第17講鎂、鋁、銅及其化合物金屬冶煉

【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.了解鎂、鋁、銅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)、用途和制備方法。2.了解常見金

屬的活動性順序。3.了解合金的概念及金屬材料的重要應(yīng)用。

考點一鎂、鋁及其重要化合物

J知識梳理?夯基礎(chǔ)

一、鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)

1.鎂、鋁的結(jié)構(gòu)和存在

(+12)282(+13)283

鎂、鋁分別位于元素周期表的第三周期nA族和niA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖為—2和，

它們都是活潑的金屬，在自然界中全部以化合態(tài)的形式存在。鋁是地殼中含量最多的金屬元

素。

2.鎂、鋁單質(zhì)物理性質(zhì)比較

(1)相同點：均為銀白色有金屬光澤的固體，有良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，密度、硬

度均較小。

(2)不同點：鋁的熔點比鎂高，硬度比鎂大。

3.對比掌握鎂、鋁的化學(xué)性質(zhì)

鋁鎂

①與空氣中的氧氣形成致密的氧化膜①在空氣中燃燒發(fā)出耀眼目光

能與非金屬

②與氯氣加熱反應(yīng)：2A1+3a2^^②與氮氣反應(yīng)：3Mg+N2」駕

單質(zhì)反應(yīng)

2A1C13Mg3N2

與沸水反應(yīng)：Mg+2H2。^^

與水反應(yīng)反應(yīng)很困難

Mg(OH)2+H2t

+3+Mg+2H+=Mg2++Ht,相同

①與H+；2A1+6H=2A1+3H2t2

與酸反應(yīng)

②在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化條件下，反應(yīng)速率比Al快

與堿反應(yīng)不反應(yīng)

2A1+2OH~+2H2O=2A1O2+3H2t

與某些氧化與Fe2C)3的鋁熱反應(yīng)：2Al+Fe2O3工^能在C02中燃燒：2Mg+

占燃

物反應(yīng)CO^=2MgO+C

2Fe+Al2O32

4.鎂、鋁的冶煉

_申解

Mg：MgCL(熔融)^=Mg+CLt；

由解

Al：2Al2。3(熔融)^^4A1+3C)2t。

休日日

二、鎂、鋁的重要化合物

1.MgO與AI2O3的比較

MgOA12O3

物理性質(zhì)均為白色粉末，丕溶于水，熔點高(MgONALCh)，是優(yōu)良的耐火材料

與熱水反應(yīng)

與水不反應(yīng)

MgO+H2O-------Mg(OH)2

化學(xué)性質(zhì)兩性氧化物

堿性氧化物

+3+

A12O3+6H=2A1+3H2O、

+2+

MgO+2H=Mg+H2O

AI2O3+2OH-=2A1O7+H2O

2.Mg(OH)2與A1(OH)3的比較

Mg(OH)2A1(OH)3

物理性質(zhì)白色固體，不溶于水不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性

不穩(wěn)定性不穩(wěn)定性：2Al(OH)3M=A12C)3+3H2O

兩性：

化學(xué)性質(zhì)

+3+

堿性，溶于強酸①溶于強酸A1(OH)3+3H=A1+3H2O

②溶于強堿A1(OH)3+OH-=A1O2+2H2O

3+

①AF+與氨水：Al+3NH3-H2O=A1(OH)3!

Mg2++強堿：Mg2++2OH

+3NHI(不用強堿)

=Mg(OH)23

②A1O?溶液中通入過量CO2：A1O7+CO2+

制備Mg2++弱堿：Mg2++

2H2O=A1(OH)33+HCO,(不用強酸)

2NH-HO=Mg(OH)21

323+

③AF+與A1O?互促水解：A1+3A1O2+

+2NH去

6H2O=4A1(OH)31

3.明磯

(1)化學(xué)式為KA1(SO4)2-12H2C),它是無色晶體,可溶于水。

(2)明研凈水的原理

+3+

電離方程式為KA1(SO4)2=K+Al+2SOF-其中AF+發(fā)生水解反應(yīng),產(chǎn)生A1(OH)3(膠體),

能吸附水中懸浮物形成沉淀，使水澄清。

三、可溶性鋁鹽與NaOH溶液反應(yīng)的圖像與計算

1.圖像

可溶性鋁鹽溶液中逐滴加入NaOH向NaOH溶液中逐滴加入可溶性鋁鹽溶

操作

溶液至過量液至過量

立即產(chǎn)生白色沉淀一漸多一最多一無沉淀(有但即溶)一出現(xiàn)沉淀一漸多一

現(xiàn)象

漸少一消失最多一沉淀不消失

|n[Al(OH)]

