第04講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（講義）（教師版） 2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測（新教材新高考）

第04講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標(biāo)導(dǎo)航 202知識導(dǎo)圖·思維引航 303考點突破·考法探究 4考點一銅及其化合物 4知識點1銅的性質(zhì) 4知識點2氧化銅和氧化亞銅 5知識點3氫氧化銅和氧化亞銅 5知識點4銅鹽 6知識點5銅及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用 6考向1考查銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用 7考向2考查銅及其化合物的制備 9考點二金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用 11知識點1金屬材料 11知識點2金屬冶煉 12考向1合金性質(zhì)與金屬材料的應(yīng)用 14考向2金屬礦物的開發(fā)利用 1504真題練習(xí)·命題洞見 16

考點要求考題統(tǒng)計考情分析銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用2023全國乙卷第11題，6分2023湖北卷第18題，14分2022山東卷第12題，4分2021湖北卷第2題，3分2020海南卷第7題，2分從近三年高考試題來看，銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用和合金的組成、性質(zhì)和應(yīng)用仍是高考的命題點；只有浙江考查了金屬礦物的開發(fā)利用?？疾閮?nèi)容以金屬及其化合物的性質(zhì)、合金的性質(zhì)、金屬的冶煉、提純以及在日常生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用為主。題型以選擇題和化工流程題為主。預(yù)測新的一年高考可能會可能會在選擇題中考查合金的性質(zhì)和應(yīng)用及金屬礦物的開發(fā)利用，題目難度較?。辉诠に嚵鞒虉D題中考查銅及其化合物的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，題目綜合性較強，難度較大。金屬礦物的開發(fā)利用2024山東卷第18題，13分2023湖南卷第1題，3分2023遼寧卷第2題，3分2023遼寧卷第12題，3分2022福建卷第6題，4分2022廣東卷1題，2分2021河北卷1題，3分復(fù)習(xí)目標(biāo)：1．能列舉、描述、辨識銅及其化合物重要的物理和化學(xué)性質(zhì)及實驗現(xiàn)象。2．了解合金的組成及其重要應(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．能根據(jù)金屬活動性順序分析化學(xué)問題。

考點一銅及其化合物知識點1銅的性質(zhì)1.存在及位置：（1）存在：在自然界中銅大多數(shù)主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦（Cu2S）、黃銅礦（CuFeS2）和斑銅礦（Cu5FeS4）。銅還以游離態(tài)的形式存在自然銅是一種\t"/item/%E8%87%AA%E7%84%B6%E9%93%9C/_blank"含銅礦石，成分是銅單質(zhì)。（2）位置：銅位于元素周期表中第4周期ⅠB族，是人類最早使用的金屬之一；銅元素是一種的變價金屬元素（+1、+2）。2.原子結(jié)構(gòu)（1）銅（Cuprum）是一種金屬元素，也是一種\t"/item/%E9%93%9C/_blank"過渡元素，化學(xué)符號Cu，英文copper，原子序數(shù)29，原子結(jié)構(gòu)示意圖為：（2）核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1或[Ar]3d94s1，價電子排布式：3d94s1。3.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。4.化學(xué)性質(zhì)①生成銅綠的化學(xué)方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。②Cu和S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。③與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。④與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。⑤與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。⑥與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋。5．銅的冶煉（1）濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。（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)：2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up7(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)2Cu2S＋3O2eq\o(==,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(==,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑（3）電解精煉銅：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(dá)99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極，Cu2＋在陰極上得電子生成銅。知識點2氧化銅和氧化亞銅1.氧化銅（1）物理性質(zhì)：黑色難溶于水的固體。（2）化學(xué)性質(zhì)：與酸反應(yīng)，可以用H2、CO、Al還原出Cu。①與酸反應(yīng)(H＋)：CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O②與H2反應(yīng)：H2＋CuOCu＋H2O；③與CO反應(yīng)：CO＋CuOCu＋CO22.氧化亞銅（1）物理性質(zhì)：紅色難溶于水的固體。