,生成CuSO4和H2O,该反应的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O。(4)胆矾是一种易溶于水的晶体,用水洗涤会导致胆矾的产率降低,因此,经步骤④得到的胆矾不能用水洗涤。(5)ⅰ.H2O2常温下即能发生分解反应,在加热的条件下,其分解速率更快,溶液C经步骤③加热浓缩后H2O2已完全分解,因此,甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I-氧化为I2。ⅱ.I-被氧化为I2时溶液的颜色会发生变化;滤液D中含有CuSO4和H2SO4,乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I-氧化为I2,较简单的方案是除去溶液中的Cu2+,然后再向其中加入含有I-的溶液,观察溶液是否变色;除去溶液中的Cu2+的方法有多种,可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物,如加入Na2S将其转化为CuS沉淀,因此,乙同学的实验方案为取少量滤液D,向其中加入适量Na2S溶液,直至不再有沉淀生成,静置后向上层清液中加入少量KI溶液;实验结果为上层清液不变色,证明I-不能被除去Cu2+的溶液氧化,故只能是Cu2+将I-氧化为I2。(6)称量干燥坩埚的质量为m1,加入胆矾后总质量为m2,将坩埚加热至胆矾全部变为白色,置于干燥器中冷至室温后称量,重复上述操作,最终总质量恒定为m3,则水的质量是(m2-m3) g,根据CuSO4~nH2O知,=,解得n=。(7)胆矾未充分干燥,导致所测m2偏大,根据n=知,最终会导致所测结晶水数目偏高,①正确;坩埚未置于干燥器中冷却,部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾,导致所测m3偏大,根据n=,最终会导致所测结晶水数目偏低,②错误;加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出,会使m3数值偏小,根据n=知,最终会导致所测结晶水数目偏高,③正确。考点三● 夯实必备知识1.金属与非金属 低 大2.(1)铁 铬(2)组织结构 Cr Ni 小 高 Cu、Zn3.(1)化合物 金、铂(2)化合物 Mn++ne-M(3)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑ MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑ Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 2CuO+C2Cu+CO2↑ 2HgO2Hg+O2↑【对点自测】(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×[解析] (2)生铁、钢中都含有非金属碳。(7)电解NaCl溶液得到的是NaOH溶液而不是金属钠,应电解熔融态NaCl。● 提升关键能力题组一1.B [解析] 贾湖骨笛主要成分为钙质盐类,不是合金,A错误;后母戊鼎是商代青铜器,是铜和锡的合金,B正确;武则天金简主体为金,是金属单质,不属于合金,C错误;四神云气图为壁画,其颜料采用矿物颜料,包括朱砂、孔雀石、石青等,不是合金, D错误。2.C [解析] 金属材料包括纯金属和它们的合金,A正确;合金的硬度一般比各成分金属大,熔点一般比各成分金属低,B正确;铝和氧化铝易与酸、碱溶液发生反应,不耐酸、碱腐蚀,C错误;新型钛合金强度高、质量轻、耐高温,广泛用于航空航天领域,如飞机发动机零件和火箭结构件,D正确。题组二3.D [解析] 钠一般是由电解熔融NaCl的方法来制取,而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。同时注意,此题易误选C,一般认为铁是由CO还原Fe2O3制得,但在实际生活中,如在铁轨焊接等方面,是用铝热反应来制取的。4.D [解析] 电解熔融NaCl制取金属钠,反应的化学方程式是2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑,A正确;Mg的活泼性大于Ti,可用Mg等活泼金属为还原剂冶炼Ti,反应的化学方程式是2Mg+TiCl4(熔融)Ti+2MgCl2,B正确;铝的还原性大于钒,用Al作还原剂可以冶炼金属V,反应的化学方程式是3V2O5+10Al6V+5Al2O3,C正确;Hg是不活泼金属,一般采用加热HgO的方法冶炼Hg,D错误。经典真题·明考向1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√[解析] (2)工业冶炼金属镁是通过电解熔融氯化镁,反应方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,错误。(3)铝用于制作门窗框架,利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质,而不是利用它的还原性,错误。(6)工业上通过电解熔融的无水MgCl2制取金属镁,错误2.A [解析] 金属材料包括纯金属及其合金,选项中的不锈钢是铁基合金,属于金属材料,A正确;金刚石是碳单质,属于无机非金属材料,B错误;玄武岩纤维是由天然玄武岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融拉丝制成的无机非金属材料,C错误;玻璃纤维的主要成分是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙,属于无机非金属材料,D错误。3.B [解析] [Cu(NH3)4]SO4可溶于水,步骤Ⅰ中,向CuSO4溶液中加入适量浓氨水,Cu2+与NH3·H2O反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2,A错误;步骤Ⅱ中,向Cu(OH)2沉淀中加入浓氨水,得到的深蓝色溶液中铜元素的存在形式为[Cu(NH3)4]2+,Cu2+在配离子的内界,很难电离出来,而向Cu(OH)2沉淀中加入稀盐酸,得到的蓝色溶液中铜元素的存在形式为Cu2+,则c深蓝色(Cu2+) 考点一 镁、铝及其化合物 铝土矿提铝1.下列关于镁、铝及其化合物的说法正确的是 ( )A.Mg在CO2中的燃烧是置换反应B.将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2,是镁原子失电子转化为Mg2+C.电解得到镁的过程可以写出离子方程式,但不是氧化还原反应D.Mg在N2中燃烧时,N2既是氧化剂又是还原剂2.通过观察化学实验现象,分析归纳出正确的结论,是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出的结论正确的是 ( )选项 实验现象 结论A 把大小相同的铝和镁分别投入相同浓度的NaOH溶液中:铝溶解有气泡放出,而镁没有任何变化 铝的金属性比镁强B 取一块铝箔,用酒精灯点燃:铝箔只熔化成液体而没有滴落 铝不易燃烧C 向氯化铵溶液中投入一铝片:铝片上产生大量气泡 该气体是NH3D 向氯化铝溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量:先产生白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后沉淀完全消失 氢氧化铝能溶于强碱溶液3.[2025·辽宁铁岭调研] 利用菱镁矿(主要成分为MgCO3,含杂质Al2O3、FeCO3)制取镁的工艺流程如图所示,下列说法正确的是 ( )A.“酸浸”时溶液中有电子转移B.“氧化”时用稀硝酸代替H2O2溶液更好C.沉淀混合物为Al(OH)3和Fe(OH)3D.电解MgCl2溶液可得到金属镁4.[2025·湖南邵阳二模] 利用废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)制明矾[KAl(SO4)2·12H2O]的一种工艺流程如图所示:下列说法错误的是 ( )A.该工艺步骤①与步骤②顺序互换会更节约生产成本B.②中发生的反应有:Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4]C.