专题12 金属材料、金属冶炼-【学考一次过】2025年高中化学学业水平考试复习系列资料（考点梳理+真题回顾+模拟预测）

本讲义包含：考点梳理→真题回顾→模拟预测 专题12 金属材料、金属冶炼 一．金属材料 1．合金的概念及性能 易错提醒： (1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 (2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。 (3)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种金属的沸点，则二者不能形成合金。 (4)合金一定是混合物，没有固定的熔点 2．常见的金属材料 （1）金属材料分类 （2）几种常见的合金 ①铁合金：钢是用量最大，用途最广的合金。 ②铝合金 ③铜合金 （3）新型合金 ①储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 ②其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 二．金属矿物的开发利用 （1）金属在自然界中的存在形态 ①游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu ②化合态：化学性质比较活泼的金属，在自然界中能以化合态的形式存在，如： Al、Na （2）金属冶炼的一般步骤 （3）金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （4）金属冶炼的方法 根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 例如下列金属的冶炼： 方法名称 主要反应原理(举例) 物理提取法 Au、Pt在自然界中主要以游离态存在。 热分解法 适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属。 2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO作还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2作还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3 焦炭作还原剂 2PbO＋C2Pb＋CO2↑ C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 说明： ①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态难导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 ②冶炼镁用电解熔融的MgCl2而不用电解熔融MgO，是因为MgO熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。 ③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 1．（22-23高二上·广东·学业考试）在下列自然资源的开发利用中，不涉及化学变化的是 A．用蒸馏法淡化海水 B．用铁矿石冶炼铁 C．用石油裂解生产乙烯 D．用煤生产水煤气 【答案】A 【详解】A.蒸馏海水，利用沸点的差异分离易挥发和难挥发的物质，没有涉及到化学变化，A项符合题意； B.铁矿石炼铁，从铁的化合物得到铁单质，涉及到化学变化，B项不符合题意； C.石油裂解，使得较长碳链的烷烃断裂得到较短碳链的烃类化工原料，涉及到化学变化，C项不符合题意； D.煤生成水煤气，C与水蒸气高温条件下得到CO和H2，涉及到化学变化，D项不符合题意； 本题答案选A。 2．（2020高二下·广东·学业考试）铁元素在地壳中含量丰富，下列有关说法不正确的是 A．不锈钢属于铁合金 B．用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3+ C．铁制品腐蚀过程中铁被还原 D．铁矿石炼铁过程中涉及化学变化 【答案】C 【详解】A.不锈钢是铁合金，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍，故A正确； B.为了检验某溶液中是否含有Fe3+，可加入KSCN溶液，如果溶液中含有Fe3+，溶液变为血红色，故B正确； C.钢铁腐蚀就是铁原子失去电子被氧化的过程，故C错误； D.铁矿石炼铁是利用还原剂一氧化碳还原金属氧化物，有生成了新物质，属于化学变化，属于化学变化，故D正确。 故选C。 3．（2020高二上·浙江·学业考试）下列说法正确的是 A．NH3分解时吸热，可用作制冷剂 B．工业用焦炭还原氧化铁在炼铁高炉中制铁 C．