《山西省大同一中高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 夯實(shí)基礎(chǔ) 專題十一《金屬材料與金屬礦物利用》課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《山西省大同一中高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 夯實(shí)基礎(chǔ) 專題十一《金屬材料與金屬礦物利用》課件（42頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、金屬材料與金屬礦物利用1了解合金的概念及重要應(yīng)用。2了解常見金屬的活動(dòng)順序及金屬冶煉的一般方法。3了解化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源開發(fā)利用的作用。 回歸教材 一、合金兩種兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)1定義：由_或_熔合而成的具有_特性的物質(zhì)。金屬2 性能：合金具有許多良好的 _ 、_ 或_性能，硬度一般比它的各成分金屬的_，熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的_。物理化學(xué)機(jī)械加工大低二、金屬礦物的開發(fā)和利用1金屬冶煉的實(shí)質(zhì)得還原使金屬化合物中的金屬離子_電子被_為金屬單質(zhì)的過程：Mnne=M。2金屬冶煉的一般步驟步驟目的礦石的富集除去雜質(zhì)，提高礦石中有用成分的含量冶煉利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用
2、還原劑把金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)精煉提高金屬的純度3.金屬的冶煉方法4AgO22Fe3CO2W3H2O2CrAl2O32Al2O34.金屬的回收和資源的保護(hù)廢舊金屬作為一種資源，加以回收再利用，這樣做，既減少了垃圾量，防止污染環(huán)境，又解決了資源短缺的矛盾。(1)不同冶煉方法有不同的特點(diǎn)，如用氣態(tài)物質(zhì)還原時(shí)，氣體與礦石充分接觸，反應(yīng)速率快，無殘留，得到的金屬純度高；電解冶煉需消耗大量的電能；鋁熱反應(yīng)適用于高熔點(diǎn)金屬的冶煉。(2)當(dāng)一種金屬可用多種方法冶煉時(shí)，工業(yè)上一般采用經(jīng)濟(jì)效率高的方法。即熱分解法優(yōu)于焦炭還原法，焦炭還原法優(yōu)于鋁熱還原法，鋁熱還原法優(yōu)于電解法。從環(huán)保角度考慮，H2 還
3、原法又優(yōu)于C、CO 還原法。(3)用還原劑還原法制得的金屬一般含有較多的有害雜質(zhì)，如含其他金屬或非金屬。為了滿足金屬的多種用途，除去金屬中的有害雜質(zhì)是必要的。低沸點(diǎn)金屬(如鋅和汞)可以用蒸餾法與較不易揮發(fā)的有害雜質(zhì)分離而達(dá)到提純；電解法精煉金屬是使用最廣泛的金屬精煉法，銅、銀、金、鉛等都可以用這種方法精煉。下列與這些用途無關(guān)的性質(zhì)是( 自主測評(píng) 1鋁鎂合金因堅(jiān)硬、輕巧、美觀、潔凈、易于加工而成為新型建筑裝潢材料，主要用于制作窗框、卷簾門、防護(hù)欄等。)。B導(dǎo)電性好D強(qiáng)度高A不易生銹C密度小答案：B2倫敦奧運(yùn)會(huì)金牌直徑為 70 mm，厚 6 mm。某化學(xué)興趣小組對(duì)金牌成分提出猜想：甲認(rèn)為金牌是由純
4、金制造；乙認(rèn)為金牌是由金銀合金制成；丙認(rèn)為金牌是由黃銅(銅鋅合金)制成。為了驗(yàn)證他們的猜想，請(qǐng)你選擇一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤()。A硫酸銅溶液B稀硝酸C鹽酸D硝酸銀溶液解析：當(dāng)金牌是純金時(shí)遇到稀硝酸不溶解；當(dāng)金牌是金銀合金時(shí)遇到稀硝酸會(huì)部分溶解；當(dāng)金牌是黃銅時(shí)遇到稀硝酸會(huì)全部溶解。答案：B3下列化工生產(chǎn)原理錯(cuò)誤的是( )?？梢噪娊馊廴诘穆然c來制取金屬鈉；可以將鈉加入氯化鎂飽和溶液中制取鎂；用電解法冶煉鋁時(shí)，原料是氯化鋁；煉鐵時(shí)高爐中所發(fā)生的反應(yīng)都是放熱的，故無需加熱。ABCD解析：活潑金屬(KAl)的陽離子氧化性很弱，這時(shí)采用電解法還原為金屬；鈉可以與水反應(yīng)；氯化鋁是共價(jià)化合物，熔