③中稀H2SO4酸化的目的是将Al(OH)3转化成Al3+D.由④可知,室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度考点二 铜及其重要化合物5.[2025·河北“五个一”名校联盟联考] 易县燕下都遗址出土的透雕龙凤纹铜铺首(如图所示)是战国时期青铜器,下列说法错误的是 ( )A.青铜是铜锡合金B.青铜的熔点高于纯铜C.青铜器表面的铜绿主要成分为Cu2(OH)2CO3D.青铜器应保存在相对干燥的环境中6.[2024·安徽阜阳模拟] 某同学进行如下实验:实验 实验现象ⅰ 将铜粉加入试管中,再加入稀HNO3 溶液变蓝,液面上方呈浅红棕色;至不再产生气泡时,铜粉有剩余,余液呈酸性ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3 又产生气泡,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色ⅲ 继续向ⅰ中试管滴加几滴浓硫酸 又产生气泡,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色下列说法不正确的是 ( )A.铜与硝酸反应中,硝酸氧化性与氢离子、硝酸根离子浓度均有关B.ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释C.继续向ⅰ中试管加入少量硫酸铜固体,也能发生ⅱ、ⅲ现象D.用一定浓度的H2SO4与NaNO3溶液也能使铜粉溶解7.[2025·湖北新高考协作体模拟] 我国科学家最近开发催化剂AgI/CuO实现CO2高效还原制备纳米C2高附加值产品(颗粒直径为50~80 nm)。某小组以铜银废料(含少量Fe、Zn等杂质)为原料制备CuO和AgI。下列说法正确的是 ( )A.从资源利用和环保角度考虑,“酸溶”选择浓硝酸B.“灼烧”操作需要酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角和玻璃棒C.上述发生的化学反应都是氧化还原反应D.纳米C2可发生丁达尔效应考点三 金属材料与金属矿物的开发利用8.[2025·河南名校联盟模拟] 某兴趣小组以铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有少量Fe2O3和SiO2)为主要原料制备絮凝剂聚合氯化铝[Al2(OH)aClb]m和金属铝的流程如图所示。已知滤渣a中含有难溶的铝硅酸盐。下列说法正确的是 ( )A.“碱溶”时,所用NaOH溶液更换为氨水“碱溶”效果更好B. 若滤液a浓度较大,“沉淀”时通入过量CO2有利于减少生成沉淀中的杂质C.“操作X”可以是盐酸溶解、HCl气流中结晶、脱水、电解D. 通过控制沉淀ⅰ、ⅱ的比例可改变聚合氯化铝的组成9.[2025·安徽皖北协作体一模] 冶炼铜过程中产生的铜阳极泥富含Cu、Se、Te等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取硒和碲的流程,如图所示:回答下列问题:(1)基态Se原子核外电子排布式为 。硒有多种单质,比较有代表性的是灰硒和红硒,它们互为 。 (2)“加压、加热,酸浸”步骤中,Cu2Se和Cu2Te分别转化为H2SeO4和H6TeO6,写出Cu2Se参与反应的化学方程式: 。 (3)试从化学反应原理的角度分析“加压”能提高Cu、Se、Te浸出率的原因: 。 (4)氧化性:H2SeO4 (填“>”“<”或“=”) H6TeO6。 (5)“沉铜”中生成Cu2(OH)2CO3沉淀的离子方程式为 。 (6)由Cu2(OH)2CO3获取Cu的过程中,常采用高压氢还原法直接从溶液中提取金属粉。还原时,增大溶液酸度不利于Cu生成的原因是 。 (7)硫和碲位于元素周期表同一主族,试分析存在H6TeO6而不存在H6SO6的原因: 。 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用1.A [解析] Mg在CO2中燃烧生成MgO和C,属于置换反应,A正确;将Mg(OH)2沉淀转化为MgCl2的过程是复分解反应,无电子得失,B错误;电解得到镁的过程有元素化合价的变化,是氧化还原反应,C错误;Mg在N2中燃烧时,N2是氧化剂,Mg是还原剂,D错误。2.D [解析] 比较金属性的强弱是比较金属单质与水或酸反应产生H2的快慢程度,A项错误;产生该现象是由于生成了熔点很高的氧化铝,起到隔绝空气的作用,B项错误;N+H2ONH3·H2O+H+,Al与H+反应生成H2并放热,促进NH3·H2O分解产生NH3,产生的气体应为H2和NH3的混合气体,C项错误;该过程先生成Al(OH)3白色沉淀,后Al(OH)3转化为[Al(OH)4]-,D项正确。3.C [解析] “酸浸”时MgCO3、Al2O3、FeCO3与盐酸反应,所得产物有金属氯化物、水和二氧化碳,元素化合价不变,无电子转移,A错误;过氧化氢是绿色氧化剂,若用稀硝酸,其还原产物为NO,氮氧化物是大气污染物,且会引入杂质离子,B错误;“沉淀”环节,通过调节pH产生Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀混合物并过滤除去,C正确;电解MgCl2溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气,电解熔融氯化镁才可得到金属镁,D错误。4.C [解析] 废铝箔(主要成分为Al,含少量Mg、Fe等)与稀硫酸反应,生成Al3+、Mg2+、Fe2+,过滤除去不溶于酸的杂质,再用NaOH溶液调节pH,将Mg2+、Fe2+转化为沉淀析出,Al3+转化为[Al(OH)4]-,过滤固体,继续向滤液中加入过量稀硫酸得到Al2(SO4)3溶液,最后加饱和K2SO4溶液结晶得到溶解度更小的明矾;由于Mg、Fe不与氢氧化钠溶液反应,步骤①与步骤②顺序互换后,通过操作a(过滤)即可得到Na[Al(OH)4]溶液,再加过量稀硫酸可得到硫酸铝溶液,调换顺序后,酸碱的浪费更少,可节约生产成本,A正确;②中Al3+转化为[Al(OH)4]-,发生的反应方程式为Al2(SO4)3+6NaOH2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOHNa[Al(OH)4],B正确;③中稀H2SO4酸化的目的是将转化为Al3+,C错误;④是根据溶解度差异来制取明矾,即室温下明矾的溶解度小于Al2(SO4)3和K2SO4的溶解度,D正确。5.B [解析] 青铜是由铜锡等金属元素形成的合金材料,属于铜锡合金,A正确;青铜是铜合金,合金的熔点低于成分金属,故合金青铜的熔点低于纯铜,B错误;青铜器表面的铜绿是Cu、O2、CO2、H2O发生反应产生的碱式碳酸铜,其主要成分为Cu2(OH)2CO3,C正确;青铜器中的铜单质与空气中的氧气、CO2、水发生反应产生碱式碳酸铜,故青铜器应保存在相对干燥的环境中,D正确。6.C [解析] ⅰ.将铜粉加入试管中,再加入稀HNO3,稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜,溶液变蓝,开始产生无色气体,无色气体遇空气变为红棕色;铜粉有剩余,溶液为酸性,则ⅰ的溶液中有Cu2+、N、H+。ⅱ.继续向ⅰ中试管加入少量固体NaNO3,由于铜粉剩余,溶液为酸性,加入硝酸钠,c(N)增大,等同于加入了稀硝酸,所以稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜,产生无色气体,无色气体遇空气变为红棕色,同时可推知ⅰ中余液的酸性是硝酸有剩余。ⅲ.继续向ⅰ中试管滴加几滴浓硫酸,溶液酸性增强,硝酸根离子氧化性增强,又和铜反应产生NO气体,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色。由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ还有硝酸剩余,不能将铜全部溶解,结合ⅱ、ⅲ实验可知,硝酸氧化性和氢离子、硝酸根离子浓度均有关,A正确;ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原反应,能用相同的离子反应3Cu+8H++2N3Cu2++2NO↑+4H2O解释,B正确;铜离子是氧化产物,加入硫酸铜固体,增大铜离子浓度,不会发生反应,C错误;硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性,可以将铜氧化,故用一定浓度的H2SO4与NaNO3溶液也能使铜粉溶解,D正确。