2024屆一輪復(fù)習(xí)人教版 第三章 第三節(jié) 金屬材料及金屬冶煉 課件（55張）

第三節(jié)金屬材料及金屬冶煉課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.能結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例或通過實(shí)驗(yàn)探究，理解合金的主要性質(zhì)。2.能結(jié)合真實(shí)情境中的應(yīng)用實(shí)例，明確合金在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3.知道不同金屬的不同的冶煉方法，了解金屬冶煉條件和金屬活潑性之間的關(guān)系，了解金屬冶煉的原理是氧化還原反應(yīng)。1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過金屬冶煉原理的學(xué)習(xí)和冶煉方法的歸納，理解氧化還原反應(yīng)在金屬礦物開發(fā)中的應(yīng)用，構(gòu)建金屬冶煉的思維模型。2.宏觀辨識(shí)與微觀探析：從多角度認(rèn)識(shí)合金的組成，認(rèn)識(shí)合金的形成對物理性質(zhì)的影響。3.科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任：通過金屬材料的正確選擇，培養(yǎng)化學(xué)服務(wù)于生活的意識(shí)；通過金屬材料的回收利用，培養(yǎng)節(jié)約能源和保護(hù)資源的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。通過鋁的冶煉成本的計(jì)算，認(rèn)識(shí)合理開發(fā)和利用金屬資源的重要性和必要性。能從化學(xué)的角度分析從自然資源到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化途徑，認(rèn)識(shí)化學(xué)方法在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的作用和貢獻(xiàn)，感受化學(xué)科學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用價(jià)值。[目標(biāo)導(dǎo)航][自主測評]1.易錯(cuò)易混辨析(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)鋼與純鐵比較，鋼不易生銹。()(2)不銹鋼、硬鋁都是合金，青銅是銅單質(zhì)，不屬于合金。()(3)高溫時(shí)鋁易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉。()(4)能用鋁槽車儲(chǔ)運(yùn)濃硫酸與濃硝酸，是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與濃硫酸、濃硝酸反應(yīng)。()(5)氧化鋁是金屬氧化物，也是堿性氧化物。()(6)鋁抗腐蝕能力較強(qiáng)的主要原因是鋁與氧氣反應(yīng)使鋁表面生成一層致密的氧化膜。()(7)用熱還原法冶煉金屬時(shí)，可以用H2將Mg從化合物中還原出來。()(8)可以通過電解熔融的MgO

和AlCl3

來制備金屬M(fèi)g、Al。()(9)工業(yè)上一般用電解氯化鎂溶液制取Mg單質(zhì)。()錯(cuò)因：鋼是由鐵和碳熔合而成，會(huì)形成原電池

答案：(1)×加快鐵的生銹。(2)×(3)√(4)×錯(cuò)因：青銅是銅錫合金，屬于混合物。錯(cuò)因：常溫下，濃硫酸與濃硝酸能夠鈍化鋁，形成致密的氧化物Al2O3。錯(cuò)因：氧化鋁既和酸反應(yīng)，又能和堿反應(yīng)，屬于兩性

(5)×氧化物。(6)√

(7)×原法冶煉。

(8)×錯(cuò)因：Mg是活潑金屬，其活潑性強(qiáng)于H，不能用熱還錯(cuò)因：MgO

熔點(diǎn)太高，一般不用電解熔融的MgO

來冶煉Mg；AlCl3

為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電。(9)×錯(cuò)因：工業(yè)上一般用電解熔融氯化鎂來制取Mg。2.下列關(guān)于鋁單質(zhì)的敘述中，正確的是()

A.不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因?yàn)殇X及其氧化物都會(huì)和酸或堿反應(yīng)

B.鋁制品在空氣中有很強(qiáng)的抗腐蝕性是因?yàn)殇X的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定

D.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細(xì)打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱，熔化后的液態(tài)鋁會(huì)滴落下來，是因?yàn)榻饘黉X的熔點(diǎn)較低

答案：A

3.(1)將兩小塊質(zhì)量相等的金屬鈉，一塊直接放入水中，另一塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，再投入水中，試分析兩者放出的氫氣質(zhì)量是否相等：____________________________________________________________。

(2)Al既能溶于強(qiáng)酸，又能溶于強(qiáng)堿，所以說“Al既有金屬性，又有非金屬性”。你認(rèn)為這種說法是否恰當(dāng)？為什么？___________________________________________________________________________________________________________________。都是失去3e－，化合價(jià)升高為＋3價(jià)，均是還原劑，因而鋁具有較