（2）化學(xué)性質(zhì)：①與酸反應(yīng)(H＋)為Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。②Cu2O遇到HNO3發(fā)生氧化反應(yīng)生成Cu2＋。③與H2反應(yīng)：Cu2O＋H2eq\o(=,\s\up11(△))2Cu＋H2O。④CuO加強熱的反應(yīng)：4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑。知識點3氫氧化銅和氧化亞銅1.物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體。2.化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用：（1）反應(yīng)①的化學(xué)方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O；反應(yīng)②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。反應(yīng)③的化學(xué)方程式：RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O（2）應(yīng)用利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，乙醛與Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。知識點4銅鹽1.Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，其受熱分解的化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。2.CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬，其受熱分解的化學(xué)方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗依據(jù)。3.銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。銅鹽溶液有毒，主要是因為Cu2＋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，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。知識點5銅及其化合物的性質(zhì)應(yīng)用1.區(qū)別紅色物質(zhì)Cu和Cu2O的方法：向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍(lán)色，則該紅色物質(zhì)為Cu2O，否則為Cu，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O＋H2SO4=CuSO4＋Cu＋H2O。2.通常利用熱的銅網(wǎng)（反應(yīng)2Cu＋O22CuO）除去混合氣體中的少量O2。3.Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O。4.無水硫酸銅只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。5.CuO用于有機化合物中的元素分析——李比希法將準(zhǔn)確稱量的樣品置于一燃燒管中，經(jīng)紅熱的氧化銅氧化后，再將其徹底燃燒成\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"二氧化碳和水，用純的氧氣流把它們分別趕入\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"燒堿石棉劑（附在石棉上粉碎的氫氧化鈉）及\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"高氯酸鎂的吸收管內(nèi)，前者將排出的二氧化碳變?yōu)樘妓徕c，后者吸收水變?yōu)楹薪Y(jié)晶水的高氯酸鎂，這兩個吸收管增加的重量分別表示生成的二氧化碳和水的重量，由此即可計算樣品中的碳和氫的含量。6.利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，如乙醛與Cu(OH)2反應(yīng)的化學(xué)方程式：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O7.Cu用作醇催化氧化的催化劑?？枷?考查銅及其化合物的性質(zhì)與應(yīng)用例1（2024·安徽安慶·三模）銅及其重要化合物在生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用。輝銅礦(主要成分Cu2S)可以用于制銅，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應(yīng)可得Cu(NO3)2。Cu在O2條件下能與氨水反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液變藍(lán)色并有紫紅色固體產(chǎn)生。2022年諾貝爾化學(xué)獎授予了點擊化學(xué)領(lǐng)域的三位科學(xué)家。一價銅催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成反應(yīng)可謂點擊化學(xué)中的第一個經(jīng)典之作，催化劑CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成H[CuCl2](強酸)。上述敘述過程涉及的離子方程式，不正確的是A．Cu2S與濃硝酸反應(yīng)：B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2OC．Cu在O2存在下與氨水反應(yīng)：D．CuCl溶于較濃鹽酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-【答案】A【分析】在書寫離子方程式時要遵循電荷守恒、原子守恒，若為氧化還原反應(yīng)，同時還要符合電子守恒，結(jié)合物質(zhì)的存在形式及拆分原則分析判斷。【解析】A．濃硝酸具有強氧化性，Cu2S與濃硝酸反應(yīng)時，硫元素的氧化產(chǎn)物為H2SO4，Cu為氧化為Cu(NO3)2，濃硝酸被還原為NO2氣體，同時反應(yīng)產(chǎn)生H2O，根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的離子方程式應(yīng)該為：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A項錯誤；B．