7.B [解析] 以铜银废料(含少量Fe、Zn等杂质)为原料,制备CuO和AgI,步骤为向铜银废料中加稀硫酸,Fe、Zn会与稀硫酸反应被溶解进入浸液,Cu、Ag不反应,得到浸渣(主要含Cu、Ag),浸渣加硝酸酸溶,Cu、Ag溶于硝酸,然后加入金属Cu,置换出银制得粗银(用于制备AgI)和滤液,滤液加NaOH溶液“沉铜”,过滤后将沉淀Cu(OH)2“灼烧”, Cu(OH)2分解制得CuO;稀硝酸与Cu的反应为3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,浓硝酸与Cu的反应为Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,稀硝酸与Ag的反应为3Ag+4HNO3(稀)3AgNO3+NO↑+2H2O,浓硝酸与Ag的反应为Ag+2HNO3(浓)AgNO3+NO2↑+H2O,稀硝酸的还原产物为NO,浓硝酸的还原产物为NO2,等量的硝酸,稀硝酸产生大气污染物较少,A错误;“灼烧”需要选择坩埚盛装氢氧化铜,故“灼烧”操作需要酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角和玻璃棒,B正确;“沉铜”发生的反应是复分解反应,不是氧化还原反应,C错误;纳米C2不是分散系,不能产生丁达尔效应,D错误。8.D [解析] 铝土矿加NaOH溶液,Al2O3和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],其与SiO2反应转化为铝硅酸钠沉淀,Fe2O3不溶,过滤,滤液a含Na[Al(OH)4],通入足量的CO2后反应生成氢氧化铝沉淀,过滤,洗涤干燥后,将沉淀分三份,第一份加盐酸得到氯化铝溶液,与第二份氢氧化铝反应得到聚合氯化铝,第三份灼烧使之分解生成氧化铝,加冰晶石使氧化铝熔融电解,就可以得到铝。Al2O3具有两性,能与强碱溶液反应,不能溶于弱碱溶液氨水,“碱溶”时Al2O3与NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],所用NaOH溶液不能更换为氨水,A错误;滤液a浓度较大时通入过量CO2生成氢氧化铝和碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度较小,则会有碳酸氢钠固体从溶液中析出,并不利于减少氢氧化铝固体中的杂质,B错误;操作X应是灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝,加冰晶石电解氧化铝就可以得到铝,C错误;[Al2(OH)aClb]m中a、b可通过控制Al(OH)3和AlCl3的投料比来控制产品组成,D正确。9.(1)[Ar]3d104s24p4(或1s22s22p63s23p63d104s24p4) 同素异形体(2)2Cu2Se+5O2+4H2SO44CuSO4+2H2SeO4+2H2O(3)加压可增大氧气溶解度,加快化学反应速率;加压可提升溶液沸点,化学反应可在更高温度下发生,化学反应速率更快(4)>(5)2Cu2++3C+2H2OCu2(OH)2CO3↓+2HC[或2Cu2++2C+H2OCu2(OH)2CO3↓+CO2↑](6)在用H2将Cu2(OH)2CO3还原为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子从而不利于Cu的生成(7)S原子半径小,其原子周围不能容纳6个—OH,而Te原子半径大,其原子周围能容纳的—OH数目多[解析] 向含 Cu、Se、Te 等元素的铜阳极泥中加入H2SO4溶液并通入O2,在加压、加热条件下进行酸浸,利用氧气在酸性环境下的氧化性,将铜阳极泥中的金属等成分氧化溶解,铜元素转化为Cu2+进入溶液,Se、Te 等元素也发生相应反应进入浸出液,不溶物成为浸渣被分离;第一次还原(还原1)阶段,向浸出液中通入SO2, SO2具有还原性,能将浸出液中的Se元素还原为单质Se,通过过滤可将Se分离出来,得到滤液1;第二次还原(还原2)阶段,向滤液1中再次通入SO2,将溶液中的Te元素还原为单质Te,经过滤分离出Te,得到浸出液;沉铜阶段,向浸出液中加入Na2CO3溶液,使Cu2+转化为沉淀Cu2(OH)2CO3,过滤分离出沉淀,滤液3被分离出去;后续处理阶段,Cu2(OH)2CO3经过一系列后续处理,最终得到铜单质。(1)Se 是 34 号元素,根据核外电子排布规律,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,也可用简化形式[Ar]3d104s24p4表示;灰硒和红硒是硒元素形成的不同单质,互为同素异形体。(2) “加压、加热,酸浸”时,Cu2Se与O2、H2SO4反应,Cu2Se中Cu为 +1 价,Se为-2价,反应后Cu元素转化为CuSO4,Se元素转化为H2SeO4,O2作氧化剂,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为2Cu2Se+5O2+4H2SO44CuSO4+2H2SeO4+2H2O。(3)加压可增大O2溶解度,溶液中O2浓度增大,加快化学反应速率,提高浸出率,同时加压可提升溶液的沸点,可使化学反应在更高的温度下发生,化学反应速率更快。(4)浸出液中含有H2SeO4和H6TeO6,通入SO2后,H2SeO4首先被还原为Se,故氧化性H2SeO4>H6TeO6。(5)“沉铜”时,Cu2+与Na2CO3溶液反应生成Cu2(OH)2CO3沉淀,C水解产生OH-,根据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式2Cu2++3C+2H2OCu2(OH)2CO3↓+2HC。(6)高压氢还原时,H2作还原剂,H2失去电子被氧化为H+,增大溶液酸度,H+浓度升高,不利于H2失去电子,也就不利于Cu的生成。(7)原子半径影响原子周围可结合其他原子或原子团的数量,S和Te同主族,Te原子半径大,有足够空间容纳多个—OH形成H6TeO6,S原子半径小,空间限制使其难以形成含6个—OH的H6SO6。(共138张PPT)第四单元重要的金属元素第14讲金属材料 金属矿物的开发和利用1.了解金属材料及其重要化合物的主要性质，了解其在生产、生活中的应用。2.了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质的转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步，自然资源综合利用和环境保护中的重要作用。01考点一 镁、铝及其化合物 铝矿石提铝02考点二 铜及其重要化合物03考点三 金属材料与金属矿物的开发利用04经典真题·明考向05作业手册答案速查【听】答案速查【作】夯实必备知识提升关键能力夯实必备知识提升关键能力夯实必备知识提升关键能力考点一镁、铝及其化合物 铝矿石提铝1.镁、铝单质(1)镁、铝的结构和存在形态名称 镁 铝周期表中位置 ________________ _________________原子结构示意图 _ _________ _ _________自然界存在形态 ________ ________第三周期第ⅡA族第三周期第ⅢA族化合态化合态(2)金属铝的物理性质银白色、有金属光泽的固体，具有良好的________、________和________等，密度较小，质地柔软。延展性导电性导热性(3)铝的主要化学性质铝原子最外层有3个电子，在反应中易______电子，具有较强的______性。失去还原写出图中标号反应的化学方程式或离子方程式:①____________________；②_____________________________________；③__________________________；④________________________________________；⑤_ _________________________。［补充说明］对比记忆金属镁的化学性质：1.与非金属单质反应：、 。2.能与沸水反应： 。3.与非氧化性酸反应： ，反应速率比 快。