金属材料和金属的冶炼-2025年高考化学一轮复习讲义（解析版）

第14讲金属材料和金属的冶炼

■A.?।4I■CA^zV9r

目标

01了解金属的性质与金属冶炼的关系，知道金属铝、镁的提取方法。

02了解合金的概念及金属材料的重要应用。

考点一：金属冶炼的一般方法金属材料

重点•夯基易错

1.金属冶炼的一般方法

(1)金属在自然界中的存在

［化.态.在金属化合物中，金属元素都显正价

［游1态)一金、伯等极少数金属

(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

,____A____,_________A.________<A、

----------金属活动性逐渐减弱---------------►

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

电解

I局/皿|AI

NaCl(熔融)Fe2O3HgO

例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)

一Na：2NaCl（熔融）@里=2Na+Cl2t

电

解i甬由

Mg:MgCl?（熔融）粤』Mg+Ckt

法

诵由

工Al：2A1Q,（熔融）T^^4A1+3（M

______________冰晶石__________

热高炉炼铁：FezOa+BCO国堡2Fe+3cOz

还

原

焦炭还原制铜：2CuO+Cq=2Cu+CO2t

法

工

热

分Hg：2HgO0=2Hg+O2t

解

法

Ag:2Ag2O^=4Ag+O2f

一

2.合金的概念及性能

7^1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

福-—熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属

的熔点低

L硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属

的硬度大

3.常见的金属材料

⑴分类

「

金黑色金属材料铁、镒、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

一

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1--中碳钢:强度高，韧性及加工性好

钢

①L高碳钢:硬而脆，热处理后弹性好

铁

脩钢—具有各种不同的优良性能，用于制

飞士~~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

H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）

K白铜（主要含Cu、Ni、Zn等）

正易错辨析

I.金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl,则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCb（）

2.CuO是黑色固体，与水反应生成CU（OH）2（）

3.CUSO/5H2。失去结晶水属于物理变化（）

4.合金材料中不可能含有非金属元素（）

5.合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属（）

【答案】l.X2.X3.X4.X5.J

方法•规律总结

1.冶炼铜的“两方法”

（1）湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu»

（2）高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜（粗铜）：

800℃

2CuFeS2+4O2=====Cu2s+3SC）2+2FeO（炉渣）

2CU2S+3O2====2CU2O+2SO2

2CU2O+CU2S====6CU+SO2t

粗铜中铜的含量为99.5%〜99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达

99.95%〜99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为CM+,用纯铜作阴极即可得精铜。

2.铜及其常见化合物的颜色

物质颜色物质颜色

紫红色白色

CuCuSO4

黑色

CuOCUSO4-5H2O蓝色

砖红色绿色

Cu2OCU2(OH)2CO3

黑色蓝色

Cu2SCU(OH)2

■h.点拨・能力培养

1.下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是（）

A.镁铝合金B.铜合金

C.碳素钢D.铜锡合金

【答案】A

【解析】由于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合制造飞机外壳，故选A项。

2.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是（）

A.金属在自然界里存在的形式

B.金属元素在地壳中的含量

C.金属阳离子得电子的能力

D.金属熔点的高低

【答案】C

【解析】不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法是根据金属的活动性强弱确定，即根据金属阳离

子得电子的能力确定，与其在自然界中的含量多少、熔点高低以及存在形式没有太大的关系，故C项正确。

3.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.帆、铭、铳、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制

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提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳

【答案】D

【解析】A项，铁用CO还原法炼制，错误；B项，是因为A1有良好的性能，才被广泛使用，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。

真题•明考向

I.（2022•福建・高考真题）用铝铁合金（含少量Ni、Co单质）生产硫酸铭的工艺流程如下:

硫硫酸Na；?S

格快合金f出I——I博:杂!*

沉铁Cr2（SO4）i

II

气体灌渣1灌/2

下列说法错误的是

A.“浸出”产生的气体含有B.“除杂”的目的是除去Ni、Co元素

C.流程中未产生六价铭化合物D.“滤渣2”的主要成分是FezCzOj

【答案】D

【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解,生成气体为氢气，溶液中含Ni?+、Co2+,Cr"、Fe?+加入Na2s分离