Cu2O在酸性條件下會發(fā)生歧化反應(yīng)，產(chǎn)生Cu、Cu2+、H2O，則Cu2O加入到稀硫酸中，反應(yīng)產(chǎn)生Cu單質(zhì)、CuSO4、H2O，離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正確；C．Cu在O2存在下能與氨水反應(yīng)生成[Cu(NH3)4]2+，在堿性環(huán)境中，O2得到電子轉(zhuǎn)化生成OH-，離子方程式應(yīng)該為：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正確；D．CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成強酸H[CuCl2]，則該反應(yīng)的離子方程式應(yīng)該為：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正確；故合理選項是A?！绢}后歸納】銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性物質(zhì)顏色狀態(tài)及溶解性Cu紫紅色，有金屬光澤固態(tài)，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸CuSO4白色粉末，易溶于水，水溶液呈藍(lán)色CuO黑色粉末，可溶于酸溶液CuSO4·5H2O藍(lán)色晶體Cu2O磚紅色固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+)Cu2(OH)2CO3綠色粉末，難溶于水，可溶于酸溶液CuClCuI白色粉末，難溶于水Cu(OH)2藍(lán)色難溶于水，可溶于酸溶液CuS黑色粉末，難溶于水及非氧化性強酸[Cu(NH3)4]2+深藍(lán)色絡(luò)合離子，溶于水【變式訓(xùn)練1】（2024·安徽阜陽·模擬預(yù)測）某同學(xué)進行如下實驗：實驗實驗現(xiàn)象ⅰ將銅粉加入試管中，再加入稀溶液變藍(lán)，液面上方呈淺紅棕色；至不再產(chǎn)生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性ⅱ繼續(xù)向ⅰ中試管加入少量固體又產(chǎn)生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色ⅲ繼續(xù)向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸又產(chǎn)生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色下列說法不正確的是A．銅與硝酸反應(yīng)中，硝酸氧化性與氫離子、硝酸根濃度均有關(guān)B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應(yīng)解釋C．繼續(xù)向ⅰ中試管加入少量硫酸銅固體，也能發(fā)生ⅱ、?，F(xiàn)象D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解【答案】C【分析】i.將銅粉加入試管中，再加入稀HNO3，稀硝酸和銅反應(yīng)生成NO、硝酸銅，溶液變藍(lán)，開始產(chǎn)生無色氣體，無色氣體又變?yōu)榧t棕色；銅粉有剩余，溶液為酸性；ii.繼續(xù)向i中試管加入少量固體NaNO3，由于銅粉剩余，溶液為酸性，加入硝酸鈉，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和銅反應(yīng)生成NO、硝酸銅，產(chǎn)生無色氣體，無色氣體又變?yōu)榧t棕色，同時可知推論i中的酸性是硝酸有剩余；iii.繼續(xù)向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸，溶液酸性增強，硝酸根離子氧化性增強，又和銅反應(yīng)產(chǎn)生NO氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色；【解析】A．由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ還有硝酸剩余，不能將銅全部溶解，故硝酸氧化性和氫離子、硝酸根濃度均有關(guān)，A正確；B．ⅰ、ⅱ銅粉減少的原因均為硝酸和銅發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，能用相同的離子反應(yīng)解釋，B正確；C．銅離子是氧化產(chǎn)物，增大銅離子濃度銅的還原性減弱，不會發(fā)生反應(yīng)，C錯誤；D．硝酸根離子在酸性條件下具有強化性，可以將銅氧化，故用一定濃度的與也能使銅粉溶解，D正確；故選C?！咀兪接?xùn)練2】（2024·湖南長沙·一模）部分含銅物質(zhì)的分類與相應(yīng)銅元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．a(chǎn)、d均易溶于水 B．b既有氧化性又有還原性C．加熱條件下f與單質(zhì)硫反應(yīng)生成d D．向固體c中通入氣體生成e【答案】B【分析】a為為為為為為。【解析】．a(chǎn)為為，二者均為難溶于水的黑色粉末，故A錯誤；B．b為的化合價為價，處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，故B正確；C．與硫加熱時生成，故C錯誤；D．向固體中通入氣體生成和水，故D錯誤；選B?？枷?考查銅及其化合物的制備例2（2024·河北衡水·模擬預(yù)測）以含有少量雜質(zhì)Fe的粗銅為原料，制備藍(lán)礬()的工藝流程如下圖所示：下列說法正確的是A．“溶解”時，若忽略少量的雜質(zhì)鐵，理論上硫酸和硝酸的物質(zhì)的量之比為3∶2B．氣體A為酸性氧化物，可與適量的氧氣和水反應(yīng)生成硝酸，循環(huán)利用C．物質(zhì)X可以使用氨水，且X過量對產(chǎn)物無影響D．“操作Z”為蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過濾【答案】A【分析】粗銅加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和銅離子的溶液，往溶液中加物質(zhì)X沉淀Fe3+，過濾，所得濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾得藍(lán)礬?！窘馕觥緼．“溶解”時，若忽略少量的雜質(zhì)鐵，據(jù)可知，要使H+與的物質(zhì)的量比為4：1(8：2)，則理論上H2SO4和HNO3的物質(zhì)的量之比為3∶2，故A正確；B．氣體A為NO，不屬于酸性氧化物，故B錯誤；C．若物質(zhì)X為氨水，則過量氨水會沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使藍(lán)礬產(chǎn)量降低，故C錯誤；D．