第04講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用（講義）（教師版） 2025年高考化學一輪復習講練測（新教材新高考）

第04講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用目錄TOC\o"1-3"\h\u01考情透視·目標導航 202知識導圖·思維引航 303考點突破·考法探究 4考點一銅及其化合物 4知識點1銅的性質 4知識點2氧化銅和氧化亞銅 5知識點3氫氧化銅和氧化亞銅 5知識點4銅鹽 6知識點5銅及其化合物的性質應用 6考向1考查銅及其化合物的性質與應用 7考向2考查銅及其化合物的制備 9考點二金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用 11知識點1金屬材料 11知識點2金屬冶煉 12考向1合金性質與金屬材料的應用 14考向2金屬礦物的開發(fā)利用 1504真題練習·命題洞見 16

考點要求考題統(tǒng)計考情分析銅及其化合物的性質與應用2023全國乙卷第11題，6分2023湖北卷第18題，14分2022山東卷第12題，4分2021湖北卷第2題，3分2020海南卷第7題，2分從近三年高考試題來看，銅及其化合物的性質與應用和合金的組成、性質和應用仍是高考的命題點；只有浙江考查了金屬礦物的開發(fā)利用?？疾閮热菀越饘偌捌浠衔锏男再|、合金的性質、金屬的冶煉、提純以及在日常生活、生產中的應用為主。題型以選擇題和化工流程題為主。預測新的一年高考可能會可能會在選擇題中考查合金的性質和應用及金屬礦物的開發(fā)利用，題目難度較??；在工藝流程圖題中考查銅及其化合物的轉化與應用，題目綜合性較強，難度較大。金屬礦物的開發(fā)利用2024山東卷第18題，13分2023湖南卷第1題，3分2023遼寧卷第2題，3分2023遼寧卷第12題，3分2022福建卷第6題，4分2022廣東卷1題，2分2021河北卷1題，3分復習目標：1．能列舉、描述、辨識銅及其化合物重要的物理和化學性質及實驗現(xiàn)象。2．了解合金的組成及其重要應用，能根據合金的性質分析生產、生活及環(huán)境中的某些常見問題。3．能根據金屬活動性順序分析化學問題。

考點一銅及其化合物知識點1銅的性質1.存在及位置：（1）存在：在自然界中銅大多數(shù)主要以硫化銅存在，主要是輝銅礦（Cu2S）、黃銅礦（CuFeS2）和斑銅礦（Cu5FeS4）。銅還以游離態(tài)的形式存在自然銅是一種\t"/item/%E8%87%AA%E7%84%B6%E9%93%9C/_blank"含銅礦石，成分是銅單質。（2）位置：銅位于元素周期表中第4周期ⅠB族，是人類最早使用的金屬之一；銅元素是一種的變價金屬元素（+1、+2）。2.原子結構（1）銅（Cuprum）是一種金屬元素，也是一種\t"/item/%E9%93%9C/_blank"過渡元素，化學符號Cu，英文copper，原子序數(shù)29，原子結構示意圖為：（2）核外電子排布式：1s22s22p63s23p63d94s1或[Ar]3d94s1，價電子排布式：3d94s1。3.物理性質：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。4.化學性質①生成銅綠的化學方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3(綠色固體)。②Cu和S反應的化學方程式：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。③與濃硫酸共熱的化學方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。④與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O。⑤與濃硝酸反應的離子方程式：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。⑥與FeCl3溶液反應的離子方程式：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋。5．銅的冶煉（1）濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。（2）高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up7(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)2Cu2S＋3O2eq\o(==,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(==,\s\up7(1200℃))6Cu＋SO2↑（3）電解精煉銅：粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極，Cu2＋在陰極上得電子生成銅。