2023年高考化學(xué)復(fù)習(xí) 大一輪復(fù)習(xí)講義 第15講　金屬材料　金屬冶煉

第15講金屬材料金屬冶煉

【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。

考點一鋁及其化合物

■歸納整合夯實必備知識

(一)鋁的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

I.鋁的結(jié)構(gòu)和存在

也)283

鋁位于元素周期表的第三周期第WA族,原子結(jié)構(gòu)示意圖：是活潑金屬，在自然界

中以化合態(tài)的形式存在,鋁是地殼中含量最多的金屬元素。

2.鋁的物理性質(zhì)

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。

3.鋁的化學(xué)性質(zhì)

(1)與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)

①與空氣中的氧氣形成致密的氧化膜。

②與氯氣加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式：2A1+3C121=2A1CL

(2)與水的反應(yīng)

金屬鋁與水反應(yīng)很困難。

(3)與酸的反應(yīng)

①與H'反應(yīng)的離子方程式：2A1+6H'=2AF++3H2t。

②在冷的濃硫酸、濃硝酸中鈍化。

(4)與堿的反應(yīng)

寫出Al與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式：2A1+2OH+2H2O=2A1OE+3H2t。

(5)與某些金屬氧化物的反應(yīng)

①寫出鋁與Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Al+Fe2θ3^=2Fe+Abθ3.該反應(yīng)稱作鋁熱反應(yīng)，

反應(yīng)時放出大量的熱。

②鋁熱反應(yīng)實驗中的有關(guān)問題

鎂帶：為鋁熱反應(yīng)提供高溫條件

實驗.鼠酸鉀：產(chǎn)生氧氣，引發(fā)反應(yīng)

J氧化鐵和鋁粉的混合物

裝置

睜

[≤

實驗①鎂帶劇烈燃燒，放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵與鋁粉在較高

現(xiàn)象溫度下發(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

原理①制取熔點較高、活動性弱于Al的金屬，如鐵、銘、鎰、鋁等；

應(yīng)用②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等

(6)鋁的冶煉

由

2Akθ3(熔融)^^≡4A1+3O2t。

爾日日右

(≡)A12O3的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

白色粉末，不溶于水，熔點高，是優(yōu)良的耐火材料。

2.化學(xué)性質(zhì)

⑴與出0不反應(yīng)。

(2)兩性氧化物

分別寫出AhCh與鹽酸、Nae)H溶液反應(yīng)的離子方程式：

+3+

①與鹽酸反應(yīng)：Al2O3+6H=2A1+3H2OO

②與NaOH溶液反應(yīng)：Al2O3+20H=2AlO2+H2Oo

(H)Al(OH)3的性質(zhì)

1.物理性質(zhì)

不溶于水的白色膠狀固體，具有吸附性。

2.不穩(wěn)定性

加熱時，氫氧化鋁易分解，反應(yīng)的化學(xué)方程式：2A1(OH)3=2=ALO3+3H2O.

3.兩性——溶于強酸、強堿

分別寫出Al(OH)3與稀硫酸、NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式。

(1)與稀硫酸反應(yīng)

+3+

A1(ΘH)3+3H=A1+3H20O

(2)與NaOH溶液反應(yīng)

Al(OH)3+0H-=AIOE+2H2OO

4.AI(OH)3的制備

寫出下列反應(yīng)的離子方程式

(1)AF+與氨水反應(yīng)(不用強堿)

3+

Al+SNH3H2O=Al(OH)3I+3NHL

(2)AlC)E溶液中通入過量的CO2

AlO2+CO2+2H2O=A1(OH)3I+HCO3?

(3)AF+與A102相互促進水解反應(yīng)

3+

A1+3A1O2+6H2O=4A1(OH)3I。

(四)明研

1.化學(xué)式為KAl(So4?12HzO,它是無色晶體,可溶于水。

2.明磯凈水的原理

電離方程式為KAl(So4)2=K++AF++2SO;，其中A-+發(fā)生水解反應(yīng)，產(chǎn)生Al(OH)3(膠體),

能吸附水中懸浮物形成沉淀,使水澄清。

(五)可溶性鋁鹽與NaOH溶液反應(yīng)的圖像分析

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液

操作

溶液至過量至過量

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)沉淀一漸多一最

現(xiàn)象

漸少一消失多一沉淀不消失

Ep[Al(OH)L3]

∕Z[A1(OH)3]

圖像B

一

?CDn(OH^)