4.与碱不反应。5.与某些氧化物反应：能在中燃烧，(金属镁着火不能用二氧化碳灭火器和泡沫灭火器灭火)。2.铝的重要化合物(1)铝的氧化物 两性氧化物(2)铝的氢氧化物 两性氢氧化物的两性表现受热分解： 。(3)铝盐——明矾①化学式为____________________________，为复盐。(胶体)②电离方程式为 。③应用：净水，净水原理为明矾电离出的 在水中水解生成___________胶体，吸附水中悬浮物而沉淀，使水净化，其离子方程式为______________________。(4)四羟基合铝酸盐——四羟基合铝酸钠①向 溶液中滴加盐酸至过量，反应现象为先生成白色沉淀，然后沉淀又逐渐溶解至消失，有关反应的离子方程式为_______________________________________________________________。②向溶液中通入少量 ，反应的离子方程式为______________________________________________。3.铝矿石提铝铝土矿的主要成分是，含有的杂质是、和，由于具有两性，而杂质与碱溶液反应，、与酸溶液反应，因而可设计出两种提纯的方案。方案一：碱溶法方案二：酸溶法【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物，其原因是和 都能与酸、碱反应( )√(2) 能与胃酸(主要成分是盐酸)反应，常用作胃酸中和剂( )√(3)与足量的硫酸或足量的 溶液反应转移电子数相同( )√(4)对铝制品的表面进行处理，常采用化学方法，如增加膜的厚度、对氧化膜进行着色等( )√(5)下列物质的转化在给定条件下能够实现：( )√(6)向溶液中通入过量 的离子方程式：( )×题组一 镁、铝及其化合物性质及应用1.[2025·广东汕头二模] 铝及其化合物具有广泛应用价值。下列用于解释事实的化学或离子方程式书写正确的是( )A.电解冶炼铝：B.利用明矾进行净水：C.往 溶液中通入过量氨水：D.泡沫灭火器喷出白色泡沫用于灭火：√[解析] 工业上电解熔融氧化铝冶炼铝，化学方程式为，A错误；明矾进行净水的原理是 水解生成的 胶体具有吸附性，离子方程式为(胶体)，B错误；往 溶液中通入过量氨水生成， 不溶于氨水，离子方程式为 ，C错误；泡沫灭火器中，与发生相互促进的水解反应生成沉淀和 气体，离子方程式为 ，D正确。2.下列除去杂质的方法不正确的是( )A.镁粉中混有少量铝粉：加入过量烧碱溶液充分反应，过滤、洗涤、干燥B.用过量氨水除去溶液中的少量C.中混有少量 加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤，向滤液中通入过量 后再过滤D.中混有少量 加入足量烧碱溶液，充分反应，过滤、洗涤、干燥，得到[解析] 向含有少量的溶液中加入过量氨水时，、均转化为氢氧化物沉淀，达不到除杂的目的，B错误。√题组二 铝土矿中提取铝的工艺流程3.铝土矿中主要含有，还有少量、 杂质，从铝土矿中冶炼金属铝的方法如图所示(步骤①②③中每步反应结束后经过过滤才进行下一步反应)。下列有关说法不正确的是( )A.电解熔融制取金属铝时加入冰晶石的作用是降低 熔融所需的温度B.步骤②的作用是除去母液1中的和C.步骤③生成沉淀的离子方程式为D.将步骤①和步骤②顺序颠倒，再通入过量也能得到 沉淀√[解析] 熔点较高，需要加入冰晶石，降低 熔融所需的温度，A正确；母液1含有、、，步骤②中加入过量 溶液，作用是除去、，B正确；步骤③中通入过量 与反应生成沉淀和 ，离子方程式为 ，C正确；将步骤①和步骤②顺序颠倒，母液1含有、，母液2中含有 ，再通入过量不能得到 沉淀，D错误。4.[2025·河南郑州十校模拟] 铁路施工建设中常用铝热反应来焊接钢轨。某工厂以铝土矿(主要成分为，含有杂质和 )为原料制备和 ，部分工艺流程如图所示。请回答下列问题：(1)为了加快铝土矿酸浸时的反应速率，可以采取的措施是_________________________________________(任写1点)。适当升温(或粉碎铝土矿或酸浸时不断搅拌)[解析] 为了加快铝土矿酸浸时的反应速率，可以采取的措施有适当升温、粉碎铝土矿和酸浸时不断搅拌。(2)滤渣1的主要成分是_____(写化学式)。[解析] 由分析可知，滤渣1的主要成分是 。(3)写出酸浸时 和稀硫酸反应的离子方程式：________________________________。[解析] 酸浸时和稀硫酸反应生成 和水，离子方程式为 。(4)“碱浸过滤”的目的是_______________________________________________，请设计实验验证此目的是否达成：_____________________________________________________________________________________。分离和［或将转化为沉淀］取少量滤液2，滴加少量溶液，若溶液不变红，则滤液2中不含，碱浸过滤的目的达成[解析] 滤液1中的和过量 溶液反应生成可溶的，和 反应生成不溶的 沉淀，“碱浸过滤” 的目的是分离和或将转化为 沉淀；设计实验验证此目的是否达成只需要检验滤液2中是否还含有 ，操作为取少量滤液2，滴加少量溶液，若溶液不变红，则滤液2中不含 ，碱浸过滤的目的达成。(5) 的结构式为____________；写出沉铝时生成 的离子方程式：______________________________________。[解析] 为直线形结构，结构式为；沉铝时，向溶液中通入过量生成和 ，离子方程式为。(6)写出“熔融电解”步骤中生成 的化学方程式：_ ______________________。[解析] “熔融电解”步骤中生成氧气和 ，化学方程式为。[解析] 铝土矿(主要成分为 ，含有杂质和)加入过量稀硫酸，、 分别和硫酸反应生成、， 不与硫酸反应，则滤渣1为，滤液1中加入过量 溶液，过滤得到的滤渣2为，高温加热分解生成 ，滤液2中含，再通入过量使完全沉淀为 并得到含的滤液3，高温加热生成 ，熔融电解生成铝单质和氧气。考点二铜及其重要化合物1.铜单质(1)物理性质：______色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁铁吸引。(2)化学性质紫红写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①化学方程式：____________________________________(绿色固体)。②化学方程式：________________。③与氧化性酸.与浓硫酸共热的化学方程式：_______________________________________。.与稀硝酸反应的离子方程式：_________________________________________。.与浓硝酸反应的离子方程式：_________________________________________。④与 溶液反应的离子方程式：___________________________。［微点拨1］铜为变价金属，与反应生成，与 反应生成，由此可知氧化性： 。与稀硫酸不反应，但在通入的条件下， 可在稀硫酸中逐渐溶解： 。2.氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜 氧化亚铜颜色 ______ ________与酸反应 ____________________ ______________与 反应 _ ___________________ __转化关系黑色砖红色［微点拨2］ 的性质及检验价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为 价。价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成和 ，利用这一原理可区分和 。向红色物质中加入稀硫酸(注意不能用硝酸检验)，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为，否则为 。反应的化学方程式为 。3.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用反应①的化学方程式：_______________________。反应②的离子方程式：______________________________。