答案：(1)不相等，因?yàn)橛娩X箔(刺有小孔)包住的鈉放入水中，鈉先與水反應(yīng)，產(chǎn)生的H2

與直接把鈉投入水中所產(chǎn)生的H2

的量相同，但生成的氫氧化鈉溶液會(huì)與鋁箔反應(yīng)產(chǎn)生H2，故用鋁箔包著的鈉產(chǎn)生的H2

質(zhì)量大

(2)不恰當(dāng)，金屬性是指元素的原子失電子的能力，非金屬性是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應(yīng)還是與堿反應(yīng)，強(qiáng)的金屬性考點(diǎn)一鋁及其化合物1.從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)鋁的化學(xué)性質(zhì)(1)位置與結(jié)構(gòu)鋁在元素周期表中位于第____周期第____族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為________，原子最外層有3個(gè)電子，在反應(yīng)中易_____電子，表現(xiàn)出______。鋁在自然界中只以化合態(tài)形式存在，鋁是地殼中含量最多的金屬元素。三ⅢA失去還原性(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)(寫出對應(yīng)序號的化學(xué)方程式)②2Al＋3Cl22AlCl32Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑4Al＋3O22Al2O3④____________________________________________⑤____________________________________________2.氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)

2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3(鋁熱反應(yīng))(2)重要用途

①作耐火材料：Al2O3

的熔點(diǎn)很高，可制造耐火坩堝等。 ②冶煉金屬鋁：作為原料，電解熔融氧化鋁得到金屬鋁：_________________________________。2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑3.氫氧化鋁(1)化學(xué)性質(zhì)(寫出離子方程式)①______________________________________；②______________________________________；③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O

(2)制備方法(寫出離子方程式)Al3+＋3NH3·H2O===①向可溶性鋁鹽中加入足量氨水：_________________________________________。Al(OH)3↓＋3NH4＋

②NaAlO2

溶液中通入足量CO2：______________________________________________________。4.利用鋁土礦冶煉金屬鋁的工藝流程由鋁土礦(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO

等雜質(zhì))提取Al2O3，并冶煉金屬鋁的兩大工藝流程：考點(diǎn)二鎂及其化合物1.鎂的化學(xué)性質(zhì)2.從海水中提取鎂(1)工藝流程(2)基本步驟及主要反應(yīng)考點(diǎn)三銅及其化合物1.銅的化學(xué)性質(zhì)3Cu＋8H+＋2NO3===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O－分別寫出Cu與稀硝酸、FeCl3

溶液反應(yīng)的離子方程式：_____________________________________________________、_____________________________。

常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，發(fā)生反應(yīng)為2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+2.氧化銅和氧化亞銅Cu2O＋2H＋===Cu2+＋Cu＋H2O3.氫氧化銅的性質(zhì)及應(yīng)用

反應(yīng)①的化學(xué)方程式：________________________________。

反應(yīng)③乙醛與新制Cu(OH)2

反應(yīng)的化學(xué)方程式：___________________________________________________________________。Cu(OH)2CuO＋H2O反應(yīng)②的離子方程式：________________________________。

Cu(OH)2＋2H＋===Cu2+＋2H2O2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2OCH3CHO＋

4.兩種重要的銅鹽

(1)Cu2(OH)2CO3

是堿式碳酸銅，是銅綠的主要成分，是銅在潮濕的空氣中被腐蝕的結(jié)果，受熱易分解，化學(xué)方程式為____________________________________________。

(2)CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱______，受熱易分解，藍(lán)色晶體轉(zhuǎn)化為白色粉末。常用無水CuSO4

檢驗(yàn)氣體中是否含有少量水(白色→藍(lán)色)。膽礬2CuO＋H2O＋CO2↑Cu2(OH)2CO3考點(diǎn)四合金及金屬材料1.合金(1)合金的概念及成分①概念：合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)高溫熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。②成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。(2)合金的性質(zhì)①合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機(jī)械性能，在許多方面不同于其成分金屬。②合金的硬度一般大于其成分金屬。③合金的熔點(diǎn)一般低于其成分金屬。(1)合金具有金屬的大多共性；合金中成分元素的種類、含量和生成合金的條件影響合金的性能。