工业上用饱和石灰水制备漂白粉 D．二氧化硫可用于漂白纸浆 【答案】D 【详解】A．液氨汽化吸热，故用作制冷剂，与分解吸热无关，A项错误； B．工业用CO还原氧化铁在炼铁高炉中制铁，而不是焦炭，B项错误； C．工业上用石灰乳制备漂白粉，而不是饱和石灰水，C项错误； D．二氧化硫具有漂白性，可用于漂白纸浆，D项正确； 故选D。 4．（2023高一上·辽宁·学业考试）下列含硫物质与其主要成分的化学式对应关系正确的是 选项 A B C D 物质 黄铁矿 钡餐 芒硝 石膏 主要成分的化学式 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．黄铁矿主要成分的化学式FeS2，故A错误； B．钡餐主要成分的化学式，故B正确； C．芒硝主要成分的化学式Na2SO4·10H2O，故C错误； D．石膏主要成分的化学式，故D错误。 答案为：B。 5．（22-23高一下·广东江门·期中）中国国家博物馆藏品“错金银云纹青铜犀尊”工艺精湛，体现了我国古代科学技术的高超水平。该藏品所含金属元素的单质能与稀硫酸发生反应的有 A．金 B．银 C．锡 D．铜 【答案】C 【详解】A．金单质性质不活泼，不与稀硫酸发生反应，A错误； B．银单质性质较稳定，不与稀硫酸发生反应，B错误； C．锡单质性质较活泼，可与稀硫酸发生反应，C正确； D．铜单质性质较稳定，不与稀硫酸发生反应，D错误； 故选C。 6．（2024高一下·湖南·学业考试）下列金属中，工业上常采用热还原法冶炼的是 A．Al B．Fe C．Hg D．Ag 【答案】B 【详解】A．铝性质活泼，通常用电解熔融氧化铝的方法制取铝，故A不选； B．铁性质较活泼，通常用热还原法冶炼，故B选； C．汞性质稳定，通常用热分解法冶炼，故C不选； D．银性质稳定，通常用热分解法冶炼，故D不选。 答案选B。 7．（2021高一下·宁夏吴忠·学业考试）自然界含量最多的金属元素是 A．氧 B．镁 C．铝 D．钠 【答案】C 【详解】地壳中含量前四位的元素为：O、Si、Al、Fe，故含量最多的元素为O元素，含量最多的金属元素为Al元素，故选：C。 8．（2024高一下·湖南·学业考试）镍的活泼性介于金属活动顺序表中铜和铁之间，工业冶炼镍的方法是 A．物理方法 B．电解法 C．热还原法 D．热分解法 【答案】C 【详解】A．金和铂利用物理富集法制取，故A不符合题意； B．电解法用于活泼的金属制取，故B不符合题意； C．铁、铜的制取根据热还原法进行制取，金属性活泼性顺序为：铁、钴、镍、铜等，因此镍采用该方法，故C符合题意； D．热分解主要制取银和汞金属；故D不符合题意； 故答案选C。 9．（2022高三·河北·学业考试）下列金属在工业上常用电解法冶炼的是 A．Ag B．Cu C．Fe D．Mg 【答案】D 【详解】A．Ag是不活泼金属，一般采用热分解的方法冶炼，A不符合题意； B．Cu是不活泼金属，一般采用热分解的方法冶炼，B不符合题意； C．Fe是比较活泼的金属，一般采用热还原的方法冶炼，C不符合题意； D．Mg是活泼金属，用一般还原剂不能将其从化合物中还原出来，一般采用电解方法冶炼，D符合题意； 故合理选项是D。 10．（2019高二上·江苏盐城·学业考试）以粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)为原料制取Al2O3的流程如下： (1)操作Ⅰ的名称是 ；溶液N中的溶质主要是 (填化学式)。 (2)用H2SO4“酸浸”时的离子方程式为 (任写一个)。 (3)“煅烧”时的化学方程式为 。 【答案】过滤 (NH4)2SO4 Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=Al3＋＋3H2O) 2Al(OH)3Al2O3＋3H2O 【详解】以粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)为原料制取Al2O3的流程如下： (1)操作Ⅰ是分离难溶于水的物质，因此操作Ⅰ的名称是过滤；硫酸铝、氨气、水反应生成氢氧化铝和硫酸铵，因此溶液N中的溶质主要是(NH4)2SO4；故答案为：过滤；(NH4)2SO4。 (2)用H2SO4“酸浸”是氧化铝、氧化铁和硫酸反应，其离子方程式为Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=Al3＋＋3H2O)；故答案为：Fe2O3＋6H＋=2Fe3＋＋3H2O(或Al2O3＋6H＋=Al3＋＋3H2O)。 (3)“煅烧”是氢氧化铝煅烧生成氧化铝，其化学方程式为2Al(OH)3Al2O3＋3H2O；故答案为：2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 1．（22-23高一上·江苏盐城·期中）下列氯化物既可以由氯气与金属反应制得，又可以由金属与盐酸反应制得的是 A．AlCl3 B．