+

ABDzi(AP)

反應(yīng)的

3+-3+

AB：A1+3OH=A1(OH)3IAB：A1+4OH=AIO?+2H2O

離子方

：3+

BD：A1(OH)3+OH^=A1O2+2H2OBCAl+3A1O2+6H2O=4A1(OH)3I

程式

Γ易錯辨析」

LMgO與Al粉的混合物也可稱為鋁熱劑()

2.ALCh的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁培用熔化NaOH?Na2CO3固體等()

3.鋁和酸反應(yīng)時，氧化劑是酸，鋁和堿反應(yīng)時，氧化劑是堿()

4.氫氧化鋁可作胃酸的中和劑()

5.在加熱情況下利用H2還原AkCh的方法得到金屬鋁()

6.明磯可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用()

7.蒸發(fā)Al與稀鹽酸反應(yīng)后的溶液，制備無水AlCI3()

8.將Al(OH)3沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀硫酸，加熱蒸干得無水Ab(SO4)3固體()

9.(NH4)2CO3,CH3COONH4>(NH4)2S.NaHCO3、KHS>NaHSO3>氨基酸均既能與酸反應(yīng)，

又能與堿反應(yīng)()

10.用過量氨水除去Fe3+溶液中的少量Ap+()

11.除去Fe2O3中的AI2O3,加入足量NaC)H溶液，然后過濾()

12.將AlCI3加入Ba(HCo3)2溶液中同時有氣體和沉淀產(chǎn)生()

答案l.×2.×3.×4,√5,×6,×7.X8.√9,√10.×11.√12.√

■專項突破提升關(guān)鍵能力

一、鋁及其化合物與酸、堿反應(yīng)的定量關(guān)系

1.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

出的金屬，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H?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H2的

體積之比是?

(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

Hz相等，則HCl和NaOH的物質(zhì)的量濃度之比是,

(4)甲、乙兩燒杯中各盛有IOOmL3mol?I√ι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叭甲)：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(1)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2A1?3H2,故只要參加反應(yīng)的Al的量相等，所得H2的

量必相等。

(2)因為在反應(yīng)中Al過量，產(chǎn)生的H?由HCl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、Nae)H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〃(HCI)：n(NaOH)=3：1,又因為兩溶液體積

相等，故物質(zhì)的量濃度c(HCI)：C(NaOH)=n(HCl):n(NaOH)=3：1?

(4)可見當(dāng)參加反應(yīng)的HCl和NaOH的物質(zhì)的量一樣多時，產(chǎn)生H2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?L1×0.1L0.15mol

則Al與NaOH反應(yīng)生成的出為0.15molX2=0.3mol。

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

2×27g3mol

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

2Al+6HC1=2AlCl3+3H2t

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t

(1)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:OH「的物質(zhì)的量之比為"(H")：n(OH)=3：1。

⑵足量的鋁分別與等物質(zhì)的量的HCl和NaoH反應(yīng)：

①消耗Al的物質(zhì)的量之比為1：3。

②生成出的物質(zhì)的量之比為1:3。

(3)一定量的鋁分別與一定量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)：

M

若產(chǎn)生氫氣的體積比為女JB)<1,則必定

?VfNaoH(H2)

①鋁與鹽酸反應(yīng)時，鋁過量而HCl不足。

②鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)時，鋁不足而NaOH過量。

2.室溫下，在0.2mol?L∣Al2(SO4)3溶液中，逐滴加入LOmol?I√∣NaOH溶液，實驗測得溶

液PH隨NaOH溶液體積變化曲線如圖，回答下列問題：

3+

(l)a點時溶液呈酸性的原因是A1+3H2OAI(OH)3+3H(用離子方程式表示)。

(2)a?b段AF+濃度減小的原因是AF++3H2θAl(OH)3+3H+,加入NaOH,中和H”,反

應(yīng)正向進行，AF+的濃度減小。

(3)b-c段，PH變化不明顯的原因是加入的OH-主要和AF+反應(yīng)生成了AI(OH)3沉淀，致使

PH變化不大。

(4)c-d段及以后PH變化大的原因是生成的AI(OH)3溶解生成NaAIO2,致使溶液堿性增強。

d點以后，Al(OH)3完全溶解，再加入NaOH,PH再變大較快。

二、從鋁土礦中提取鋁

3.利用鋁灰(主要成分為Al、AI2O3SAIN,FeO等)制備鋁鞅劑［主要成分為AI(OH)2。］的一

種工藝如下：

水鹽酸漂白液純堿

鋁灰屋鬣劑

氣體AH2廢渣CO2

(1)氣體A能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)。鋁灰在90℃時水解生成A的化學(xué)方程式為

“水解”采用90℃而不在室溫下進行的原因是。

(2)“酸溶”時，AbCh發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

(3)“氧化”時，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為0

(4)“廢渣”的成分為(填化學(xué)式)。

(5)采用噴霧干燥而不用蒸發(fā)的原因是.