I.J3

n[Al(OH)3]

圖像B

\CDZZ(OH)

ABD〃(A1巧

3+3+

AB：A1+3OH-=A1(OH)31AB：A1+4OH-=A1O2+2H2O

方程式

-：3+)

BD：A1(OH)3+OH=A1O7+2H2OBCAl+3AIO2+6H2O=4A1(OH3I

2.可溶性鋁鹽與強堿反應(yīng)的計算規(guī)律

(1)求產(chǎn)物A1(OH)3的量

①當(dāng)”(OH-)W3W(AF+)時，?[Al(OH)3]=|n(OH-);

②當(dāng)3w(AF+)<”(OH-)<4w(AF+)時，

77[A1(OH)3]=4〃(AF+)—"(OJT)；

③當(dāng)“(OJT)24w(Ap+)時，M[A1(OH)3]=0,無沉淀。

(2)求反應(yīng)物堿的量

①若堿不足(AF+未完全沉淀)：

-

n(OH)=3n[Al(OH)3]；

②若堿使生成的Al(0H)3部分溶解：

3+

n(OH")=4/I(A1)-n[A1(OH)3]。

r易錯易混辨析」錯誤的寫明原因

(l)MgO與A1粉的混合物也可稱為鋁熱齊U(X)

錯因：鋁熱反應(yīng)仍是金屬間的置換反應(yīng)，Mg更活潑，MgO與A1不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)。

(2)工業(yè)上制造鎂粉時，可將鎂蒸氣在N2中冷卻(X)

錯因：Mg與可反應(yīng)生成M&3N2，故Mg不能在N2中冷卻。

(3)ALO3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁鄴品熔化NaOH、Na2cCh固體等(X)

錯因：AbCh能與堿反應(yīng)，所以不能用鋁能用熔化NaOH固體。

(4)明磯可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用(X)

錯因：明帆能凈水，但不能殺菌消毒。

(5)A1O7,HCO,在水溶液中因發(fā)生雙水解反應(yīng)而不能大量共存(義)

錯因：A1O亍與HCOf1能反應(yīng)不能大量共存，但不是因為雙水解。

I■深度思考」

1.中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段接觸到許多既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的物質(zhì)，除了A1及其重要化合

物外，你還知道哪些？

答案①弱酸的錢鹽,如：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S等;②弱酸的酸式鹽，如:

NaHCCh、KHS、NaHSCh等；③氨基酸。

2.將相同質(zhì)量的鎂條分別在①氧氣、②氮氣、③二氧化碳中完全燃燒，燃燒后所得固體產(chǎn)物

的質(zhì)量由大到小的順序是(填序號)o

答案③泡>②

占燃占燃占燃

解析Mg能發(fā)生反應(yīng)：2Mg+O2=^=2MgO、3Mg+N2=^=Mg3N2>2Mg+CO2=^=2MgO

+Co若都是1molMg參加反應(yīng)，①中固體產(chǎn)物為1molMgO,②中為gmolMg3N2,③中為

1molMgO和1molCo

3.寫出鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，分析反應(yīng)的本質(zhì)，指出該反應(yīng)的氧化劑和還原

劑，并用雙線橋法標(biāo)出該反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目。

答案2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlC)2+3H2t

鋁先與強堿溶液中的水反應(yīng)生成H2和A1(OH)3,A1(OH)3可溶于NaOH生成NaAlO2和H2O,

反應(yīng)中Al為還原劑，水為氧化劑。

失去2x3e-

!-1

2A1+2NaOH+6H2O=2NaAlO2+3H,t+4H2O

r-

得到6xe-

J遞進(jìn)題組,練能力

題組一鎂、鋁單質(zhì)的性質(zhì)及應(yīng)用

1.下列關(guān)于金屬鎂、鋁的說法中正確的是()

A.鋁在地殼中的儲量非常豐富，在古代常用來制造兵器

B.大量鎂條燃燒引起的火災(zāi)不能用干冰滅火器滅火

C.鎂鋁合金既可完全溶于過量鹽酸又可完全溶于過量NaOH溶液

D.依據(jù)鋁熱反應(yīng)原理，能發(fā)生反應(yīng)2A1+3MgO更曼=3Mg+AbO3

答案B

解析雖然鋁在地殼中的儲量非常豐富，但都是以化合態(tài)的形式存在，古代沒有冶煉金屬鋁

的技術(shù)，A錯誤；Mg不能溶于NaOH溶液，C錯誤；Mg的金屬性比A1強，故A1與MgO

不能發(fā)生鋁熱反應(yīng)，D錯誤。

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為鋁會和酸或堿反應(yīng)