FeCl2 C．FeCl3 D．CuCl2 【答案】A 【详解】A. AlCl3由可金属和氯气直接反应制得，又能由金属和盐酸反应制得，故A正确； B. FeCl2只能由Fe和盐酸反应生成，与氯气反应生成FeCl3，故B错误； C. FeCl3只能由Fe和氯气反应生成，与盐酸反应生成FeCl2，故C错误； D. Cu为不活泼金属，与盐酸不反应，故D错误； 故选A。 2．（23-24高一上·山西忻州·期末）性质决定用途。下列物质与性质、用途相匹配的是 选项 A B C D 物质 Fe Na2O2 Fe3O4 NaClO 性质 导热性好 淡黄色固体 红棕色 易溶于水 用途 铁锅炒菜 作潜水艇供氧剂 作红色颜料 作游泳池的消毒剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．铁为金属，有良好的导热性，可用于铁锅炒菜，A正确； B．Na2O2能和二氧化碳、水生成氧气，可作潜水艇供氧剂，与其颜色无关，B错误； C．Fe2O3是一种红棕色固体，可用于作油漆和涂料的红色颜料，四氧化三铁为黑色固体，C错误； D．NaClO具有强氧化性，能杀灭细菌，所以NaClO可作杀菌、消毒剂，D错误； 故选A。 3．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·开学考试）X、Y、Z三种金属中，只有X在自然界通常以单质形式存在，Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，则三种金属的活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．Y>X>Z 【答案】A 【详解】只有X在自然界以单质形式存在，说明X最不活泼。Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，说明Y比Z活泼，则X、Y和Z的金属活动性顺序由强到弱的是Y>Z>X。 故选A。 4．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列物质对应的化学式不正确的是 A．石英： B．重晶石： C．黄铁矿： D．熟石膏： 【答案】B 【详解】A．石英的主要成分是，故A正确； B．重晶石的主要成分是，故B错误； C．黄铁矿的主要成分是，故C正确； D．熟石膏的化学式为，故D正确； 故选B。 5．（23-24高一下·福建福州·期末）下列物质中，通常用热分解法冶炼的是 A． B． C． D．(汞) 【答案】D 【详解】A．钠、镁、铝为活泼金属，一般用电解熔融的氯化物(铝为氧化铝)制得，A项错误； B．铝需要用电解法冶炼，电解熔融状态下的氧化铝制得，B项错误； C．较不活泼的金属铁、铜等用热还原法（还原剂为氢气、一氧化碳、铝粉等）制得，C项错误； D．金属汞可以用加热氧化汞的方法获得，D项正确； 答案选D。 6．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试）物质的性质决定用途。下列各物质的用途与性质对应关系正确的是 A．银有金属光泽，可用于制造电线 B．氮气是无色无味的气体，可用作保护气 C．石墨能导电，可用于制作铅笔芯 D．氢气具有可燃性，能作高能燃料 【答案】D 【详解】A．银具有良好导电性，可用于制造电线，与有金属光泽无关，A错误； B．氮气化学性质稳定，可用作保护气，与是无色无味的气体无关，B错误； C．石墨是最软的矿物之一，可用于制作铅笔芯，与能导电无关，C错误； D．氢气具有可燃性，能作高能燃料，D正确； 本题选D。 7．（24-25高一上·广西崇左·开学考试）生活中常说“五金”指的是金、银、铜、铁、锡，其中金属活动性最弱的是 A． B．Sn C．Cu D．Fe 【答案】A 【详解】常见金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au；在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属的活动性就越强，选项涉及的四种金属中Ag的位置最靠后，金属活动性最弱，故选：A。 8．（19-20高二上·江苏·期中）铝土矿的主要成分是 A．Fe2O3 B．SiO2 C．Al2（SO4）3 D．Al2O3 【答案】D 【详解】A、Fe2O3赤铁矿的主要成分，故A错误； B. SiO2是石英的成分，故B错误； C. Al2（SO4）3是一个被广泛运用的工业试剂，故C错误； D. 铝土矿的主要成分是Al2O3，故D正确； 故选D。 9．（24-25高一上·河北廊坊·阶段练习）金属活动性顺序(如下图)在工农业生产和科学研究中有重要应用。请你根据你的认知，结合金属活动性顺序，找出叙述有误的是 A．金属的位置越靠前，它的活动性就越强 B．位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢气 C．