出滤渣1含CoS和NiS,C产、Fe?+不会沉淀，再加入草酸除铁生成FeCzCU，过滤分离出硫酸铭，以此来

解答。

【解析】A.四种金属均与稀硫酸反应生成H2,A正确；

B.共有四种金属，由流程可知，沉铁后分离出硫酸铭，贝产除杂”的目的是除去Ni、C。元素，B正确；

C.由上述分析可知，流程中未产生六价铭化合物，C正确；

D.“滤渣2”的主要成分是FeCzCU，D错误；

故本题选D。

2.（2021・河北•高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经

集注》中提到“钢铁是杂炼生^作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁（含碳量约0.1%）混合加热，生铁熔

化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是

A.钢是以铁为主的含碳合金

B.钢的含碳量越高，硬度和脆性越大

C.生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高

D.冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为FezCh

【答案】C

【解析】A.钢是含碳量低的铁合金，故A正确；

B.钢的硬度和脆性与含碳量有关，随着含碳量的增大而增大，故B正确；

C.由题意可知，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢，说明生铁的熔点低于熟铁，故C错误;

D.赤铁矿的主要成分是FezCh，可用于冶炼铁，故D正确；

故选C。

考点二：铝、镁的提取

重点•夯基易错

1.铝及其化合物的性质

_

[[A1(OH)4]+H2]浓H2SO4、

侬HNO,一卬^

④强碱常温例IEJ

[AI203F^-非金属/

氧化性酸AF++

单质<y③氧化物

⑤Fe2（）3非氧化性酸］

3+

Al+H2

(Fe+AbOj

写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式:

0,产形成致密的氧化膜

①Al-L^>4A1+3022Alzc)3

②_2A1+3cb=与占燃三=2Aleb；

■Al+4H++NO,=A产+NOt+2HO

酹如：稀HNQ,-------------------------!...2-

Al-—-

非氧化性酸.2A1+6H+=2A1,++3H2t

（3）如:盐酸---------------------------

@2A1+20H-+6H2O=2［A1（OH）4］-+3H2t；

声'日

⑤2Al+Fe2C>3=====2Fe+A12€）3（铝热反应）。

2.由铝土矿冶炼铝的流程

铝土矿主要成分为AI2O3,含有少量Si。?、Fe2C>3等杂质。

方案一：碱溶法

蜀⑴黑------（较纯?Ab。1

①5）加热100。右灼烧④

------，过［｛沉淀［

①③中相关反应的离子方程式为

①AI2O3+2OH-+3H2O=2[A1(OH)4]-,

SiO2+20H-=Si0F+H20o

®[A1(OH)4]-+CO2=A1(OH)3；+HCOf,SiOF+2CO2+2H2O=H2SiO3I+2HCOf=(实际生产中，硅元

素转化为硅铝酸钠沉淀)

方案二：酸溶法

③通82

②加过量气体，并

NaOH溶I沉淀〕控制一

囤液,加热,

定的反

,①加,液说一'■(Al(OH)J普[Ag]

应条件

沉过滤,---------,

遮洗涤4NaHCQ3)

①②中相关反应的离子方程式为

3

①AI2O3+6H+=2A1++3H2O,

3+

Fe2O3+6H+=2Fe+3H2Oo

②AF++4OH==[A1(OH)4]-,

3+

Fe+3OH==Fe(OH)3l。

3.镁的提取

(1)从海水中提取镁的流程

贝壳建理CaO生石灰乳沉淀、

海水或苦卤-----LMg(OH)2过滤磷基MgCl2-6H2O

Mg迎MRCI,•-I气体

电解叫2脱水⑷

主要化学反应:

①制石灰乳：CaCO3CaO+CO2t、CaO+H2O=Ca(OH)2；

22+2+

②沉淀Mg+：Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca；

③制备MgCb：Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,MgCb-6H2O==湾==MgCb+6H2O；

通申

④电解MgCl2：MgCk(熔融)=====Mg+Cbto

(2)镁的重要化合物

①氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，属于碱性氧化物,与盐酸反应的离子方程式为MgO+2H+=Mg2++

