1、【 精品教育资源文库 】 第四节 金属材料和开发利用金属矿物 考纲定位 全国卷 5年考情 1.了解合金的概念及其重要应用；了解化学与金属材料的关系。 2.掌握金属铜及其重要化合物的主要性质及应用。 3.了解铜及其重要化合物的制备方法。 4.了解常见金属的活动性顺序和常见金属的冶炼方法。 2017年： 卷 T13(B) 2016年： 卷 T13(C)； 卷 T7(B) 2015年： 卷 T10(B、 D) 2014年： 卷 T8(D)； 卷 T9(A、 D) 考点 1| 合金与金属矿物的开发利用 (对应学生用书第 53页 ) 考纲知识整合 1合 金 提醒： (1)常温下，多数合金是固体，但钠钾
2、合金是液体。 (2)与成分金属相比合金的物理性质有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。 (3)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起，如 Cu与 Na、 Fe 与 Na等不能形成合金。 2常见金属材料 (1)重要的黑色金属材料 钢 钢是用量最大、用途最广的合金。 【 精品教育资源文库 】 (2)几种有色金属材料 3金属矿物的开发利用 (1)金属在自然 界中的存在形态 在自然界中绝大多数金属以 化合态 的形式存在。 少数化学性质 不活泼 的金属存在游离态。 (2)金属冶炼的实质 使金属化合物
3、中的金属离子 得 电子被 还原 为金属单质的过程： Mn ne =M。 (3)常见冶炼方法 电解法 K Al Na： 2NaCl(熔融 )=电解 2Na Cl2 ； Mg： MgCl2(熔融 )=电解 Mg Cl2 ； Al： 2Al2O3(熔融 )=电解 4Al 3O2 。 热还原法 Zn Cu 【 精品教育资源文库 】 高炉炼铁： 3CO Fe2O3= 2Fe 3CO2； 铝热反应制铬： 2Al Cr2O3=高温 2Cr Al2O3； 焦炭还原铜： C 2CuO= 2Cu CO2 。 热分解法 Hg、 Ag Hg： 2HgO= 2Hg O2 ； Ag： 2Ag2O= 4Ag O2 。 高
4、考命题点突破 命题点 1 金属材料与合金 1 C919 大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( ) A铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B铝锂合金的硬度比锂大 C铝锂合金的熔、沸点比铝低 D铝锂合金耐酸碱腐蚀 D 铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。 2所谓合金，就是不同种金属 (也包括一些非金属 )在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点： Na Cu Al Fe 熔点 / 97.5 1 083 660 1 535 沸点 / 883 2 595 2 460 2 750 根据以上数据判断其中不能形成合金的是 ( ) A
5、Cu和 Al B Fe和 Cu C Fe和 Na D Al和 Na C Fe熔点比 Na的沸点高，当 Fe熔化时， Na 已汽化，不能熔合成为合金。 3 (2018 唐山调研 )现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验 (每一步试剂均过量 )，由此可以推知硬铝的组成可能为 (提示： Si 2OH H2O=SiO23 2H2)( ) 【 精品教育资源文库 】 样品 稀盐酸 ? 气体溶液难溶物 浓 NaOH溶液 ? 气体溶液难溶物A Al、 Mg、 Si、 Zn B Al、 Fe、 Zn、 Na C Al、 Na、 Cu、 Fe D Al、 Cu、 Mg、 Si、
6、 Mn D 通过反应 知合金 中必须含有排在金属活动性顺序中 H之前的金属和 H之后的金属或其他非金属；由反应 知合金中必须含有 Si及排在金属活动性顺序表 H之后的金属或其他非金属。 命题点 2 金属矿物的开发利用 4下列说法正确的是 _(填序号 )。 (1)工业上电解熔融状态的 Al2O3制备 Al 涉及氧化还原反应 (2)电解 AlCl3、 FeCl3、 CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出 Cu、 Fe、 Al (3)电解氯化镁溶液制取金属镁 (4)用金属钠置换四氯化钛 (TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛 (5)将 MgO与铝粉混 合发生铝热反应制备镁 (6)工业上通过电解氯化钠溶
7、液制备金属钠和氯气 (7)MgCl2(aq) 石灰乳 Mg(OH)2 煅烧 MgO 电解 Mg，工业上常按此流程图进行海水提取镁 (8)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制备 Fe (9)用磁铁矿炼铁的反应中， 1 mol Fe3O4被 CO 还原成 Fe，转移 9 mol电子 (10)湿法炼铜与火法炼铜的反应中，铜元素都发生 还原反应 【答案】 (1)(8)(10) 5某同学对 “ 铝热反应 ” 的现象有这样的描述： “ 反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒 ”“ 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中 ” 。查阅化学手册知： Al、 Al2O3、Fe、 Fe2O3的熔点