5、融狀態(tài)下以分子狀態(tài)存在，其中缺少自由移動(dòng)的離子，基本不導(dǎo)電，故不能用電解熔融氯化鋁的方法制鋁。電解法冶煉鋁時(shí)，原料是氧化鋁；放熱反應(yīng)也需要起始反應(yīng)溫度。金屬的冶煉與多種因素有關(guān)，在實(shí)際應(yīng)用中需要綜合考慮。答案：D的是()。A電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應(yīng)中，鈉離子被還原，氯離子被氧化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 eD鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化解析：由2NaCl(熔融)2NaCl2可知鈉離子得電子被還原，Cl失電子被氧化，A 項(xiàng)正確；無論是濕法煉銅還是火法(熱還原法)煉銅，
6、都是正二價(jià)的銅離子得到電子生成銅原子C 項(xiàng)錯(cuò)誤；鋁熱反應(yīng)放出大量的熱，使鐵成為液態(tài)從而與Al2O3分離，D 項(xiàng)正確。答案：C被還原, B項(xiàng)正確; 1 mol Fe3O4被還原為Fe時(shí)，應(yīng)轉(zhuǎn)移8 mol e，5從海水中提取鎂的工藝流程圖可表示如下：A用此法提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富B步驟電解 MgCl2 時(shí)陰極產(chǎn)生氯氣C步驟，可將晶體置于 HCl 氣體氛圍中脫水D上述工藝流程中涉及到化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)解析：海水中含有大量的鎂元素，從海水中提取鎂的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富，A 正確；電解熔融MgCl2 時(shí)，陽極產(chǎn)生Cl2，陰極產(chǎn)生金屬鎂，B錯(cuò)誤；因MgCl2 能水解：MgCl22H2OMg(
7、OH)22HCl，為此將MgCl26H2O晶體置于HCl 氣體氛圍中加熱脫水，其目的是防止MgCl2 水解生成Mg(OH)2，C正確；步驟涉及CaCO3 的分解反應(yīng)得到CaO，CaO 與H2O發(fā)生化合反應(yīng)得到Ca(OH)2，步驟是電解涉及分解反應(yīng)，步驟涉及MgCl2 與Ca(OH)2 發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)得到Mg(OH)2 和CaCl2，D 正確。答案：B重點(diǎn)一金屬冶煉方法1熱分解法用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點(diǎn)是：金屬元素的金屬性弱，金屬元素的原子不易失去電子，其金屬離子容易得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性較差。例如：2HgO2HgO2，2Ag2O4AgO2。2熱還原法冶煉金屬(1)焦炭還原
8、法。例如：C 還原 ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為：C 2ZnO2Zn CO2，C2CuO2Cu CO2。(2)一氧化碳還原法。例如：CO 還原 Fe2O3、CuO，其化學(xué)2Fe3CO2，COCuOCu方程式依次為：3COFe2O3CO2。(3)氫氣還原法。例如：H2 還原 WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為：3H2 WO3W 3H2O,4H2 Fe3O43Fe 4H2O。(4)活潑金屬還原法。例如：Al 還原 Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為：2Al Cr2O3Al2O3 2Cr,10Al 3V2O56V5Al2O3?！纠?】下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中正確的是()。A制鈦：用金
9、屬鈉置換氯化鈦(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煉銅：用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為 99.9%的銅解析：A 中不能用TiCl4 溶液，要用熔融態(tài)的TiCl4；電解NaCl 溶液得到NaOH、Cl2 和H2，無法得到鈉，C 錯(cuò)誤；電解法精煉銅的原料是粗銅，D 錯(cuò)誤。答案：B重點(diǎn)二金屬性質(zhì)歸納1金屬性的判斷規(guī)律(1)單質(zhì)與水或酸反應(yīng)的難易程度：反應(yīng)越劇烈，該金屬越活潑。(2)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱：堿性越強(qiáng)，金屬越活潑。(3)金屬間的置換反應(yīng)：若 A 能置換 B，則 A 的活
