合金與金屬礦物的開發(fā)利用
知識(shí)梳理
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(zhì)，屬于混合物。
(2)性能：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)性能或機(jī)械性能。
①熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低；
②硬度和強(qiáng)度：一般比它的各成分金屬的大。
注意：并非所有的金屬都能形成合金，若一種金屬的熔點(diǎn)大于另一種金屬的沸點(diǎn)，則二者不能形成合金。如Cu與Na，F(xiàn)e與Na等不能形成合金。
2．常見的金屬材料
(1)金屬材料的工業(yè)分類
(2)常見合金材料
[辨易錯(cuò)]
(1)合金是一種混合物，任何金屬均可熔合為合金。( )
(2)合金是一類金屬材料，不含非金屬元素。( )
(3)鋼的熔點(diǎn)比鐵的低。( )
(4)人類歷史上使用鋁的時(shí)間比鐵晚，原因是鋁的冶煉成本高。( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)×
3．金屬礦物的開發(fā)利用
(1)金屬在自然界中的存在形態(tài)
①在自然界中絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)的形式存在。
②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(shí)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：Mn＋＋ne－===M。
(3)金屬冶煉的一般步驟
(4)常見冶煉方法(對(duì)于金屬活動(dòng)性順序表中金屬)
①電解法——K～Al
Na：2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))2Na＋Cl2↑；
Mg：MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解))Mg＋Cl2↑；
Al：2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up7(電解),\s\d6(冰晶石))4Al＋3O2↑。
②熱還原法——Zn～Cu
高爐煉鐵：3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up7(△))2Fe＋3CO2；
鋁熱反應(yīng)制鉻：2Al＋Cr2O3eq \(=====,\s\up7(高溫))2Cr＋Al2O3；
焦炭還原銅：C＋2CuOeq \(=====,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑。
③熱分解法——Hg、Ag
Hg：2HgOeq \(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；
Ag：2Ag2Oeq \(=====,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。
[辨易錯(cuò)]
(1)任何金屬在自然界中均以化合態(tài)存在。( )
(2)任何金屬在常溫下均為固態(tài)。( )
(3)電解NaCl溶液可以得到Na和Cl2。( )
(4)熱還原法可以冶煉Fe、Cu、Zn等金屬。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)√
知識(shí)應(yīng)用
1．工業(yè)上冶煉鋁為什么用電解熔融Al2O3而不用電解熔融AlCl3？冶煉鎂為什么用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO?
[答案] AlCl3為共價(jià)化合物，熔融時(shí)不導(dǎo)電，故不能用電解AlCl3的方法冶煉鋁。盡管MgO屬于離子化合物，但其熔點(diǎn)高，熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源，增加生產(chǎn)成本，而MgCl2的熔點(diǎn)較低，更易熔融，故工業(yè)冶煉鎂使用電解熔融MgCl2的方法。
2．熱還原法用到的還原劑有焦炭、CO和H2，試從所得產(chǎn)物純度及對(duì)環(huán)境污染的角度考慮哪種還原劑更好？
[答案] 最好的還原劑是H2；原因是焦炭會(huì)使產(chǎn)品的純度降低，CO會(huì)污染環(huán)境。
命題點(diǎn) 金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用
1．(2020·湛江調(diào)研考試)東漢時(shí)期的馬踏飛燕充分體現(xiàn)了我國(guó)光輝燦爛的古代科技。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．青銅是我國(guó)使用最早的合金，含銅、錫、鉛等元素
B．青銅的機(jī)械性能優(yōu)良，硬度和熔點(diǎn)均高于純銅
C．銅器皿表面的銅綠可用明礬溶液清洗
D．“曾青得鐵則化為銅”的過程發(fā)生了置換反應(yīng)
B [青銅是以銅為主的合金，還含有錫、鉛等元素，A項(xiàng)正確；合金比它的各成分金屬的硬度大、熔點(diǎn)低，B項(xiàng)錯(cuò)誤；銅綠的主要成分為CuCO3·Cu(OH)2，明礬[KAl(SO4)2·12H2O]中的Al3＋水解使其溶液顯酸性，可清洗銅銹，C項(xiàng)正確；“曾青得鐵則化為銅”涉及的反應(yīng)是Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)，D項(xiàng)正確。]
2．金屬、金屬材料的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途。下列相關(guān)說法中不正確的是( )
A．鈦合金與人體具有很好的“相容性”，可以用來制造人造骨骼
B．鐵具有良好的導(dǎo)熱性，可以用于制造炊具
C．不銹鋼的抗腐蝕性好，常用于制造醫(yī)療器械
D．鈦及其合金熔點(diǎn)高，可用作保險(xiǎn)絲
D [熔點(diǎn)低可以作保險(xiǎn)絲，熔點(diǎn)高不可作保險(xiǎn)絲。]
3．胡粉[主要成分是2PbCO3·Pb(OH)2]具有敗毒抗癌、殺蟲療瘡的功效，東漢煉丹理論家魏伯陽所著的《周易參同契》中記載：“胡粉投火中，色壞還為鉛”，下列說法錯(cuò)誤的是( )
A．胡粉不溶于水
B．胡粉可與鹽酸或硝酸反應(yīng)
C．“火”中含有炭、CO
D．“色壞還為鉛”的原理是PbO被氧化為Pb
