2024届一轮复习人教版 第三章 第三节 金属材料及金属冶炼 课件（55张）

第三节金属材料及金属冶炼课标要求核心素养1.能结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，理解合金的主要性质。2.能结合真实情境中的应用实例，明确合金在生产、生活中的应用。3.知道不同金属的不同的冶炼方法，了解金属冶炼条件和金属活泼性之间的关系，了解金属冶炼的原理是氧化还原反应。1.证据推理与模型认知：通过金属冶炼原理的学习和冶炼方法的归纳，理解氧化还原反应在金属矿物开发中的应用，构建金属冶炼的思维模型。2.宏观辨识与微观探析：从多角度认识合金的组成，认识合金的形成对物理性质的影响。3.科学态度与社会责任：通过金属材料的正确选择，培养化学服务于生活的意识；通过金属材料的回收利用，培养节约能源和保护资源的可持续发展意识。通过铝的冶炼成本的计算，认识合理开发和利用金属资源的重要性和必要性。能从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献，感受化学科学在生产、生活中的应用价值。[目标导航][自主测评]1.易错易混辨析(正确的画“√”，错误的画“×”)。(1)钢与纯铁比较，钢不易生锈。()(2)不锈钢、硬铝都是合金，青铜是铜单质，不属于合金。()(3)高温时铝易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼。()(4)能用铝槽车储运浓硫酸与浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。()(5)氧化铝是金属氧化物，也是碱性氧化物。()(6)铝抗腐蚀能力较强的主要原因是铝与氧气反应使铝表面生成一层致密的氧化膜。()(7)用热还原法冶炼金属时，可以用H2将Mg从化合物中还原出来。()(8)可以通过电解熔融的MgO

和AlCl3

来制备金属Mg、Al。()(9)工业上一般用电解氯化镁溶液制取Mg单质。()错因：钢是由铁和碳熔合而成，会形成原电池

答案：(1)×加快铁的生锈。(2)×(3)√(4)×错因：青铜是铜锡合金，属于混合物。错因：常温下，浓硫酸与浓硝酸能够钝化铝，形成致密的氧化物Al2O3。错因：氧化铝既和酸反应，又能和碱反应，属于两性

(5)×氧化物。(6)√

(7)×原法冶炼。

(8)×错因：Mg是活泼金属，其活泼性强于H，不能用热还错因：MgO

熔点太高，一般不用电解熔融的MgO

来冶炼Mg；AlCl3

为共价化合物，熔融时不导电。(9)×错因：工业上一般用电解熔融氯化镁来制取Mg。2.下列关于铝单质的叙述中，正确的是()

A.不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝及其氧化物都会和酸或碱反应

B.铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定

D.用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低

答案：A

3.(1)将两小块质量相等的金属钠，一块直接放入水中，另一块用铝箔包住，在铝箔上刺些小孔，再投入水中，试分析两者放出的氢气质量是否相等：____________________________________________________________。

(2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”。你认为这种说法是否恰当？为什么？___________________________________________________________________________________________________________________。都是失去3e－，化合价升高为＋3价，均是还原剂，因而铝具有较

答案：(1)不相等，因为用铝箔(刺有小孔)包住的钠放入水中，钠先与水反应，产生的H2

与直接把钠投入水中所产生的H2

的量相同，但生成的氢氧化钠溶液会与铝箔反应产生H2，故用铝箔包着的钠产生的H2

质量大

(2)不恰当，金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。铝不论是与酸反应还是与碱反应，强的金属性考点一铝及其化合物1.从原子结构角度认识铝的化学性质(1)位置与结构铝在元素周期表中位于第____周期第____族，其原子结构示意图为________，原子最外层有3个电子，在反应中易_____电子，表现出______。铝在自然界中只以化合态形式存在，铝是地壳中含量最多的金属元素。三ⅢA失去还原性(2)铝的化学性质(写出对应序号的化学方程式)②2Al＋3Cl22AlCl32Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑4Al＋3O22Al2O3④____________________________________________⑤____________________________________________2.氧化铝(1)化学性质(写出化学方程式)