H2OO

②氢氧化镁：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+-Mg2++2H2。。

△

特别提醒氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应：MgCO3+H2O===-=Mg(OH)2+CO2t,镁元素

在水垢中的存在形式是Mg(0H)2。

正易错辨析

1.MgO与Al粉的混合物也可称为铝热剂()

2.AI2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝用烟熔化NaOH、Na2cO3固体等()

3.铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱()

4.氢氧化铝可作胃酸的中和剂()

5.在加热情况下利用H2还原AI2O3的方法得到金属铝()

6.明研可作净水剂，起到杀菌消毒的作用()

7.加热MgCb溶液最终可制得MgCb固体()

8.工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法()

9.在Mg(HCC)3)2溶液中加入足量的Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀是MgCCh和CaCCM)

【答案】l.X2,X3.X4.V5.X6.X7.X8.X9,X

方法•规律总结

(1)镁、铝的特殊化学性质

①铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下A1与02反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金

属进一步被氧化。铝能与酸(H+)反应，是属于活泼金属的通性；铝能与碱溶液反应，是铝表现出来的特殊性。

②铝与某些金属氧化物可发生铝热反应，铝热反应可用于焊接金属、冶炼高熔点的贵重金属，但A1与MgO

不能发生铝热反应，原因是Mg的活泼性强于A1。

③镁在空气中燃烧除了与。2反应产生MgO外，还与N2反应产生Mg3N2，与CO2反应生成C和MgO。

④由于Mg能够在C02中燃烧，所以镁着火时不能用干冰灭火器和泡沫灭火器灭火。

(2)铝与酸、碱反应生成氢气的量的关系

①等物质的量的A1分别与足量的非氧化性酸(H+)和碱(OH1反应，生成氏的物质的量之比为1：1,消耗H

+和0H-的物质的量之比为3：1。

②足量的A1分别与含等物质的量的H+和0H-的溶液反应，生成H,的物质的量之比为1：3,

③等质量的铝分别与等物质的量的强酸和强碱溶液反应，若两种反应产生H2的体积之比为">Hei<],

3K(H2)NaOH

则说明与酸反应时，A1过量、H+不足；而与碱反应时，A1不足、0H-过量。

(3)能与铝反应生成H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。

(4)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应，生成H2的量相同。

(5)等物质的量的酸和碱与足量的铝反应，生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。

点拨•能力培养

1.下列关于铝的化合物的说法错误的是()

A.氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料

B.KA1(SC>4)2T2H2。溶于水可形成A1(OH)3胶体，可以净水

C.AP+和[A1(OH)4「两种离子不能大量共存于同一溶液中

3+

D.将AlCb溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al+4NH3-H2O=[A1(OH)4]~+4NH4

【答案】D

【解析】将AlCb溶液滴入浓氨水中，生成氢氧化铝沉淀，D错误。

真题*明考向

1.(2023・浙江•高考真题)物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是

A.铝有强还原性，可用于制作门窗框架

B.氧化钙易吸水，可用作干燥剂

C.维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂

D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂

【答案】A

【解析】A.铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性,

A不正确；

B.氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B

正确；

C.食品中含有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化，维生素C具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化