D [PbO可能被C或CO還原為Pb，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
4．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．冶煉鎂、鋁采用電解法
C．用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中，1 ml Fe3O4被CO還原成Fe，轉(zhuǎn)移9 ml電子
D．鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中，放出的熱量能使鐵熔化
C [1 ml Fe3O4被還原成Fe，轉(zhuǎn)移電子1×3×(eq \f(8,3)－0)＝8 ml。]
5．下列是部分礦物資源鋁土礦(主要含有氧化鋁、氧化鐵)和黃銅礦(主要成分CuFeS2)的利用及產(chǎn)品生產(chǎn)流程，有關(guān)說法不正確的是( )
A．除雜過程中鋁元素的存在形式的變化可以如下：
Al2O3―→AlOeq \\al(－,2)―→Al(OH)3―→Al2O3
B．Al和Cu(精)均在電解槽的陰極獲得
C．粗銅煉制過程中反應(yīng)2CuFeS2＋O2高溫,Cu2S＋2FeS＋SO2，每轉(zhuǎn)移1.2 ml電子，則有0.2 ml硫被氧化
D．若電解法分別制鋁和銅的過程中轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等，理論上獲得的鋁和銅的物質(zhì)的量之比為3∶2
D [制鋁過程中Al～3e－，制銅過程Cu～2e－，當(dāng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等時(shí)，鋁和銅的物質(zhì)的量之比為2∶3。]
(1)合金的熔點(diǎn)一般低于它的成分金屬的熔點(diǎn)。
(2)常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。
(3)成分金屬與合金的物理性質(zhì)相比有所改變，但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。
(4)金屬越活潑，一般發(fā)現(xiàn)或使用的越晚。
(5)有些活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬也可以用還原法來冶煉，如
Na＋KCleq \(=====,\s\up7(850 ℃))K↑＋NaCl、2RbCl＋Mgeq \(==========,\s\up7(700～800 ℃))MgCl2＋2Rb↑等，在此主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動(dòng)原理，利用K、Rb沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。
(6)活潑金屬用電解法冶煉時(shí)，不能用其化合物的水溶液進(jìn)行電解。
銅及其化合物
知識(shí)梳理
1．銅的主要性質(zhì)
寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：
①化學(xué)方程式：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。
②化學(xué)方程式：2Cu＋Seq \(=====,\s\up7(△))Cu2S。
③與氧化性酸反應(yīng)
a．與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq \(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
b．與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；
c．與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：Cu＋4H＋＋2NOeq \\al(－,3)===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。
④與某些鹽溶液反應(yīng)
a．與硝酸銀溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋；
b．與FeCl3溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
2．銅的重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用
(1)氧化物
(2)氫氧化銅——藍(lán)色難溶物，是一種弱堿。
(3)銅鹽
①Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，呈綠色，是銅銹的主要成分，受熱易分解的方程式為Cu2(OH)2CO32CuO＋H2O＋CO2↑。
②CuSO4
a．CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬或膽礬。受熱或遇濃硫酸，藍(lán)色晶體變?yōu)榘咨勰?br>b．無水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水或水蒸氣的檢驗(yàn)試劑。
③銅鹽的毒性
銅鹽溶液有毒，主要是因?yàn)殂~離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病菌。
[辨易錯(cuò)]
(1)鐵、銅在潮濕的空氣中均易形成金屬氧化物。( )
(2)無水CuSO4既可檢驗(yàn)水蒸氣的存在又可作干燥劑。( )
(3)Cu2O和CuO在稀硫酸中反應(yīng)原理相同。( )
(4)銅鹽和“84”消毒液的殺菌消毒原理相同。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×
知識(shí)應(yīng)用
某研究小組用廢銅粉制取膽礬，設(shè)計(jì)了如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：
對(duì)三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，你認(rèn)為最好的是哪個(gè)方案？為什么？
[答案] 方案(1)：產(chǎn)生污染性氣體，且消耗硫酸較多。
方案(2)：消耗能量較多，且步驟復(fù)雜。
方案(3)：不產(chǎn)生污染性氣體，原料利用率高，節(jié)約能源。因此方案(3)更經(jīng)濟(jì)合理。
命題點(diǎn)1 銅及其化合物的性質(zhì)及實(shí)驗(yàn)探究