9(),C

答案(I)AlN+3H2O==A1(OH)3+NH3t

加快AIN的水解反應(yīng)速率，降低NFh在水中的溶解度，促使NEh逸出

+3+

(2)A12O3+6H=2AI+3H2O

2++3+

(3)2Fe+2H+C10^=2Fe+CΓ+H20

(4)Fe(OH)3

⑸防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3

?歸納總結(jié)

工業(yè)煉鋁的流程

方案一：堿溶法

NaoH溶液

殘

鋁渣

土過濾

懸

礦

濾

過

足量濁

鹽酸液

方案二：酸溶法

鋁

土

礦

考點二銅金屬材料金屬冶煉

■歸納整合夯實必備知識

(一)銅

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)

①生成銅綠的化學(xué)方程式：2Cu+Ch+Cθ2+H?O=CS(C)H)?CO3(綠色固體)。

②CU和S反應(yīng)的化學(xué)方程式：2CU+S^^CU2S0

③與濃硫酸共熱的化學(xué)方程式：Cu+2H2S04(^)^^CuS04+S02t+2H2Oo

I2+

④與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式：3CU+8H'+2NO3=3CU+2NOt+4H2O?

+2+

⑤與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式：CU+4H+2NO7=CU+2NO2t+2比0。

⑥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

顏色黑色破紅色

CUO+2H+=CU2++HO-+2+

與酸反應(yīng)(H，)2CU2O+2H=CU+CU+H2O

與H2反應(yīng)CuO+H2^^CU+H2OCU2θ+H2△=2CU+H2O

轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuO盤=

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

反應(yīng)①的化學(xué)方程式：Cu(OH)2=^=CuO+H2OO

2+

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

4.銅鹽

(I)CU2(OH)2CO3名稱為堿式碳酸銅,是銅綠、孔雀石的主要成分。

△Cu2(OH)2CO3=^=2CuO+CO2f

+H.O

—

2+

Cu2(OH)2COi+4H*∑^=2Cu

+COJ+3HO

C2

(2)CUSO4?5H2O俗稱藍(lán)磯、膽研。

可發(fā)生5≡需軟需磊+5H2。,無水CuSO,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。

(二)金屬材料金屬冶煉

1.合金的概念及性能

re?i由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非

l?j一金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

I-具有金屬特性

熔點：多數(shù)合金的熔點比它的各成分金屬

瞳一一的熔點低

_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

(1)金屬材料分類

金黑色金屬材料錢、鎰、鋌以及它們的合金

屬

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

Pl碳素鋼I一一中碳鋼:強度高，韌性及加工性好

?L高碳鋼：硬而脆，熱處理后彈性好

鐵—

巧前一具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制

①τtu~不銹鋼及各種特種鋼

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

H銅

壹銅(主要含Cu、Sn、Pb)：我國最早使用

合

金黃銅(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

(1)金屬在自然界中的存在

化合態(tài)卜在金屬化合物中，金屬元素都顯正價

嬴福-金、祐等極少數(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)還原為游離態(tài)的過程。即M"++"b==M（寫反應(yīng)通式,

用M表示金屬）。

（3）金屬冶煉的方法

電解熱還原熱分解

---------金屬活動性逐漸減弱-------------?

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAg

電解I1院）△

NaC1（熔融）Fe2O3HgO

例如下列金屬的冶煉（用化學(xué)方程式表示）

Na：2NaCl（熔融）里鯉=2Na+CM

電

解Mg：MgCl2（熔融）叁空=Mg+C"

法

工Al：2Ak0K熔融）署>4A1+3CM

冰HH口

熱

還高爐煉鐵：Fe2θa+3CO且退2Fe+3CO?