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(铝热反应)(2)重要用途

①作耐火材料：Al2O3

的熔点很高，可制造耐火坩埚等。 ②冶炼金属铝：作为原料，电解熔融氧化铝得到金属铝：_________________________________。2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑3.氢氧化铝(1)化学性质(写出离子方程式)①______________________________________；②______________________________________；③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O

(2)制备方法(写出离子方程式)Al3+＋3NH3·H2O===①向可溶性铝盐中加入足量氨水：_________________________________________。Al(OH)3↓＋3NH4＋

②NaAlO2

溶液中通入足量CO2：______________________________________________________。4.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO

等杂质)提取Al2O3，并冶炼金属铝的两大工艺流程：考点二镁及其化合物1.镁的化学性质2.从海水中提取镁(1)工艺流程(2)基本步骤及主要反应考点三铜及其化合物1.铜的化学性质3Cu＋8H+＋2NO3===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O－分别写出Cu与稀硝酸、FeCl3

溶液反应的离子方程式：_____________________________________________________、_____________________________。

常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈，发生反应为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+2.氧化铜和氧化亚铜Cu2O＋2H＋===Cu2+＋Cu＋H2O3.氢氧化铜的性质及应用

反应①的化学方程式：________________________________。

反应③乙醛与新制Cu(OH)2

反应的化学方程式：___________________________________________________________________。Cu(OH)2CuO＋H2O反应②的离子方程式：________________________________。

Cu(OH)2＋2H＋===Cu2+＋2H2O2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2OCH3CHO＋

4.两种重要的铜盐

(1)Cu2(OH)2CO3

是碱式碳酸铜，是铜绿的主要成分，是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果，受热易分解，化学方程式为____________________________________________。

(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称______，受热易分解，蓝色晶体转化为白色粉末。常用无水CuSO4

检验气体中是否含有少量水(白色→蓝色)。胆矾2CuO＋H2O＋CO2↑Cu2(OH)2CO3考点四合金及金属材料1.合金(1)合金的概念及成分①概念：合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)高温熔合而成的具有金属特性的物质。②成分：一种金属为主，另一种或几种是金属或非金属。(2)合金的性质①合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于其成分金属。②合金的硬度一般大于其成分金属。③合金的熔点一般低于其成分金属。(1)合金具有金属的大多共性；合金中成分元素的种类、含量和生成合金的条件影响合金的性能。

(2)“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造，利用了钛合金的硬度大、机械强度高、耐腐蚀等性质；喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造，利用了其熔点高、耐高温的性质。2.金属矿物的开发利用(1)金属冶炼的一般步骤(2)金属冶炼的方法①分解法：冶炼Hg、Ag②电解法：冶炼K、Ca、Na、Mg、Al等③热还原法：冶炼金属活动性居中间位置的金属④其他方法

考向1合金的成分及性质

1.(2022年合肥六校联考)2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。下列叙述错误的是()

A.不锈钢是常见的一种合金钢

B.不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能

C.不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素

D.不锈钢通过增加原子层之间的相对滑动难度，使合金的硬度变大

解析：不锈钢一般认为在普通钢中添加了镍、铬等元素，故不锈钢属于合金钢，A正确；不锈钢中除含有铁、镍、铬等金属元素外，还含碳元素，使其具有特殊性能，B正确，C错误；不锈钢是一种合金，通过增加原子层之间的相对滑动难度，改变合金的硬度，D正确。答案：C

2.(2022年聊城期末)我国科学家参与研制的镁-镍-钛新型合金材料可提高阻尼减震性能，广泛应用在航天航空领域。下列有关叙述不正确的是()

A.形成合金，其结构发生改变，使合金的性能与纯金属有很大差异

B.它易导电、导热，具有延展性

C.它的熔点比镁低

D.它的强度和硬度比镁小

解析：镁-镍-钛新型合金材料，其结构发生改变，使合金的性能与纯金属有很大差异，在阻尼减震性能、硬度等方面均有提高，A正确，D错误；合金的熔点一般比其成分金属的熔点低，C正确；镁-镍-钛新型合金由三种金属形成，易导电、导热，具有延展性，B正确。答案：D

3.(2022年天津第一中学期末)2019年12月17日，我国第一艘国产航空母舰“山东舰”在海南三亚某军港交付海军，它宣告了中国海军的国产航母时代正式来临。据报道，该舰艇的“超级甲板”采用了大量新型铝锂合金和铝镁合金等航天材料，真正实现了“浴千度火仍无恙”。下列关于这两种合金的说法正确的是(

