合金與金屬礦物的開發(fā)利用時

1、合金與金屬礦物的開發(fā)利用（第1課時）考點解讀一、常見金屬材料1合金（1）合金形成：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的。性質(zhì)特點：具有金屬特性。（2）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)或機械性能。熔點：一般比它的各成分金屬的低。硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。如生鐵的熔點比純鐵的熔點低。并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。2常見的金屬材料（1）金屬材料 （2）重要的黑色金屬材料鋼：鋼是用量最大、用途最廣的合金。3金屬冶煉的一般步驟4金屬冶煉方法（1）熱分解

2、法(適用于Hg、Ag等不活潑金屬)例如：2HgO2HgO2，2Ag2O4AgO2。（2）熱還原法(適用于ZnCu等中等活潑金屬)焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為C2ZnO2ZnCO2，C2CuO2CuCO2。一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為3COFe2O32Fe3CO2，COCuOCuCO2。氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為3H2WO3W3H2O，4H2Fe3O43Fe4H2O?；顫娊饘龠€原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為2AlCr2O3Al2O32Cr，10Al3V2O56

3、V5Al2O3。（3）電解法(適用于Al以前的活潑金屬)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應(yīng)，其化學(xué)方程式依次為2Al2O3(熔融)4Al3O2，MgCl2(熔融)MgCl2，2NaCl(熔融)2NaCl2。特別提醒：金屬活動性順序表中隱含的重要信息比較金屬活動性順序K、Ca、NaMgAlZnFe、Sn、Pb(H)CuHg、AgPt、Au自然界存在形態(tài)化合態(tài)多數(shù)是化合態(tài)，極少數(shù)是游離態(tài)游離態(tài)主要冶煉方法電解法熱還原法熱分解法物理方法與O2反應(yīng)常溫下易反應(yīng)常溫生成氧化膜加熱化合不反應(yīng)與H2O反應(yīng)常溫下生成堿和氫氣與熱水反應(yīng)有堿存在與水反應(yīng)與高溫水蒸氣反應(yīng)不反應(yīng)與H反應(yīng)從酸中把氫置換出

4、來，生成鹽和氫氣不反應(yīng)與鹽溶液反應(yīng)先與水反應(yīng)，生成的堿再與鹽反應(yīng)排在前面的金屬能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來二金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形態(tài)在自然界中絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)的形式存在。少數(shù)化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬存在游離態(tài)。(2)金屬冶煉的實質(zhì)使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質(zhì)的過程：Mnne=M。(3)常見冶煉方法電解法KAlNa：2NaCl(熔融)2NaCl2；Mg：MgCl2(熔融)MgCl2；Al：2Al2O3(熔融)4Al3O2。熱還原法ZnCu高爐煉鐵：3COFe2O32Fe3CO2；鋁熱反應(yīng)制鉻：2AlCr2O32CrAl2O3；焦炭還原銅：C2C

5、uO2CuCO2。熱分解法Hg、AgHg：2HgO2HgO2；Ag：2Ag2O4AgO2?？枷蚍治觯嚎枷蛞唬汉辖鸬男阅芴攸c及性質(zhì)典例1、銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析，銅常用于制造貨幣的說法正確的是 ( )A銅來源廣泛，易于從自然界冶煉得到B銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型C銅的外觀為紫紅色，大方美觀，易于被人們接受D銅的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在空氣中易轉(zhuǎn)化為銅綠，銅綠具有抗腐蝕能力，易于流通答案：B：解析：制造貨幣的金屬應(yīng)具備性質(zhì)穩(wěn)定，不易被腐蝕，易成型。方法指導(dǎo)：合金的認(rèn)識(1)常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鈉鉀合金呈液態(tài)。(2

6、)合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。(3)并非所有的金屬都能形成合金。因為兩種金屬必須熔合在一起才能形成合金。如果一種金屬還未熔化時，另一種金屬已經(jīng)汽化，則一般不能熔合在一起，如Cu與Na、Fe與Na等不能形成合金?？枷蚨航饘僖睙挼某Ｒ姺椒ǖ淅?、下列制備金屬單質(zhì)的方法或原理正確的是( )A在高溫條件下，用H2還原MgO制備單質(zhì)MgB在通電條件下，電解熔融Al2O3制備單質(zhì)AlC在通電條件下，電解飽和食鹽水制備單質(zhì)NaD加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu【答案】B【解析】A項，Mg的還原性大于H2的還原性，制備單質(zhì)Mg應(yīng)該用電解熔融MgCl

7、2的方法；C項，制取鈉時應(yīng)電解熔融NaCl；D項，制備單質(zhì)Cu時用熱還原法，若加強熱則發(fā)生反應(yīng)4CuO2Cu2OO2，不會生成銅單質(zhì)。方法指導(dǎo)：根據(jù)金屬活動順序表選擇冶煉方法（1）電解法：KAl；（2）熱還原法：ZnCu；（3）熱分解法：HgAg；（4）富集法：PtAu。考向三、鋁熱反應(yīng)的實驗問題分析典例3、某同學(xué)對“鋁熱反應(yīng)”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應(yīng)放出大量的熱，并放出耀眼的光芒”、“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱化學(xué)手冊知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如表所示： 物質(zhì)AlAl2O3FeFe2O3熔點/660205415351462沸點/24672980

