考向08 金属材料及金属矿物的开发利用-高考化学一轮复习考点微专题（新高考地区专用）

考向08金属材料及金属矿物的开

发利用

1经典字常|

【2022山东卷】古医典富载化学知识，下述之物见其氧化性者为

A.金(Au)：“虽被火亦未熟"

B.石灰(CaO)：“以水沃之，即热蒸而解”

C.石硫黄(S)：“能化……银、铜、铁，奇物”

D.石钟乳(CaCOj：”色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”

【答案】C

【详解】A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应，反应金的化学性质

很稳定，与其氧化性无关，A不合题意；

B.石灰(CaO):“以水沃之，即热蒸而解”是指CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热，产生大量的水

汽，而CaO由块状变为粉末状，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，B不合题意；

C.石硫磺即S："能化……银、铜、铁，奇物”是指2Ag+S4Ag2S、Fe+sAFeS、2Cu+S&Cu2S,

反应中S作氧化剂，与其氧化性有关，c符合题意；

D.石钟乳(CaCQa)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”是指

CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2t，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，D

不合题意；

故答案为：Co

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知识点一铝及其化合物

（一）铝的结构与性质

I.铝的结构和存在

铝位于元素周期表的第三周期第UL工族，原子结构示意图:是活泼金属，在自然

界中以化合态的形式存在,铝是地壳中含量最多的金属元素。

2.铝的物理性质

银白色有金属光泽的固体,有良好的延展性、导电性和导热性等,密度、硬度均较小。

3.铝的化学性质

（1）与非金属单质的反应

①与空气中的氧气形成致密的氧化膜。

②与氯气加热反应的化学方程式：2AI+3C12:2AICho

(2)与水的反应

金属铝与水反应很困难。

(3)与酸的反应

①与FT反应的离子方程式：2AI+6H+=2A13++3H2T。

②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。

(4)与碱的反应

写出A1与NaOH溶液反应的离子方程式：2A1+2OH+2H?O=2A1O2+3H2b

(5)与某些金属氧化物的反应

①写出铝与Fe2O3反应的化学方程式：2Al+Fe2O3=^=2Fe+AhO.u该反应称作铝热反应,

反应时放出大量的热。

②铝热反应实验中的有关问题

镁带：为铝热反应提供高温条件

二氯酸钾：产生较气.引发反应

实验一

化铁和铝粉的混合物

装置

--------------O

实验①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高

现象温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中

原理①制取熔点较高、活动性眦A1的金属，如铁、铭、锦、鸨等;

应用②金属焊接，如野外焊接钢轨等

(6)铝的冶炼

2Al2。3(熔融)千融4AI+3021o

(-)A12O3的性质

1.物理性质

白色粉末，不溶于水，熔点高，是优良的耐火材料。

2.化学性质

⑴与H2O不反应。

(2)两性氧化物

分别写出AI2O3与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式:

+3+

①与盐酸反应：A12O3+6H=2A1+3H2OO

-

②与NaOH溶液反应：A1203+20H=2A107+H20O

(三)AI(0H)3的性质

1.物理性质

程式

知识点二铜金属材料金属冶炼

(一)铜

1.单质铜

(1)物理性质：紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。

(2)化学性质

①生成铜绿的化学方程式：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2co3(绿色固体)。

②Cu和S反应的化学方程式：2CU+S1=CU2S。

③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2142so4(浓)=^=CuSO4+SO2T+2H2。。

④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H'+2NO3=3Cu2'+2NOf+4H20。

⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu+4H「+2NO5==Cu"+2NO2T+2H20。