知識點2氧化銅和氧化亞銅1.氧化銅（1）物理性質：黑色難溶于水的固體。（2）化學性質：與酸反應，可以用H2、CO、Al還原出Cu。①與酸反應(H＋)：CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2O②與H2反應：H2＋CuOCu＋H2O；③與CO反應：CO＋CuOCu＋CO22.氧化亞銅（1）物理性質：紅色難溶于水的固體。（2）化學性質：①與酸反應(H＋)為Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。②Cu2O遇到HNO3發(fā)生氧化反應生成Cu2＋。③與H2反應：Cu2O＋H2eq\o(=,\s\up11(△))2Cu＋H2O。④CuO加強熱的反應：4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑。知識點3氫氧化銅和氧化亞銅1.物理性質：藍色不溶于水的固體。2.化學性質及應用：（1）反應①的化學方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O；反應②的離子方程式：Cu(OH)2＋2H＋=Cu2＋＋2H2O。反應③的化學方程式：RCHO+2Cu(OH)2+NaOHRCOONa+Cu2O↓+3H2O（2）應用利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O。知識點4銅鹽1.Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。2.CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗依據。3.銅鹽的毒性：銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。銅鹽溶液有毒，主要是因為Cu2＋作為一種重金屬離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。知識點5銅及其化合物的性質應用1.區(qū)別紅色物質Cu和Cu2O的方法：向紅色物質中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質為Cu2O，否則為Cu，反應的化學方程式為Cu2O＋H2SO4=CuSO4＋Cu＋H2O。2.通常利用熱的銅網（反應2Cu＋O22CuO）除去混合氣體中的少量O2。3.Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O。4.無水硫酸銅只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。5.CuO用于有機化合物中的元素分析——李比希法將準確稱量的樣品置于一燃燒管中，經紅熱的氧化銅氧化后，再將其徹底燃燒成\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"二氧化碳和水，用純的氧氣流把它們分別趕入\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"燒堿石棉劑（附在石棉上粉碎的氫氧化鈉）及\t"/item/%E6%9D%8E%E6%AF%94%E5%B8%8C%E6%B3%95/_blank"高氯酸鎂的吸收管內，前者將排出的二氧化碳變?yōu)樘妓徕c，后者吸收水變?yōu)楹薪Y晶水的高氯酸鎂，這兩個吸收管增加的重量分別表示生成的二氧化碳和水的重量，由此即可計算樣品中的碳和氫的含量。6.利用新制Cu(OH)2懸濁液檢驗有機化合物中含有的—CHO，如乙醛與Cu(OH)2反應的化學方程式：CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O7.Cu用作醇催化氧化的催化劑。考向1考查銅及其化合物的性質與應用例1（2024·安徽安慶·三模）銅及其重要化合物在生產中有著重要的應用。輝銅礦(主要成分Cu2S)可以用于制銅，制得的粗銅通過電解法進行精煉。Cu2S與濃硝酸反應可得Cu(NO3)2。Cu在O2條件下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+。向稀硫酸中加入Cu2O，溶液變藍色并有紫紅色固體產生。2022年諾貝爾化學獎授予了點擊化學領域的三位科學家。一價銅催化的疊氮化物-炔烴環(huán)加成反應可謂點擊化學中的第一個經典之作，催化劑CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成H[CuCl2](強酸)。上述敘述過程涉及的離子方程式，不正確的是A．Cu2S與濃硝酸反應：B．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2OC．Cu在O2存在下與氨水反應：D．