B.鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定

-

C.鋁和NaOH溶液反應(yīng)：A1+2OH=A1O2+2H2t

D.用生煙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)鋁會滴落

下來，是因為金屬鋁的熔點較低

答案A

解析A項，無論是鋁還是其氧化物都能與酸或堿反應(yīng)，正確；B項，鋁表面形成致密的氧

化膜，錯誤；C項，電荷、原子均不守恒，正確的離子方程式為2A1+2OIT+2H2O=2A1O5

+3H2t,錯誤；D項，打磨后的鋁箔在酒精燈上灼燒表面生成AbCh,高熔點的AI2O3兜住

了熔融的液態(tài)鋁，不會滴落，錯誤。

3.鋁是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應(yīng)又能與強堿溶液反應(yīng)放出

比的金屬，就鋁的這一特殊性質(zhì)回答下列問題：

(1)等質(zhì)量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，所得H2的體積之比是O

(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質(zhì)的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產(chǎn)生比的

體積之比是o

(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質(zhì)的量濃度的HC1、NaOH溶液中，二者產(chǎn)生的

叢相等，則HC1和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是?

(4)甲、乙兩燒杯中各盛有100mL3moi匚1的鹽酸和NaOH溶液，向兩燒杯中分別加入等質(zhì)

量的鋁粉，反應(yīng)結(jié)束后，測得生成的氣體體積比為V(甲)：V(乙)=1：2,則加入鋁粉的質(zhì)量

為(填字母)。

A.5.4gB.3.6gC.2.7gD.1.8g

答案(1)1：1(2)1：3(3)3：1(4)A

解析⑴根據(jù)化學(xué)方程式：2Al+6HCl=2AlCb+3H2t、2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2

+3H2t,得Al與比的關(guān)系式均為2Al?3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得比的

量必相等。

(2)因為在反應(yīng)中A1過量，產(chǎn)生的H2由HC1和NaOH的量決定。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中的關(guān)系式：

6HC1?3H2、2NaOH?3H2,故當(dāng)HC1、NaOH物質(zhì)的量相等時，二者產(chǎn)生H2的體積比為1：3。

(3)因為鋁足量且產(chǎn)生H2的量相等，根據(jù)關(guān)系式"(HC1)：zi(NaOH)=3：1,又因為兩溶液體積

相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCl):c(NaOH)=n(HCl):〃(NaOH)=3：1。

(4)其反應(yīng)原理分別為2Al+6HC1=2A1C13+3H2t,2A1+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+

3H2to可見當(dāng)參加反應(yīng)的HC1和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生比的體積比是1：3,

而題設(shè)條件體積比為1：2,說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于NaOH來說是

不足的。

2A1+6HC1=2A1C13+3H2t

6mol3mol

3mol-L-|X0.1L0.15mol

則Al與NaOH反應(yīng)生成的H2為0.15molX2=0.3moh

2Al+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2f

2X27g3mol

5.4g0.3mol

即投入的鋁粉為5.4go

|解題指導(dǎo)

鋁與酸或堿反應(yīng)生成H2的量的關(guān)系

2A1+6HC1=2A1C13+3H2t

2A1+2NaOH+2H20=2NaA102+3H2t

⑴等質(zhì)量的鋁與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液分別反應(yīng)：

①產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量相等。

②消耗H+、OJT的物質(zhì)的量之比為n(H+)：w(OH")=3：1。

⑵足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HC1和NaOH反應(yīng)：

①消耗A1的物質(zhì)的量之比為1：3o

②生成員的物質(zhì)的量之比為1：3?

