沖刺985之專題微突破金屬及其化合物專題13金屬材料及金屬礦物的利用(基礎(chǔ)版)(原卷版+解析)

專題13金屬材料及金屬礦物的利用【解題必備】1．合金（1）合金①形成：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的。②性質(zhì)特點：具有金屬特性。（2）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機械性能。①熔點：一般比它的各成分金屬的低。②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。如生鐵的熔點比純鐵的熔點低。2．常見的金屬材料（1）eq\a\vs4\al(金屬,材料)EQ\b\lc\{(\a\al(黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金,有色金屬材料：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——鋼：鋼是用量最大、用途最廣的合金。3．金屬冶煉的一般步驟4．金屬冶煉方法（1）熱分解法(適用于Hg、Ag等不活潑金屬)例如：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。（2）熱還原法(適用于Zn～Cu等中等活潑金屬)①焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為C＋2ZnOeq\o(=,\s\up7(△))2Zn＋CO2↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑。②一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。③氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為3H2＋WO3eq\o(=,\s\up7(△))W＋3H2O，4H2＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(△))3Fe＋4H2O。④活潑金屬還原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5eq\o(=,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3。（3）電解法(適用于Al以前的活潑金屬)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應(yīng)，其化學(xué)方程式依次為2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。【專題必練】1．鋁土礦的主要成分中含有氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅等，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁。下列說法錯誤的是()A．①中還需要進行過濾操作，濾渣為二氧化硅B．a(chǎn)、b中鋁元素的存在形式不同C．③中需要通入過量的氨氣D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁2．下列物質(zhì)的制備與工業(yè)生產(chǎn)實際相符的是()A．N2NO2HNO3B．MnO2Cl2漂白粉C．黃鐵礦SO2SO3稀硫酸D．鋁土礦NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al3．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是:A．以海水為原料制得精鹽，再電解精鹽的水溶液制取鈉B．用海水、石灰乳等為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂，用H2還原氧化鎂制得鎂C．以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料，通過反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵D．從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁4．下列關(guān)于金屬冶煉的說法正確的是A．由于Al的活潑性強，故工業(yè)上采用電解熔融AlCl3的方法生產(chǎn)AlB．可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂C．煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無需加熱D．金屬冶煉的本質(zhì)是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活潑性決定5．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是()A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為Fe2O3C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3專題13金屬材料及金屬礦物的利用【解題必備】1．合金（1）合金①形成：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的。②性質(zhì)特點：具有金屬特性。（2）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機械性能。①熔點：一般比它的各成分金屬的低。②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。如生鐵的熔點比純鐵的熔點低。2．常見的金屬材料（1）eq\a\vs4\al(金屬,材料)EQ\b\lc\{(\a\al(黑色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的合金,有色金屬材料：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——鋼：鋼是用量最大、用途最廣的合金。3．金屬冶煉的一般步驟4．金屬冶煉方法（1）熱分解法(適用于Hg、Ag等不活潑金屬)例如：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。（2）熱還原法(適用于Zn～Cu等中等活潑金屬)①焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為C＋2ZnOeq\o(=,\s\up7(△))2Zn＋CO2↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑。②一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。③氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為3H2＋WO3eq\o(=,\s\up7(△))W＋3H2O，4H2＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(△))3Fe＋4H2O。④活潑金屬還原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5eq\o(=,\s\up7(高溫))6V＋5Al2O3。（3）電解法(適用于Al以前的活潑金屬)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應(yīng)，其化學(xué)方程式依次為2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑。【專題必練】1．鋁土礦的主要成分中含有氧化鋁、氧化鐵和二氧化硅等，工業(yè)上經(jīng)過下列工藝可以冶煉金屬鋁。下列說法錯誤的是()A．①中還需要進行過濾操作，濾渣為二氧化硅B．a(chǎn)、b中鋁元素的存在形式不同C．③中需要通入過量的氨氣D．④進行的操作是加熱，而且d一定是氧化鋁【答案】C2．下列物質(zhì)的制備與工業(yè)生產(chǎn)實際相符的是()A．N2NO2HNO3B．MnO2Cl2漂白粉C．黃鐵礦SO2SO3稀硫酸D．鋁土礦NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al【答案】D3．下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是:A．以海水為原料制得精鹽，再電解精鹽的水溶液制取鈉B．用海水、石灰乳等為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂，用H2還原氧化鎂制得鎂C．以鐵礦石、焦炭、空氣、石灰石等為原料，通過反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石制得鐵D．從鋁土礦中獲得氧化鋁再制得氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁【答案】C【解析】A項，工業(yè)制鈉是電解熔融NaCl：2NaCl2Na+Cl2↑，而電解NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，得不到鈉，A錯誤；B項，鎂的還原性比氫氣的還原性強，不能用氫氣還原氧化鎂制取鎂，工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2Mg+Cl2↑，B錯誤；C項，工業(yè)上常用用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，制得鐵，因為煉鐵的礦石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是將二氧化硅等雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣而除去，C正確；D項，因為熔融狀態(tài)下氯化鋁不導(dǎo)電，所以從鋁土礦中獲得氧化鋁再電解熔融的氧化鋁來獲取金屬鋁，D錯誤。點睛：本題主要考查了金屬的工業(yè)制法，掌握鈉、鐵、鎂及其化合物的性質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度一般。4．下列關(guān)于金屬冶煉的說法正確的是A．由于Al的活潑性強，故工業(yè)上采用電解熔融AlCl3的方法生產(chǎn)AlB．可以用鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂C．煉鐵高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無需加熱D．金屬冶煉的本質(zhì)是將化合態(tài)金屬還原為游離態(tài)，冶煉方法由金屬的活潑性決定【答案】D在高溫下采用氧化還原反應(yīng)法，故D正確；答案為D。學(xué).科網(wǎng)點睛：根據(jù)金屬活動性強弱確定冶煉方法，易錯選項是A，注意冶煉金屬鋁的原料不是氯化鋁而使氧化鋁，且需要加冰晶石降低其熔點；金屬冶煉的方法主要有：熱分解法：對于不活潑金屬，可以直接用加熱分解的方法將金屬從其化合物中還原出來(Hg及后邊金屬)；熱還原法：在金屬活動性順序表中處于中間位置的金屬，通常是用還原劑(C、CO、H2、活潑金屬等)將金屬從其化合物中還原出來(Zn～Cu)；電解法：活潑金屬較難用還原劑還原，通常采用電解熔融的金屬化合物的方法冶煉活潑金屬(K～Al)。5．工業(yè)上用鋁土礦(主要成分Al2O3，含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是()A．試劑X可以是氫氧化鈉溶液，也可以是鹽酸B．反應(yīng)①過濾后所得沉淀為Fe2O3C．圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)都不是氧化還原反應(yīng)D．反應(yīng)②的化學(xué)方程式為NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3【答案】BD【解析】A．由溶液乙通入過量的Y生成氫氧化鋁沉淀、碳酸氫鈉可知，溶液乙中含有偏鋁酸根、氣體Y為二氧化碳，故試劑X為氫氧化鈉溶液，不可能為鹽酸，故A錯誤；B．Al2O3溶于氫氧化鈉溶液得到NaAlO2溶液，F(xiàn)e2O3與氫氧化鈉溶液不反應(yīng)，則過濾后所得沉淀為Fe2O3，故B正確；C．電解熔融Al2O3屬于氧化還原反應(yīng)，故C錯誤；D．反應(yīng)①過濾后所得溶液乙為NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+