剂，C正确；

D.过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧

剂，D正确；

故选Ao

2.(2021•浙江•高考真题)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

【答案】A

【解析】A.铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨焊

接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法不正确；

B.镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法正

确；

C.粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和医

疗石膏绷带，C说法正确；

D.二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用氨

水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法正确。

综上所述，本题选A。

演练・提能力

I.镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝合

金性质的叙述中，正确的是（）

A.此合金的熔点比镁和铝的熔点都高

B.此合金能全部溶解于稀盐酸中

C.此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中

D.此合金的硬度比镁和铝的硬度都小

【答案】B

【解析】镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度比它的各成分金属的硬度大，合金的化学性

质与各成分金属的化学性质基本相同。

2.（2019・天津•高考真题）下列有关金属及其化合物的不合理的是

A.将废铁屑加入FeCU溶液中，可用于除去工业废气中的C）

B.铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业

C.盐碱地（含较多Na2cO3等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良

D.无水CoCL呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水

【答案】C

【解析】A、氯气能将铁和亚铁氧化；

B、根据合金的性质判断；

C、Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3i+2NaOH,产物仍然呈碱性；

D、利用无水氯化钻和氯化钻晶体的颜色不同。

【解析】A、铁和亚铁能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故A不选；

B、根据铝合金的性质，铝合金具有密度低、强度高，故可应用于航空航天等工业，故B不选；

C、Na2CO3+Ca（OH）2=CaCO3；+2NaOH,产物仍然呈碱性，不能改变土壤的碱性，反而使土壤更板结，故

C选；

D、利用无水氯化钻和氯化钻晶体的颜色不同，故可根据颜色判断硅胶中是否能吸水，故D不选。

故选C。

3.地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿（主要成分为

河。3）冶炼铝的流程示意图（部分设备和原料已省略），下列说法正确的是

电解

A.电解的方程式为2A1+O3T

冰晶石

B.该铝土矿中AI2O3的质量分数为50%

C.该流程电解铝过程中铝的损失率约为5.6%

D.该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约3%〜5%

【答案】C

电解.

【解析】A.电解氧化铝的方程式为2Al2O3^^4A1+3OZT,故A错误；

冰晶石

B.4吨铝土矿一系列流程能够得到2吨氧化铝，流程中会有一定损失，则该铝土矿中AUO3的质量分数大

于50%,故B错误；

2Al2O3=4A1+302T

C.204108x*1.059kg,实际得到1kg蠢纯铝，则损失率约为黑警xl00%*5.6%,

1.059kg

2kgx'

故C正确；

D.该流程需要电解铝，其能耗比回收饮料罐得到铝的能耗高，故D错误；

故选c。

4.下列常见金属的冶炼原理不合理的是

A.电解法冶炼金属铝：2Aleb（熔融）她2A1+3C1J

B.电解法冶炼金属钠：2NaCl（熔融）姓2Na+Cl2T

A.

C.加热法冶炼金属汞：2HgO=2Hg+O2T

高温

D.热还原法冶炼金属铁:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

【答案】A

【解析】A.氯化铝是共价化合物，熔融状态下不能导电，应电解熔融的氧化铝得到A1,

,r.电解，

2Al2。3（熔融）-4Al+30zt，故A不合理；

B.Na为活泼金属，电解熔融氯化钠可得Na：2NaCl（熔融）曳题2Na+Cl?T,故B合理；

A不

C.Hg为不活泼金属，通常直接加热氧化汞冶炼Hg：2HgO=2Hg+O2T,故C合理；

高温

D.加入还原剂CO能将氧化铁还原为Fe,反应方程式为：Fe2O3+3CO-2Fe+3CO2,故D合理；

故选：Ao

5.金属的冶炼体现了人类文明的发展历程，下列关于金属冶炼的说法不正确的是

A.不活泼金属如伯、金等，在自然界中可以以单质的形态存在，可以采用物理方法提纯

B.高炉炼铁原料为石灰石、焦炭和赤铁矿，是利用碳单质还原Fe2（）3的反应产生纯铁

C.冶炼金属铝时要加入冰晶石，其目的是降低氧化铝的熔点

D.电解熔融的NaCl获得金属Na

【答案】B

【解析】A.钳、金等不活泼金属以游离态存在于自然界，故用物理方法进行分离，A正确；

B.用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物得到单质Fe,实际起还原作用的是

CO,B错误;