10、動(dòng)性比 B的強(qiáng)。在金屬活動(dòng)性順序中只有排在前面的金屬才能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，而與 H 的位置無關(guān)。但 K、Ca、Na 等金屬例外，由于它們過于活潑，與鹽溶液不發(fā)生置換反應(yīng)，而是先與溶液中的水發(fā)生反應(yīng)。(4)簡單陽離子氧化性的強(qiáng)弱：氧化性越強(qiáng)，該金屬的活動(dòng)性越弱。(5)兩金屬構(gòu)成原電池時(shí)，作負(fù)極(或電子流出；或電流流入；或發(fā)生氧化反應(yīng)等)的金屬比作正極(或電子流入；或電流流出；或發(fā)生還原反應(yīng)等)的金屬活潑。2與酸反應(yīng)的規(guī)律(1)定性規(guī)律：按金屬活動(dòng)性順序表可分為下列幾種情況：KPb 和弱氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸等)發(fā)生置換反應(yīng)；KPb和強(qiáng)氧化性酸(如硝酸、濃硫酸等)發(fā)生氧化還原
11、反應(yīng)，不能生成H2；Al、Fe 遇濃硝酸、濃硫酸，在常溫下發(fā)生鈍化；CuAg 和強(qiáng)氧化性酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)；PtAu 和強(qiáng)氧化性混酸(王水)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。(2)定量規(guī)律：金屬與酸反應(yīng)失去電子的物質(zhì)的量產(chǎn)生氫原子的物質(zhì)的量；當(dāng)參加反應(yīng)的金屬與產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量差相等時(shí)，反應(yīng)后的溶液質(zhì)量增加相等；相同物質(zhì)的量的金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對(duì)應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)之比；相同質(zhì)量的金屬與足量的酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的量之比等于其金屬失去 1 mol 電子時(shí)質(zhì)量的倒數(shù)比；若產(chǎn)生相同量的氫氣，所需金屬的物質(zhì)的量之比等于反應(yīng)后對(duì)應(yīng)金屬呈現(xiàn)的化合價(jià)的倒數(shù)比；若產(chǎn)生相同量的氫氣，所需金屬的質(zhì)量比等于失
12、去 1 mol電子時(shí)金屬的質(zhì)量比。(3)快慢規(guī)律：金屬的活潑性越強(qiáng)，越容易與酸發(fā)生置換反應(yīng)，生成氫氣的速率越大。【例2】(雙選)在下列敘述中，可以說明金屬甲的活動(dòng)性比金屬乙的活動(dòng)性強(qiáng)的是()。A在氧化還原反應(yīng)中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多B同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)C甲能跟稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣而乙不能D將甲、乙作電極組成原電池時(shí)，甲是負(fù)極解析：金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，其原子的失電子能力越強(qiáng)，但失電子能力與失電子數(shù)目無關(guān)，A 錯(cuò)誤；金屬單質(zhì)的活動(dòng)性越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱，B 錯(cuò)誤；能與稀鹽酸反應(yīng)置換出H2 的金屬，在金屬活動(dòng)順序表中應(yīng)排在氫的前面，即活動(dòng)性較強(qiáng)，C正確；兩種不同金屬做電極