⑥与FeCb溶液反应的离子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+o

2.氧化铜和氧化亚铜

名称氧化铜氧化亚铜

颜色黑色砖红色

2++2+

与酸反应(K)CuO+2H^=CU+H2OCU2O+2H=CU+CU+H20

与H?反应CUO+H2=^=CU+H2OCu2O+H2=^=2CU+H2O

转化关系4Cu但

=2Cu2O+O2f

3.氢氧化铜

⑴物理性质：蓝色难溶于水的固体。

(2)化学性质及应用

反应①的化学方程式：CU(OH)2=^=CUO+H20O

+2+

反应②的化学方程式：CU(OH)2+2H=CU+2H2OO

4.铜盐

⑴CuMOHbCOa名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分。

△Cu2(OH)2CO,^=2CuO+CO2f

一+%0

CU2(OH)2COL

稀H2SO,Cu2(OH)2CO,+4H+=2Cu2+

—+CCM+3H2。

（2）CUSO4-5H2O俗称蓝矶、胆矶。

—P‘JCuSOQHqACDC11SO4

PJ

发生（♦色晶体）’②（白色粉末）卜5H20,无水CuS04遇水变蓝色，可用于检验水

的存在。

⑶铜盐溶液有毒，主要是因为C/+作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失

去生理活性，因此可将胆研、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

（二）金属材料金属冶炼

1.合金的概念及性能

^71由两种或两种以上的金屈（或金屈与非

-T-J金属,）熔合而成的具有金属特性的物质

「具有金屈特性

熔点：多数合金的熔点比它的各成分金屈

性能—一

的熔点低

硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属

的硬度大

2.常见的金属材料

（I）金属材料分类

金黑色金属材料铁、钵、铤以及它们的合金

属

材

料有色金属材料除黑色金属以外的其他各种金属

及其合金

（2）几种常见的合金

.低碳钢:韧性、焊接性好,强度低

.碳素钢|-一中碳钢:强度高，韧性及加工性好

帆L高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好

铁

四底丽一具有各种不同的优良性能，用于制

①乃—不锈钢及各种特种钢

种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝等

特性：密度小、强度高、塑（造）性好、易于加工

一K用途：建筑业、容器包装业、交通运输业等

重狙（主要含Cu、Sn、Pb）：我国最早使用

黄铜（主要含Cu、Zn等）

『K白钢（主要含Cu、Ni、Zn等）

3.金属矿物的开发利用

（1）金属在自然界中的存在

|化合态卜在金属化合物中，金屈元素都显正价

|游威态上金、钳等极少数金属

（2）金属冶炼的实质

金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即M〃++〃e=M（写反应通式,

用M表示金属）。

（3）金属冶炼的方法

电解热还原热分解

金属活动性逐渐减弱---------------

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

电解--------------网!△

NaCI熔砸）Fe2O,HgO

例如下列金属的冶炼（用化学方程式表示）

Na：2NaCI（熔融）壁=2Na+Ckt

电

解Mg：MgCU熔融）典鸳Mg+CM

法

Al：2Al2。.式熔融）舞94AI+302t

热高炉炼铁：FeO,+3CO^^2Fe+3CO

还22

原

法焦炭还原制铜：2CuO+C=A=2Cu+CO2t

热

分Hg：2HgO=^=2Hg+O2t

解

法Ag：2Ag2O^=4Ag+O2f

知识点三镁海水提镁

1.镁的存在

自然界中的铁主要以化佥查的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8x1。，。

2.镁的性质

分别写出镁与①5、②N2、③C12、@H\⑤NH』Q溶液反应的化学方程式，是离子反应的

写离子方程式：

①2Mg+Ch金22MgO；

点燃

②3Mg+N2=T=Mg3N2；

③Mg+Cb^^MgCb：

2

@Mg+2H,=Mg4-H2t；

⑤Mg+2NH；=Mg2++2NH3T+H2T。

3.镁的提取

从海水中提取镁的流程

⑴流程

贝壳蚂CaO主石灰乳沉将

海水或苦卤----LMg(OH)2过滤专务MgCL•6Hq

Mg3MgCL--I气体|

S熔做g5脱水(△)