4.铜盐——硫酸铜为蓝色晶体，俗称______或______。无水 为白色粉末，遇水变____色(生成 )。蓝矾胆矾蓝［微点拨3］①无水 能用作检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂以干燥气体。②铜盐溶液有毒，具有杀菌作用，这是因为 是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)是黑色固体,与水反应生成 ( )×(2)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( )√(3)将铁片置于 溶液中,铁片上有红色物质析出,说明铁比铜活泼( )√(4) 失去结晶水属于物理变化( )×(5) 是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈( )√(6)“曾青得铁,则化为铜”,发生的反应为置换反应( )√(7)除去粉中混有的 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥( )×(8)和足量热浓硫酸反应可生成 分子( )×题组 铜及其化合物的性质和应用1.[2025·河北衡水模拟] 以含有少量杂质 的粗铜为原料，制备蓝矾的工艺流程如图所示。下列说法正确的是( )A.“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为B.气体A为酸性氧化物，可与适量的氧气和水反应生成硝酸，循环利用C.物质可以使用氨水，且 过量对产物无影响D.“操作 ”为蒸发结晶、趁热过滤√[解析] 粗铜(含少量 )加稀硫酸、稀硝酸溶解，生成和含、的溶液，向溶液中加物质沉淀 ，过滤，所得滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。“溶解”时，若忽略少量的杂质铁，根据知，要使与的物质的量比为，则理论上和的物质的量之比为，A正确；由分析可知，气体A为 ，不属于酸性氧化物，B错误；若物质 为氨水，则过量氨水会沉淀生成沉淀进而得到 ，使蓝矾产量降低，C错误；“操作”为从 溶液得到蓝矾晶体，步骤为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，D错误。2.胆矾 是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料［主要成分是，含有少量的油污、、 、］制备胆矾并测定其中结晶水的含量。流程如下：[解析] 由流程中的信息可知，原料经碳酸钠溶液浸洗后过滤，可以除去原料表面的油污；固体B与过量的稀硫酸、双氧水反应，其中的、、、均转化为 ，溶液C为硫酸铜溶液和稀硫酸的混合液，加热浓缩、冷却结晶、过滤后得到胆矾。回答问题：(1)步骤①的目的是________。除油污[解析] 原料表面含有少量的油污， 溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污。(2)步骤②中，若仅用浓 溶解固体B，将生成_____(填化学式)污染环境。[解析] 在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成、和 ，二氧化硫是一种大气污染物。(3)步骤②中，在存在下 溶于稀，反应的化学方程式为______________________________________。[解析] 步骤②中，在存在下溶于稀，生成 和，该反应的化学方程式为 。(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是__________________。胆矾晶体易溶于水[解析] 胆矾是一种易溶于水的晶体，用水洗涤会导致胆矾的产率降低，因此，经步骤④得到的胆矾不能用水洗涤。(5)实验证明，滤液D能将氧化为 。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量 将氧化为 ，理由是________________________________________。溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解[解析] 常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解速率更快，溶液C经步骤③加热浓缩后 已完全分解，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量将氧化为 。ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是将 氧化为 ，写出乙同学的实验方案及结果：____________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。取滤液，向其中加入适量硫化钠溶液，使铜离子恰好完全沉淀，再加入，不能被氧化[解析] 被氧化为 时溶液的颜色会发生变化；滤液D中含有和，乙同学通过实验证实，只能是将氧化为 ，较简单的方案是除去溶液中的，然后再向其中加入含有 的溶液，观察溶液是否变色；除去溶液中的 的方法有多种，可以加入适当的沉淀剂将其转化为难溶物，如加入将其转化为 沉淀，因此，乙同学的实验方案为取少量滤液D，向其中加入适量 溶液，直至不再有沉淀生成，静置后向上层清液中加入少量 溶液；实验结果为上层清液不变色，证明不能被除去的溶液氧化，故只能是将氧化为 。(6)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为 ，加入胆矾后总质量为，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为 。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为_ _________(写表达式)。[解析] 称量干燥坩埚的质量为 ，加入胆矾后总质量为 ，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为，则水的质量是 ，根据知， ，解得 。(7)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是______(填标号)。①胆矾未充分干燥 ②坩埚未置于干燥器中冷却③加热时有少量胆矾迸溅出来①③[解析] 胆矾未充分干燥，导致所测 偏大，根据 知，最终会导致所测结晶水数目偏高，①正确；坩埚未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾，导致所测 偏大，根据 ，最终会导致所测结晶水数目偏低，②错误；加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使 数值偏小，根据知，最终会导致所测结晶水数目偏高，③正确。考点三金属材料与金属矿物的开发利用1.合金金属与非金属低大［微点拨1］①合金具有金属的大多共性。②合金中成分元素的含量影响着合金的性能。2.常见金属材料(1)分类铁铬(2)三种常见的合金组织结构小高、3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形式化合物金、铂(2)金属冶炼的实质金属的冶炼过程是指将金属从其________中还原出来，用于生产各种金属材料的过程，即________________(写反应通式，用 表示金属)。化合物(3)金属冶炼的方法例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)［微点拨2］①冶炼时只能电解而不能电解 ，原因是的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。②冶炼时只能电解而不能电解，原因是 是共价化合物，熔融态不导电。加入冰晶石的目的是降低 的熔化温度。③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)合金的硬度一般大于它的成分金属,而熔点一般低于它的成分金属( )√(2)合金中不可能含有非金属，各组分金属元素以化合态形式存在( )×[解析] 生铁、钢中都含有非金属碳。