8、、沸点数据如表所示： 物质 Al Al2O3 Fe Fe2O3 熔点 / 660 2 054 1 535 1 462 沸点 / 2 467 2 980 2 750 (1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低， 此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否【 精品教育资源文库 】 合理： _(填 “ 合理 ” 或 “ 不合理 ”) 。 (2) 将 铝 与 Fe2O3 混 合 后 放 入 漏 斗 中 ， 然 后 引 发 铝 热 反 应 的 实 验 操 作 是_。 (3)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝
9、。该实验所用试剂是 _，反应的离子方程式为 _。 (4)实验室溶解该熔融物，下列试剂中 最好的是 _(填字母 )。 A浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 D氢氧化钠溶液 (5)取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀 H2SO4，滴加 KSCN溶液无明显现象， _( 填 “ 能 ” 或 “ 不能 ”) 说 明固 体混合 物中无 Fe2O3 ， 理由 是_ _(用离子方程式说明 )。 【解析】 (1)在一定温度范围内， Fe 和 Al 均为熔融状态，可以熔合形成 FeAl合金。 (2)加助燃剂 KClO3和引燃剂镁条，点燃镁条。 (3)利用 Al与碱液反应。 (4)熔融物为金属及其金属氧化物，用稀
10、酸溶解。 (5)即使固体混合物中有 Fe2O3，因发生反应 Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O和 Fe 2Fe3 =3Fe2 ，使 Fe3 转化为 Fe2 ， KSCN溶液也不会变红。 【答案】 (1)合理 (2)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 (3)NaOH溶液 2Al 2OH 2H2O=2AlO2 3H2 (4)B (5)不能 Fe2O3 6H =2Fe3 3H2O、 Fe 2Fe3 =3Fe2 (或只写 Fe 2Fe3 =3Fe2 ) 题后归纳 (1)金属活动性与冶炼方法的关系： (2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如 Na KCl =850 K NaCl、 2R
11、bCl Mg =700 800 MgCl2 2Rb 等，在此主要运用了化学平衡移动原理，利用 K、 Rb沸点低， 汽 化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 考点 2| 铜及其化合物 【 精品教育资源文库 】 (对应学生用书第 55页 ) 考纲知识整合 1铜的主要性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： 化学方程式： 2Cu O2 H2O CO2=Cu2(OH)2CO3。 化学方程式： 2Cu S= Cu2S。 与氧化性酸反应 a与浓硫酸共热的化学方程式： Cu 2H2SO4(浓 )= CuSO4 SO2 2H2O； b与稀硝酸反应的离子方程式： 3Cu 8H 2NO3 =
12、3Cu2 2NO 4H2O； c与浓硝酸反应的离子方程式： Cu 4H 2NO3 =Cu2 2NO2 2H2O。 与某些盐溶液反应 a与硝酸银溶液反应的离子方程式： Cu 2Ag =2Ag Cu2 ； b与 FeCl3溶液反应的离子方程式： Cu 2Fe3 =2Fe2 Cu2 。 2铜的重 要化合物的性质及其应用 (1)氧化物? CuO： 黑 色难溶于水的固体，与酸可以反应，可以用 H2、 CO、 Al还原出 Cu。Cu2O： 砖红 色难溶于水的固体，与一般酸反应为 Cu2O 2H =Cu Cu2 H2O，遇到 HNO3发生氧化反应生成 Cu2 。(2)氢氧化铜 蓝 色难溶物，是一种弱碱。 (
13、3)铜盐 【 精品教育资源文库 】 Cu 2(OH)2CO3 Cu2(OH)2CO3 的名称为 碱式碳酸铜 ，呈 绿 色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu2(OH)2CO3,2CuO H2O CO2 。 CuSO 4 a CuSO45H 2O为 蓝 色晶体，俗称 蓝矾 或 胆矾 。受热或遇浓 H2SO4， 蓝 色晶体变为 白 色粉末。 b无水 CuSO4遇水变 蓝 色 (生成 CuSO45H 2O)，可作为 水 或 水蒸气 的检验试剂。 铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭
14、植物的病毒。 应用体验 正误判断 (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)(2014 全国 卷 )FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作的原理是 FeCl3能从含 Cu2 的溶液中置换出铜。 ( ) (3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。 ( ) (4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。 ( ) (5)CuSO45H 2O失去结晶水属于物理变化。 ( ) (6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。 ( ) (7)(2016 全国 卷 )铁比铜金属性强的实际应用是 FeCl3 腐蚀 Cu 刻制印刷电路板。( ) (8)Cu和 Cu2O 均为红色 ，可用稀 HNO3鉴别。 ( ) (9)Cu 放置于潮湿的空气中最终生成铜锈的反应为 2Cu O2 CO2 H2O=Cu2(OH)2CO3。( ) (10)葡萄糖与新制 Cu(OH)2悬浊液共热可生成砖红色 Cu2O。 ( ) 【提示】 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 高考命题点突破 命题点 1 铜及其化合物的主要性质和应用 1下列有关 Cu及
