鲁科版高考化学一轮总复习课后习题 第四章化学与社会发展 第2讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物

3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在形态
(2)金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从 Mn++ne- === M(M表示金属)。
化合
态还原为
游离
态的过程,即
(3)金属冶炼的一般步骤
(4)金属冶炼 的方法(写出 相应的化学 方程式)
(5)铝热反应 实验 Al和某些金属氧化物在高温下进行反应,反应迅速并放出大量的热,新 原理 生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离
实验 装置
①镁带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在 实验
较高温度下发生剧烈的反应 现象
②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验 高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,化学方程式为
结论 Fe2O3+2Al
2Fe+Al2O3
原理 ①可制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等
(覆铜板制作印刷电路板的原理)。
2Fe2++Cu2+
微点拨常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀, 在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈,发生的反应为2Cu+O2+CO2+H2O === Cu2(OH)2CO3。
(3)冶炼方法 冶炼方法 冶炼原理
火法炼铜 湿法炼铜
Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O、CO+CuO Cu+CO2
应用 ②常用于金属焊接,如野外焊接钢轨等
旁栏边角 必修第二册 P25 阅读教材“身边的化学”,判断下列说法的正误。 (1)金属材料包括纯金属、合金和特种金属材料。( √ ) (2)以钛、钽等金属为原料制成的特种合金中可以用来制造火箭、导弹等。 (√) (3)黑色金属是指颜色为黑色的金属。( × ) (4)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金。( √ )
4.两种重要的铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称是碱式碳酸铜,是铜绿的成分,是铜在潮湿的空气中 被腐蚀的结果;受热易分解,化学方程式为
Cu2(OH)2 CO3
2CuO+H2O+CO2↑。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称 胆矾 ,受热分解,蓝色晶体受热转化为
白色粉末。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)实验室中常用无水硫酸铜检验酒精中是否含有少量水。( √ ) (2)“铜绿”是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( × ) (3)向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出,则Fe2+的氧化性强于Cu2+的 氧化性。( × ) (4)除去铜粉中混有的CuO,可加入足量稀硝酸,充分反应后,过滤、洗涤、 干燥。( × )
(3)新型合金及其重要应用 ①“蛟龙”号载人潜水器的耐压球壳用钛合金制造,利用了钛合金的硬度大、 机械强度高、耐腐蚀等性质。 ②喷气式飞机的发动机叶片由镍钴合金制造,利用了其熔点高、耐高温的 性质。
2.常见的金属材料 (1)分类
(2)常见的合金材料。
② ③铝合金:密度小,强度高,塑性好,易于加工,具有较强的抗腐蚀能力。
四、金属材料与金属矿物的开发利用
1.合金
合金是混合物,没有固定的熔、沸点
(1)合金的定义及成分
①定义:合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)高温熔合而成
的具有 金属 特性的物质。
②成分:一种金属为主,另含一种或几种是金属或非金属。
(2)合金的性质及性能
应用提升 (1)合金具有许多优良的物理、化学或机械性能,在许多方面不 同于其成分金属。 (2)合金具有金属的大多共性,合金中成分元素的含量影响着合金的性能。
转化关系 4CuO
2Cu2O+O2↑
3.氢氧化铜 (1)化学性质