(3)利用 和铝粉在高温下发生铝热反应冶炼金属镁( )×(4)钙单质可以从熔融中置换出 ( )√(5)铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业( )√(6)用焦炭和空气反应产生的 在高温下还原铁矿石中铁的氧化物( )√(7)用海水为原料制得精盐,再电解 溶液制取金属钠( )×[解析] 电解溶液得到的是 溶液而不是金属钠，应电解熔融态 。题组一 合金与金属材料1.[2025·河南开封三模] 河南省作为文物大省，出土了大量珍贵文物。下列文物中，主要材质属于合金的是( )A.贾湖骨笛 B.后母戊鼎 C.武则天金简 D.四神云气图√[解析] 贾湖骨笛主要成分为钙质盐类，不是合金，A错误；后母戊鼎是商代青铜器，是铜和锡的合金，B正确；武则天金简主体为金，是金属单质，不属于合金，C错误；四神云气图为壁画，其颜料采用矿物颜料，包括朱砂、孔雀石、石青等，不是合金， 错误。2.[2024·湖南雅礼中学模拟] 航空航天领域成果的取得离不开金属材料的贡献。下列关于金属材料的说法中不正确的是( )A.金属材料包括纯金属和它们的合金B.合金的硬度一般比其成分金属大，但熔点一般比其成分金属低C.铝合金应用十分广泛，因为它不仅价格合适，耐酸、碱腐蚀，而且具有优良的机械性能D.新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域，如飞机发动机零件和火箭结构件√[解析] 金属材料包括纯金属和它们的合金，A正确；合金的硬度一般比各成分金属大，熔点一般比各成分金属低，B正确；铝和氧化铝易与酸、碱溶液发生反应，不耐酸、碱腐蚀，C错误；新型钛合金强度高、质量轻、耐高温，广泛用于航空航天领域，如飞机发动机零件和火箭结构件，D正确。题组二 金属矿物的开发利用3.下列关于金属的冶炼方法叙述不正确的是( )选项 金属 存在形式 冶炼方法A 金 游离态 金子比沙子密度大，利用水洗法直接分离B 汞 化合态 汞的金属性弱，用加热 的方法冶炼C 铁 化合态 铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D 钠 化合态 钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和 溶液的方法冶炼√[解析] 钠一般是由电解熔融 的方法来制取，而电解饱和食盐水得到的是、和 。同时注意，此题易误选C，一般认为铁是由还原 制得，但在实际生活中，如在铁轨焊接等方面，是用铝热反应来制取的。4.[2025·陕西西安模拟] 金属的冶炼与生产、生活及国防军事等领域均密切相关。下列有关金属冶炼的原理错误的是( )A.用电解法制取金属钠：B.用 等活泼金属为还原剂冶炼C.用作还原剂冶炼金属D.用作还原剂冶炼金属√[解析] 电解熔融 制取金属钠，反应的化学方程式是，A正确；的活泼性大于 ，可用等活泼金属为还原剂冶炼 ，反应的化学方程式是 ，B正确；铝的还原性大于钒，用作还原剂可以冶炼金属 ，反应的化学方程式是，C正确；是不活泼金属，一般采用加热的方法冶炼 ，D错误。经典真题·明考向1.正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)[2023·湖南卷] 青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金( )√(2)[2023·辽宁卷] 冶炼镁： ( )×[解析] 工业冶炼金属镁是通过电解熔融氯化镁，反应方程式为，错误。(3)[2023·浙江卷] 铝有强还原性，可用于制作门窗框架( )×[解析] 铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，错误。(4)[2023·湖北卷] 用离子方程式表示 溶于烧碱溶液：( )√(5)[2022·湖北卷] 与 的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。和 均可表现出弱酸性( )√(6)[2022·浙江卷] 工业上通过电解六水合氯化镁制取金属镁( )×[解析] 工业上通过电解熔融的无水 制取金属镁，错误(7)[2022·广东卷] 铝能形成致密氧化膜，故技术人员开发高端耐腐蚀镀铝钢板( )√2.[2025·湖南卷] 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是( )A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”√[解析] 金属材料包括纯金属及其合金，选项中的不锈钢是铁基合金，属于金属材料，A正确；金刚石是碳单质，属于无机非金属材料，B错误；玄武岩纤维是由天然玄武岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融拉丝制成的无机非金属材料，C错误；玻璃纤维的主要成分是二氧化硅、硅酸钠、硅酸钙，属于无机非金属材料，D错误。3.[2025·江苏卷] 探究含铜化合物性质的实验如下：步骤Ⅰ 取一定量 溶液，加入适量浓氨水，产生蓝色沉淀。步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份，分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸，沉淀均完全溶解，溶液分别呈现深蓝色、蓝色。步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉，无明显现象；继续加入稀盐酸，振荡后静置，产生少量气泡，铁钉表面出现红色物质。下列说法正确的是( )A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为B.步骤Ⅱ的两份溶液中：C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为√[解析] 可溶于水，步骤Ⅰ中，向 溶液中加入适量浓氨水，与反应生成蓝色沉淀 ，A错误；步骤Ⅱ中，向 沉淀中加入浓氨水，得到的深蓝色溶液中铜元素的存在形式为， 在配离子的内界，很难电离出来，而向 沉淀中加入稀盐酸，得到的蓝色溶液中铜元素的存在形式为，则 ，B正确；步骤Ⅲ中无明显现象是因为极难电离出，溶液中浓度太低，与铁发生反应的速率极慢，无明显现象，C错误；步骤Ⅲ中加入稀盐酸后，会与结合生成，使平衡正移，溶液中增大，与铁发生置换反应析出红色的，离子方程式为，产生气泡表明加入的稀盐酸与铁钉发生置换反应： ，D错误。1.[2021·河北卷] “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生 作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约 )混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是( )A.钢是以铁为主的含碳合金B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为√[解析] 生铁和钢都属于铁的合金，都是以铁为主的含碳合金，A项正确；钢中含碳量越高，硬度越大，韧性越低，反之，则硬度越低，韧性越高，B项正确；由题可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点比熟铁的熔点要低，C项错误；工业炼铁的原料之一是铁矿石，包括赤铁矿、 磁铁矿 、黄铁矿等，D项正确。2.[2022·湖南卷] 铝电解厂烟气净化的一种简单流程如下：下列说法错误的是( )A.不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料B.采用溶液喷淋法可提高吸收塔内烟气吸收效率C.合成槽中产物主要有和D.滤液可回收进入吸收塔循环利用√[解析] 烟气(含 )通入吸收塔中，加入过量的碳酸钠，发生反应，向合成槽中加入，发生反应，过滤得到 和含有的滤液。陶瓷的成分中含有，烟气中含有的 溶于水为氢氟酸，会与陶瓷中的反应：，因此不宜用陶瓷作吸收塔内衬材料，A正确；采用溶液喷淋法可增大反应物的接触面积，提高吸收塔内烟气吸收效率，B正确；由上述分析可知，合成槽内发生反应，产物是和 ，C错误；由上述分析可知，滤液的主要成分为 ，可进入吸收塔循环利用，D正确。3.