⑶一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：

若產(chǎn)生氫氣的體積比為女產(chǎn)喏)、＜1,則必定

JVNaOH(H2)

①鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而HC1不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而NaOH過量。

題組二氧化鋁、氫氧化鋁的特性及應(yīng)用

4.下列除去雜質(zhì)的方法不正確的是()

A.鎂粉中混有少量鋁粉：加入過量燒堿溶液充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥

B.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量AF+

C.A1(OH)3中混有少量Mg(OH)2：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾，向濾液中通入過量

CO2后過濾

D.MgO中混有少量AbCh：加入足量燒堿溶液，充分反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到MgO

答案B

解析A1(OH)3不溶于氨水，故向含少量A"+的Fe3+溶液中加入過量氨水時，F(xiàn)e3+、A^+均

轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，達(dá)不到除雜的目的。

5.下列說法正確的是()

A.向NaAlCh溶液中滴加NaHCCh溶液，有沉淀和氣體生成

B.制備A1(OH)3懸濁液：向ImoLL-lAlCb溶液中加過量的6moi工―iNaOH溶液

3+

C.A1CL溶液中加入過量稀氨水：A1+4NH3-H2O=A1O7+4NHt+2H2O

D.將AlCb加入Ba(HCO3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生

答案D

解析A107+HCOF+H2O=A1(OH)33+C0歹，只有沉淀生成，A錯誤；A1(OH)3是兩性氫

氧化物，可以和過量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉，故不能制備氫氧化鋁懸濁液，B錯誤；

A1(OH)3不溶于過量稀氮水，C錯誤；AF+與HCO,發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng)，生成A1(OH)3

沉淀和CO2氣體，故D正確。

6.工業(yè)上以鋁土礦(主要成分是氧化鋁，含氧化鐵雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如下：

H濾渣c|

隼試劑X

TAI(OH)；,臀A1Q,用內(nèi)

±反應(yīng)①

也過濾“濾液A卜通入過量Y

反應(yīng)②、

過濾T濾液B|

下列敘述正確的是()

A.反應(yīng)①中試劑X是氫氧化鈉溶液

B.試劑Y是HC1,它與A1O2反應(yīng)生成氫氧化鋁

C.圖中所示轉(zhuǎn)化反應(yīng)中包含2個氧化還原反應(yīng)

D.將X與Y試劑進(jìn)行對換，最終可以達(dá)到相同結(jié)果

答案A

解析B項，若試劑Y是HC1,過量H+與A10E反應(yīng)生成AF+,錯誤；C項，圖中所示轉(zhuǎn)化

電解

只有一步是氧化還原反應(yīng)2Al2O3^=4A1+3O2t,錯誤；D項，試劑X為氫氧化鈉，濾渣

C為氧化鐵，濾液A為偏鋁酸鈉和氫氧化鈉混合溶液，通入過量二氧化碳?xì)怏w，發(fā)生反應(yīng)：

NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3i+NaHCO3,不能對換，4音誤。

|歸納總結(jié)-----------------------------------------------------------------------------

含鋁雜質(zhì)的提純方法歸類

利用Al、AI2O3,A1(OH)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質(zhì)中的含鋁雜質(zhì)，如：

(l)Mg(Al)：加足量NaOH溶液。

(2)Fe2O3(Al2O3)：加足量NaOH溶液。

(3)Mg(OH)2[Al(OH)3]：加足量NaOH溶液。

(4)Mg2+(Al3+)：加過量NaOH溶液，過濾，再加酸充分溶解。

題組三涉及Al(0H)3圖像的分析與計算

7.(2020?寶雞高三檢測)室溫下，在0.2mol1-1Ah(SO4)3溶液中，逐滴加入1.0mol1一】NaOH

溶液，實驗測得溶液pH隨NaOH溶液體積變化曲線如下圖，下列有關(guān)說法正確的是()

A.a點時，溶液呈酸性的原因是AF+水解，離子方程式為A13++3OJTA1(OH)3

B.a?b段，溶液pH增大，A/+濃度不變

C.b?c段，加入的OIT主要用于生成A1(OH)3沉淀

D.d點時，A1(OH)3沉淀開始溶解

答案C

3+

解析A項，A12(SO4)3為強酸弱堿鹽，A"+水解使溶液顯酸性，離子方程式應(yīng)為Al+

3H2OA1(OH)3+3H+,錯誤;B項，a?b段，加入NaOH消耗H+,使A"++3H2OA1(OH)3

+3H+反應(yīng)正向進(jìn)行，AF+的濃度減小，錯誤；C項，b?c段，pH變化不明顯，說明OIT

主要用于生成A1(OH)3沉淀，正確。

8.田+、AF+、NH4>A1(OH)3競爭OIF能力順序］向HC1、MgCl2>AlCb、NH4H溶液中(假

設(shè)各1mol),逐滴加入NaOH溶液，沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液體積變化的圖像如圖。(假

設(shè)Mg2+、AF+結(jié)合OH-能力相同)

分析圖像的變化情況，回答下列問題：

⑴H+、A"+、A1(OH)3、NH；四種微粒與OH一反應(yīng)的先后順序依次為

(2)依次寫出各階段的離子方程式：

①OA：___________________________________________________________________________

②AB：.