C.电解熔融氧化铝制得金属，加入冰晶石目的是降低氧化铝的熔点，c正确；

D.熔融的NaCl是离子化合物，可通过电解熔融的NaCl获得金属Na,D正确；

故选Bo

6.足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是

A.氢氧化钠溶液B.稀硫酸C.盐酸D.稀硝酸

【答案】A

【解析】假设反应都产生3moi氢气，贝IJ：

A.2Al+2Na0H+2H2O=2NaAlC)2+3H2T反应产生3mol氢气，会消耗2moiNaOH；

B.2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2t，反应产生3moi氢气，需消耗3moi硫酸；

C.2Al+6HCl=2AlCl3+3H2t,反应产生3moi氢气，需消耗6moiHC1；

D.由于硝酸具有强的氧化性，与铝发生反应，不能产生氢气；

故反应产生等量的氢气，消耗溶质的物质的量最少的是氢氧化钠溶液；选项A正确。

7.(2022•海南•高考真题)依据下列实验，预测的实验现象正确的是

选项实验内容预测的实验现象

AMgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量产生白色沉淀后沉淀消失

BFeC%溶液中滴加KSCN溶液溶液变血红色

CAgl悬浊液中滴加NaCl溶液至过量黄色沉淀全部转化为白色沉淀

D酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量溶液紫红色褪去

A.AB.BC.CD.D

【答案】D

【解析】A.MgCb溶液中滴加NaOH溶液至过量，两者发生反应产生白色沉淀，白色沉淀为氢氧化镁，氢

氧化镁为中强碱，其不与过量的NaOH溶液发生反应，因此，沉淀不消失，A不正确；

B.FeCb溶液中滴加KSCN洛液，溶液变血红色，实验室通常用这种方法检验的Fe3+存在；FeCb溶液中滴

加KSCN洛液，溶液不变色，B不正确；

C.Agl的溶解度远远小于AgCL因此，向Agl悬浊液中滴加NaCl溶液至过量，黄色沉淀不可能全部转化

为白色沉淀，C不正确；

D.酸性KMnCU溶液呈紫红色，其具有强氧化性，而乙醇具有较强的还原性，因此，酸性KMnC）4溶液中滴

加乙醇至过量后溶液紫红色褪去，D正确；

综上所述，依据相关实验预测的实验现象正确的是D,本题选D。

8.有一镁铝合金共21g,把其加入IL5moi[t的盐酸中，共收集到标准状况下的气体22.4L,下列说法

正确的是（不考虑溶液体积的变化和盐酸的挥发）

A.n（Al）:n（Mg）=3:2

B.反应后溶液中的c（HCl）=3mol-LT

C.上述反应中仅涉及2种基本反应类型的反应

D.常温下，该合金能完全溶解在足量的NaOH溶液中

【答案】B

【解析】A.设Mg、Al的物质的量分别为amol、bmol,由质量守恒可知：24a+27b=21；由电子得失守

恒可知：2a+36=2,联立两式，可求得a=g,6=；,故n（Al）:n（Mg）=2:3,A错误；

B.反应生成Imol氢气，由H原子守恒可知，需要消耗2moiHCL乘馀HC1为3mol,溶液体积为1L,则反

应后溶液中的c（HCl）=3mol-LL故B正确；

C.只发生置换反应，故C错误；

D.常温下，镁不能溶解在NaOH溶液中，故D错误。

答案选B。

9.工业上由黄铜矿（主要成分为CuFeSz）冶炼铜的主要流程如下：

石英砂石英砂I气体A

黄I焙烧.冰铜I焙烧

泡铜A1.粗电解精

铜

犷（CuzO、Cu）高温铜精炼铜

t（mCu2S-nFeS）|

空气号气1

熔渣B

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的（填字母）吸收。

a.浓硫酸b.稀硝酸

c.NaOH溶液d.氨水

（2）由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为0

⑶以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是

（填字母）。

a.电能全部转化为化学能

b.粗铜接电源正极，发生氧化反应

C.溶液中Cu2+向阳极移动

d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属

(4)利用反应2CU+C)2+2H2so4=2CUSO4+2H2。可制备CuSO,，若将该反应设计为原电池，其正极电极反

应式为o

高汨

【答案】(l)cd(2)3CU2O+2A1====Al2O3+6Cu

(3)bd(4)4H++O2+4e-=2H2O

【解析】(1)气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。(3)电解精炼铜的过程中，电

能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连,

发生氧化反应，b对；电解过程中CM+向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜弱，形成阳

极泥，可以回收，d对。(4)根据总反应，。2发生还原反应，因此正极反应式为C)2+4H++4e-=2印0。

10.铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金属，就

铝的这一特殊性质，回答下列问题：

(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是。

⑵足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是

(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HC1、NaOH溶液中，二者产生的H?相等，则HC1

和NaOH的物质的量浓度之比是。

(4)甲、乙两烧杯中各盛有100mL3moi[T的盐酸和NaOH溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反