反应①的化学方程式: Cu(OH)2 CuO+H2O ;
反应②的离子方程式: Cu(OH)2+2H+ Cu2++2H2O 。 (2)应用 利用新制Cu(OH)2检验有机化合物中含有的—CHO,乙醛与新制Cu(OH)2反 应的化学方程式: CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O 。
5.利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程 由铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3,并冶 炼金属铝的两种工艺流程:
应用提升 (1)对两性氧化物的理解 ①像Al2O3这类既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的氧化物, 叫做两性氧化物。
②“两性”是指既具有酸性氧化物性质(能与碱反应生成盐和水),又具有碱性 氧化物的性质(能与酸反应生成盐和水)。 (2)认识两性氢氧化物 ①像Al(OH)3这样这类既能与酸反应生成盐和水,又能与碱反应生成盐和水的 氢氧化物,叫做两性氢氧化物。 ②从电离角度认识Al(OH)3的“两性”,有两种电离方式: a.酸式电离:Al(OH)3+H2O [Al(OH)4]-+H+ b.碱式电离:Al(OH)3 Al3++3OH故既能与酸反应又能与碱反应。
答案 C
解析 室温下,Al在浓硝酸中发生钝化,无明显现象,A错误;Al2O3是两性氧化 物,B错误;明矾溶于水电离产生Al3+,Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,胶体可 吸附水中的悬浮杂质,起到净水作用,C正确;Al(OH)3不能溶于过量氨水,反 应的离子方程式为Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3 NH,D4+错误。
2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑ 。
3.氢氧化铝 (1)化学性质(写出离子方程式)
① Al(OH)3+3H+ ② Al(OH)3+OH-
Al3++3H2O ; [Al(OH)4]- ;
③2Al(OH)3 Al2O3+3H2O。
(2)制备方法(写离子方程式)
4.Al3+、Al(OH)3、[Al(OH)4]-之间的转化关系
在氯化氢气流中使 MgCl2·6H2O 脱水制得无水氯化镁 电解熔融氯化镁制得镁
三、铜及其化合物 1.铜及其冶炼方法 (1)铜的物理性质 铜是一种有金属光泽的 紫红 色固体,有良好的导电、导热性(仅次于银, 可用于制电缆),有良好的延展性。
(2)铜的化学性质
分别写出 Cu 与稀硝酸、FeCl3 溶液反应的离子方程式: 3Cu+8H++2NO3- 3Cu2++2NO↑+4H2O 、 2Fe3++Cu
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)合金是由两种或两种以上金属熔合而成,不含非金属元素。( × ) (2)铝中添加适量锂,制得低密度、高强度的铝合金,可用于航空工业。 (√) (3)工业上采用电解熔融AlCl3和MgO的方法来冶炼铝和镁。( × ) (4)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于青铜器。( √ )
④ 2Al+2NaOH+6H2O 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ , 离子方程式为 2Al+2OH-+6H2O 2[Al(OH)4]-+3H2↑ 。
⑤ 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 (铝热反应)。
2.氧化铝的性质及用途 (1)化学性质(写出化学方程式)
(2)重要用途 ①作耐火材料:Al2O3的熔点很高,可制造耐火坩埚等。 ②冶炼金属铝:作为原料,电解熔融氧化铝得到金属铝:
3.从海水中提取镁 (1)工艺流程
(2)基本步骤及主要反应
制石灰乳 CaCO3 CaO+CO2↑, CaO+H2O Ca(OH)2
沉淀 酸化 蒸发浓缩、 冷却结晶
Mg2++Ca(OH)2 Mg(OH)2+Ca2+ Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O
析出 MgCl2·6H2O
脱水 电解
写出上述转化的离子方程式: (1)① Al3++3NH3·H2O ===Al(OH)3↓+3 NH4+ 。 ② Al3++3[Al(OH)4]- === 4Al(OH)3↓ 。 ③ Al3++3OH- ===Al(OH)3↓ 。 (2) Al(OH)3+3H+ ===Al3++3H2O 。 (3) Al3++4OH- ===[Al(OH)4]- 。 (4) [Al(OH)4]-+4H+ ===Al3++4H2O 。 (5)① 2[Al(OH)4]-+CO2 === 2Al(OH)3↓+ CO32- +H2O 。 ② [Al(OH)4]-+H+ ===Al(OH)3↓+H2O 。 (6) Al(OH)3+OH- ===[Al(OH)4]- 。
