2022新高考新教材化学一轮总复习学案：第3章 第3讲　金属材料及金属矿物的开发利用 Word版含答案

1、PAGE PAGE 15第3讲金属材料及金属矿物的开发利用课程标准1结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解金属材料的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。2结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。考点一镁、铝及其重要化合物1镁、铝单质(1)镁、铝的结构和存在名称镁铝周期表中位置第三周期第A族第三周期第A族原子结构示意图自然界存在形态化合态化合态(2)金属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，密度较小，质地柔软。(3)金属铝的化学性

2、质写出图中有关反应的化学方程式：Aleq f(O2,)eq blc|(avs4alco1(o(,sup7(常温)形成致密的氧化膜,o(,sup7(点燃)4Al3O2o(=,sup7(点燃)2Al2O3)2Al3Cl2eq o(=,sup7()2AlCl3Aleq f(酸,)eq blc|(avs4alco1(o(,sup7(氧化性酸)遇冷的浓硫酸或浓硝酸发生钝化；, 与稀HNO3反应：Al4HNO3（稀）, =Al（NO3）3NO2H2O,o(,sup7(非氧化性酸)2Al6HCl=2AlCl33H2)2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H22AlFe2O3eq o(=,sup7(高温)

3、Al2O32Fe(铝热反应)点拨常温下，能用铝制容器盛放浓硫酸、浓硝酸的原因是常温下，浓硫酸、浓硝酸能使铝发生钝化，而不是铝与浓硫酸、浓硝酸不反应。能与铝反应产生氢气的溶液可能呈强酸性也可能呈强碱性。(4)对比记忆金属镁的化学性质铝镁与非金属单质反应能被Cl2、O2氧化2MgO2eq o(=,sup7(点燃)2MgO3MgN2eq o(=,sup7(点燃)Mg3N2与水反应反应很困难能与沸水反应：Mg2H2Oeq o(=,sup7()Mg(OH)2H2与非氧化性酸反应能与H反应产生H2Mg2H= Mg2H2反应速度比Al快与碱反应能溶于强碱溶液不反应与某些氧化物反应能与Fe2O3、MnO2、C

4、r2O3等金属氧化物发生铝热反应能在CO2中燃烧：2MgCO2eq o(=,sup7(点燃)2MgOC点拨Mg在CO2中能够燃烧，所以活泼金属镁着火不能用干粉灭火器和泡沫灭火器灭火。镁也可在氮气中燃烧，生成氮化镁(Mg3N2)，氮化镁能与水剧烈反应生成Mg(OH)2并放出氨气。2铝的重要化合物(1)氧化铝和氢氧化铝(能写离子方程式的写离子方程式)名称氧化铝(Al2O3)氢氧化铝Al(OH)3化学性质物理性质白色固体，熔点很高白色胶状物质，难溶于水与酸反应Al2O36H=2Al33H2OAl(OH)33H=Al33H2O与碱反应Al2O32OH=2AlOeq oal(,2)H2OAl(OH)3O

5、H=AlOeq oal(,2)2H2O加热不分解2Al(OH)3eq o(=,sup7()Al2O33H2O主要用途做耐火材料冶炼铝的原料制药Al(OH)3胶体用于净水(2)常见的铝盐明矾明矾的化学式为KAl(SO4)212H2O，属于复盐。明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为KAl(SO4)2=KAl32SOeq oal(2,4)_，其中Al3发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，其吸附能力很强，可以吸附水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。题组一镁、铝单质的性质1镁、铝单质的化学性质以相似性为主，但也存在某些较大差异性，下列物质能证明二者存在较大差异性的是()CO2盐酸Na

6、OH溶液醋酸ABCD解析：选C。镁能与CO2反应而铝不能；铝能与NaOH溶液反应而镁不能。2将等物质的量的镁和铝混合，取四份等质量该混合物，分别加入足量的下列溶液中，充分反应后，放出氢气最多的是()A3 molL1 HClB4 molL1 HNO3C8 molL1 NaOHD18 molL1 H2SO4解析：选A。在镁、铝混合物中加入HNO3和浓H2SO4都不产生H2；加入NaOH溶液，只有Al与之反应生成H2，而镁不反应；加入稀盐酸，镁、铝都与稀盐酸反应生成H2，所以放出H2的量最多。题组二Al2O3、Al(OH)3的性质3探究氢氧化铝的两性，最适宜的试剂是()AAl、NaOH溶液、稀盐酸B

