金属材料及金属矿物的开发利用-2025年高考化学一轮复习

考向08金属材料及金属矿物的开

发利用

[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(CaCC)3)：“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+S^Ag2S、Fe+SAFeS、2Cu+SaCu2S,

反应中S作氧化剂，与其氧化性有关，C符合题意；

D.石钟乳(CaCCh)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”是指

CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2-r，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

MnO.I紫色I

常见金属活泼性分组活畛型“《、、—”

金属的冶炼

Fe”（浅媒色）中活送金属组：7n、Fc.

，a、_Pb（II）化学腐蚀

里分解法

F"（棕黄色）金属的腐蚀

有色溶液不活海方比组：（i、电化

jg、A3,金属的腐

朝蚀

£广（盛色）金属冶炼中常蚀与防护

HNCUOYU

用的还原副

F产过*BH紫色I金属的防护芭圭含k：结希----------

Ft"遇SC、金属有关的

有绝疆气

I血红色I特征颜色2(TiCU-Ti)

■\l(CrX)YrI合金及其利用电化学胡柏

概念

COIFc-O—»FcI

格点低

红色：Cu、Cg。、MU,

特性强发福

红燮色：re（OII）.总结升华

梗厘大

以色:「u(OHL.I'uSO,打⑷

利用

里色：CuO、KU、AS、CuS、

AgS3、卜皿金届的会黑材料的选用

・色：AW、ApBr,AgK)..开发利用

矿产的合理开采

S.Na；。：、FcSj

废旧金蚯的回收

绿色FcSO,?HA)、

Cu/OH：M<).学法指导=&金笈材料的替代品

X、Ciu、a、、归、Al迅施气化金属斯取树粕

金属失去电子发生融化反应金福的活动性顺序与金居的冶炼

金属与的感的

Zn.re、Sn、Ph缓慢!5化5反应地位：主余R活动眩序KCnNnFcSnPb(H)CuHgAgPtAil

电化学塞性（区子萩?丽'一

由大剧小，还原性由强制气

Cu、Hg、Ag.Pl、Au很难人化.特泣：悍有电俺

阳离子原能力一—小至I大，也化性由丽记

金属与

K、CJI,\;i黑水反商剧烈类型HiS能标墨化器3：干发空气―加热时於一

1LO反应地位：次加。:反应常温帔同化不能检S［化

:当成裂化底：中不器械？（化破策化

1S.\1盅水在加箍下提覆反应I加热或与凡OIg）反应

W：无电茶产生与II。反应常愚/换出依

金属的置摸出国不能置换水中的氢

h、心在下爆水蒸汽反向疚失金属叔科、械坏机找设备犯不壬入校法*南复

剧烈置换出■福田面h的算，「3AI

金属与和做反应

酸中的制鼾温密淡硝段、浓碇醺中转化

钻酸反应

K、Ca、NU反应我药

阻山金属关去电子娓豆比本质却照反应仅常和7n能跟退琳水溶液反两生成11

i1、,三三副烈

如苗反血先与水反应前面的金瓶从盐溶液中N换出后面的金航

Zn.7反而4怏过变金属的内3!组织结构

方法

三匚.马

4”、也反应嫌父

硝酸反垃口的热分解殳热小分策«**：»«常温分解

在全匾的表面建茂保护层

u、Hg、Ag、Pt、Au不能反应

不溶于水，溶于

庆1C翻若解性溶于水水篇只溶于强弧化性酸

北氯化理稔父

Cu、HR、5可与而应应用电化学潦期保护

PkAu不跟IN%反应冶域方法电18法热库麻法加热分策法物理方法

知识点一铝及其化合物

（一）铝的结构与性质

1.铝的结构和存在

gj）283

铝位于元素周期表的第三周期第IIIA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：2A1+3cl2-=2AlCb。

(2)与水的反应

金属铝与水反应很困难。

(3)与酸的反应

①与H+反应的离子方程式：2Al+6H+=2AF++3H2b

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+2OIT+2H2O=2A1O5+3H4。

(5)与某些金属氧化物的反应

①写出铝与FezOs反应的化学方程式：2Al+Fe2O3篦虹2Fe+AbO3。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

^氯酸钾：产生氧气，引发反应

实验—1

J氧化铁和铝粉的混合物

装置

(-------

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、活动性弱于A1的金属,如铁、铭、镒、鸨等；

应用②金属焊接，如野外焊接钢轨等

(6)铝的冶炼

_申角犁

2Al2。3(熔融)/^=4Al+3O2b

(二)AI2O3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：AI2O3+6H=2Al+3H2Oo

②与NaOH溶液反应：AI2O3+2OH——2A1O2+H2OO

(H)A1(OH)3的性质

1.物理性质

不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。

2.不稳定性

加热时，氢氧化铝易分解，反应的化学方程式：2A1(OH)3^^A12O3+3H2。。

3.两性——溶于强酸、强碱

分别写出A1(OH)3与稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式。

(1)与稀硫酸反应

+3+

A1(OH)3+3H=A1+3H2Oo

⑵与NaOH溶液反应

A1(OH)3+0H-=A107+2H2。。

4.Al(0H)3的制备

写出下列反应的离子方程式

(1)AP+与氨水反应(不用强碱)