[2020·山东卷] 以菱镁矿 (主要成分为，含少量 、和 )为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下：已知浸出时产生的废渣中有、和 。下列说法错误的是( )A.浸出镁的反应为B.浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行C.流程中可循环使用的物质有、D.分离与、是利用了它们氢氧化物 的不同√[解析] 煅烧菱镁矿， 分解为 ，根据已知中浸出时产生的废渣可知，浸出液中镁以形式存在并释放出 ，则浸出镁的反应为 ，A项正确；浸出过程中，为促进、 沉淀的形成以及氨气的逸出，提高分离效果，应在较高温度下进行，而沉镁过程中若在高温下进行，会促进一水合氨的分解，对沉镁效果不利，B项错误；浸出过程产生的氨气和沉镁过程中产生的 可以循环使用，C项正确；在相同的条件下，、形成沉淀，而镁以 形式存在，说明它们氢氧化物的 差异较大，D项正确。作业手册考点一 镁、铝及其化合物 铝土矿提铝1.下列关于镁、铝及其化合物的说法正确的是( )A.在 中的燃烧是置换反应B.将沉淀转化为，是镁原子失电子转化为C.电解得到镁的过程可以写出离子方程式，但不是氧化还原反应D.在中燃烧时， 既是氧化剂又是还原剂√[解析] 在中燃烧生成 和C，属于置换反应，A正确；将沉淀转化为 的过程是复分解反应，无电子得失，B错误；电解得到镁的过程有元素化合价的变化，是氧化还原反应，C错误；在中燃烧时，是氧化剂， 是还原剂，D错误。2.通过观察化学实验现象，分析归纳出正确的结论，是学习化学科学最基本的技能之一。下列由实验现象得出的结论正确的是( )选项 实验现象 结论A 把大小相同的铝和镁分别投入相同浓度的 溶液中：铝溶解有气泡放出，而镁没有 任何变化 铝的金属性比镁强B 取一块铝箔，用酒精灯点燃：铝箔只熔化成 液体而没有滴落 铝不易燃烧选项 实验现象 结论C 向氯化铵溶液中投入一铝片：铝片上产生大 量气泡 该气体是D 向氯化铝溶液中逐滴滴加 溶液至过量： 先产生白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后沉 淀完全消失 氢氧化铝能溶于强碱溶液续表√[解析] 比较金属性的强弱是比较金属单质与水或酸反应产生 的快慢程度，A项错误；产生该现象是由于生成了熔点很高的氧化铝，起到隔绝空气的作用，B项错误；， 与反应生成并放热，促进分解产生 ，产生的气体应为和的混合气体，C项错误；该过程先生成 白色沉淀，后转化为 ，D项正确。3.[2025·辽宁铁岭调研] 利用菱镁矿主要成分为 ，含杂质、 制取镁的工艺流程如图所示，下列说法正确的是( )A.“酸浸”时溶液中有电子转移B.“氧化”时用稀硝酸代替 溶液更好C.沉淀混合物为和D.电解 溶液可得到金属镁√[解析] “酸浸”时、、 与盐酸反应，所得产物有金属氯化物、水和二氧化碳，元素化合价不变，无电子转移，A错误；过氧化氢是绿色氧化剂，若用稀硝酸，其还原产物为 ，氮氧化物是大气污染物，且会引入杂质离子，B错误；“沉淀”环节，通过调节产生和 沉淀混合物并过滤除去，C正确；电解 溶液得到氢氧化镁沉淀、氢气和氯气，电解熔融氯化镁才可得到金属镁，D错误。4.[2025·湖南邵阳二模] 利用废铝箔 (主要成分为，含少量、等)制明矾 的一种工艺流程如图所示：下列说法错误的是( )A.该工艺步骤①与步骤②顺序互换会更节约生产成本B.②中发生的反应有：C.③中稀酸化的目的是将转化成D.由④可知，室温下明矾的溶解度小于和 的溶解度√[解析] 废铝箔(主要成分为 ，含少量、等)与稀硫酸反应，生成、、，过滤除去不溶于酸的杂质，再用溶液调节 ，将、转化为沉淀析出，转化为 ，过滤固体，继续向滤液中加入过量稀硫酸得到 溶液，最后加饱和溶液结晶得到溶解度更小的明矾；由于、 不与氢氧化钠溶液反应，步骤①与步骤②顺序互换后，通过操作 (过滤)即可得到 溶液，再加过量稀硫酸可得到硫酸铝溶液，调换顺序后，酸碱的浪费更少，可节约生产成本，A正确；②中转化为 ，发生的反应方程式为，B正确；③中稀 酸化的目的是将转化为 ，C错误；④是根据溶解度差异来制取明矾，即室温下明矾的溶解度小于和 的溶解度，D正确。，考点二 铜及其重要化合物5.[2025·河北“五个一”名校联盟联考] 易县燕下都遗址出土的透雕龙凤纹铜铺首(如图所示)是战国时期青铜器，下列说法错误的是( )A.青铜是铜锡合金B.青铜的熔点高于纯铜C.青铜器表面的铜绿主要成分为D.青铜器应保存在相对干燥的环境中√[解析] 青铜是由铜锡等金属元素形成的合金材料，属于铜锡合金，A正确；青铜是铜合金，合金的熔点低于成分金属，故合金青铜的熔点低于纯铜，B错误；青铜器表面的铜绿是、、、 发生反应产生的碱式碳酸铜，其主要成分为 ，C正确；青铜器中的铜单质与空气中的氧气、 、水发生反应产生碱式碳酸铜，故青铜器应保存在相对干燥的环境中，D正确。6.[2024·安徽阜阳模拟] 某同学进行如下实验：实验 实验现象ⅰ 将铜粉加入试管中，再加入稀 溶液变蓝，液面上方呈浅红棕色；至不再产生气泡时，铜粉有剩余，余液呈酸性ⅱ 继续向ⅰ中试管加入少量固体 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色ⅲ 继续向ⅰ中试管滴加几滴浓硫酸 又产生气泡，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色下列说法不正确的是( )A.铜与硝酸反应中，硝酸氧化性与氢离子、硝酸根离子浓度均有关B.ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释C.继续向ⅰ中试管加入少量硫酸铜固体，也能发生ⅱ、ⅲ现象D.用一定浓度的与 溶液也能使铜粉溶解√[解析] ⅰ.将铜粉加入试管中，再加入稀 ，稀硝酸和铜反应生成、硝酸铜，溶液变蓝，开始产生无色气体，无色气体遇空气变为红棕色；铜粉有剩余，溶液为酸性，则ⅰ的溶液中有、 、。ⅱ.继续向ⅰ中试管加入少量固体 ，由于铜粉剩余，溶液为酸性，加入硝酸钠， 增大，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和铜反应生成 、硝酸铜，产生无色气体，无色气体遇空气变为红棕色，同时可推知ⅰ中余液的酸性是硝酸有剩余。ⅲ.继续向ⅰ中试管滴加几滴浓硫酸，溶液酸性增强，硝酸根离子氧化性增强，又和铜反应产生 气体，铜粉减少，液面上方呈浅红棕色。由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ还有硝酸剩余，不能将铜全部溶解，结合ⅱ、ⅲ实验可知，硝酸氧化性和氢离子、硝酸根离子浓度均有关，A正确；ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原反应，能用相同的离子反应 解释，B正确；铜离子是氧化产物，加入硫酸铜固体，增大铜离子浓度，不会发生反应，C错误；硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可以将铜氧化，故用一定浓度的与 溶液也能使铜粉溶解，D正确。7.[2025·湖北新高考协作体模拟] 我国科学家最近开发催化剂实现 高效还原制备纳米高附加值产品 颗粒直径为 。某小组以铜银废料(含少量、等杂质)为原料制备和 。下列说法正确的是( )A.从资源利用和环保角度考虑，“酸溶”选择浓硝酸B.“灼烧”操作需要酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角和玻璃棒C.上述发生的化学反应都是氧化还原反应D.纳米 可发生丁达尔效应√[解析] 以铜银废料(含少量、 等杂质)为原料，制备和 ，步骤为向铜银废料中加稀硫酸，、 会与稀硫酸反应被溶解进入浸液，、不反应，得到浸渣(主要含、 )，浸渣加硝酸酸溶，、溶于硝酸，然后加入金属 ，置换出银制得粗银(用于制备)和滤液,滤液加 溶液“沉铜”，过滤后将沉淀“灼烧”，分解制得；稀硝酸与 的反应为(稀) ，浓硝酸与 的反应为 ，稀硝酸与的反应为 (稀) ，浓硝酸与的反应为 ，稀硝酸的还原产物为 ，浓硝酸的还原产物为 ，等量的硝酸，稀硝酸产生大气污染物较少，A错误；“灼烧”需要选择坩埚盛装氢氧化铜，故 “灼烧”操作需要酒精灯、坩埚、三脚架、泥三角和玻璃棒，B正确；“沉铜”发生的反应是复分解反应，不是氧化还原反应，C错误；纳米 不是分散系，不能产生丁达尔效应，D错误。考点三 金属材料与金属矿物的开发利用8.