位于前面的金属能把位于后面的金属置换出来 D．很多金属都能与氧气、盐酸、稀硫酸等发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同 【答案】B 【详解】A．金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，故A正确； B．位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，盐酸、稀硫酸中不含氢气，故B错误； C．金属活动性顺序表中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，位于前面的金属能把位于后面的金属置换出来，故C正确； D．很多金属都能与氧气、盐酸、稀硫酸等发生反应，不同金属的活泼性不同，反应的难易和剧烈程度不同，故D正确； 答案选B。 10．（19-20高一上·辽宁大连·期末）2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。 下列叙述错误的是 A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能 C．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 D．不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大 【答案】C 【详解】A．不锈钢属于合金，是铁、铬、镍熔合而成具有金属特性的合金，故A正确； B．不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，使其具有抗腐蚀的性能，故B正确； C．钢是铁和碳的合金，不锈钢中含有金属元素，还含有非金属元素碳，故C错误； D．合金的硬度大于纯金属的硬度，不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大，故D正确； 答案选C。 11．（20-21高二上·山西太原·阶段练习）下列说法正确的是 A．所有不锈钢都只含有金属元素 B．镁合金的硬度和强度均高于纯镁 C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具 D．大多数金属元素均以单质形式存在于自然界 【答案】B 【详解】A．钢是铁和碳的合金，含有非金属元素碳，A错误； B．合金的性质使熔点低、硬度大，镁合金的硬度大于纯镁，B正确； C．铝是活泼金属，难易冶炼，明代还没有铝制品，C错误； D．金属元素一般较活泼易失电子，在自然界中主要以化合物的形式存在，D错误； 故选B。 12．（20-21高三上·山东菏泽·期中）中国古代的下列发明创造中，不涉及氧化还原反应的是 A．曾青(CuSO4)得铁则化铜 B．用铁矿石炼铁 C．用明矾除去铜器上的铜锈 D．用硫磺漂白织物 【答案】C 【详解】判断一个反应是否为氧化还原反应的依据是反应中是否有元素的化合价发生改变，有元素的化合价发生改变的反应为氧化还原反应，据此分析解题： A．曾青(CuSO4)得铁则化铜，反应为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，涉及氧化还原反应，A不合题意； B．用铁矿石炼铁，该反应为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，涉及氧化还原反应，B不合题意； C．用明矾除去铜器上的铜锈，原理是明矾水解呈酸性，Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，再酸与铜锈反应，Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑，未涉及氧化还原反应，C符合题意； D．用硫磺漂白织物，反应原理为：S+O2SO2，再利用SO2的漂白性，涉及氧化还原反应，D不合题意； 故答案为：C。 13．（20-21高三上·湖南邵阳·阶段练习）工业上制备下列物质的生产流程合理的是(　 　) A．由铝土矿冶炼铝：铝土矿Al2O3AlCl3Al B．从海水中提取镁：海水Mg(OH)2MgOMg C．由NaCl制漂白粉：饱和食盐水Cl2漂白粉 D．由黄铁矿制硫酸：黄铁矿SO2SO3H2SO4 【答案】D 【详解】A．由铝土矿冶炼铝，是通过电解氧化铝的方法来制备铝的，氯化铝不导电，A项生产流程不合理； B．从海水中提取镁，是通过电解氯化镁的方法来制备镁的，B项生产流程不合理； C．由NaCl制漂白粉，是利用氯气和石灰乳反应来制备的，C项生产流程不合理； D．由黄铁矿制硫酸，先制取SO2，然后催化氧化成SO3，然后用浓硫酸来吸收三氧化硫，D项生产流程合理； 本题答案 D 。 14．