③BC：.

@CD：.

答案⑴H+、Ap+、NH：、A1(OH)3

(2)①H++OJT=氏0

②AF++3OIT=A1(OH)3I,

Mg2++2OH-=Mg(OH)2!

③NH：+0H=NH3-H2O

@A1(OH)3+0H-=A107+2H2O

考點二銅及其化合物

J知識梳理J夯基礎(chǔ)

1.單質(zhì)銅

(1)物理性質(zhì)：紫紅色固體,具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。

(2)化學(xué)性質(zhì)

CU2(OH)2CO3

CuO

CuCl2

Cu2S

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+C02+H2O=CU2(OH)2co3(綠色固體)o

②化學(xué)方程式：2CU+S=^CU2S。

③與氧化性酸

a.與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu+2H2so￡濃)^^CuSO4+SO2t+2H2。；

+2+

b.與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3Cu+8H+2NOF=3Cu+2NOt+4H2O；

+2+

c.與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：Cu+4H+2N0?==Cu+2NO2t+2H20o

④與FeCb溶液反應(yīng)的離子方程式：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+?

2.氧化銅和氧化亞銅

名稱氧化銅氧化亞銅

顏色黑色磚紅色

+2++2+

與酸反應(yīng)(H+)CUO+2H=CU+H2OCu2O+2H=CU+CU+H2O

與H2反應(yīng)

Cu0+H2-------Cu+H2OCu2O+H2-------2Cu+H2O

轉(zhuǎn)化關(guān)系4CUO^-2CU2O+O2t

3.氫氧化銅

(1)物理性質(zhì)：藍(lán)色難溶于水的固體。

(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用

②弱堿性，加H+_|~^研

不穩(wěn)定性Cu(OH)2|—

①③弱氧化性［檢驗醛基］

UU

反應(yīng)①的化學(xué)方程式：C(OH)2=^=CO+H2O0

+2+

反應(yīng)②的化學(xué)方程式：CU(OH)2+2H=CU+2H2OO

4.銅鹽

⑴CU2(0H)2c名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分。

I—―CU2(OH)2co30=2CuO+CO21+H2O

CU2(OH)2CO3-J-

￡+2+

^52iCu2(OH)2CO3+4H=2Cu+CO2f

+3氏0

(2)CUSO4-5H2O俗稱藍(lán)磯、膽磯。

可發(fā)生;唳器肝T(品滑第)+5H2。，無水CuSCU遇水變藍(lán)色，可用于檢驗水的存

在。

(3)銅鹽溶液有毒，主要是因為C/+作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去

生理活性，因此可將膽帆、熟石灰、水配成波爾多液，用來殺滅植物的病毒。

r易錯易混辨析」錯誤的寫明原因

(l)CuO是黑色固體，與水反應(yīng)生成CU(0H)2(X)

錯因：CuO與H2O不反應(yīng)。

(2)銅銹是銅被空氣中的氧氣緩慢氧化生成的氧化物(義)

錯因：銅銹主要成分為CU2(OH)2co3,不是銅的氧化物。

(3)無水硫酸銅可用于檢驗酒精中是否含有水(J)

(4)將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕(J)

(5)CUSO4-5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化(X)

錯因：CuSONHzO失去結(jié)晶水屬于化學(xué)變化。

J遞進(jìn)題組二練能力

題組一銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用

1.(2019?西安調(diào)研)我國宋代沈括在《夢溪筆談》中記載：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗。

挹其水熬之，則成膽磯。熬膽研鐵釜，久之亦化為銅?！毕铝袑ξ闹性~語的理解，正確的是

()

A.“苦泉”中泉水屬于膠體

B.“熬”表示加熱蒸儲

C.“膽磯”化學(xué)式為CuSCU

D.“化”表示置換轉(zhuǎn)化

答案D

解析由題意可知，“苦泉”泉水中含有硫酸銅，屬于溶液，不屬于膠體，故A錯誤；硫酸

銅溶液蒸發(fā)得到硫酸銅晶體，從溶液中獲取晶體，屬于蒸發(fā)操作，故B錯誤；膽磯是硫酸銅

晶體，“膽磯”化學(xué)式為CUSO4-5H2。，故C錯誤；熬膽磯鐵釜，久之亦化為銅，是發(fā)生了：

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,硫酸銅與Fe置換反應(yīng)生成Cu,即“化”表示置換轉(zhuǎn)化，故D正