原

法焦炭還原制銅：2CUo+C0=2Cu+CO]

熱

分Hg≡2HgO=^=2Hg+O2f

解

法Ag：2Ag2O=^=4Ag+O2t

Γ易錯辨析」

1.CUO是黑色固體，與水反應(yīng)生成CU（OH）2（）

2.將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕（）

3.CUSO#5比0失去結(jié)晶水屬于物理變化（）

4.將CUCI2溶液在蒸發(fā)皿中蒸干，得到無水CUCl2固體（）

5.將表面有銅綠的銅器放入鹽酸中浸泡除去銅綠（）

6.合金材料中不可能含有非金屬元素（）

7.合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬（）

8.工業(yè)上電解熔融的AlCl3制取Al（）

答案1.×2.√3.×4.X5.√6.×7.√8.×

■專項突破提升關(guān)鍵能力

一、銅及其化合物的制備

1.工業(yè)上由黃銅礦（主要成分為CUFeS2）冶煉銅的主要流程如下:

石英砂石英砂氣體A

I焙燒.泳銅I焙燒泡銅Al-電解精

（Cu2O>Cu）高溫?精煉銅

I（WCu2SnFeS）I

空氣區(qū)氣熔渣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。

(3)以CUSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn,Ag、Pl、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C/+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+2H2O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。

j?γS

答案⑴Cd(2)3CU2O+2AI=?A12O3+6Cu

+-

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

解析(1)氣體A中的大氣污染物為SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。(2)依據(jù)圖示，泡

銅中的CsO與Al在高溫下發(fā)生鋁熱反應(yīng)制得銅。(3)電解精煉銅的過程中，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C/+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O2+4H+4e^=2H2Oo

■練后反思

冶煉銅的“兩方法”

(1)濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cuo

(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+4θ2==Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)

I2(X)℃

2CU2S+302==2CU2O+2SO2

?200*0

2Cu2O+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i?+,

用純銅棒作陰極即可得精銅。

二、金屬冶煉、金屬礦物的開發(fā)利用

2.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.鈕、銘、缽、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，通常用CO還原法煉制鐵，錯誤：B項，是因為Al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。

3.以高硫鋁土礦（主要成分為AI2O3、Fe2O3,Sic）2、少量FeS2）為原料，生產(chǎn)Fe3O4的部分工

藝流程如下：

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SCh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AloE轉(zhuǎn)化為AF+

D.FeSz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AIof只能轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀。

考點三鎂海水提鎂

■歸納整合夯實必備知識

1.鎂的存在

自然界中的鎂主要以化合態(tài)的形式存在于地殼和海水中，海水中鎂的總儲量約為1.8X10∣%

2.鎂的性質(zhì)

分別寫出鎂與①02、②N2、③CI2、④H+、⑤NMCl溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，是離子反應(yīng)的

寫離子方程式：

人聲燃

Φ2Mg+O2=≡=2MgO;

②3Mg+N2望=Mg3N2；

占燃

③Mg+CL=^MgCb;

l2+

（4）Mg+2H=Mg+H2I；

2+

@Mg+2NHI=Mg+2NH3t+H2t。

3.鎂的提取

從海水中提取鎂的流程

⑴流程

貝殼型?CaO五石灰乳沉淀

海水或苦鹵----LMg(C)H.過濾老區(qū)MgCl2?6H2O

MgJ≡MgCl.H-氣體

g熔融g2脫水(△)

(2)主要化學(xué)反應(yīng)

?jH

①制石灰乳：CaCO3-=^=CaO+CO2t、CaO+H2O=Ca(OH)2;

2+2+2+

②沉淀Mg:Mg+Ca(OH)2=Mg(OH)2+Ca；

He'1

③制備MgCl2：Mg(C)H)2+2HCl=MgCl?+2H2。、MgCl2?6H2O=^=MgC12+6H2O;

申解

④電解MgCl2:MgCI2(熔融)=Mg+C12tO

4.鎂的重要化合物

+2+

氧化鎂堿性氧化物MgO+2H=Mg+H2O

2+

中強堿Mg(OH)2+2H'=Mg+2H2O

2+

難溶于水Mg+2OH^=Mg(OH)2I

氫氧化鎂

溶解度小于碳酸鎂MgCO3+H2O=^=Mg(OH)2+CO2t

熱穩(wěn)定性Mg(OH)2=^MgO+H2O

氯化鎂用于冶煉金屬鎂MgCI2(熔融)=≡=Mg+C12t

Γ易錯辨析」

1.加熱MgeL溶液最終可制得MgCI2固體（）

2.工業(yè)上冶煉金屬鎂也可以采用電解熔融Mgo的方法（）

3.鎂不慎著火，可以用CO2滅火（）

4.在Mg（HCO3）2溶液中加入足量的Ca（OH）2溶液，最終得到的沉淀是MgCO3和CaCO√）

答案1.×2.×3.X4.X

■專項突破提升關(guān)鍵能力

從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示:

回答下列問題：

(1)海水通過結(jié)晶、過濾得到的固體物質(zhì)主要是。

答案NaCl

⑵怎樣使MgC12?6H2O失去晶體水，得到MgCI2?