AF++3NH3-H2O=A1(OH)3；+3NH九

(2)A1O5溶液中通入过量的CO2

Aior+co2+2H2O==AI(OH)3;+neo?。

(3)AF+与A1O2相互促进水解反应

AF++3A1O?+6H2O=4A1(OH)31。

(四)明研

1.化学式为KA1(SO4)2T2H2O,它是无色晶体,可溶于水。

2.明矶净水的原理

电离方程式为KA1(SO4)2=K++A13++2SCT,其中AF+发生水解反应，产生Al(0H)3(胶体),

能吸附水中悬浮物形成沉淀,使水澄清。

(五)可溶性铝盐与NaOH溶液反应的图像分析

可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶液

操作

溶液至过量至过量

立即产生白色沉淀一渐多―最多一无沉淀(有但即溶)一出现沉淀一渐多一最

现象

渐少一消失多一沉淀不消失

H[A1(0H)3]

H[A1(0H)3]

图像B

\CDn(OH")

/\BD"(AF+)

反应的

3+3+

AB：A1+3OH-=A1(OH)3；AB：Al+40H-=A10r+2H2O

离子方

：3+

BD：Al(0H)3+0H-=A102+2H2OBCA1+3A1O7+6H2O=4A1(OH)31

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+02+CO2+H2O=CU2(OH)2co3(绿色固体)O

②Cu和S反应的化学方程式：2CU+S^^CU2S。

③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu+2H2s。4(浓)^^CuSO4+SO2f+2H20。

+2+

④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu+8H+2NOr=3Cu+2NOT+4H2Oo

+2+

⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu+4H+2NO?=Cu+2NO2?+2H2Oo

3+2+2+

⑥与FeCb溶液反应的离子方程式：Cu+2Fe=2Fe+Cuo

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(H+)CuO+2H=Cu+H2OCu2O+2H=Cu+Cu+H2O

与H2反应

CUO+H2-------CU+H2OCu2O+H2-------2Cu+H20

转化关系

4CuO—=2CU2O+O2T

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

I②弱碱性，加H+,石

反应①的化学方程式：CU(OH)2=^=CUO+H2Oo

+2+

反应②的化学方程式：CU(OH)2+2H=Cu+2H2OO

4.铜盐

⑴CuXOH)2c03名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分。

△Cu2(OH)2CO3^=2CuO+CO2f

"+H2O

CU2(OH)2CO3—----------

稀HzSOfCU2(OH)2co3+4H+^=2CU2+

"+CO2f+3H2O

⑵CUSO.5H2O俗称蓝矶、胆研。

可发生：篮墨＞端15H20,无水CuS。,遇水变蓝色,可用于检验水

的存在。

(3)铜盐溶液有毒，主要是因为CM+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

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

「具有金属特性

r-L熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属

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

(1)金属材料分类

金黑色金属材料钱、镒、铃以及它们的合金

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|-―中碳钢:强度高，韧性及加工性好

WL高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好

铁----

j后金尿小具有各种不同的优良性能，用于制

①!2~一不锈钢及各种特种钢

留「种类:硅铝合金、镁铝合金、硬铝等

合+特性：密度小、强度高、塑(造)性好、易于加工

②图L用途：建筑业、容器包装业、交通运输业等

青铜（主要含Cu、Sn、Pb）：我国最早使用

黄铜（主要含Cu、Zn等）

白铜（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（一在金属化合物中，金属元素都显正价

游离态金、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

,甩解、,热还原热分解

---------金属活动性逐渐减弱--------

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

电解［［矗|A

NaCl（熔融）Fe2O3HgO

例如下列金属的冶炼（用化学方程式表示）

Na：2NaCl（熔融）"鲤=2Na+ClJ

电

解Mg：MgC%（熔融）里驾Mg+Cl2t

法

：）（熔融）

工Al2Abe3^^^4A1+3cM

冰晶石

热

还高炉炼铁：Fe2O3+3CO=^^2Fe+3CO2

原

法焦炭还原制铜：2CuO+C0=2Cu+CO2f

热

分Hg：2HgO^^2Hg+O，t

解

法Ag：2Ag2。3=4Ag+O2t

知识点三镁海水提镁

1.镁的存在

自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中,海水中镁的总储量约为1.8xl015to

2.镁的性质

分别写出镁与①02、②N2、③C12、④H+、⑤NH4cl溶液反应的化学方程式，是离子反应的

写离子方程式：

卢燃

①2Mg+o2=^=2MgO；

卢燃

②3Mg+N2-二Mg3N2；

卢燃

③Mg+Cb=^MgCL;

@Mg+2H+=Mg2++卸；

⑤Mg+2NHl==Mg2++2NH3T+H2T。

3.镁的提取

从海水中提取镁的流程

(1)流程