应结束后，测得生成的气体体积比为■(甲)："乙)=1：2,则加入铝粉的质量为

__________________________________________________________________(填字母)=

A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g

【答案】(1)1：1(2)1：3(3)3：1(4)A

【解析】⑴根据化学方程式：2Al+6HCl-2AlCb+3H2t>2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2t,

得Al与H2的关系式均为2Al〜3H2,故只要参加反应的Al的量相等，所得的量必相等。

⑵因为在反应中A1过量，产生的H2由HC1和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HC1〜3H2、

2NaOH〜3H2，故当HC1、NaOH的物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1：3。

⑶因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式〃(HC1)：〃(NaOH)=3：1,又因为两溶液体积相等，故

c(HCl)：c(NaOH)=n(HCl)：«(NaOH)=3：1。

(4)当参加反应的HC1和NaOH的物质的量一样多时，产生H2的体积比是1：3,而题设条件体积比为1：2,

说明此题投入的铝粉对盐酸来说是过量的，而对于NaOH来说是不足的。

2A1+6HC1=2Aleb+3H2t

6mol3mol

3moi-LTX0.1L0.15mol

则Al与NaOH反应生成的比为。.15molX2=0.3moh

2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2t

2X27g3mol

5.4g0.3mol

即投入的铝粉为5.4g。

11.从海水中提取镁的工艺流程如图所示：

[海水)结.过滤.反覆串施(OH)?留Mg4•6H2。)

⑤%

、水

[贝壳忸｛生石灰)石】乳)|[MgCb]

回答下列问题：

(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是(填化学式)。

【答案】NaCl

(2)怎样使MgCl2-6H2O失去晶体水，得至UMgCl2?

【答案】将晶体置于HC1气体氛围中脱水

(3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有

【答案】化合反应、分解反应、复分解反应

(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式：。

【答案】阳极：2C1—2e-=Cl2t,

阴极：Mg2++2b^=Mg

12.利用铝灰(主要成分为Al、AI2O3、AIN、FeO等)制备铝糅剂[主要成分为A1(OH)2C1]的一种工艺如下：

水盐酸漂白液纯碱

铝灰申库/哈什卦髓剂

气体AH2废渣CO2

⑴气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90℃时水解生成A的化学方程式为

__________________________________________________________________________________，"水解”采用

90℃而不在室温下进行的原因是o

(2)“酸溶”时，AI2O3发生反应的离子方程式为=

(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为。

(4)“废渣”的成分为(填化学式)。

(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是-

90℃

【答案】(1)A1N+3H2O=====A1(OH)3+NH3t

加快A1N水解的反应速率，降低NH3在水中的溶解度，促使NH3逸出

3+

(2)A12O3+6H+=2A1+3H2O

3

(3)2Fe2++2H++ClQ-=2Fe++Cr+H20

(4)Fe(OH)3

(5)防止A1(OH)2C1水解生成A1(OH)3

13.铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为AI2O3,含SiO2和Fez。?等杂质)为原料制备铝的一种工艺

流程如下：

注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。

(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为：。

(2)向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH(填"增大“'不变”或“减小”)，发生反应的化

学方程式是。

(3)“电解I”是电解熔融AI2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是，应该采取的措施

是□

(4)电解熔融A12O3制备铝不用氯化铝的原因是0

(5)铝粉在100(TC时可与N2反应制备AlNo在铝粉中添加少量NH4C1固体并充分混合，有利于A1N的制备,

其主要原因是0

【答案】(l)Ab03+20H-=2A102+H2C)

(2)减小H2O+NaA1O2+NaHCO3=Al(OH)3J.+Na2CO3

(3)石墨电极被阳极上产生的O2氧化定期补充石墨

(4)氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝以分子的形式存在

(5)NH4C1水解产生的