答案將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水。

(3)上述工藝流程涉及到的四大基本反應(yīng)類型有：“

答案化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)

⑷寫出電解熔融MgCL的電極反應(yīng)式。

答案陽極：2CΓ-2e=Cl2t

陰極：Mg2+÷2e^=Mg

真題演練明確考向

1.(2020?全國卷IΠ,7)宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年色彩依然,

其中綠色來自孔雀石顏料[主要成分為Cu(OH)2CuCO3],青色來自藍(lán)銅礦顏料[主要成分為

CU(OH)2?2CUC03]O下列說法錯誤的是()

A.保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度

B.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化

C.孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿

D.Cu(OH)2CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于CU(OH)2?2CuCC>3

答案C

2.(2020?江蘇，3)下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對應(yīng)關(guān)系的是()

A.鋁的金屬活潑性強，可用于制作鋁金屬制品

B.氧化鋁熔點高，可用作電解冶煉鋁的原料

C.氫氧化鋁受熱分解，可用于中和過多的胃酸

D.明磯溶于水井水解形成膠體，可用于凈水

答案D

解析鋁的金屬活潑性強與可用于制作鋁金屬制品無對應(yīng)關(guān)系，A項錯誤；氧化鋁熔點高，

可用作耐高溫材料；鋁是活潑金屬，用電解法冶煉，選擇氧化鋁作原料，是因為氧化鋁是離

子化合物，B項錯誤；氫氧化鋁具有弱堿性，可以中和過多的胃酸，C項錯誤；明磯的化學(xué)

式為KAl(SO4)2。210,AF+發(fā)生水解生成Al(OH)3膠體，可以吸附水中懸浮的顆粒物，從而

起到凈水的作用，D項正確。

3.(2020?山東，9)以菱鎂礦(主要成分為MgCo3,含少量SiO2、Fe2O3和AbCh)為原料制備高

純鎂砂的工藝流程如下：

氫

高

輕

氧

純

r燒

化

鎂

粉

鎂

-I砂

已知浸出時產(chǎn)生的廢渣中有SiO2、Fe(C)H%和Al(OH)30下列說法錯誤的是()

A.浸出鎂的反應(yīng)為Mgo+2NH4Cl=MgC∣2+2NH3t+H2O

B.浸出和沉鎂的操作均應(yīng)在較高溫度下進行

C.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有NH3、NH4Cl

D.分離Mg?+與AF+、Fe?+是利用了它們氫氧化物KSP的不同

答案B

解析氯化錠溶液顯酸性，與MgO反應(yīng)，相當(dāng)于Mge)促進了氯化錠的水解，生成氨氣，A

項正確；NH3?H2O易分解，故沉鎂時溫度不可太高，B項錯誤；由流程圖可知氨氣可循環(huán)使

用，沉鎂過程中產(chǎn)生氯化錠，故氯化錠也可循環(huán)使用，C項正確；浸出過程中產(chǎn)生Fe(C)H)3

和Al(OH)3,沉鎂過程中加氨水調(diào)節(jié)PH產(chǎn)生Mg(OH)2,利用三種離子氫氧化物KSP的不同，

使其先后沉淀而分離，D項正確。

4.[2016?海南，14(1)(2)(3)]KAl(SO4)2-12比0(明機)是一種復(fù)鹽，在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實

驗室中，采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明磯的過程如下圖所

示?；卮鹣铝袉栴}：

N,4

^>??]1a?≡y[1??A]^∏≡B]罌國

----------激熱，過墟------------------K2SO4----------

(1)為盡量少引入雜質(zhì)，試劑①應(yīng)選用(填標(biāo)號)。

a.HCl溶液b.H2SO4溶液

c.氨水d.NaOH溶液

(2)易拉罐溶解過程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為.

(3)沉淀B的化學(xué)式為;

將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是.