1．(2020·嘉祥一中月考)某化學(xué)興趣小組進(jìn)行了有關(guān)Cu、硝酸、硫酸化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是( )
A．實(shí)驗(yàn)①中溶液呈藍(lán)色，試管口有紅棕色氣體產(chǎn)生，說明稀硝酸被Cu還原為NO2
B．實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸，銅片繼續(xù)溶解，說明稀硫酸的氧化性比稀硝酸強(qiáng)
C．實(shí)驗(yàn)③發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋2NO↑＋4H2O
D．由上述實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：Cu在常溫下既可以和稀硝酸反應(yīng)，也可以和稀硫酸反應(yīng)
C [A項(xiàng)，稀硝酸與Cu反應(yīng)的產(chǎn)物為NO，在試管口與O2反應(yīng)生成NO2，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，實(shí)驗(yàn)③中滴加稀硫酸，溶液中有NOeq \\al(－,3)，發(fā)生3Cu＋8H＋＋2NOeq \\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，由B項(xiàng)知實(shí)驗(yàn)③中銅溶解仍然是NOeq \\al(－,3)在酸性條件下氧化Cu，Cu不與稀硫酸反應(yīng)，錯(cuò)誤。]
2．已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸中，下列有關(guān)說法中正確的是( )
A．如果溶液變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成了Cu2O
B．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)
C．這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度
D．如果溶液變成藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解
C [Cu2O可以被稀硝酸氧化為Cu2＋，不會(huì)生成Cu，A、B、D錯(cuò)誤。]
3．氯化亞銅(CuCl)可用作催化劑、殺菌劑、媒染劑、脫色劑等。某化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置(夾持儀器略)，通過熱分解CuCl2·2H2O(易水解)制備氯化亞銅，下列說法正確的是( )
A．先通入N2，再點(diǎn)燃酒精燈，制備實(shí)驗(yàn)結(jié)束，持續(xù)通入N2至裝置甲冷卻至室溫
B．裝置乙中的試劑Y為濃硫酸
C．裝置丙中的濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊試紙變紅
D．裝置丁中的NaOH溶液吸收尾氣，只發(fā)生一個(gè)化學(xué)反應(yīng)
B [該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式是2(CuCl2·2H2O)2CuCl＋Cl2↑＋4H2O。為抑制CuCl2·2H2O水解，開始和反應(yīng)過程中需通入HCl，制備實(shí)驗(yàn)結(jié)束，再通入N2將裝置中殘留的HCl排出，A項(xiàng)錯(cuò)誤；裝置乙中盛放濃硫酸，防止丙中水蒸氣進(jìn)入裝置甲中，B項(xiàng)正確；濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后褪色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；NaOH溶液吸收通入的HCl和生成的Cl2，發(fā)生2個(gè)化學(xué)反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]
(1)Cu與稀硫酸不反應(yīng)，但在通入O2的條件下，Cu可在稀硫酸中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
(2)無水CuSO4只能作為檢驗(yàn)水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。
(3)＋1價(jià)銅在酸性條件下能發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu2＋，利用這一原理可區(qū)別Cu和Cu2O。向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸(但注意不能用硝酸檢驗(yàn))，若溶液由無色變成藍(lán)色，則該紅色物質(zhì)為Cu2O，否則為Cu。反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
命題點(diǎn)2 涉及Fe、Cu等金屬的化工流程試題分析
4．CuCl是有機(jī)合成的重要催化劑，并用于顏料、防腐等工業(yè)。工業(yè)上由廢銅料(含F(xiàn)e、Al及SiO2雜質(zhì))，生產(chǎn)CuCl的工藝流程如下：
已知：CuCl溶于NaCl的濃溶液可生成CuCleq \\al(－,2)，CuCleq \\al(－,2)的溶液用水稀釋后可生成CuCl沉淀。
(1)煅燒的主要目的是 。
(2)操作Ⅰ為調(diào)節(jié)溶液的pH，范圍為 ，加入的物質(zhì)X可以是 (填字母)。
A．CuO B．Cu(OH)2
C．NaOH溶液 D．CaCO3
(3)濾渣Ⅱ的主要成分是 。
(4)往濾液Ⅱ中加入食鹽并通入SO2可生成CuCleq \\al(－,2)，請(qǐng)寫出反應(yīng)的離子方程式：__________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(5)工業(yè)上常用CuSO4來制備CuCl，在提純后的CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl，加熱生成CuCl沉淀，該反應(yīng)的離子方程式是 。
[解析] (1)銅在廢銅料中主要以銅單質(zhì)的形式存在，從流程圖知CuCl需從溶液中提取，故煅燒的目的是將銅轉(zhuǎn)化為溶于酸的氧化物。(2)調(diào)節(jié)溶液的pH時(shí)，應(yīng)保證Fe3＋、Al3＋完全沉淀，而Cu2＋不能沉淀，溶液的pH應(yīng)在4.7≤pH