(2)主要化学反应

高湍

①制石灰乳：CaCO3=^CaO+CO2tCaO+H2O=Ca(OH)2；

②沉淀Mg2'：Mg2-l-Ca(OH)2=Mg(OH)24-Ca2t；

HG

③制备MgCL：Mg(OH)24-2HCl=MgCl2+2H2OsMgC12-6H2O=^=MgC12H-6H2O：

④电解MgCL：MgC12(熔融)金丝Mg+CLT。

4.镁的重要化合物

24

氧化镁碱性氧化物MgO+2H*=Mg+H20

42+

中强碱Mg(OH)2+2H=Mg+2H2O

2+

难溶于水Mg+2OH=Mg(OH)21

氢氧化镁

溶解度小于碳酸镁MgCO3+H2O^=Mg(OH)2+CO2T

热稳定性Mg(OH)2=^=MgO+H2O

氯化镁用于冶炼金属镁MgCl?(熔融)+Cl2T

1.下列有关金属元素特征的叙述正确的是（）

A.金属元素的原子只有还原性，其阳离子只有氧亿性

B.金属元素的单质在常温下都为固体

C.含金属元素的离了•都是阳离子

D.金属阳离子被还原不一定得到金属单质

2.央视栏目《国家宝藏》不仅彰显了民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。下列

说法不正确的是（）

A.宋・王希孟《千里江山图》中的绿色颜料铜绿，主要成分是碱式碳酸铜

B.宋•《莲塘乳鸭图》绛丝中使用的丝，主要成分是蛋白质

C.战国•“曾侯乙编钟''属于青铜制品，青铜是一种铜锡合金

D.清•乾隆“瓷母”是指各种釉彩人瓶，其主要成分是二氧化硅

3.《五金•铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘,

短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下

说法不正确的是（）

A.金属冶炼方法由金属活动性决定

B.生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差

C.炒铁是为了提高铁水中的碳含量

D.该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工

4.陈述I和II均正确且具有因果关系的是（）

选项陈述I陈述H

ANa可与水反应产生。2Na着火不能用水扑灭

B可用铝槽运输浓硝酸浓硝酸与A1不反应

C硅胶用作干燥剂硅胶具有很强的吸水性

不锈钢水龙头上的铜部件易

DFe的金属性比Cu强

发生电化学腐蚀

5.工业上用铝土矿（主要成分为AI2O3,含FezCh杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下:

试剂Lp—淀I

-->警日」>Ai（（）n）;|加丝国；电竺画

反咬Q溶液乙

溶液丙

下列叙述正确的是（）

A.按上述流程，试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸

B.反应①过滤后所得沉淀为氧化铁

C.图中所有的转化反应都不是氧化还原反应

2~

D.反应②的离子方程式为2A10,+CO2+3H2O=2A1(OH)31+CO3

1.（湖南省永州市2022届高三高考第三次适应性考试）北京2022年冬奥会中使用了大量

新材料。下列属于金属材料的是

A.速滑冰刀中的钛合金B.“飞扬〃火炬中的聚硅氮烷树脂

C.运动服面料中使用的聚氨酯纤维D.冰墩地外壳材质中的有机硅橡胶

2.（山东省泰安市2022届高三二轮验收考试）《物理小识》中对镀金法有如下叙述:“以汞

和金涂银器上，成白色，入火则汞去，而金存，数次即黄。''其中"入火则汞去''是指

A.蒸发B.升华C.分液D.分倍

3.(天津市南开区2022届高三一模)化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是

A.华为自主研发的麒麟芯片主要成分为SiC

B.三星堆出土的青铜面具与铜相比，具有熔点高、硬度大的特点

C.核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核甘酸缩合聚合可以得到核酸

D.碳纤维材料操纵棒是宇航员的手臂“延长器”，碳纤维属于有机高分子材料

4.(辽宁省阜新市阜新蒙占族自治县高级中学2022届高三下学期模拟考试)从某含有FeCb、

FcCh>C11CI2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是

f金属桐试剂c

T滤液z操作支氯化铁

晶东

A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸

B.操作I、操作II、操作III所用仪器相同

C.试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2++Cb=2Fe3++2。一

D.用酸性KMn()4溶液可检验溶液W中是否含有Fe2+

5.(河北石家庄市第二中学2022届高三年级卜.学期4月冲刺模拟考试)某企业以辉铜矿为

原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示：

已知：[Cu(NH3)4]2+(aq)Cu2+(aq)+dNH.Kaq)根据以上工艺流程，下列说法不正确的

是

A.气体X中含有SO?