13、組成原電池時(shí)，較活動(dòng)的金屬作負(fù)極，D 正確。答案：CD化學(xué)工藝流程圖題的構(gòu)成與設(shè)問1化工流程線路示意圖。(1)箭頭：箭頭進(jìn)入的是投料(即反應(yīng)物)，出去的是生成物(包括主產(chǎn)物和副產(chǎn)物)。(2)三線：出線和進(jìn)線均表示物料流向或操作流程，可逆線表示物質(zhì)循環(huán)使用。2化工流程涉及的問題。(1)解決將原料轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的生產(chǎn)原理；(2)除去所有雜質(zhì)并分離提純產(chǎn)品；(3)提高產(chǎn)量與產(chǎn)率；(4)減少污染，實(shí)施“綠色化學(xué)”生產(chǎn)；(5)原料的來源既要豐富，還要考慮成本問題；(6)生產(chǎn)設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝簡便可行等工藝生產(chǎn)問題。3設(shè)問關(guān)鍵詞。(1)酸：溶解，去氧化物(膜)，調(diào)節(jié) pH，抑制水解。(2)堿：去油污，去鋁片氧
14、化膜，溶解鋁，調(diào)節(jié) pH，抑制水解。(3)氧化劑：氧化某物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為易于被除去(沉淀)的離子。如除去 Fe2，通常加入氧化劑(如 H2O2)將其氧化成 Fe3，再調(diào)節(jié) pH 使之沉淀。(4)氧化物：調(diào)節(jié)溶液 pH，促進(jìn)水解。如在酸性溶液中可加入 CuO，使 pH 上升。(5)調(diào)節(jié)溶液的 pH：促進(jìn)某離子水解，使其沉淀，利于過濾分離。(6)煮沸：促進(jìn)水解，膠體聚沉后利于過濾分離；除去溶解在溶液中的氣體，如氧氣、二氧化碳等。(7)趁熱過濾：減少結(jié)晶損失，提高純度(注意物質(zhì)是在濾液中還是濾渣中)。(8)調(diào)控溫度：原料的浸出率、溶解速率、反應(yīng)速率、溶解度、平衡移動(dòng)、水解平衡的移動(dòng)、物質(zhì)的分解和揮發(fā)、催
15、化劑的活性等。(9)水浴加熱：便于控制溫度。(10)結(jié)晶：蒸發(fā)結(jié)晶；降溫結(jié)晶。(稀溶液要先蒸發(fā)濃縮再蒸發(fā)或降溫結(jié)晶)(11)產(chǎn)品洗滌：濾液淋洗減少沉淀的溶解、冰水洗滌減少沉淀的溶解、酒精洗滌減少晶體溶解，得到較干燥的沉淀。(12)產(chǎn)品干燥：真空干燥防止產(chǎn)品被氧化或與空氣中CO2 及 H2O 等反應(yīng)；控溫干燥防止產(chǎn)品分解。(13)數(shù)據(jù)(溶解度、KSP)：根據(jù)溶解度數(shù)據(jù)，選擇合適的結(jié)晶和分離方法；根據(jù) KSP 的大小，選擇合適沉淀劑和判斷沉淀的先后順序?！纠?】(2013 年廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)質(zhì)檢)利用廢鐵絲、硫酸銅廢液(含硫酸亞鐵)和被有機(jī)物污染的廢銅粉制備硫酸銅晶體，生產(chǎn)過程如下。試回答下列問題：(
16、1)鐵絲在投入硫酸銅廢液前需用稀硫酸進(jìn)行處理，可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有：_。(2)廢銅粉與還原所得銅粉混合灼燒，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)灼燒后得到的是 CuO 和少量 Cu 的混合物。原因可能是灼燒不充分 Cu未被完全氧化。CuO被還原。還原劑可能是_，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是：_。(3)為了使灼燒后的氧化銅混合物充分酸溶，在加入稀硫酸的同時(shí)，還通入O2。通入O2 的目的是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)：_。(4)直接向氧化銅混合物中加入濃硫酸并加熱進(jìn)行酸溶，也可達(dá)到充分酸溶的目的，但實(shí)際操作中較少使用，原因可能是_。解析：廢鐵絲中含有鐵銹(Fe2O3xH2O)，所以在用稀硫酸處理時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)有 Fe2O36H=