相關(guān)學(xué)案

魯科版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章第14講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用教學(xué)課時(shí)學(xué)案：

這是一份魯科版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章第14講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用教學(xué)課時(shí)學(xué)案，共29頁。

新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第4章 第18講　銅　金屬材料　金屬冶煉（含解析）：

這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第4章 第18講　銅　金屬材料　金屬冶煉（含解析），共15頁。

2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)　第17講　金屬冶煉　金屬材料 學(xué)案（含答案）：

這是一份2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)　第17講　金屬冶煉　金屬材料 學(xué)案（含答案），共12頁。

英語朗讀寶

相關(guān)學(xué)案 更多

人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章鐵金屬材料第2節(jié)金屬材料學(xué)案含答案

人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第3章鐵金屬材料第2節(jié)金屬材料學(xué)案含答案
人教版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第3章第2節(jié)金屬材料課時(shí)學(xué)案

人教版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第3章第2節(jié)金屬材料課時(shí)學(xué)案
人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題3金屬及其化合物第3單元金屬的冶煉鋁銅及其化合物學(xué)案

人教版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題3金屬及其化合物第3單元金屬的冶煉鋁銅及其化合物學(xué)案
2022高考化學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題三 金屬及其化合物 第4講　用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物學(xué)案

2022高考化學(xué)專題復(fù)習(xí) 專題三 金屬及其化合物 第4講　用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物學(xué)案
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，請(qǐng)掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎(jiǎng)勵(lì)，申請(qǐng) 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高考專區(qū)
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊(cè)
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊(cè)

手機(jī)號(hào)注冊(cè)
手機(jī)號(hào)碼

手機(jī)號(hào)格式錯(cuò)誤

手機(jī)驗(yàn)證碼 獲取驗(yàn)證碼

手機(jī)驗(yàn)證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個(gè)字符，數(shù)字、字母或符號(hào)

注冊(cè)即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊(cè)協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊(cè)
手機(jī)號(hào)注冊(cè)
微信注冊(cè)

注冊(cè)成功

返回
頂部