(2)“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼用鈦合金制造，利用了鈦合金的硬度大、機(jī)械強(qiáng)度高、耐腐蝕等性質(zhì)；噴氣式飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點(diǎn)高、耐高溫的性質(zhì)。2.金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬冶煉的一般步驟(2)金屬冶煉的方法①分解法：冶煉Hg、Ag②電解法：冶煉K、Ca、Na、Mg、Al等③熱還原法：冶煉金屬活動(dòng)性居中間位置的金屬④其他方法

考向1合金的成分及性質(zhì)

1.(2022年合肥六校聯(lián)考)2022年世界冬奧會(huì)和冬殘奧會(huì)在北京舉行，其中短道速滑項(xiàng)目隊(duì)員所穿的速滑冰刀可用不銹鋼制成。下列敘述錯(cuò)誤的是()

A.不銹鋼是常見的一種合金鋼

B.不銹鋼中常添加鎳(Ni)和鉻(Cr)元素，從而使其具有特殊性能

C.不銹鋼中只含有金屬元素，不含有非金屬元素

D.不銹鋼通過增加原子層之間的相對滑動(dòng)難度，使合金的硬度變大

解析：不銹鋼一般認(rèn)為在普通鋼中添加了鎳、鉻等元素，故不銹鋼屬于合金鋼，A正確；不銹鋼中除含有鐵、鎳、鉻等金屬元素外，還含碳元素，使其具有特殊性能，B正確，C錯(cuò)誤；不銹鋼是一種合金，通過增加原子層之間的相對滑動(dòng)難度，改變合金的硬度，D正確。答案：C

2.(2022年聊城期末)我國科學(xué)家參與研制的鎂-鎳-鈦新型合金材料可提高阻尼減震性能，廣泛應(yīng)用在航天航空領(lǐng)域。下列有關(guān)敘述不正確的是()

A.形成合金，其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使合金的性能與純金屬有很大差異

B.它易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，具有延展性

C.它的熔點(diǎn)比鎂低

D.它的強(qiáng)度和硬度比鎂小

解析：鎂-鎳-鈦新型合金材料，其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，使合金的性能與純金屬有很大差異，在阻尼減震性能、硬度等方面均有提高，A正確，D錯(cuò)誤；合金的熔點(diǎn)一般比其成分金屬的熔點(diǎn)低，C正確；鎂-鎳-鈦新型合金由三種金屬形成，易導(dǎo)電、導(dǎo)熱，具有延展性，B正確。答案：D

3.(2022年天津第一中學(xué)期末)2019年12月17日，我國第一艘國產(chǎn)航空母艦“山東艦”在海南三亞某軍港交付海軍，它宣告了中國海軍的國產(chǎn)航母時(shí)代正式來臨。據(jù)報(bào)道，該艦艇的“超級甲板”采用了大量新型鋁鋰合金和鋁鎂合金等航天材料，真正實(shí)現(xiàn)了“浴千度火仍無恙”。下列關(guān)于這兩種合金的說法正確的是(

)A.鋁鋰合金是鋁與鋰形成的新型化合物B.鋁鋰合金的硬度比鋁大，熔、沸點(diǎn)比鋁高C.鋁鎂合金不能全部溶解于稀鹽酸中D.鋁鎂合金焊接前用NaOH

溶液處理氧化鋁膜

解析：鋁鋰合金是鋁與鋰在高溫下熔合而形成的一種混合物，并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不是化合物，A錯(cuò)誤；鋁鋰合金的硬度比鋁大，但其熔、沸點(diǎn)比成分金屬鋁的低，B錯(cuò)誤；鋁鎂合金中Mg、Al都能與稀鹽酸反應(yīng)，故能全部溶解于稀鹽酸中，C錯(cuò)誤；Al2O3是兩性氧化物，可與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2

和H2O，故鋁鎂合金焊接前用NaOH

溶液處理氧化鋁膜，D正確。答案：D

(1)并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其熔點(diǎn)不能相差太大，若一種金屬的熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于另一種金屬的沸點(diǎn)，則不能形成合金。

(2)金屬與金屬(或金屬與非金屬)形成合金時(shí)，要經(jīng)高溫熔合過程，但并未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故合金是混合物，不是化合物?？枷?金屬礦物的開發(fā)利用4.(2022年湛江一模)人類最早冶金的歷史年代曲線圖如圖所示(－1000表示公元前1000年)：下列說法正確的是()A.金屬越活潑，冶煉的年代一定越晚B.冶煉金屬的歷史：電解氯化物比電解氧化物早C.自然界中銅元素以游離態(tài)形式存在，故銅的冶煉年代最早D.金屬氧化物(如Al2O3、Cu2O)也屬于金屬材料