7、Al2O3、氨水、稀盐酸CAl2(SO4)3溶液、NaOH溶液、稀盐酸DAlCl3溶液、氨水、稀盐酸解析：选C。可溶性的铝盐溶液与少量NaOH溶液反应生成氢氧化铝沉淀，继续加入过量的氢氧化钠溶液，氢氧化铝沉淀会溶解，氢氧化铝沉淀中加入稀盐酸也会溶解。4将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是()A稀硝酸B稀盐酸C硝酸铜溶液D氢氧化钠溶液解析：选C。铝钝化后表面形成致密的Al2O3层，与Cu(NO3)2溶液不反应。eq avs4al()既能与酸反应，又能与碱反应的物质(1)金属单质，如Al。(2)两性化合物，如Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、蛋白质。(3)多元弱酸的酸式盐，如

8、NaHCO3、KHS、KHSO3等。(4)弱碱弱酸盐，如CH3COONH4、(NH4)2CO3等。 考点二铜及其重要化合物1铜单质(1)物理性质：紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁体吸引。(2)化学性质反应物化学方程式非金属单质O2常温下潮湿的空气中：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)在空气中加热：2CuO2eq o(=,sup7()2CuO(黑色固体)Cl2CuCl2eq o(=,sup7()CuCl2(棕黄色烟)氧化性酸浓硫酸Cu2H2SO4(浓)eq o(=,sup7()CuSO4SO22H2O浓硝酸Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22N

9、O22H2O稀硝酸3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O盐AgNO3溶液Cu2AgNO3=Cu(NO3)22AgFeCl3溶液Cu2FeCl3=CuCl22FeCl2点拨铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2S。Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。2氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜(CuO)氧化亚铜(Cu2O)颜色黑色砖红色与酸反应(H)CuO2H= Cu2H2OCu2O2H= Cu2CuH2O与H2反应CuOH2eq o(=,sup7() Cu

10、H2OCu2OH2eq o(=,sup7()2CuH2O转化关系4CuOeq o(=,sup7(高温)2Cu2OO23.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用反应的化学方程式：Cu(OH)2eq o(=,sup7()CuOH2O。反应的离子方程式：Cu(OH)22H=Cu22H2O。4铜盐(1)碱式碳酸铜碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO3eq o(=,sup7()2CuOCO2H2O。(2)硫酸铜CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。无水CuSO4为白色粉末，

11、遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)。点拨无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。铜盐溶液有毒，因为Cu2是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。题组一铜及其化合物的性质和应用1(2021江淮十校联考)某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿解析：选D。A项，应将反应完后的液体倒入盛

12、水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。2(双选)(2021烟台高三模拟)下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用硫酸铜配制波尔多液对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液中通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒

13、剂错；对；无解析：选AD。、均正确，无因果关系，A正确；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛放浓硫酸，、均错，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色的CuO，在加热条件下，铜与氧气反应生成黑色的CuO，、均正确，但无因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，有新物质生成，属于化学变化，CuSO4溶液可用作游泳池的消毒剂，错，对，无因果关系，D正确。题组二铜及其化合物的制备3(双选)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确

14、的是()A焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2B焙烧后的废气能使酸性高锰酸钾溶液褪色C滤渣中主要含铁的氢氧化物D将获得的CuCl22H2O晶体直接加热可制得CuCl2固体解析：选BC。A项，焙烧过程中发生反应：2CuS3O2eq o(=,sup7(高温)2CuO2SO2，由化学方程式可知，每消耗1 mol CuS则消耗1.5 mol O2，错误；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，调节pH时，Fe3水解转化为Fe(OH)3而除去，正确；D项，将CuCl22H2O直接加热脱水，Cu2水解生成的HCl会挥发而产生Cu(OH)2，无法得到CuCl2固体，

15、错误。4孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。(3)操作a的方法是_，欲除掉的杂质为_；要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体，需要进行的操作是_。解析：(1)孔雀石中加入过量稀硫酸，可看到固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。(2)(3)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能

16、将Cu2从溶液中置换出来即可，故加入的金属可能是Fe或Zn等；要从滤液中得到CuSO4晶体，需进行加热浓缩、冷却结晶等操作。答案：(1)固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)铁FeCu2=Fe2Cu(答案合理即可)(3)过滤难溶于水和稀硫酸的杂质加热浓缩、冷却结晶考点三金属材料及金属矿物的开发利用1合金eq x(定义) eq avs4al(由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）,熔合而成的具有金属特性的物质)eq x(性能) 具有金属特性 eq avs4al(硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度大) eq avs4a

17、l(熔点：多数合金的熔点比其成分金属的熔点低)点拨合金的物理性质相比于其成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质不变。并非所有的金属都能形成合金，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。2常见金属材料(1)金属材料包括纯金属和它们的合金。日常使用的金属材料，大多数属于合金。(2)几种常见的合金3金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形态eq x(化合态) eq avs4al(金属化合物中金属元素都显正价)eq x(游离态) 金、铂等极少数金属(2)金属冶炼的实质：把金属从化合态还原为游离态。(3)金属冶炼的方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热