答案(Dd

(2)2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2t

⑶Al(OH)3Ap+水解，使溶液中H+濃度增大

解析(3)濾液A中鋁元素以AlO5形式存在，與溶液中HCo,發(fā)生反應(yīng)：AIO2+HCO；+

+3+

H2O=AI(OH)3I+CθΓ,故沉淀B為AI(OH)3,明磯溶于水時，KAI(SO4)2=K+Al+

3++

2SOΓ,AI+3H2OA1(OH)3+3H,使溶液呈弱酸性。

課時精練

一、選擇題：每小題只有一個選項符合題目要求。

1.下列所用的材料不屬于合金的是（）

A.家用的鋁窗B.建筑用的鋼筋

C.鑄造用的黃銅D.溫度計用的水銀

答案D

解析水銀是汞，是金屬單質(zhì)，不是合金，故D符合。

2.C919大型飛機的主結(jié)構(gòu)材料大量使用了鋁鋰合金，鋁鋰合金的優(yōu)點是（）

A.高強度、導(dǎo)熱性B.低密度、高強度

C.低密度、導(dǎo)電性D.導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性

答案B

解析制造飛機材料要求密度低、強度高，鋁和鋰都是輕金屬，所以制成的鋁鋰合金密度低、

強度高，適合用作制造飛機的材料，與其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性無關(guān)。

3.2021年5月15日，“天問一號”探測器成功軟著陸于火星。這是中國火星探測史上的歷

史性事件。新型鋁基碳化硅復(fù)合材料被大量應(yīng)用于火星車的車身。下列關(guān)于該復(fù)合材料可能

的性質(zhì)描述不正確的是（）

A.密度小B.硬度大

C.熔點低D.抗氧化

答案C

4.下列敘述鎂的性質(zhì)中，正確的是（）

A.在氮氣中不能燃燒

B.與水不能反應(yīng)釋放出氫氣

C.在氯氣中燃燒會產(chǎn)生白煙

D.鎂條可在二氧化碳?xì)怏w中燃燒只生成白色固體

答案C

解析Mg在N2、。2、CI2、CO2中能燃燒；在加熱時，Mg與HzO反應(yīng)生成H2；Mg與CCh

反應(yīng)生成固體MgO和C。

5.下列說法不正確的是（）

A.通過電解熔融的無水MgCl2可以制得金屬鎂

B.鎂條在空氣中燃燒所得的固體物質(zhì)是混合物

C.氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐火材料

D.金屬鎂質(zhì)地柔軟，不適宜制作高強度的合金材料

答案D

解析Mg是活潑金屬，如果電解氯化鎂溶液，陰極上氫離子放電而不能生成Mg,所以工業(yè)

上采用電解熔融MgCl2的方法冶煉Mg,故A正確：Mg在空氣中燃燒生成MgO、Mg3N2?

MgO和C,所以鎂條在空氣中燃燒所得的固體物質(zhì)是混合物，故B正確；Mgo熔點很高，

在一般條件下不熔融，所以氧化鎂是優(yōu)質(zhì)的耐火材料，常作耐火磚，故C正確；雖然Mg質(zhì)

地柔軟，但密度小，常用來制作合金材料，如鎂鋁合金，故D錯誤。

6.某同學(xué)通過系列實驗探究Al及其化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到目的的是()

A.將水加入濃硫酸中得到稀硫酸，將鋁條置于其中探究Al的活潑性

B.將NaC)H溶液緩慢滴入AI2(SO4)3溶液中至過量，最終觀察到有沉淀生成

C.將AI(OH)3濁液直接倒入已裝好濾紙的漏斗中過濾，洗滌并收集沉淀

D.將AI(OH)3沉淀轉(zhuǎn)入蒸發(fā)皿中，加足量稀硫酸，加熱蒸干得無水AI2(SO4)3固體

答案D

解析A項，稀釋濃硫酸時應(yīng)將濃硫酸加入水中并不斷攪拌；B項，將過量的NaoH溶液滴

入Ab(SC)/溶液中，最終生成NaAlO2溶液，無沉淀。

7.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CUCI2的生成

C.將CUCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CUel2固體

D.將表面有銅綠［Cu2(OH)2CCM的銅器放入鹽酸中浸泡，除去銅綠

答案D

解析濃硫酸溶于水放熱，正確的操作應(yīng)該將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應(yīng)后取一定量的反