解析：Cu的冶煉年代比Au、Ag早，故金屬活動(dòng)性強(qiáng)，的冶煉年代不一定晚，A錯(cuò)誤；金屬氯化物的熔點(diǎn)低容易冶煉，故電解氯化物比電解氧化物早，B正確；在自然界中，銅元素以化合態(tài)形式存在，C錯(cuò)誤；金屬氧化物不屬于金屬材料，金屬材料是指金屬單質(zhì)或合金，D錯(cuò)誤。答案：B5.下列金屬的工業(yè)制法正確的是()

A.制鈦：用金屬鈉置換出氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦

B.煉鐵：用焦炭和空氣反應(yīng)生成的一氧化碳在高溫下還原鐵礦石中的鐵

C.制鈉：用海水作原料制得精鹽，再電解純凈氯化鈉溶液得到金屬鈉

D.煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到銅

解析：鈉與水反應(yīng)，應(yīng)用金屬鈉置換出熔融氯化鈦中的鈦，A錯(cuò)誤；CO具有較強(qiáng)的還原性，工業(yè)上用CO還原鐵礦石得到鐵，B正確；電解熔融NaCl

可得到金屬鈉，電解氯化鈉溶液得不到鈉，C錯(cuò)誤；利用黃銅礦與焦炭高溫還原法冶煉銅，D錯(cuò)誤。答案：B1.(2020年江蘇卷)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是()A.鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)，可用于制作鋁金屬制品B.氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作電解冶煉鋁的原料C.氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸D.明礬溶于水并水解形成膠體，可用于凈水

解析：鋁的金屬活動(dòng)性強(qiáng)與可用于制作鋁金屬制品無對應(yīng)關(guān)系，A錯(cuò)誤；氧化鋁熔點(diǎn)高，可用作耐高溫材料；鋁是活潑金屬，用電解法冶煉，選擇氧化鋁作原料，是因?yàn)檠趸X是離子化合物，B錯(cuò)誤；氫氧化鋁具有弱堿性，可以中和過多的胃酸，C錯(cuò)誤；明礬的化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，Al3+發(fā)生水解反應(yīng)生成Al(OH)3膠體，可以吸附水中懸浮的顆粒物，從而起到凈水的作用，D正確。答案：D2.(2020年山東卷)以菱鎂礦(主要成分為MgCO3，含少量SiO2、Fe2O3

和Al2O3)為原料制備高純鎂砂的工藝流程如下：已知浸出時(shí)產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(OH)3

和Al(OH)3。下列說法錯(cuò)誤的是()A.浸出鎂的反應(yīng)為MgO＋2NH4Cl===MgCl2＋2NH3↑＋H2OB.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4ClD.分離Mg2+與Al3+、Fe3+是利用了它們氫氧化物Ksp

的不同

解析：氯化銨溶液顯酸性，與MgO

反應(yīng)，相當(dāng)于MgO

促進(jìn)了氯化銨的水解，生成氨氣，A正確；NH3·H2O易分解，故沉鎂時(shí)溫度不可太高，B錯(cuò)誤；由流程圖可知氨氣可循環(huán)使用，沉鎂過程中產(chǎn)生氯化銨，故氯化銨也可循環(huán)使用，C正確；浸出過程中產(chǎn)生Fe(OH)3

和Al(OH)3

，沉鎂過程中加氨水調(diào)節(jié)pH產(chǎn)生Mg(OH)2，利用三種氫氧化物Ksp

的不同，使其先后沉淀而分離，D正確。

答案：B

3.(2021年全國甲卷節(jié)選)膽礬(CuSO4·5H2O)易溶于水，難溶于乙醇。某小組用工業(yè)廢銅焙燒得到的CuO(雜質(zhì)為氧化鐵及泥沙)為原料與稀硫酸反應(yīng)制備膽礬，并測定其結(jié)晶水的含量?；卮鹣铝袉栴}：

結(jié)晶水測定：稱量干燥坩堝的質(zhì)量為m1，加入膽礬后總質(zhì)量為m2，將坩堝加熱至膽礬全部變?yōu)榘咨?，置于干燥器中冷至室溫后稱量，重復(fù)上述操作，最終總質(zhì)量恒定為m3。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，膽礬分子中結(jié)晶水的個(gè)數(shù)為________________(寫表達(dá)式)