易错辨析 判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性或碱性食物,其原因是Al和 Al2O3均能与酸、碱反应。( √ ) (2)氧化铝的硬度大,故常用于制造耐火材料。( × ) (3)氢氧化铝能与盐酸反应,故可用于中和过多胃酸。( √ )
(4)在给定条件下,可发生转化:Al(s)
强基础 增分策略
一、铝及其化合物 1.从原子结构角度认识铝的化学性质
铝是地壳中含量最多的金属元素
铝 在元素周期表中处于第 3 周期 ⅢA 族,其原子结构示应中易失去电子,表现出 铝在自然界中只以化合态存在
写出图中有关反应的化学方程式:
②2Al+3Cl2 2AlCl3 ③
增素能 精准突破
考点一 铝、镁、铜及其化合物的性质 【能力概述】
【新教材·新高考】
新 变化 新教材将铝及其化合物的性质放在“元素周期表的应用”中,删去 教 了镁与海水提镁,在必修第二册探究第3周期元素原子得失电子能力的 材 比较中涉及有关镁及氢氧化镁的性质
高频考点 从近两年新高考试题来看,铝、铜及其化合物的性质与应用 新
第四章
第2讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物
01 强基础 增分策略
内
容
索
02 增素能 精准突破
引
03 研专项 前沿命题
【课程标准】
1.了解常见金属的冶炼方法。 2.能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属的冶炼等)对社会发展的 价值,以及对环境的影响。 3.结合实例认识金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物 质的性质、实现物质转化,认识物质及其转化在自然资源综合利用和环境 保护中的重要价值。
Cu2(OH)2CO3+4H+ Zn2++Cu
2Cu2++3H2O+CO2↑、Cu2++Zn
2.氧化铜和氧化亚铜
项目
氧化铜
颜色、状态 黑色固体
与酸反应
(H+)
CuO+2H+
氧化亚铜 砖红色固体
Cu2++H2O Cu2O+2H+
Cu2++Cu+H2O
与 H2 反应 H2+CuO Cu+H2O H2+Cu2O 2Cu+H2O
答案 D 解析 氧化铝用作电解冶炼铝的原料是利用了熔融氧化铝能导电的性质,与 其熔点高无关,B错误;Al3+水解生成Al(OH)3胶体,可以用于净水,D正确。
针对训练 1.(2021河北衡水中学调研)下列有关铝及其化合物的说法正确的是( ) A.室温下,将铝片放入浓硝酸中,无明显实验现象,说明铝与浓硝酸不发生 反应 B.氧化铝是碱性氧化物,可用于治疗胃酸过多 C.明矾是常用的净水剂,净水时发生的反应为 Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ D.向 AlCl3 溶液中加入足量氨水,产生的白色沉淀立即溶解: Al3++4NH3·H2O [Al(OH)4]-+4NH4+
Na[Al(OH)4](aq)
Al(OH)3(s)。( × )
二、镁及其化合物 1.镁的化学性质
化学性质 与非金属(O2)反应 与酸(H+)反应
与 CO2 反应
化学(或离子)方程式 2Mg+O2 2MgO
Mg+2H+ Mg2++H2↑ 2Mg+CO2 2MgO+C 镁着火时,不能用干粉灭火器灭火
2.MgO和Mg(OH)2的化学性质 (1)MgO是碱性氧化物,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 MgO+2H+ === Mg2++H2O 。 (2)Mg(OH)2是一种中强碱,能与酸(H+)反应生成Mg2+和H2O,离子方程式为 Mg(OH)2+2H+ === Mg2++2H2O 。 微点拨氢氧化镁溶解度小于碳酸镁,能发生反应MgCO3+H2O Mg(OH)2+CO2↑,镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
仍是新高考的命题点。 高
预测考向 预测2023年高考可能会在选择题中考查铝、铜及其化合物 考
的性质与应用,题目难度较小
考向1.铝、镁及其化合物的性质与应用 典例突破 (2021江苏卷,3)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( ) A.铝的金属活泼性强,可用于制作铝金属制品 B.氧化铝熔点高,可用作电解冶炼铝的原料 C.氢氧化铝受热分解,可用于中和过多的胃酸 D.明矾溶于水并水解形成胶体,可用于净水