應(yīng)液加入盛有水的燒杯中，A錯誤；應(yīng)該用紅熱的銅絲，B錯誤；C/+水解，加熱CUCI2溶

液不能得到CUCb固體，C錯誤；銅綠溶于鹽酸而銅不溶于鹽酸，故可用鹽酸除去銅器表面

的銅綠，D正確。

8.以混有SiO2的MgCO3為原料制備氧化鎂的實驗流程如圖：

鹽酸氨水

(S'~~r-?1I1氧

.T酸浸1浸出液T沉鎂1固體XT煨燒嚏

浸出渣母液

下列說法錯誤的是()

A.酸浸的離子方程式為C0r+2H+=C02f+H2O

B.浸出渣的成分是SiO2

C.母液的主要溶質(zhì)是NH4CI

D.固體X是Mg(OH)2

答案A

解析MgCo3是微溶物，不可拆成離子，故A錯誤；Siθ2不溶于鹽酸，濾渣為Siθ2,故B

正確：加入氨水沉鎂，MgCl2+2NH3?H2O=Mg(OH)2I+2NH4C1,母液主要溶質(zhì)是NH(1,

故C、D正確。

二、選擇題：每小題有一個或兩個選項符合題目要求。

9.工業(yè)上用某種氧化鋁礦石(含F(xiàn)e2O3雜質(zhì))為原料冶煉鋁的工藝流程如圖所示：

氧

化Ll沉淀I

鋁

疆外需JAI(OH).,臀國F?

礦

石一、由L2co」

過濾液反應(yīng)U、Ll

因過濾LM

下列對上述流程中的判斷正確的是()

A.試劑X可以為氨水，沉淀中含有鐵的化合物

B.CO2可以用H2SO4溶液或稀鹽酸代替

C.反應(yīng)II為CO2+AlO2+2H2O=Al(OH)3I+HCO3

D.工業(yè)上還可采用Fe還原Al2O3的方法制Al,成本更低

答案C

解析A項，氨水為弱堿不能溶解AI2O3；B項，用強酸代替C02,易造成AI(OH)3的溶解，

進而造成Al的損失；D項，F(xiàn)e不能還原AI2O3。

10.金屬材料的發(fā)展極大地促進了人類社會的文明程度。如圖是兩種金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化

關(guān)系。下列說法不正確的是()

3

A.根據(jù)反應(yīng)③可知氧化性：FeSH2O2

B.向X溶液中滴入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀

C.反應(yīng)③中稀硫酸表現(xiàn)酸性、氧化性

+2+

D.反應(yīng)①的離子方程式為Cu+H2O2+2H=CU+2H2O

答案AC

解析由題干中兩種金屬及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖分析可知，M為Cu,E為Fe,X為FeSO4,

Y為Fe2(SO4)3,W為Fe(SCN)3,Z為Fe(OH)3o反應(yīng)③的離子方程式為2Fe2++H2Ch+2H+

3+3+

=2Fe+2H2O,可知氧化性：H2O2>Fe,A錯誤：X溶液中含有Fe?+,故向X溶液中滴

入K3[Fe(CN)6]溶液，生成藍(lán)色沉淀，B正確；根據(jù)反應(yīng)③的離子方程式為2Fe2++H2O2+

+3+

2H=2Fe+2H2O可知反應(yīng)③中稀硫酸僅表現(xiàn)酸性，C錯誤；反應(yīng)①的離子方程式為Cu

+2+

+H2O2+2H=CU+2H2O,D正確。

11.實驗室從含有少量氧化鐵雜質(zhì)的廢銅粉制取無水硫酸銅的實驗步驟如下圖:

廢

銅

粉

氣體A

下列有關(guān)說法正確的是()

A.溶解廢銅粉“過量酸”是指稀硝酸

B.氣體A是02,將亞鐵離子氧化為鐵離子

3+2+

C.生成沉淀D的離子方程式可以為3CuO+2Fe+3H2O=2Fe(OH)3I+3Cu

D.從溶液中得到的無水硫酸銅的方法是冷卻結(jié)晶

答案BC

解析過量的酸應(yīng)為稀硫酸，用稀硝酸會引入硝酸根離子，A錯誤；向混合溶液通入氣體A

的作用是將溶液中的亞鐵離子氧化為鐵離子，氣體A為氧氣，B正確：加入固體B的作用是

調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe?+變?yōu)槌恋矶ィ瑸榱瞬灰胄碌碾s質(zhì)，可