CuCl溶于較濃鹽酸：CuCl+Cl-=[CuCl2]-【答案】A【分析】在書寫離子方程式時要遵循電荷守恒、原子守恒，若為氧化還原反應，同時還要符合電子守恒，結合物質的存在形式及拆分原則分析判斷?！窘馕觥緼．濃硝酸具有強氧化性，Cu2S與濃硝酸反應時，硫元素的氧化產物為H2SO4，Cu為氧化為Cu(NO3)2，濃硝酸被還原為NO2氣體，同時反應產生H2O，根據電子守恒、電荷守恒、原子守恒，可得反應的離子方程式應該為：Cu2S+12H++10=2Cu2++10NO2↑++6H2O，A項錯誤；B．Cu2O在酸性條件下會發(fā)生歧化反應，產生Cu、Cu2+、H2O，則Cu2O加入到稀硫酸中，反應產生Cu單質、CuSO4、H2O，離子方程式為：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O，B正確；C．Cu在O2存在下能與氨水反應生成[Cu(NH3)4]2+，在堿性環(huán)境中，O2得到電子轉化生成OH-，離子方程式應該為：2Cu+O2+8NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O，C正確；D．CuCl是白色難溶于水的化合物，溶于較濃鹽酸時生成強酸H[CuCl2]，則該反應的離子方程式應該為：CuCl+Cl-=[CuCl2]-，D正確；故合理選項是A?！绢}后歸納】銅及其化合物的顏色、狀態(tài)及溶解性物質顏色狀態(tài)及溶解性物質顏色狀態(tài)及溶解性Cu紫紅色，有金屬光澤固態(tài)，難溶于非氧化性酸，易溶于強氧化性酸CuSO4白色粉末，易溶于水，水溶液呈藍色CuO黑色粉末，可溶于酸溶液CuSO4·5H2O藍色晶體Cu2O磚紅色固體，難溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+)Cu2(OH)2CO3綠色粉末，難溶于水，可溶于酸溶液CuClCuI白色粉末，難溶于水Cu(OH)2藍色難溶于水，可溶于酸溶液CuS黑色粉末，難溶于水及非氧化性強酸[Cu(NH3)4]2+深藍色絡合離子，溶于水【變式訓練1】（2024·安徽阜陽·模擬預測）某同學進行如下實驗：實驗實驗現(xiàn)象ⅰ將銅粉加入試管中，再加入稀溶液變藍，液面上方呈淺紅棕色；至不再產生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性ⅱ繼續(xù)向ⅰ中試管加入少量固體又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色ⅲ繼續(xù)向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色下列說法不正確的是A．銅與硝酸反應中，硝酸氧化性與氫離子、硝酸根濃度均有關B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋C．繼續(xù)向ⅰ中試管加入少量硫酸銅固體，也能發(fā)生ⅱ、?，F(xiàn)象D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解【答案】C【分析】i.將銅粉加入試管中，再加入稀HNO3，稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，溶液變藍，開始產生無色氣體，無色氣體又變?yōu)榧t棕色；銅粉有剩余，溶液為酸性；ii.繼續(xù)向i中試管加入少量固體NaNO3，由于銅粉剩余，溶液為酸性，加入硝酸鈉，等同于加入了稀硝酸，所以稀硝酸和銅反應生成NO、硝酸銅，產生無色氣體，無色氣體又變?yōu)榧t棕色，同時可知推論i中的酸性是硝酸有剩余；iii.繼續(xù)向ⅰ中試管滴加幾滴濃硫酸，溶液酸性增強，硝酸根離子氧化性增強，又和銅反應產生NO氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色；【解析】A．由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ還有硝酸剩余，不能將銅全部溶解，故硝酸氧化性和氫離子、硝酸根濃度均有關，A正確；B．ⅰ、ⅱ銅粉減少的原因均為硝酸和銅發(fā)生了氧化還原反應，能用相同的離子反應解釋，B正確；C．銅離子是氧化產物，增大銅離子濃度銅的還原性減弱，不會發(fā)生反應，C錯誤；D．硝酸根離子在酸性條件下具有強化性，可以將銅氧化，故用一定濃度的與也能使銅粉溶解，D正確；故選C。【變式訓練2】（2024·湖南長沙·一模）部分含銅物質的分類與相應銅元素的化合價關系如圖所示。下列說法正確的是A．a、d均易溶于水 B．b既有氧化性又有還原性C．加熱條件下f與單質硫反應生成d D．向固體c中通入氣體生成e【答案】B【分析】a為為為為為為。【解析】．a為為，二者均為難溶于水的黑色粉末，故A錯誤；B．b為的化合價為價，處于中間價態(tài)，既有氧化性又有還原性，故B正確；C．與硫加熱時生成，故C錯誤；D．向固體中通入氣體生成和水，故D錯誤；選B。