（20-21高一·全国·课时练习）关于高炉炼铁的下列说法中，正确的是 A．焦炭是还原铁矿石反应中的还原剂 B．石灰石在高炉中只发生非氧化还原反应，是造渣剂 C．炼铁高炉产生的废气可以直接排放到大气中 D．高炉炼铁炼出的产品为纯净物 【答案】B 【详解】A．焦炭完全燃烧放出大量的热；在高温的条件下，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，所以炼铁过程中焦炭的作用是提供热量和产生还原剂CO，故A错误； B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质(SiO2)反应形成炉渣，发生非氧化还原反应，故B正确； C．炼铁后产生的废气中含有一氧化碳、粉尘等有害物质，直接排放到空气中会造成空气污染，所以要处理后达标排放，故C错误； D．高炉炼铁得到的产品是铁和碳的合金，为混合物，故D错误； 故选：B。 15．（20-21高三下·安徽·开学考试）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球，标志着我国探月工程取得重大成果。月壤中含大量玄武岩(主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3 、CaO、MgO等)，下列有关玄武岩成分的说法正确的是 A．SiO2属于酸性氧化物，与水反应生成硅酸 B．Fe2O3常用作颜料，CaO可作碱性干燥剂 C．工业上，常用电解熔融MgO的方法制镁 D．上述氧化物只有1种能与NaOH溶液反应 【答案】B 【详解】A ．SiO2属于酸性氧化物，但与水不能反应，故A错误； B ．Fe2O3是一种红棕色粉末，常用作油漆、涂料的红色颜料，CaO 与 H2O 反应可作碱性干燥剂，故B 正确； C．工业上常用电解熔融 MgCl2的方法制镁，故C 错误； D ．SiO2、Al2O3都能与NaOH溶液反应，故D错误； 故选B。 16．（21-22高一下·云南曲靖·阶段练习）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 【答案】B 【详解】纯净的铁为银白色固体，具有很强的抗腐蚀能力，具有延展性，能导电导热，能被磁铁吸引，易被磁化；只有①④⑤⑦符合题意，故答案选B。 17．（21-22高一上·山东威海·期中）下列说法正确的是 A．少量的钠应保存在煤油中，新制氯水需存放在棕色广口瓶中 B．可用作食品防腐剂，熟石灰可用作食品干燥剂 C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白 D．工业高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料，但实际是CO将氧化铁还原为铁 【答案】D 【详解】A．溶液及液体少量保存应存放于细口瓶中，A错误； B．生石灰用于食品干燥剂，另现今食品干燥剂更多使用硅胶颗粒(主要成分为多联硅酸)，B错误； C．工业上用氯气与石灰乳(熟石灰的悬浊液)反应制备漂白粉，澄清石灰水浓度过低，C错误； D．高炉炼铁中焦炭及中间产物CO均是还原剂，用于还原氧化铁，D正确； 综上，本题选D。 18．（22-23高一上·浙江·期中）下列物质对应的化学式或主要成分不正确的是 A．芒硝： B．熟石膏： C．软锰矿： D．黄铁矿： 【答案】B 【详解】A．芒硝是的俗称，A正确；     B．生石膏是的俗称，熟石膏是的俗称， B不正确； C． 软锰矿的主要成分为，C正确；     D． 黄铁矿的主要成分为，D正确； 答案选B。 19．（22-23高二上·云南·阶段练习）《汉书・食货志》中对“五金”的解释是“金谓五色之金也，黄者曰金，白者曰银，赤者曰铜，青者曰铅，黑者曰铁”。下列说法正确的是 A．“五金”对应的元素均是副族元素 B．“五金”都可以与浓硝酸发生反应 C．可以用灼烧的方法区分真金与黄铜 D．纯铁是带有黑色金属光泽的块状固体 【答案】C 【详解】A．“五金”中的铅是主族元素，A错误； B．“五金”金不溶于浓硝酸，B错误； C．金的性质稳定，灼烧时不发生变化，而铜在灼烧时会生成氧化铜而变色，C正确； D．纯铁是银白色金属光泽，D错误； 故选C。 20．（20-21高一下·山东济宁·期末）下列元素中，在自然界只以化合态形式存在的是 A．氮元素 B．铁元素 C．硫元素 D．钠元素 【答案】D 【详解】A．自然界中存在游离态的氮元素，如：氮气，故不选A； B．自然界中存在游离态的铁元素，如：从陨石中能找到游离态的铁，故不选B； C．自然界中存在游离态的硫元素，如：硫磺，故C不选； D．钠元素性质活泼，钠元素在自然界只能以化合态形式存在，故选D； 选D。 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 本讲义包含：考点梳理→真题回顾→模拟预测 专题12 金属材料、金属冶炼 一．金属材料 1．