確。

2.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?/p>

（）

A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱，反應(yīng)后再加入水，觀察硫酸銅溶液的顏色

B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCL的生成

C.將CuCL溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCL固體

D.將表面有銅綠［Cu2（0H）2co3］的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠

答案D

解析Cu與C12在常溫下不反應(yīng)，需要加熱才能發(fā)生反應(yīng)，B項錯誤；CuCb水解生成的HC1

易揮發(fā)，加熱蒸干能促進(jìn)CuCL的水解而得不到CuCb固體，C項錯誤。

題組二銅及其化合物的制備

3.（2020?衡陽調(diào)研）某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物，工業(yè)上以該廢渣為原料

生產(chǎn)CUC12-2H2O晶體的工藝流程如下：

下列說法正確的是（）

A.焙燒過程中每消耗1molCuS則消耗3mol02

B.焙燒后的廢氣能夠使酸性高錦酸鉀溶液褪色

C.濾渣中主要含鐵的氧化物

D.將獲得的CUC12-2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體

答案B

解析A項，2CuS+3O2=^2CUO+2SO2,由方程式可知，1molCuS消耗1.5molCh,錯

誤；B項，廢氣中含有SO2,能使酸性高鎰酸鉀溶液褪色，正確；C項，調(diào)節(jié)pH至3?4時，

Fe3+水解轉(zhuǎn)化為Fe（OH）3而除去，錯誤；D項，將CuCbZEO直接加熱脫水，Cu?+水解，HC1

揮發(fā)會產(chǎn)生CU（OH）2,無法得到CuCL,錯誤。

4.（2019?西寧檢測）工業(yè)上由黃銅礦（主要成分為CuFeSz）冶煉銅的主要流程如下：

石英砂石英砂廣氣體A

黃?焙燒.冰既?焙燒泡銅A1.粗電解.精

1

?t（mCu2SnFeS）t嚕？'。*）高溫銅精煉銅

空氣空氣一熔渣B

（1）氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的（填字母）吸收。

a.濃硫酸b.稀硝酸

c.NaOH溶液d.氨水

(2)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)方程式為o

(3)以CuSCU溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列

說法正確的是(填字母)=

a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

b.粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)

c.溶液中Ci?+向陽極移動

d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬

(4)利用反應(yīng)2CU+O2+2H2so4-2CUSO4+2H2。可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池,

其正極電極反應(yīng)式為。

答案(l)cd(2)3CU2O+2A1=^=A12O3+6Cu

+

(3)bd(4)4H+O2+4e-=2H2O

解析(1)氣體A中的大氣污染物為SO?,可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據(jù)圖示，泡

銅中的Cu2O與A1高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制得銅。(3)電解精煉銅過程中，電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的

同時，部分電能也轉(zhuǎn)化為熱能，a錯；電解精煉粗銅時，粗銅作陽極，與電源正極相連，發(fā)

生氧化反應(yīng)，b對；電解過程中Ci?+向陰極移動，c錯；粗銅中Ag、Pt、Au的放電能力比銅

的弱，形成陽極泥，可以回收，d對。(4)根據(jù)總反應(yīng)，。2發(fā)生還原反應(yīng)，因此正極反應(yīng)式為

-

Ch+4H++4e=2H2Oo

I練后反思---------------------------------------------------------------------------------

銅的冶煉“兩方法”

(1)濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu□

(2)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：

2CuFeS2+4O2-Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)

i200℃

2CU2S+3O2^=2CU2O+2SO2

1200℃

2C112O+Cu2s-------6Cu+SO2t

粗銅中銅的含量為99.5%?99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可

得到純度達(dá)99.95%?99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變?yōu)镃u2+,

用純銅棒作陰極即可得精銅。

考點三金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

J知識梳理-夯基礎(chǔ)

1.合金的概念及性能

由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）

曲—熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

一具有金屬特性

|性能|——熔點：多數(shù)合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低

'-硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度大

2.常見的金屬材料

⑴金屬材料分類

金黑色金屬材料

屬錢、鎰、蟄以及它們的合金

材

料有色金屬材料

除黑色金屬以外的其他各種金屬及其合金

（2）幾種常見的合金

低碳鋼:韌性、焊接性好，強度低

碳素鋼|—中碳鋼:強度高，韌性及加工性好

畫線卜匚高碳鋼:硬而脆，熱處理后彈性好

」人仝鈿具有各種不同的優(yōu)良性能,用于制不

①”.理廠銹鋼及各種特種鋼

種類：硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁等

特性：密度小、強度高、塑（造）性好、易于加工

用途：建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運輸業(yè)等

青銅（主要含Cu、Sn、Pb）我國最早使用

黃銅（主要含Cu、Zn等）

白銅（主要含Cu、Ni、Zn等）

3.金屬礦物的開發(fā)利用

⑴金屬在自然界中的存在

在金屬化合物中，金屬元素都顯正價

金、鉗等極少數(shù)金屬

（2）金屬冶煉的實質(zhì)