考向2考查銅及其化合物的制備例2（2024·河北衡水·模擬預測）以含有少量雜質Fe的粗銅為原料，制備藍礬()的工藝流程如下圖所示：下列說法正確的是A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，理論上硫酸和硝酸的物質的量之比為3∶2B．氣體A為酸性氧化物，可與適量的氧氣和水反應生成硝酸，循環(huán)利用C．物質X可以使用氨水，且X過量對產物無影響D．“操作Z”為蒸發(fā)結晶、趁熱過濾【答案】A【分析】粗銅加稀硫酸、稀硝酸溶解，得NO和銅離子的溶液，往溶液中加物質X沉淀Fe3+，過濾，所得濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾得藍礬。【解析】A．“溶解”時，若忽略少量的雜質鐵，據可知，要使H+與的物質的量比為4：1(8：2)，則理論上H2SO4和HNO3的物質的量之比為3∶2，故A正確；B．氣體A為NO，不屬于酸性氧化物，故B錯誤；C．若物質X為氨水，則過量氨水會沉淀Cu2+，即生成Cu(OH)2沉淀，使藍礬產量降低，故C錯誤；D．“操作Z”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾，故D錯誤；故答案為：A?！咀兪接柧?】（23-24高三上·甘肅蘭州·期中）通過下列實驗以印刷線路板堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)為原料制備還原性物質CuCl。下列說法不正確的是A．“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2B．“還原”時離子方程式為SO+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO+2H+C．“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行D．可循環(huán)利用的物質為H2SO4【答案】B【分析】堿性蝕刻廢液(主要成分為[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH將銅轉化為氫氧化銅沉淀，過濾后將氫氧化銅溶于稀硫酸，得到硫酸銅溶液，再加入亞硫酸鈉、NaCl再還原成CuCl，過濾、洗滌得到CuCl?！窘馕觥緼．由上述分析可知“沉銅”得到的沉淀主要為Cu(OH)2，故A正確；B．該反應不滿足電荷守恒，正確的離子方程式為：SO+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO+2H+，故B錯誤；C．CuCl易被氧化，因此“過濾”、“洗滌”時應該在隔絕空氣的條件下進行，以防止其氧化，故C正確；D．由B中反應可知還原過程中生成硫酸，可在酸溶時循環(huán)利用，故D正確；故選：B?！咀兪接柧?】（2024·海南·一模）鐵、銅及其化合物之間的轉化具有重要應用。下列說法錯誤的是A．常溫下使用鐵質容器盛裝濃硫酸 B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路C．電解精煉銅時，粗銅連電源的正極 D．飽和溶液中滴加稀氨水制備氫氧化鐵膠體【答案】D【解析】A．常溫下濃硫酸可以使鐵鈍化，所以常溫下可以使用鐵質容器盛裝濃硫酸，A項正確；B．氯化鐵溶液在聚合物的基材上蝕刻出銅電路的反應：2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+，B項正確；C．電解精煉銅時，粗銅作陽極，應連電源的正極，C項正確；D．飽和溶液中滴入沸水中才能制備氫氧化鐵膠體，D項錯誤；故選：D。考點二金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用知識點1金屬材料1．合金（1）概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。（2）成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。即合金中一定含金屬元素，可能含非金屬元素(如鋼中含碳)。（3）性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。①熔點：一般比它的各成分金屬的低；②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大?！咎貏e提醒】①構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物，沒有固定的熔、沸點。②常溫下，多數(shù)合金是固，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。③合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學性質。（4）新型合金及重要應用①“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、機械強度高、耐腐蝕等性質。