“操作Z”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾，故D錯誤；故答案為：A?！咀兪接?xùn)練1】（23-24高三上·甘肅蘭州·期中）通過下列實驗以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)為原料制備還原性物質(zhì)CuCl。下列說法不正確的是A．“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2B．“還原”時離子方程式為SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+C．“過濾”、“洗滌”時應(yīng)該在隔絕空氣的條件下進行D．可循環(huán)利用的物質(zhì)為H2SO4【答案】B【分析】堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH將銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅沉淀，過濾后將氫氧化銅溶于稀硫酸，得到硫酸銅溶液，再加入亞硫酸鈉、NaCl再還原成CuCl，過濾、洗滌得到CuCl。【解析】A．由上述分析可知“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2，故A正確；B．該反應(yīng)不滿足電荷守恒，正確的離子方程式為：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B錯誤；C．CuCl易被氧化，因此“過濾”、“洗滌”時應(yīng)該在隔絕空氣的條件下進行，以防止其氧化，故C正確；D．由B中反應(yīng)可知還原過程中生成硫酸，可在酸溶時循環(huán)利用，故D正確；故選：B?！咀兪接?xùn)練2】（2024·海南·一模）鐵、銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化具有重要應(yīng)用。下列說法錯誤的是A．常溫下使用鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸 B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路C．電解精煉銅時，粗銅連電源的正極 D．飽和溶液中滴加稀氨水制備氫氧化鐵膠體【答案】D【解析】A．常溫下濃硫酸可以使鐵鈍化，所以常溫下可以使用鐵質(zhì)容器盛裝濃硫酸，A項正確；B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路的反應(yīng)：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，B項正確；C．電解精煉銅時，粗銅作陽極，應(yīng)連電源的正極，C項正確；D．飽和溶液中滴入沸水中才能制備氫氧化鐵膠體，D項錯誤；故選：D?？键c二金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用知識點1金屬材料1．合金（1）概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。（2）成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。即合金中一定含金屬元素，可能含非金屬元素(如鋼中含碳)。（3）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機械性能。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?！咎貏e提醒】①構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物，沒有固定的熔、沸點。②常溫下，多數(shù)合金是固，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。③合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。（4）新型合金及重要應(yīng)用①“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼用鈦合金制造，利用了鈦合金的硬度大、機械強度高、耐腐蝕等性質(zhì)。②噴氣式飛機的發(fā)動機葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點高、耐高溫的性質(zhì)。2．常見金屬材料及應(yīng)用（1）金屬材料的工業(yè)分類黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金（2）黑色金屬材料——鋼鐵①鋼是用量最大、用途最廣的合金。②鋼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(碳素鋼\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼：韌性、焊接性好，強度低,中碳鋼：強度高，韌性及加工性好,高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好)),合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼))（3）有色金屬材料——銅和鋁①鋁及鋁合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的延展性和導(dǎo)電性,用途：制導(dǎo)線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(種類：硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等鋁合金,性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉,用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電子行業(yè)等))))②銅及銅合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性,用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè))),銅合金：青銅(主要含Cu、Sn、Pb)是我國使用最早的合金,常見的還有黃銅(主要含Cu、Zn等)和白銅(主要含Cu、Ni、Zn等)))【特別提醒】合金的組成與性質(zhì)（1）構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。