17、2Fe33H2O,2Fe3Fe=3Fe2，F(xiàn)e2H=Fe2H2；廢銅粉在灼燒后得到的產(chǎn)物中含有單質(zhì)銅，可能是原來雜質(zhì)中含有C 等還原性雜質(zhì)導(dǎo)致；Cu 在不斷通入氧氣和加熱的條件下，可溶解于稀硫酸中，發(fā)生反應(yīng)2CuO22H2SO42CuSO42H2O；若用濃硫酸來溶解，發(fā)生反應(yīng)Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O，其缺點(diǎn)是生成等量硫酸銅晶體所消耗的硫酸更多，且會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體SO2。2CuO C = 2Cu CO2( 或 CuO CO=CuCO2)答案：(1) Fe2O36H=2Fe33H2O,2Fe3Fe=3Fe2，F(xiàn)e2H=Fe2H2高溫(2)C( 或 CO)高溫(3)2CuO
18、22H2SO42CuSO42H2O(4)生成等量 CuSO4 晶體所消耗的 H2SO4 更多，且會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體。1下列關(guān)于合金性質(zhì)的說法中，錯(cuò)誤的是( )。考點(diǎn)一金屬材料與合金A合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高B合金的熔點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔點(diǎn)低C合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的物理性質(zhì)不同D合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同解析：合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)，熔合過程中不發(fā)生化學(xué)變化，合金與各成分金屬的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)不變。答案：D 行列。下面關(guān)于鋁合金的說法中，錯(cuò)誤的是( )。2“神七”飛天，標(biāo)志著中國的航空鋁材處于世界領(lǐng)先的
19、A鋁合金是一種混合物，它比純鋁的熔點(diǎn)低B高溫下鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉C鎂鋁合金在冷的濃硫酸中鈍化D鎂鋁合金耐腐蝕，但能被燒堿溶液腐蝕解析：合金的熔點(diǎn)一般比它的成分金屬熔點(diǎn)低，A正確；高溫下鋁液易被氧化，鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉，B正確；鎂在冷的濃硫酸中不發(fā)生鈍化，C錯(cuò)誤；鎂鋁合金在燒堿(NaOH)溶液作電解質(zhì)溶液下，形成原電池，鎂鋁合金能被燒堿溶液腐蝕，D 正確。答案：C 考點(diǎn)二金屬的冶煉3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)
20、 NaD加強(qiáng)熱，使 CuO 在高溫條件下分解制備單質(zhì) Cu解析：制備單質(zhì)Mg 應(yīng)該用電解熔融MgCl2 的方法；制備單質(zhì)Na 采用電解熔融NaCl 的方法；制備單質(zhì)Cu 用熱還原法。答案：B4下列金屬冶煉的反應(yīng)原理，錯(cuò)誤的是( )。A2NaCl(熔融)=2NaCl2通電BMgOH2MgH2O高溫D2H gO2H gO2解析：MgO不能用H2 還原，因?yàn)镸g 的還原性強(qiáng)于H2，但是可以用C來還原。答案：B CFe3O44CO=3Fe4CO2 5金屬鋁的生產(chǎn)是以 Al2O3 為原料，在熔融狀態(tài)下進(jìn)行電750 970 通電，Na3AlF6(1)冰晶石(Na3AIF6)的作用是_。(2)電解生成的金屬
21、鋁是在熔融液的_(填“上層”或“下層”)。(3)陰極和陽極均由_材料做成；電解時(shí)不斷消耗的電極是_(填“陽極”或“陰極”)。(4)鋁是高耗能產(chǎn)品，廢舊鋁材的回收利用十分重要。在工業(yè)上，最能體現(xiàn)節(jié)能減排思想的是將回收鋁做成_(填代號(hào))。a冰晶石b氧化鋁c鋁錠d硫酸鋁解：2Al2O3=4Al3O2。請(qǐng)回答下列問題：解析：(1)Al2O3 的熔點(diǎn)很高，熔化得需要較多能量，加入助熔劑就可節(jié)約能量，降低熔化溫度。(2)由于冰晶石(Na3AlF6)與氧化鋁熔融物密度比鋁的小，所以鋁在熔融液的下層。(3)電解時(shí)陽極的碳棒被生成的氧氣氧化。(4)電解產(chǎn)生的鋁要盡量以單質(zhì)形式存在，所以將回收鋁做成鋁錠最好。答案：(1)降低 Al2O3 的熔化溫度(2)下層陽極(3)碳素(或石墨)(4)c
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