②噴氣式飛機的發(fā)動機葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點高、耐高溫的性質。2．常見金屬材料及應用（1）金屬材料的工業(yè)分類黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金（2）黑色金屬材料——鋼鐵①鋼是用量最大、用途最廣的合金。②鋼eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(碳素鋼\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(低碳鋼：韌性、焊接性好，強度低,中碳鋼：強度高，韌性及加工性好,高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好)),合金鋼：具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼))（3）有色金屬材料——銅和鋁①鋁及鋁合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(鋁\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的延展性和導電性,用途：制導線)),鋁合金\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(種類：硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等鋁合金,性能：密度小、強度高、塑性好、易于成型、制造工藝簡單、成本低廉,用途：主要用于建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸業(yè)、電子行業(yè)等))))②銅及銅合金eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(銅\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(性能：良好的導電性和導熱性,用途：主要用于電器和電子工業(yè)、建筑業(yè))),銅合金：青銅(主要含Cu、Sn、Pb)是我國使用最早的合金,常見的還有黃銅(主要含Cu、Zn等)和白銅(主要含Cu、Ni、Zn等)))【特別提醒】合金的組成與性質（1）構成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。合金一定是混合物。（2）常溫下，多數(shù)合金是固態(tài)，但鉀、鈉合金呈液態(tài)。（3）合金的性質不是各成分金屬的性質之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加和；但在化學性質上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學性質。知識點2金屬冶煉1.金屬在自然界中的存在（1）化合態(tài)—在金屬化合物中，金屬元素都顯正價（2）游離態(tài)—金、鉑等極少數(shù)金屬2.金屬冶煉的實質金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程。即：Mn＋＋ne－=M(寫反應通式，用M表示金屬)。3.金屬冶煉的一般步驟4.金屬冶煉的方法——金屬活動順序與金屬冶煉的關系①電解法：適合冶煉金屬活動性很強的金屬(一般指在金屬活動性順序中排在鋅前面的金屬)。工業(yè)上用電解法冶煉Na、Mg、Al的化學方程式分別為a．2NaCl(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑b．MgCl2(熔融)eq\o(=====,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑【注意】不能電解MgO，熔點高，成本高。c．2Al2O3eq\o(=====,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑?！咀⒁狻坎荒茈娊釧lCl3，AlCl3是共價化合物，液態(tài)時幾乎不導電。②熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬氧化物，適合較活潑的金屬。a．CO還原Fe3O4：Fe3O4＋4COeq\o(=====,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2；b．C還原ZnO：ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO↑；或2ZnO＋Ceq\o(=====,\s\up7(高溫))Zn＋CO2↑c．H2還原WO3：WO3＋3H2eq\o(=====,\s\up7(高溫))W＋3H2O?！