18、还原法、电解法等。方法名称主要反应原理(举例)热分解法2HgOeq o(=,sup7()2HgO22Ag2Oeq o(=,sup7()4AgO2热还原法CO做还原剂Fe2O33COeq o(=,sup7(高温)2Fe3CO2(高炉炼铁)H2做还原剂WO33H2eq o(=,sup7(高温)W3H2O铝热反应Fe2O32Aleq o(=,sup7(高温)2FeAl2O3电解法2Al2O3(熔融)eq o(=,sup7(电解),sdo5(冰晶石)4Al3O2MgCl2(熔融)eq o(=,sup7(电解)MgCl22NaCl(熔融)eq o(=,sup7(电解)2NaCl2点拨工业上用电解熔融Al

19、2O3的方法冶炼铝，而不能用电解熔融AlCl3的方法，是因为AlCl3为共价化合物，熔融时不导电。工业上用电解熔融MgCl2的方法冶炼镁，而不用电解熔融MgO的方法，是因为MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。题组一金属材料及其应用1金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的说法不正确的是()A合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B锈蚀后的铁制品没有回收价值C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D越活泼的金属越难冶炼解析：选B。如多数合金的熔点比其成分金属的熔点低，故A正确；锈蚀后的铁制品除去铁锈可以回收利用，有利于保护

20、矿产资源，故B错误；越活泼的金属，其金属阳离子就越难得到电子被还原，越难冶炼，故D正确。2铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易于加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是()A不易生锈B导电性好C密度小D强度高解析：选B。合金材料在日常生活中使用广泛，铝镁合金在家居装潢中经常会用到。铝镁合金强度高，制成的门窗、防护栏等坚硬牢固；密度小，同体积时比较轻，方便运输、搬运；不易生锈，制成的装潢材料经久耐用；只有导电性好与这些用途无关。题组二金属冶炼方法的选择3下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgB在通电条

21、件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的D加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu解析：选B。Mg的金属活动性强，不能用热还原法制备，而应用电解熔融MgCl2的方法制备；CuO加强热分解生成Cu2O而不是Cu。4不同的金属在冶炼方法上也有所不同。下列说法正确的是()A钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法冶炼B铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单C由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的单质D炼铁时加入的焦炭除了用来制造还原剂一氧化碳外，还提供热量解析：选D。A项，铁通常

22、采用CO还原法冶炼，错误；B项，铝及其合金被广泛使用是因为铝及其合金有良好的性能，错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。1(2020高考江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是()A铝的金属活泼性强，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：选D。铝具有很好的延展性，可以用于制作铝金属制品，与铝的活泼性无关，A项错误；电解氧化铝冶炼铝是因为氧化铝在熔融状态下能导电，与熔

23、点高无关，B项错误；氢氧化铝能与胃酸的主要成分盐酸发生反应，与氢氧化铝受热分解无关，C项错误；明矾中的Al3可以水解生成氢氧化铝胶体，胶体具有很强的吸附能力，可以吸附水中的悬浮物，起到净水作用，D项正确。2(2019高考海南卷)我国古代典籍中有“石胆浅碧色，烧之变白色者真”的记载，其中石胆是指()ACuSO45H2OBFeSO47H2OCZnSO47H2ODKAl(SO4)212H2O解析：选A。在选项给出的四种物质中只有CuSO45H2O、FeSO47H2O晶体有颜色，而ZnSO47H2O和KAl(SO4)212H2O均为无色晶体，CuSO45H2O加热分解产生CuSO4和H2O，CuSO4

24、呈白色；而FeSO47H2O加热发生分解反应，产生的Fe2O3呈红棕色，所以符合题意的物质是CuSO45H2O。3(2018高考全国卷)磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。 采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属，其流程如下：下列叙述错误的是()A合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC“沉淀”反应的金属离子为Fe3D上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠解析：选D。废旧电池中含有的金属、电解质溶液会对水体和土壤等造成污染，合理处理废旧电池有利于资源再利用，同时能够降低环境污染，保护环境，A项正确；从流程图看出

25、，正极材料涉及了铝、铁、锂等金属，B项正确；因流程中加入的有HNO3，故在含Li、P、Fe等滤液中加碱液，发生“沉淀”反应的金属离子为Fe3，C项正确；因为锂及其化合物的性质与镁相似，由硫酸镁易溶于水推知，硫酸锂易溶于水，由碳酸镁微溶于水推知，碳酸锂微溶于水，所以不能用硫酸钠代替碳酸钠，D项错误。4(2018高考海南卷)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_。(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式：_。配制的FeCl3溶液应保持_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是_。(3)溶液中Cu2的浓度可采用碘量法测得：2Cu25I=2CuIIeq oal(,3)；Ieq oal(,3)2S2Oeq oal(2,3)=S4Oeq oal(2,6)3I。反应中的氧化剂为_。现取20.00 mL含Cu2的溶液，加入足量的KI充分反应后，用0.100 0 molL1的N