)A.铝锂合金是铝与锂形成的新型化合物B.铝锂合金的硬度比铝大，熔、沸点比铝高C.铝镁合金不能全部溶解于稀盐酸中D.铝镁合金焊接前用NaOH

溶液处理氧化铝膜

解析：铝锂合金是铝与锂在高温下熔合而形成的一种混合物，并未发生化学反应，不是化合物，A错误；铝锂合金的硬度比铝大，但其熔、沸点比成分金属铝的低，B错误；铝镁合金中Mg、Al都能与稀盐酸反应，故能全部溶解于稀盐酸中，C错误；Al2O3是两性氧化物，可与NaOH溶液反应生成NaAlO2

和H2O，故铝镁合金焊接前用NaOH

溶液处理氧化铝膜，D正确。答案：D

(1)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其熔点不能相差太大，若一种金属的熔点远高于另一种金属的沸点，则不能形成合金。

(2)金属与金属(或金属与非金属)形成合金时，要经高温熔合过程，但并未发生化学反应，故合金是混合物，不是化合物。考向2金属矿物的开发利用4.(2022年湛江一模)人类最早冶金的历史年代曲线图如图所示(－1000表示公元前1000年)：下列说法正确的是()A.金属越活泼，冶炼的年代一定越晚B.冶炼金属的历史：电解氯化物比电解氧化物早C.自然界中铜元素以游离态形式存在，故铜的冶炼年代最早D.金属氧化物(如Al2O3、Cu2O)也属于金属材料

解析：Cu的冶炼年代比Au、Ag早，故金属活动性强，的冶炼年代不一定晚，A错误；金属氯化物的熔点低容易冶炼，故电解氯化物比电解氧化物早，B正确；在自然界中，铜元素以化合态形式存在，C错误；金属氧化物不属于金属材料，金属材料是指金属单质或合金，D错误。答案：B5.下列金属的工业制法正确的是()

A.制钛：用金属钠置换出氯化钛(TiCl4)溶液中的钛

B.炼铁：用焦炭和空气反应生成的一氧化碳在高温下还原铁矿石中的铁

C.制钠：用海水作原料制得精盐，再电解纯净氯化钠溶液得到金属钠

D.炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到铜

解析：钠与水反应，应用金属钠置换出熔融氯化钛中的钛，A错误；CO具有较强的还原性，工业上用CO还原铁矿石得到铁，B正确；电解熔融NaCl

可得到金属钠，电解氯化钠溶液得不到钠，C错误；利用黄铜矿与焦炭高温还原法冶炼铜，D错误。答案：B1.(2020年江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A.铝的金属活动性强，可用于制作铝金属制品B.氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料C.氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸D.明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水

解析：铝的金属活动性强与可用于制作铝金属制品无对应关系，A错误；氧化铝熔点高，可用作耐高温材料；铝是活泼金属，用电解法冶炼，选择氧化铝作原料，是因为氧化铝是离子化合物，B错误；氢氧化铝具有弱碱性，可以中和过多的胃酸，C错误；明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Al3+发生水解反应生成Al(OH)3胶体，可以吸附水中悬浮的颗粒物，从而起到净水的作用，D正确。答案：D2.(2020年山东卷)以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3

和Al2O3)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SiO2、Fe(OH)3

和Al(OH)3。下列说法错误的是()A.浸出镁的反应为MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2OB.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NH3、NH4ClD.分离Mg2+与Al3+、Fe3+是利用了它们氢氧化物Ksp

的不同

解析：氯化铵溶液显酸性，与MgO

反应，相当于MgO

促进了氯化铵的水解，生成氨气，A正确；NH3·H2O易分解，故沉镁时温度不可太高，B错误；由流程图可知氨气可循环使用，沉镁过程中产生氯化铵，故氯化铵也可循环使用，C正确；浸出过程中产生Fe(OH)3

和Al(OH)3

，沉镁过程中加氨水调节pH产生Mg(OH)2，利用三种氢氧化物Ksp

的不同，使其先后沉淀而分离，D正确。

答案：B

3.(2021年全国甲卷节选)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：

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)