咀⒁狻吭诟郀t煉鐵中，加入的還原劑是焦炭，但反應中真正作還原劑的是CO。③熱分解法：適用于不活潑的金屬，如Hg和Ag。由HgO冶煉Hg的化學方程式：2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；由Ag2O冶煉Ag的化學方程式：2Ag2Oeq\o(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。5.鋁熱反應實驗原理Al和某些金屬氧化物在高溫下進行，反應迅速并放出大量的熱，新生成的金屬單質呈熔融態(tài)且易與Al2O3分離實驗裝置實驗現(xiàn)象①鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中實驗結論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應，放出大量的熱，反應的化學方程式為2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up11(高溫),\s\do4())2Fe＋Al2O3原理應用①制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等【特別提醒】鋁熱反應的三個注意事項①鋁熱反應是在高溫干態(tài)下進行的置換反應，鋁只能與金屬活動性順序中排在鋁之后的金屬的氧化物反應。②鋁熱反應會放出大量的熱(這一特性常出現(xiàn)在推斷題中)。Mg條、KClO3的作用是產生高溫，引發(fā)鋁熱反應。③鋁熱反應不能用來冶煉大量的金屬鐵、銅等(要考慮冶煉成本)。6.特殊金屬的冶煉方法：有些很活潑的金屬也可以用還原法來冶煉，如Na＋KCleq\o(=,\s\up7(850℃),\s\do3())K↑＋NaCl2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up7(700～850℃),\s\do3())MgCl2＋2Rb↑等主要運用了化學平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，汽化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進行?？枷?合金性質與金屬材料的應用例1（2024·山東·模擬預測）鑭鎳合金是一種具有實用價值的新型儲氫合金材料。下列說法不正確的是A．鑭鎳合金能大量吸收形成金屬氫化物B．鎳屬于過渡元素，位于元素周期表d區(qū)C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點D．合金的熔點一定比各成分金屬的熔點低【答案】D【解析】A．鑭鎳合金能大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物，金屬氫化物稍稍加熱又容易分解，所以可用作儲氫材料，A正確；B．鎳是28號元素，屬于過渡元素，位于元素周期表d區(qū)，B正確；C．氫能是理想能源，具有來源廣、熱值高、無污染等優(yōu)點，C正確；D．合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低，但不是一定低，比如汞合金的熔點比汞高，D錯誤；故選D。【變式訓練1】（23-24高三上·遼寧沈陽·期中）化學與生活、生產、社會密切相關，下列說法正確的是A．制造鎳氫電池使用的儲氫合金是一類能與氫氣結合成金屬氫化物的材料，如鈦鋯合金，鑭鎳合金等B．等漂白劑均是利用強氧化性達到漂白效果C．用于制作大運會火炬塔塔身的鈦合金板具有硬度低、延展性好等特點D．天和核心艙電推進系統(tǒng)腔體的氮化硼陶瓷屬于傳統(tǒng)無機非金屬材料【答案】A【解析】A．儲氫合金是一種新型合金，一定條件下能吸收氫氣和能放出氫氣。循環(huán)壽命性能優(yōu)異，并可被用于大型電池，尤其是電動車輛、混合動力電動車輛、高功率應用等等，故A正確；B．二氧化硫的漂白是化合型漂白，不是利用強氧化性，故B錯誤；C．鈦合金硬度大，強度高，耐腐蝕，故C錯誤；D．氮化硼陶瓷屬于新型無機非金屬材料，故D錯誤；故選A?！咀兪接柧?】（23-24高三上·湖北孝感·開學考試）我國古典文獻中有豐富的化學知識?！陡窆乓摗吩疲烘B石，自然銅之精也。今爐甘石(主要成分)煉成者，假鍮也。崔昉《外丹本草》云：銅一斤，爐甘石一斤，煉之成(假)鍮石。下列說法錯誤的是A．假鍮石比鍮石更方便沖壓成型 B．假鍮石的煉制過程會有氣體產生C．假鍮石的主要材質為合金 D．假鍮石的煉制過程涉及氧化還原反應【答案】A【解析】A．鍮石是純銅，假鍮石是銅鋅合金，合金硬度比其成分金屬的大，假鍮石硬度大相對不方便沖壓成型，A錯誤；B．假鍮石煉制過程涉及反應：、等，有氣體生成，B正確；C．假鍮石是銅鋅合金，C正確；D．假鍮石煉制過程涉及反應，該反應為氧化還原反應，D正確；故答案選A?？枷?金屬礦物的開發(fā)利用例2（2024·遼寧葫蘆島·一模）下列有關金屬的工業(yè)制法中，正確的是A．制銅：火法煉銅，即將黃銅礦受熱分解以獲得銅單質B．