（2）常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。（3）合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。知識點2金屬冶煉1.金屬在自然界中的存在（1）化合態(tài)—在金屬化合物中，金屬元素都顯正價（2）游離態(tài)—金、鉑等極少數(shù)金屬2.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：Mn＋＋ne－=M(寫反應(yīng)通式，用M表示金屬)。3.金屬冶煉的一般步驟4.金屬冶煉的方法——金屬活動順序與金屬冶煉的關(guān)系①電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬(一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金屬)。工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學(xué)方程式分別為a．2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑b．MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑【注意】不能電解MgO，熔點高，成本高。c．2Al2O3eq\o(=====,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑?！咀⒁狻坎荒茈娊釧lCl3，AlCl3是共價化合物，液態(tài)時幾乎不導(dǎo)電。②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq\o(=====,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2；b．C還原ZnO：ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO↑；或2ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO2↑c．H2還原WO3：WO3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(高溫))W＋3H2O。【注意】在高爐煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應(yīng)中真正作還原劑的是CO。③熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學(xué)方程式：2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶煉Ag的化學(xué)方程式：2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。5.鋁熱反應(yīng)實驗原理Al和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應(yīng)迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質(zhì)呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離實驗裝置實驗現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實驗結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())2Fe＋Al2O3原理應(yīng)用①制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等【特別提醒】鋁熱反應(yīng)的三個注意事項①鋁熱反應(yīng)是在高溫干態(tài)下進行的置換反應(yīng)，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應(yīng)。②鋁熱反應(yīng)會放出大量的熱(這一特性常出現(xiàn)在推斷題中)。Mg條、KClO3的作用是產(chǎn)生高溫，引發(fā)鋁熱反應(yīng)。③鋁熱反應(yīng)不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。6.特殊金屬的冶煉方法：有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如Na＋KCleq\o(=,\s\up7(850℃),\s\do3())K↑＋NaCl2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up7(700～850℃),\s\do3())MgCl2＋2Rb↑等主要運用了化學(xué)平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進行?？枷?合金性質(zhì)與金屬材料的應(yīng)用例1（2024·山東·模擬預(yù)測）鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是A．鑭鎳合金能大量吸收形成金屬氫化物B．鎳屬于過渡元素，位于元素周期表d區(qū)C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點D．合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低【答案】D【解析】A．鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，A正確；B．鎳是28號元素，屬于過渡元素，位于元素周期表d區(qū)，B正確；C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點，C正確；D．合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低，但不是一定低，比如汞合金的熔點比汞高，D錯誤；故選D?！咀兪接?xùn)練1】（23-24高三上·遼寧沈陽·期中）化學(xué)與生活、生產(chǎn)、社會密切相關(guān)，下列說法正確的是A．制造鎳氫電池使用的儲氫合金是一類能與氫氣結(jié)合成金屬氫化物的材料，如鈦鋯合金，鑭鎳合金等B．等漂白劑均是利用強氧化性達(dá)到漂白效果C．用于制作大運會火炬塔塔身的鈦合金板具有硬度低、延展性好等特點D．天和核心艙電推進系統(tǒng)腔體的氮化硼陶瓷屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料【答案】A【解析】A．儲氫合金是一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣和能放出氫氣。