金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)還原為避離態(tài)的過程。即M#+枇一=M（寫反應(yīng)通式,

用M表示金屬）。

(3)金屬冶煉的方法

電解還原熱還原熱分解

,________A________、,___________A___________、：人、

-------------金屬活動性逐漸減弱---------------------

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg

電解品U

NaCl(熔融)Fe2O3HgO

例如下列金屬的冶煉(用化學(xué)方程式表示)

申解

Na：2NaCl（熔融）^=2Na+CM

Mg：MgCk(熔融)Mg+Cl2t

申解

Al：2AbO式熔融）^^.4A1+302t

冰H日右

熱-iVja

高爐煉鐵：

還Fe2O3+3CO=^=2Fe+3CO.

原

法焦炭還原制銅：2CuO+C=^=2Cu+CO2t

熱

Hg：2HgO^=2Hg+Ot

分2

解

Ag：2Ag2O=^=4Ag+O2t

法

一

4.鋁熱反應(yīng)實驗中的有關(guān)問題

雋帶:為鋁熱反應(yīng)提供高溫條件

='曲J氯酸鉀:產(chǎn)生氧氣，引發(fā)反應(yīng)

實驗裝置*”—氧化鐵和鋁粉的混合物

-----------O

①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較

實驗現(xiàn)象

高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)；②紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中

實驗結(jié)論局溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱:Fe2O3+2Al二^2Fe+AbO3

①制取熔點較高、活動性弱于A1的金屬,如鐵、銘、鎬、鴇等；

原理應(yīng)用

②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

\易錯易混辨析」錯誤的寫明原因

(1)金屬元素的單質(zhì)只有還原性，其離子只有氧化性(X)

錯因：金屬離子未必只有氧化性，如Fe2+有還原性。

(2)合金材料中不可能含有非金屬元素(X)

錯因：碳素鋼就含有碳元素。

(3)合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬(J)

⑷電解氯化鎂溶液制取金屬鎂(X)

錯因：電解熔融的MgCL制取金屬鎂。

(5)工業(yè)上電解熔融的A1C13制取A1(X)

錯因：AlCb是共價化合物，熔融狀態(tài)下不導(dǎo)電，故不能采用該方法制取AL

J遞進(jìn)題組?練能力

題組一金屬材料、合金的性能及應(yīng)用

1.C919大型飛機的制造采用了大量新材料鋁鋰合金。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

解析鋁鋰合金中的鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，鋰能與酸反應(yīng)，故鋁鋰合金不耐酸堿

腐蝕。

2.（2020?石家莊質(zhì)檢）“擬晶”是一種具有凸多面體規(guī)則外形但不同于晶體的固態(tài)物質(zhì)。

A165CU23Fei2是二十世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的幾百種擬晶之一。具有合金的某些優(yōu)良物理性能。下列有關(guān)這