B.为实现溶液C到溶液D的转化，加NH3H2O至红棕色沉淀刚好完全，过滤即可

C.蒸氨过程发生总反应的化学方程式为：[Cu(NH3)4]Cl2+H2O0=CuO+2HClT+4NH3T

D.在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2cCh溶液的原因是游离的CP+浓度太低

1真题练)

1.(2022年浙江1月)下列物质对应的化学式不用聊的是

A.氯仿：CHChB.黄铜矿的主要成分：Cu2s

C.芒硝：Na2SO41()H2OD.铝土矿的主要成分：AhO?

2.(2022.浙江卷)下列说法不氐碘的是

A.晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维

B.高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明

C.氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料

D.用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏

3.（2019新课标HI）化学与生活密切相关。下列叙述错误的是

A.高纯硅可用于制作光感电池

B.铝合金大量用于高铁建设

C.活性炭具有除异味和杀菌作用

D.碘酒可用于皮肤外用消毒

4.（2020北京新高考）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属

材料的是

A.“天宫二号”航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金

B.“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——碎化绿

C.“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢

D.“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂

5.（2021年浙江1月选考）下列说法不•正•确•的是

A.铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨

B.镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火

C,熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带

D.工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫

基础练

I.【答案】D

【解析】

金属阳离子也可以具有还原性，例如亚铁离子，故A错误：例如金属汞常温下是液态，故B

错误；例如MnO|、A1O,等，故C错误；例如铁离子被还原生成亚铁离子，故D正确。

42

2.【答案】D

【解析】

铜绿可作为绿色颜料，它的主要成分是碱式碳酸铜CU2(OH)2co3,A正确；绛丝是采用“通

经断纬”的技法织成的平纹织物，显然纯丝中使用的丝，主要成分是蛋白质，B正确；曾侯

乙编钟是一种铜锡合金，属于青铜制品，C正确；“瓷母”是指各种釉彩大瓶，其主要成分是

硅酸盐，D不正确。

3.【答案】C

【解析】

活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，故A正确；熟

铁比生铁质地更软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，故B正确；炒铁过

程中降低了铁水中的碳含量，从而将生铁转化成熟铁，故C错误；该冶炼方法和近代往生

铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中的氧气氧化C元素，其原理基本相同，故D正确。

4.【答案】C

【解析】

A项，Na可与水反应产生H2,陈述I错误，与题意不符；B项，浓硝酸与A1发生钝化，

不是不反应，陈述II错误，与题意不符；C项，硅胶具有很强的吸水性，故硅胶可用作干燥

剂，陈述正确，且具有因果关系，符合题意；D项，Fe的金属性比Cu强，则不锈钢水龙头

上的铁部件易发生电化学腐蚀，陈述1【错误，与题意不符。

5.【答案】B

【解析】

由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀可知，溶液乙中含有偏铝酸根离子、气体Y为二

氧化碳，故试剂X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；AI2O3溶于氢氧化钠溶液得

到NaAKh溶液，FezCb与氢氧化钠浴液不反应，则过滤后所得沉淀为FezCh，故B正确；电

解熔融A12O3冶炼金属铝属于氧化还原反应，故C错误；反应①过滤后所得溶液乙为NaA102

溶液，向NaAKh溶液中通入过量C02生成A1(OH)3沉淀和碳酸氢钠，反应的化学方程式为

NaA1O2+CO2+2H2O=A1(OH)31+NaHCO.^,故D错误。