第3单元 第4讲 金属材料开发利用金属矿物-【金版教程】2023高考化学一轮复习解决方案word（全国统考版）

第4讲　金属材料　开发利用金属矿物 1.了解合金的定义及特点。2.了解铜合金和钢的分类、组成及用途。3.了解金属材料的分类。4.了解正确选用金属材料的依据。5.掌握金属冶炼的反应原理，了解金属冶炼的一般步骤。6.掌握金属冶炼的常用方法。 考点一　金属材料　合金 1．合金 2．常见的金属材料 (1)金属材料分类 (2)几种常见的合金 误点查正，请指出下列各说法的错因。 (1)铝合金是用量最大、用途最广的合金。 错因：钢是用量最大、用途最广的合金。 (2)合金的熔点一般高于成分金属。 错因：合金的熔点一般低于成分金属。 (3)合金材料中不可能含有非金属元素。 错因：碳素钢就含有碳元素。 (4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料。 错因：铜是人类使用最早的金属材料。 1．合金性质的理解 (1)物理性质：合金是由不同金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，与其成分金属的物理性质不同。 (2)化学性质：合金中的各成分金属在形成合金时，并未改变物质结构，所以合金中各物质保持其原有的化学性质。 2．理解合金的组成及性质应注意的问题 (1)组成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。 (2)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一金属的沸点，则二者不能形成合金。 1．我国制造C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　) A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B．铝锂合金的硬度比锂大 C．铝锂合金的熔、沸点比铝低 D．铝锂合金耐酸碱腐蚀 答案　D 2．合金是建造航空母舰的主体材料。航母升降机可由铝合金制造，舰体材料为合金钢，螺旋桨主要用铜合金制造。下列说法中不正确的是(　　) A．铝合金、合金钢和铜合金都具有硬度大、耐腐蚀等性质 B．Al­Mg合金焊接前可用NaOH溶液处理Al2O3膜 C．航母用钢由低硅生铁冶炼而成，在炼铁过程中为降低硅含量需加入CaCO3 D．Cu­Al合金用稀硫酸或NaOH溶液处理，该合金均能完全溶解 答案　D 3．“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12是二十世纪发现的几百种拟晶之一，具有合金的某些优良物理性能。下列有关这种拟晶的说法正确的是(　　) A．无法确定Al65Cu23Fe12中三种金属的化合价 B．Al65Cu23Fe12的硬度小于金属铁 C．1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时共失去265 mol电子 D．Al65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料 答案　D 解析　拟晶Al65Cu23Fe12是由三种金属元素组成，由于金属无负价，根据化合价代数和为0的原则，三种金属的化合价均可视作0价，A错误；合金的硬度一般比各成分金属大，B错误；Al65Cu23Fe12溶于过量的硝酸时，Al与Fe均变为＋3价，Cu变为＋2价，故1 mol Al65Cu23Fe12失电子的物质的量＝(65×3＋2×23＋12×3) mol＝277 mol，C错误；Al65Cu23Fe12与海水可以构成原电池，会加速金属的腐蚀，因此不可用作长期浸泡在海水中的材料，D正确。 考点二　金属矿物的开发和利用 1．金属在自然界中存在的形态 除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。 2．金属冶炼的实质 利用氧化还原反应将金属从金属化合物中还原出来：Mn＋＋ne－===M。 3．金属的冶炼方法 (1)热分解法 Hg：2HgO2Hg＋O2↑ Ag：2Ag2O4Ag＋O2↑ (2)热还原法常用H2、CO、焦炭、活泼金属作还原剂 ①氢气还原法。例如H2还原WO3：3H2＋WO3W＋3H2O。 ②焦炭还原法。例如C还原CuO：C＋2CuO2Cu＋CO2↑。 ③活泼金属还原法。例如Al还原Fe3O4： 8Al＋3Fe3O44Al2O3＋9Fe；Na还原KCl：Na＋KClK↑＋NaCl。 ④一氧化碳还原法。例如CO还原Fe2O3： 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 (3)电解法 Na：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑； Mg：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑； Al：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 (4)湿法冶金(又叫水法冶金) 如湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。 误点查正，请指出下列各说法的错因。 (1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。 错因：金属离子未必只有氧化性，如Fe2＋有还原性。 (2)工业上电解熔融的AlCl3制取Al。 错因：AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故不能采用该方法制取Al。 (