制鐵：以鐵礦石、焦炭、石灰石為原料，CO還原得鐵C．制鎂：用海水為原料，經一系列過程制得氧化鎂固體，還原得鎂D．制鋁：從鋁土礦制得氯化鋁固體，再電解熔融的氯化鋁得到鋁【答案】B【解析】A．黃銅礦(CuFeS2)中Fe的化合價為＋2，工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅的反應：8CuFeS2＋21O28Cu＋4FeO＋2Fe2O3＋16SO2，該反應不是分解反應，故A錯誤；B．工業(yè)上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，故B正確；C．工業(yè)上以海水為原料，經過一系列過程獲得無水氯化鎂，工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂：MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑，故C錯誤；D．因為氯化鋁是共價化合物，熔融狀態(tài)下氯化鋁不電離，也不導電，工業(yè)制鋁是電解熔融的氧化鋁：2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑，故D錯誤；故選B。【變式訓練1】（2024·湖南·二模）將含氧化銅的礦石與焦炭混合，在高溫條件下可以冶煉金屬銅，該冶煉方法屬于A．電解冶煉法 B．熱還原法 C．熱分解法 D．物理分離法【答案】B【解析】冶煉金屬銅的反應為氧化銅與焦炭在高溫條件反應生成銅和一氧化碳，該冶煉方法屬于熱還原法，故選B?！咀兪接柧?】（2024·江蘇南通·模擬預測）工業(yè)用鎂還原制備金屬Ti，工藝流程如圖。下列說法不正確的是A．工業(yè)上可通過電解熔融制取金屬MgB．用金屬Mg還原過程中需要通入作保護氣C．“真空蒸餾”的目的是使Mg、氣化，實現(xiàn)與Ti的分離D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，可以用稀鹽酸浸泡除Mg【答案】B【分析】工業(yè)生產一般采用電解熔融的方法制鎂，所得Mg通過“高溫還原”、發(fā)生反應制取金屬鈦，再經過真空蒸餾提純鈦等步驟得到鈦產品?！窘馕觥緼．由于MgO的熔點高，電解MgO制備金屬Mg能耗大，工業(yè)生產一般采用電解熔融的方法制鎂，故A正確；B．點燃下金屬鎂和能反應，則用金屬鎂還原過程中不能用作保護氣，可通入Ar作保護氣，故B錯誤；C．真空蒸餾時，需要將金屬Mg、分離除去，由于金屬鈦的熔點很高，因此真空蒸餾的目的是為了降低單質Mg和的沸點，使Mg、氣化，實現(xiàn)與Ti的分離，故C正確；D．制得海綿鈦中含有少量金屬Mg，Ti常溫下不與稀鹽酸反應，Mg反應，因此可以用稀鹽酸浸泡除Mg，故D正確；故選B。1．（2023·湖南卷）中華文化源遠流長，化學與文化傳承密不可分。下列說法錯誤的是A．青銅器“四羊方尊”的主要材質為合金B(yǎng)．長沙走馬樓出土的竹木簡牘主要成分是纖維素C．蔡倫采用堿液蒸煮制漿法造紙，該過程不涉及化學變化D．銅官窯彩瓷是以黏土為主要原料，經高溫燒結而成【答案】C【解析】A．四羊方尊由青銅制成，在當時銅的冶煉方法還不成熟，銅中常含有一些雜質，因此青銅屬合金范疇，A正確；B．竹木簡牘由竹子、木頭等原料制成，竹子、木頭的主要成分為纖維素，B正確；C．蔡倫用堿液制漿法造紙，將原料放在堿液中蒸煮，原料在堿性環(huán)境下發(fā)生反應使原有的粗漿纖維變成細漿，該過程涉及化學變化，C錯誤；D．陶瓷是利用黏土在高溫下燒結定型生成硅酸鋁，D正確；故答案選C。二氧化碳，是非氧化還原反應，反應Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應生成Cu2O，是氧化還原反應，故A錯誤；B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止被氧化，而不是，故B錯誤；C．經分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環(huán)用于反應Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取總反應方程式是2CuSO4+3Na2SO3=Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若產量不變，增大比，多的Na2SO3會消耗氫離子，用于控制pH值，可減少的量，故D正確；答案CD。2．（2023·山東卷）利用熱再生氨電池可實現(xiàn)電鍍廢液的濃縮再生。電池裝置如圖所示，甲、乙兩室均預加相同的電鍍廢液，向甲室加入足量氨水后電池開始工作。下列說法正確的是A．甲室電極為正極B．隔膜為陽離子膜C．電池總反應為：D．擴散到乙室將對電池電動勢產生影響【答案】CD【解析】A.向甲室加入足量氨水后電池開始工作，則甲室電極溶解，變?yōu)殂~離子與氨氣形成，因此甲室電極為負極，故A錯誤；B.