[2025·河南名校联盟模拟] 某兴趣小组以铝土矿主要成分为 ，还含有少量和 为主要原料制备絮凝剂聚合氯化铝和金属铝的流程如图所示。已知滤渣 中含有难溶的铝硅酸盐。下列说法正确的是( )A.“碱溶”时，所用 溶液更换为氨水 “碱溶”效果更好B.若滤液 浓度较大，“沉淀”时通入过量 有利于减少生成沉淀中的杂质C.“操作”可以是盐酸溶解、 气流中结晶、脱水、电解D.通过控制沉淀ⅰ、ⅱ的比例可改变聚合氯化铝的组成√[解析] 铝土矿加溶液， 和溶液反应生成 ，其与反应转化为铝硅酸钠沉淀， 不溶，过滤，滤液含，通入足量的 后反应生成氢氧化铝沉淀，过滤，洗涤干燥后，将沉淀分三份，第一份加盐酸得到氯化铝溶液，与第二份氢氧化铝反应得到聚合氯化铝，第三份灼烧使之分解生成氧化铝，加冰晶石使氧化铝熔融电解，就可以得到铝。具有两性，能与强碱溶液反应，不能溶于弱碱溶液氨水，“碱溶”时与溶液反应生成，所用 溶液不能更换为氨水，A错误；滤液 浓度较大时通入过量 生成氢氧化铝和碳酸氢钠，碳酸氢钠溶解度较小，则会有碳酸氢钠固体从溶液中析出，并不利于减少氢氧化铝固体中的杂质，B错误；操作 应是灼烧氢氧化铝使之分解生成氧化铝，加冰晶石电解氧化铝就可以得到铝，C错误；中、 可通过控制和 的投料比来控制产品组成，D正确。9.[2025·安徽皖北协作体一模] 冶炼铜过程中产生的铜阳极泥富含、、 等多种元素。研究人员设计了一种从铜阳极泥中分离提取硒和碲的流程，如图所示：回答下列问题：[解析] 向含、、 等元素的铜阳极泥中加入溶液并通入，在加压、加热条件下进行酸浸,利用氧气在酸性环境下的氧化性，将铜阳极泥中的金属等成分氧化溶解，铜元素转化为进入溶液，、 等元素也发生相应反应进入浸出液，不溶物成为浸渣被分离；第一次还原(还原1)阶段，向浸出液中通入，具有还原性，能将浸出液中的 元素还原为单质，通过过滤可将 分离出来，得到滤液1；第二次还原(还原2)阶段，向滤液1中再次通入，将溶液中的元素还原为单质 ，经过滤分离出 ，得到浸出液；沉铜阶段，向浸出液中加入溶液，使 转化为沉淀 ，过滤分离出沉淀，滤液3被分离出去；后续处理阶段， 经过一系列后续处理，最终得到铜单质。(1)基态 原子核外电子排布式为_____________________________________________________________。硒有多种单质，比较有代表性的是灰硒和红硒，它们互为____________。(或)同素异形体[解析] 是 34 号元素，根据核外电子排布规律，其基态原子核外电子排布式为 ，也可用简化形式表示；灰硒和红硒是硒元素形成的不同单质，互为同素异形体。(2)“加压、加热，酸浸”步骤中， 和分别转化为和 ，写出 参与反应的化学方程式：_______________________________________________________________。[解析] “加压、加热，酸浸”时， 与、反应，中为价， 为价，反应后元素转化为， 元素转化为， 作氧化剂，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为 。(3)试从化学反应原理的角度分析“加压”能提高、、 浸出率的原因：__________________________________________________________________________________________________________。加压可增大氧气溶解度，加快化学反应速率；加压可提升溶液沸点，化学反应可在更高温度下发生，化学反应速率更快[解析] 加压可增大溶解度，溶液中 浓度增大，加快化学反应速率，提高浸出率，同时加压可提升溶液的沸点，可使化学反应在更高的温度下发生，化学反应速率更快。(4)氧化性：___(填“ ”“ ”或“ ”)。[解析] 浸出液中含有和 ，通入后，首先被还原为 ，故氧化性 。(5)“沉铜”中生成 沉淀的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________________。［或[解析] “沉铜”时，与溶液反应生成 沉淀，水解产生 ，根据电荷守恒和原子守恒写出离子方程式。(6)由获取 的过程中，常采用高压氢还原法直接从溶液中提取金属粉。还原时，增大溶液酸度不利于 生成的原因是 _________________________________[解析] 高压氢还原时，，失去电子被氧化为 ，增大溶液酸度，浓度升高，不利于失去电子，也就不利于 的生成。______________________________________________________________________________________________________ 。在用将还原为 单质时，失去电子被氧化为，若还原时增大溶液的酸度，增大，不利于失去电子从而不利于 的生成(7)硫和碲位于元素周期表同一主族，试分析存在而不存在 的原因：____________________________________________________________________________________________。原子半径小，其原子周围不能容纳6个，而原子半径大，其原子周围能容纳的数目多[解析] 原子半径影响原子周围可结合其他原子或原子团的数量， 和同主族，原子半径大，有足够空间容纳多个 形成，原子半径小，空间限制使其难以形成含6个的 。答案速查第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用考点一 镁、铝及其化合物 铝矿石提铝夯实必备知识1.(1)第三周期第ⅡA族 第三周期第ⅢA族 化合态化合态 (2)延展性 导电性 导热性 (3)失去 还原 2.(1)(2) (3)① (胶体) >(4)①②(1)√ (2)√ (3)√ (4)√ (5)√ (6)×提升关键能力1.D 2.B 3.D4.(1)适当升温(或粉碎铝土矿或酸浸时不断搅拌) (2)(3) (4)分离和［或将转化为沉淀］ 取少量滤液2，滴加少量溶液，若溶液不变红，则滤液2中不含，碱浸过滤的目的达成(5) (6)考点二 铜及其重要化合物夯实必备知识1.(1)紫红 (2) 2.黑色 砖红色 3. 4.蓝矾 胆矾 蓝 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)√(7)× (8)×提升关键能力1.A2.(1)除油污 (2) (3) (4)胆矾晶体易溶于水(5)ⅰ溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 ⅱ取滤液，向其中加入适量硫化钠溶液，使铜离子恰好完全沉淀，再加入，不能被氧化 (6) (7)①③考点三 金属材料与金属矿物的开发利用夯实必备知识1.金属与非金属 低 大 2.(1)铁 铬 (2)组织结构 小 高 、3.(1)化合物 金、铂 (2)化合物 (3) (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)√ (7)×提升关键能力1.B 2.C 3.D 4.D经典真题·明考向1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√2.A 3.B备用习题1.C 2.C 3.B答案速查第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用1.A 2.D 3.C 4.C 5.B 6.C 7.B 8.D9.(1)(或) 同素异形体 (2)(3)加压可增大氧气溶解度，加快化学反应速率；加压可提升溶液沸点，化学反应可在更高温度下发生，化学反应速率更快 (4)(5)［或 (6)在用将还原为单质时，失去电子被氧化为，若还原时增大溶液的酸度，增大，不利于失去电子从而不利于的生成 (7)原子半径小，其原子周围不能容纳6个，而原子半径大，其原子周围能容纳的数目多 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用.pptx 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用 作业手册.docx 第14讲 金属材料 金属矿物的开发和利用 听课手册.docx
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