種擬晶的說法正確的是（）

A.無法確定A165CU23Fei2中三種金屬的化合價

B.A165C1123Fei2的硬度小于金屬鐵

C.A165CU23Fei2不可用作長期浸泡在海水中的材料

D.1molA165Cu23Fei2溶于過量的硝酸時共失去265mol電子

答案C

解析擬晶A165CU23Fei2是由三種金屬元素組成，由于金屬無負(fù)價，根據(jù)化合物代數(shù)和為0

的原則，三種金屬的化合價均可視作0價，A錯誤；擬晶具有合金的某些優(yōu)良物理性能，合

金的硬度一般比各成分金屬大，B錯誤；A165CU23Fei2與海水可以構(gòu)成原電池，會加速金屬的

腐蝕，因此不可用作長期浸泡在海水中的材料，C正確；溶于過量的硝酸時，A1與Fe均變

為+3價,Cu變?yōu)?2價，故1molAk5Cu23Fei2失電子的物質(zhì)的量=65X3+2X23+12X3mol

=277mol,D錯誤。

題組二金屬冶煉、金屬礦物的開發(fā)利用

3.（2020?山西省長子縣模擬）《天工開物》中記載：“若造熟鐵，則生鐵流出時，相連數(shù)尺內(nèi)，

低下數(shù)寸，筑一方塘，短墻抵之。其鐵流入塘內(nèi)，數(shù)人執(zhí)持柳木棍排立墻上……眾人柳棍疾

攪，即時炒成熟鐵?！币韵抡f法不正確的是（）

A.金屬冶煉方法由金屬活動性決定

B.熟鐵比生鐵質(zhì)地更硬，延展性稍差

C.炒鐵是為了降低鐵水中的碳含量

D.該法與近代往生鐵水吹空氣煉鋼異曲同工

答案B

解析活潑性不同的金屬，其冶煉方法不同，即金屬冶煉方法由金屬活動性決定，故A正確；

熟鐵比生鐵質(zhì)地更軟，且延展性好，故B錯誤；炒鐵過程中降低了鐵水中的碳含量，從而將

生鐵轉(zhuǎn)化成熟鐵，故C正確；該冶煉方法和近代往生鐵水吹空氣煉鋼，都是利用空氣中氧氣

氧化C元素，其原理基本相同，故D正確。

4.不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是（）

A.帆、銘、鎬、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制

B.鋁及其合金是電氣、工業(yè)、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單

C.由于鈉、鎂、鋁等金屬化學(xué)性質(zhì)太活潑，人們通常采用電解熔融狀態(tài)下的氯化物的方式

來獲取它們的單質(zhì)

D.煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳

答案D

解析A項，鐵用CO還原法煉制，錯誤；B項，是因為A1有良好的性能，才被廣泛使用，

錯誤；C項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導(dǎo)電，工業(yè)上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯

誤；D項，高爐煉鐵中焦炭的作用為與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。

5.（2019?濰坊期中）以高硫鋁土礦住要成分為AI2O3、Fe2O3>SiO2>少量FeS?）為原料，生產(chǎn)

Fe3O4的部分工藝流程如下：

空氣NaOH溶液FeS

1TT2

礦粉T焙燒|~干研+過濾H焙燒H磁選1FesO,

so2濾液so2

下列說法錯誤的是（）

A.用NaOH溶液吸收焙燒過程產(chǎn)生的SO2有利于保護環(huán)境和資源再利用

B.從高硫鋁土礦中可制得Al、Fe的化合物

C.向“過濾”得到的濾液中通入過量CO2,鋁元素存在的形式由A1OE轉(zhuǎn)化為AP+

D.FeS2與Fe2O3混合后在無氧條件下焙燒的目的是生成Fe3O4和SO2

答案C

解析C項，通入過量的二氧化碳，濾液中的A1O3只能轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀。

題組三鋁熱反應(yīng)及應(yīng)用

6.鋁熱反應(yīng)的本質(zhì)是利用鋁的還原性，將難熔金屬從其氧化物中置換出來，關(guān)于鋁熱反應(yīng)解

答下列問題：

（1）用鋁粉和FezCh做鋁熱反應(yīng)實驗，需要的試劑還有（填字母）。

A.KC1B.KC1O3

C.MnO2D.Mg

(2)用等物質(zhì)的量的MgO和Fe2O3組成的混合物在一定條件下與A1粉進(jìn)行鋁熱反應(yīng)。

①引發(fā)鋁熱反應(yīng)的操作是?

②產(chǎn)物中單質(zhì)是(寫名稱)o

(3)取少量(1)中鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物，將其溶于足量稀H2s。4,滴加KSCN溶液無明顯

現(xiàn)象，(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無FezCh，理由是

______________________________________________________________(用離子方程式說明)。

答案(1)BD

(2)①加少量KCIO3,插上鎂條并將其點燃②鐵

+3+3+2+

(3)不能Fe2O3+6H=2Fe+3H2O,Fe+2Fe=3Fe

解析(1)做鋁熱反應(yīng)的實驗時，需要KCICh作助燃劑，且用鎂條引燃。(2)在混合物上加少量

KC1O3固體并插上Mg條，點燃Mg條后放出熱量，使KClCh固體分解放出。2,進(jìn)一步加劇

Mg的燃燒，可在短時間內(nèi)使混合物溫度迅速升高，引發(fā)反應(yīng)。MgO不能與鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)，

+3+

所以產(chǎn)物中單質(zhì)為Fe。(3)反應(yīng)后固體混合物中若有Fe2O3,因發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3+6H=2Fe

+3玲0、Fe+2Fe