循環(huán)壽命性能優(yōu)異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應(yīng)用等等，故A正確；B．二氧化硫的漂白是化合型漂白，不是利用強氧化性，故B錯誤；C．鈦合金硬度大，強度高，耐腐蝕，故C錯誤；D．氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料，故D錯誤；故選A?！咀兪接?xùn)練2】（23-24高三上·湖北孝感·開學(xué)考試）我國古典文獻中有豐富的化學(xué)知識?！陡窆乓摗吩疲烘B石，自然銅之精也。今爐甘石(主要成分)煉成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：銅一斤，爐甘石一斤，煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是A．假鍮石比鍮石更方便沖壓成型 B．假鍮石的煉制過程會有氣體產(chǎn)生C．假鍮石的主要材質(zhì)為合金 D．假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應(yīng)【答案】A【解析】A．鍮石是純銅，假鍮石是銅鋅合金，合金硬度比其成分金屬的大，假鍮石硬度大相對不方便沖壓成型，A錯誤；B．假鍮石煉制過程涉及反應(yīng)：、等，有氣體生成，B正確；C．假鍮石是銅鋅合金，C正確；D．假鍮石煉制過程涉及反應(yīng)，該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，D正確；故答案選A。考向2金屬礦物的開發(fā)利用例2（2024·遼寧葫蘆島·一模）下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是A．制銅：火法煉銅，即將黃銅礦受熱分解以獲得銅單質(zhì)B．制鐵：以鐵礦石、焦炭、石灰石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦制得氯化鋁固體，再電解熔融的氯化鋁得到鋁【答案】B【解析】A．黃銅礦(CuFeS2)中Fe的化合價為＋2，工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅的反應(yīng)：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，該反應(yīng)不是分解反應(yīng)，故A錯誤；B．工業(yè)上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正確；C．工業(yè)上以海水為原料，經(jīng)過一系列過程獲得無水氯化鎂，工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故C錯誤；D．因為氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下氯化鋁不電離，也不導(dǎo)電，工業(yè)制鋁是電解熔融的氧化鋁：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑，故D錯誤；故選B?！咀兪接?xùn)練1】（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法【答案】B【解析】冶煉金屬銅的反應(yīng)為氧化銅與焦炭在高溫條件反應(yīng)生成銅和一氧化碳，該冶煉方法屬于熱還原法，故選B。【變式訓(xùn)練2】（2024·江蘇南通·模擬預(yù)測）工業(yè)用鎂還原制備金屬Ti，工藝流程如圖。下列說法不正確的是A．工業(yè)上可通過電解熔融制取金屬MgB．用金屬Mg還原過程中需要通入作保護氣C．“真空蒸餾”的目的是使Mg、氣化，實現(xiàn)與Ti的分離D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，可以用稀鹽酸浸泡除Mg【答案】B【分析】工業(yè)生產(chǎn)一般采用電解熔融的方法制鎂，所得Mg通過“高溫還原”、發(fā)生反應(yīng)制取金屬鈦，再經(jīng)過真空蒸餾提純鈦等步驟得到鈦產(chǎn)品。【解析】A．由于MgO的熔點高，電解MgO制備金屬Mg能耗大，工業(yè)生產(chǎn)一般采用電解熔融的方法制鎂，故A正確；B．點燃下金屬鎂和能反應(yīng)，則用金屬鎂還原過程中不能用作保護氣，可通入Ar作保護氣，故B錯誤；C．真空蒸餾時，需要將金屬Mg、分離除去，由于金屬鈦的熔點很高，因此真空蒸餾的目的是為了降低單質(zhì)Mg和的沸點，使Mg、氣化，實現(xiàn)與Ti的分離，故C正確；D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，Ti常溫下不與稀鹽酸反應(yīng)，Mg反應(yīng)，因此可以用稀鹽酸浸泡除Mg，故D正確；故選B。1．（2023·湖南卷）中華文化源遠(yuǎn)流長，化學(xué)與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是A．青銅器“四羊方尊”的主要材質(zhì)為合金B(yǎng)．長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素C．蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學(xué)變化D．銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成【答案】C【解析】A．四羊方尊由青銅制成，在當(dāng)時銅的冶煉方法還不成熟，銅中常含有一些雜質(zhì)，因此青銅屬合金范疇，A正確；B．竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成，竹子、木頭的主要成分為纖維素，B正確；C．蔡倫用堿液制漿法造紙，將原料放在堿液中蒸煮，原料在堿性環(huán)境下發(fā)生反應(yīng)使原有的粗漿纖維變成細(xì)漿，該過程涉及化學(xué)變化，C錯誤；D．陶瓷是利用黏土在高溫下燒結(jié)定型生成硅酸鋁，D正確；故答案選C。二氧化碳，是非氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應(yīng)生成Cu2O，是氧化還原反應(yīng)，故A錯誤；B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止被氧化，而不是，故B錯誤；C．經(jīng)分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環(huán)用于反應(yīng)Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取總反應(yīng)方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若產(chǎn)量不變，增大比，多的Na2SO3會消耗氫離子，用于控制pH值，可減少的量，故D正確；答案CD。