8、2750(1)該同學(xué)推測，鋁熱反應(yīng)所得到的熔融物應(yīng)是鐵鋁合金。理由是該反應(yīng)放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認(rèn)為他的解釋是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。(2)將鋁與Fe2O3混合后放入漏斗中，然后引發(fā)鋁熱反應(yīng)的實驗操作是_。(3)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是_，反應(yīng)的離子方程式為_。(4)實驗室溶解該熔融物，下列試劑中最好的是_(填序號)。A濃硫酸 B稀硫酸C稀硝酸 D氫氧化鈉溶液解析 (1)在一定溫度范圍內(nèi)，F(xiàn)e和Al均為熔融狀態(tài)，可以熔合形成FeAl合金。(2)加助燃劑KClO3和引燃劑鎂條，

9、點燃鎂條。(3)利用Al與堿液反應(yīng)。(4)熔融物為金屬及其金屬氧化物，用稀酸溶解。答案 (1)合理(2)加少量KClO3，插上鎂條并將其點燃(3)NaOH溶液 2Al2OH2H2O=2AlO3H2(4)B對點訓(xùn)練1將Cu片放入0.1molL-1FeCl3溶液中，反應(yīng)一定時間后取出Cu片，溶液中c(Fe3+)：c(Fe2+)=2：3，則Cu2+與Fe3+的物質(zhì)的量之比為( )A3：2 B3：5 C3：4 D4：3 【答案】C【解析】將Cu片放入FeCl3溶液中發(fā)生反應(yīng)：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+，假設(shè)溶液中n(Fe2+)=3mol，則溶液中n(Fe3+)=2mol，由離子方程式可知，n

10、(Cu2+)=1/2n(Fe2+)=1/23mol=1.5mol，所以n(Cu2+)：n(Fe3+)=1.5mol：2mol=3：4，故選C。2、在上海首飛的C919大型飛機采用了大量新型材料鋁鋰合金。下列關(guān)于鋁鋰合金的說法不正確的是( ) A鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物B鋁鋰合金的硬度比鋰大 C鋁鋰合金的熔沸點比鋁低 D鋁鋰合金耐酸堿腐蝕 【答案】D 【解析】：鋁、鋰均是活潑金屬，與酸均易反應(yīng)。3在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)FeCl3，F(xiàn)e2O3，Cu(NO3)2，KNO3，銅粉溶解的是( ) A只有或 B只有或C只有或或 D上述物質(zhì)均可【答案】D【解析】銅能和氯化鐵反應(yīng)生成

11、氯化亞鐵和氯化銅，所以銅能在氯化鐵溶液中溶解，故正確；因Fe2O3能與稀硫酸反應(yīng)：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，F(xiàn)e2(SO4)3能與銅粉反應(yīng)：Fe2(SO4)3+Cu=2FeSO4+CuSO4，所以銅粉溶解，故正確；向稀硫酸反應(yīng)加入硝酸銅后，溶液中含有氫離子和硝酸根離子，所以相當(dāng)于溶液中含有硝酸，硝酸能和銅反應(yīng)，3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O，所以加入硝酸銅后能溶解銅，故正確；依據(jù)的分析可知，加入硝酸鉀，相當(dāng)于加入硝酸根，也與硫酸中的氫離子構(gòu)成硝酸致使銅溶解，故正確；故選D。4、下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是( )A制鈦：用金屬鈉置換氯化鈦(

12、TiCl4)溶液中的鈦B煉鐵：用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物C制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液D制鎂：用Al和MgO在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制Mg【答案】B 【解析】： A項，Na與TiCl4溶液中的H2O反應(yīng)，不能置換出Ti；C項，電解純凈NaCl溶液得不到Na；D項，鋁熱反應(yīng)不能制取Mg，Mg比Al活潑。5、下列說法中正確的是( )A氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用電解法制鋁B工業(yè)上通過電解氯化鉀溶液制備金屬鉀和氯氣C工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應(yīng)DMgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg，在給定條件下能實現(xiàn)【答案：】C【解析】：

13、A項，AlCl3熔化不電離，電解AlCl3熔融物不導(dǎo)電，不能生成Al；B項，電解KCl溶液不能生成K；D項，MgO熔點很高，制Mg時不是電解MgO而是電解MgCl2。6、氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬冶煉，下列說法不正確的是 ( ) A電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中，Na被還原B濕法煉銅與火法煉銅的反應(yīng)中，銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)C用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1 mol Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9 mol電子D鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化【答案】C 【解析】： C項，1 mol Fe3O4被還原為Fe，轉(zhuǎn)移電子13 mol8 mol。 7將相同質(zhì)量的銅分別和過量濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)，下列敘述錯誤的是( )A兩個反應(yīng)產(chǎn)生的氣體不同B比的反應(yīng)速率快的原因是因為反應(yīng)物濃度大C濃硝酸在常溫下和不同金屬反應(yīng)的現(xiàn)象可能不同D濃硝酸與銅反應(yīng)降價少，所以濃硝酸的氧化性弱【答案】