冲刺985之专题微突破金属及其化合物专题13金属材料及金属矿物的利用(基础版)(原卷版+解析)

专题13金属材料及金属矿物的利用【解题必备】1．合金（1）合金①形成：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。②性质特点：具有金属特性。（2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。①熔点：一般比它的各成分金属的低。②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。如生铁的熔点比纯铁的熔点低。2．常见的金属材料（1）eq\a\vs4\al(金属,材料)EQ\b\lc\{(\a\al(黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金,有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金))（2）重要的黑色金属材料——钢：钢是用量最大、用途最广的合金。3．金属冶炼的一般步骤4．金属冶炼方法（1）热分解法(适用于Hg、Ag等不活泼金属)例如：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。（2）热还原法(适用于Zn～Cu等中等活泼金属)①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnOeq\o(=,\s\up7(△))2Zn＋CO2↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑。②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3eq\o(=,\s\up7(△))W＋3H2O，4H2＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(△))3Fe＋4H2O。④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5eq\o(=,\s\up7(高温))6V＋5Al2O3。（3）电解法(适用于Al以前的活泼金属)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。【专题必练】1．铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是()A．①中还需要进行过滤操作，滤渣为二氧化硅B．a、b中铝元素的存在形式不同C．③中需要通入过量的氨气D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝2．下列物质的制备与工业生产实际相符的是()A．N2NO2HNO3B．MnO2Cl2漂白粉C．黄铁矿SO2SO3稀硫酸D．铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al3．下列有关金属的工业制法中，正确的是:A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠B．用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用H2还原氧化镁制得镁C．以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁D．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝4．下列关于金属冶炼的说法正确的是A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产AlB．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定5．工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A．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Fe2O3C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3专题13金属材料及金属矿物的利用【解题必备】1．合金（1）合金①形成：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。②性质特点：具有金属特性。（2）性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。①熔点：一般比它的各成分金属的低。②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。如生铁的熔点比纯铁的熔点低。2．常见的金属材料（1）eq\a\vs4\al(金属,材料)EQ\b\lc\{(\a\al(黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金,有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金))（2）重要的黑色金属材料——钢：钢是用量最大、用途最广的合金。3．金属冶炼的一般步骤4．金属冶炼方法（1）热分解法(适用于Hg、Ag等不活泼金属)例如：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。（2）热还原法(适用于Zn～Cu等中等活泼金属)①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnOeq\o(=,\s\up7(△))2Zn＋CO2↑，C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑。②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(△))2Fe＋3CO2，CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2。③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3eq\o(=,\s\up7(△))W＋3H2O，4H2＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(△))3Fe＋4H2O。④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高温))Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5eq\o(=,\s\up7(高温))6V＋5Al2O3。（3）电解法(适用于Al以前的活泼金属)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))2Na＋Cl2↑。【专题必练】1．铝土矿的主要成分中含有氧化铝、氧化铁和二氧化硅等，工业上经过下列工艺可以冶炼金属铝。下列说法错误的是()A．①中还需要进行过滤操作，滤渣为二氧化硅B．a、b中铝元素的存在形式不同C．③中需要通入过量的氨气D．④进行的操作是加热，而且d一定是氧化铝【答案】C2．下列物质的制备与工业生产实际相符的是()A．N2NO2HNO3B．MnO2Cl2漂白粉C．黄铁矿SO2SO3稀硫酸D．铝土矿NaAlO2溶液Al(OH)3Al2O3Al【答案】D3．下列有关金属的工业制法中，正确的是:A．以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠B．用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用H2还原氧化镁制得镁C．以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的CO在高温下还原铁矿石制得铁D．从铝土矿中获得氧化铝再制得氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝【答案】C【解析】A项，工业制钠是电解熔融NaCl：2NaCl2Na+Cl2↑，而电解NaCl溶液：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，得不到钠，A错误；B项，镁的还原性比氢气的还原性强，不能用氢气还原氧化镁制取镁，工业制镁是电解熔融氯化镁：MgCl2Mg+Cl2↑，B错误；C项，工业上常用用CO在高温下还原铁矿石炼铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，制得铁，因为炼铁的矿石中含有一定量的二氧化硅，所以石灰石的作用是将二氧化硅等杂质转变为炉渣而除去，C正确；D项，因为熔融状态下氯化铝不导电，所以从铝土矿中获得氧化铝再电解熔融的氧化铝来获取金属铝，D错误。点睛：本题主要考查了金属的工业制法，掌握钠、铁、镁及其化合物的性质是解题关键，题目难度一般。4．下列关于金属冶炼的说法正确的是A．由于Al的活泼性强，故工业上采用电解熔融AlCl3的方法生产AlB．可以用钠加入氯化镁饱和溶液中制取镁C．炼铁高炉中所发生的反应都是放热的，故无需加热D．金属冶炼的本质是将化合态金属还原为游离态，冶炼方法由金属的活泼性决定【答案】D在高温下采用氧化还原反应法，故D正确；答案为D。学.科网点睛：根据金属活动性强弱确定冶炼方法，易错选项是A，注意冶炼金属铝的原料不是氯化铝而使氧化铝，且需要加冰晶石降低其熔点；金属冶炼的方法主要有：热分解法：对于不活泼金属，可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来(Hg及后边金属)；热还原法：在金属活动性顺序表中处于中间位置的金属，通常是用还原剂(C、CO、H2、活泼金属等)将金属从其化合物中还原出来(Zn～Cu)；电解法：活泼金属较难用还原剂还原，通常采用电解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属(K～Al)。5．工业上用铝土矿(主要成分Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：下列叙述正确的是()A．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Fe2O3C．图中所示转化反应都不是氧化还原反应D．反应②的化学方程式为NaAlO2＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3【答案】BD【解析】A．由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀、碳酸氢钠可知，溶液乙中含有偏铝酸根、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；B．Al2O3溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO2溶液，Fe2O3与氢氧化钠溶液不反应，则过滤后所得沉淀为Fe2O3，故B正确；C．电解熔融Al2O3属于氧化还原反应，故C错误；D．反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO2溶液，向NaAlO2溶液中通入过量CO2生成Al(OH)3沉淀，反应的化学方程式为NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+