2．（2023·山東卷）利用熱再生氨電池可實現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預(yù)加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應(yīng)為：D．?dāng)U散到乙室將對電池電動勢產(chǎn)生影響【答案】CD【解析】A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成，因此甲室電極為負(fù)極，故A錯誤；B.再原電池內(nèi)電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側(cè)移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側(cè)陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應(yīng)正常進行，故B錯誤；C.左側(cè)負(fù)極是，正極是，則電池總反應(yīng)為：，故C正確；D.擴散到乙室會與銅離子反應(yīng)生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產(chǎn)生影響，故D正確。綜上所述，答案為CD。3．（2023·全國卷）一些化學(xué)試劑久置后易發(fā)生化學(xué)變化。下列化學(xué)方程式可正確解釋相應(yīng)變化的是A硫酸亞鐵溶液出現(xiàn)棕黃色沉淀B硫化鈉溶液出現(xiàn)渾濁顏色變深C溴水顏色逐漸褪去D膽礬表面出現(xiàn)白色粉末【答案】D【解析】A．溶液呈棕黃色是因為有Fe3+，有渾濁是產(chǎn)生了Fe(OH)3，因為硫酸亞鐵久置后易被氧氣氧化，化學(xué)方程式為：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A錯誤；B．硫化鈉在空氣中易被氧氣氧化為淡黃色固體硫單質(zhì)，使顏色加深，化學(xué)方程式為：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B錯誤；C．溴水的主要成分是溴和水，它們會反應(yīng)，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久會變質(zhì)。但不是生成高溴酸，所以選項中的化學(xué)方程式錯誤，C錯誤；D．膽礬為CuSO4·5H2O，顏色為藍(lán)色，如果表面失去結(jié)晶水，則變?yōu)榘咨腃uSO4，化學(xué)方程式為：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正確，D正確；故選D。4.（2022·浙江卷）下列說法不正確的是A．用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管后，應(yīng)將潤洗液從滴定管上口倒出B．鋁熱反應(yīng)非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡C．利用紅外光譜法可以初步判斷有機物中具有哪些基團D．蒸發(fā)濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質(zhì)的量)的混合溶液至出現(xiàn)晶膜，靜置冷卻，析出硫酸亞鐵銨晶體【答案】A【解析】A．用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管，要將整個滴定管內(nèi)壁進行潤洗，因此，應(yīng)將潤洗液的一部分從滴定管上口倒出，另一部分從滴定管下口放出，A說法不正確；B．鋁熱反應(yīng)非常劇烈，反應(yīng)過程中放出大量的熱，有大量火星飛濺出來，因此，在操作時要戴上石棉手套和護目鏡以保護手和眼睛，B說法正確；C．有機物中的基團在紅外光譜中會呈現(xiàn)出其特征譜線，因此，可以利用紅外光譜法初步判斷有機物中具有哪些基團，C說法正確；D．硫酸亞鐵銨的溶解度隨著溫度降低而減小，蒸發(fā)濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質(zhì)的量)的混合溶液至出現(xiàn)晶膜，溶液達(dá)到飽和狀態(tài)，靜置冷卻后，由于在該溫度下的混合體系中硫酸亞鐵銨的溶解度最小，因此，析出的晶體是硫酸亞鐵銨晶體，D說法正確。綜上所述，本題選A。5.（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“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)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(yǎng)．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Fe2O3【答案】C【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關(guān)，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。6．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“熱浸”時，難溶的和轉(zhuǎn)化為和及單質(zhì)硫。溶解等物質(zhì)的量的和時，消耗物質(zhì)的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時揮發(fā)外，另一目的是防止產(chǎn)生(填化學(xué)式)。（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復(fù)用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產(chǎn)物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是。（4）“置換”中可選用的試劑X為(填標(biāo)號)。A．

B．

C．

D．“置換”反應(yīng)的離子方程式為。（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)?！敬鸢浮浚?）1：1H2S（2）熱浸（3）將過量的Fe3+還原為Fe2+（4）C（5）陽極【分析】本題以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和，“熱浸”時，難溶的和轉(zhuǎn)化為和及單質(zhì)硫，被還原為Fe2+，過濾I除掉單質(zhì)硫