再原電池內電路中陽離子向正極移動，若隔膜為陽離子膜，電極溶解生成的銅離子要向右側移動，通入氨氣要消耗銅離子，顯然左側陽離子不斷減小，明顯不利于電池反應正常進行，故B錯誤；C.左側負極是，正極是，則電池總反應為：，故C正確；D.擴散到乙室會與銅離子反應生成，銅離子濃度降低，銅離子得電子能力減弱，因此將對電池電動勢產生影響，故D正確。綜上所述，答案為CD。3．（2023·全國卷）一些化學試劑久置后易發(fā)生化學變化。下列化學方程式可正確解釋相應變化的是A硫酸亞鐵溶液出現(xiàn)棕黃色沉淀B硫化鈉溶液出現(xiàn)渾濁顏色變深C溴水顏色逐漸褪去D膽礬表面出現(xiàn)白色粉末【答案】D【解析】A．溶液呈棕黃色是因為有Fe3+，有渾濁是產生了Fe(OH)3，因為硫酸亞鐵久置后易被氧氣氧化，化學方程式為：12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓，A錯誤；B．硫化鈉在空氣中易被氧氣氧化為淡黃色固體硫單質，使顏色加深，化學方程式為：2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓，B錯誤；C．溴水的主要成分是溴和水，它們會反應，但速度很慢，Br2+H2OHBrO+HBr，2HBrO=2HBr+O2，所以溴水放置太久會變質。但不是生成高溴酸，所以選項中的化學方程式錯誤，C錯誤；D．膽礬為CuSO4·5H2O，顏色為藍色，如果表面失去結晶水，則變?yōu)榘咨腃uSO4，化學方程式為：CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O，方程式正確，D正確；故選D。4.（2022·浙江卷）下列說法不正確的是A．用標準液潤洗滴定管后，應將潤洗液從滴定管上口倒出B．鋁熱反應非常劇烈，操作時要戴上石棉手套和護目鏡C．利用紅外光譜法可以初步判斷有機物中具有哪些基團D．蒸發(fā)濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現(xiàn)晶膜，靜置冷卻，析出硫酸亞鐵銨晶體【答案】A【解析】A．用標準液潤洗滴定管，要將整個滴定管內壁進行潤洗，因此，應將潤洗液的一部分從滴定管上口倒出，另一部分從滴定管下口放出，A說法不正確；B．鋁熱反應非常劇烈，反應過程中放出大量的熱，有大量火星飛濺出來，因此，在操作時要戴上石棉手套和護目鏡以保護手和眼睛，B說法正確；C．有機物中的基團在紅外光譜中會呈現(xiàn)出其特征譜線，因此，可以利用紅外光譜法初步判斷有機物中具有哪些基團，C說法正確；D．硫酸亞鐵銨的溶解度隨著溫度降低而減小，蒸發(fā)濃縮硫酸銨和硫酸亞鐵(等物質的量)的混合溶液至出現(xiàn)晶膜，溶液達到飽和狀態(tài)，靜置冷卻后，由于在該溫度下的混合體系中硫酸亞鐵銨的溶解度最小，因此，析出的晶體是硫酸亞鐵銨晶體，D說法正確。綜上所述，本題選A。5.（2021·河北卷）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”?！肮噤摲ā敝饕菍⑸F和熟鐵(含碳量約0.1%)混合加熱，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是A．鋼是以鐵為主的含碳合金B(yǎng)．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為Fe2O3【答案】C【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故A正確；B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故正確；C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故C錯誤；D．赤鐵礦的主要成分是Fe2O3，可用于冶煉鐵，故D正確；故選C。6．（2024·山東卷）以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和的工藝流程如下：回答下列問題：（1）“熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫。溶解等物質的量的和時，消耗物質的量之比為；溶液中鹽酸濃度不宜過大，除防止“熱浸”時揮發(fā)外，另一目的是防止產生(填化學式)。（2）將“過濾Ⅱ”得到的沉淀反復用飽和食鹽水熱溶，電解所得溶液可制備金屬“電解I”陽極產物用尾液吸收后在工藝中循環(huán)使用，利用該吸收液的操作單元為。（3）“還原”中加入鉛精礦的目的是。（4）“置換”中可選用的試劑X為(填標號)。A．

B．

C．

D．“置換”反應的離子方程式為。（5）“電解II”中將富銀鉛泥制成電極板，用作(填“陰極”或“陽極”)?！敬鸢浮浚?）1：1H2S（2）熱浸（3）將過量的Fe3+還原為Fe2+（4）C（5）陽極【分析】本題以鉛精礦(含，等)為主要原料提取金屬和，“熱浸”時，難溶的和轉化為和及單質硫，被還原為Fe2+，過濾I除掉單質硫