合金的概念及性能 易错提醒： (1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 (2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。 (3)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种金属的沸点，则二者不能形成合金。 (4)合金一定是混合物，没有固定的熔点 2．常见的金属材料 （1）金属材料分类 （2）几种常见的合金 ①铁合金：钢是用量最大，用途最广的合金。 ②铝合金 ③铜合金 （3）新型合金 ①储氢合金：一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。如Ti－Fe合金、La－Ni合金，为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。 ②其他新型合金：钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。 二．金属矿物的开发利用 （1）金属在自然界中的存在形态 ①游离态：化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态的形式存在，如：Au、Ag、Pt、Cu ②化合态：化学性质比较活泼的金属，在自然界中能以化合态的形式存在，如： Al、Na （2）金属冶炼的一般步骤 （3）金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 （4）金属冶炼的方法 根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。 例如下列金属的冶炼： 方法名称 主要反应原理(举例) 物理提取法 Au、Pt在自然界中主要以游离态存在。 热分解法 适于冶炼金属活动性顺序表中位置靠后的不活泼的金属。 2HgO2Hg＋O2↑、2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO作还原剂 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁) H2作还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr 10Al＋3V2O56V＋5Al2O3 焦炭作还原剂 2PbO＋C2Pb＋CO2↑ C＋2ZnO2Zn＋CO2↑ 电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 说明： ①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态难导电。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 ②冶炼镁用电解熔融的MgCl2而不用电解熔融MgO，是因为MgO熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融。 ③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。 1．（22-23高二上·广东·学业考试）在下列自然资源的开发利用中，不涉及化学变化的是 A．用蒸馏法淡化海水 B．用铁矿石冶炼铁 C．用石油裂解生产乙烯 D．用煤生产水煤气 2．（2020高二下·广东·学业考试）铁元素在地壳中含量丰富，下列有关说法不正确的是 A．不锈钢属于铁合金 B．用KSCN溶液可检验溶液中的Fe3+ C．铁制品腐蚀过程中铁被还原 D．铁矿石炼铁过程中涉及化学变化 3．（2020高二上·浙江·学业考试）下列说法正确的是 A．NH3分解时吸热，可用作制冷剂 B．工业用焦炭还原氧化铁在炼铁高炉中制铁 C．工业上用饱和石灰水制备漂白粉 D．二氧化硫可用于漂白纸浆 4．（2023高一上·辽宁·学业考试）下列含硫物质与其主要成分的化学式对应关系正确的是 选项 A B C D 物质 黄铁矿 钡餐 芒硝 石膏 主要成分的化学式 A．A B．B C．C D．D 5．（22-23高一下·广东江门·期中）中国国家博物馆藏品“错金银云纹青铜犀尊”工艺精湛，体现了我国古代科学技术的高超水平。该藏品所含金属元素的单质能与稀硫酸发生反应的有 A．金 B．银 C．锡 D．铜 6．（2024高一下·湖南·学业考试）下列金属中，工业上常采用热还原法冶炼的是 A．Al B．Fe C．Hg D．Ag 7．（2021高一下·宁夏吴忠·学业考试）自然界含量最多的金属元素是 A．氧 B．镁 C．铝 D．钠 8．（2024高一下·湖南·学业考试）镍的活泼性介于金属活动顺序表中铜和铁之间，工业冶炼镍的方法是 A．物理方法 B．电解法 C．热还原法 D．热分解法 9．（2022高三·河北·学业考试）下列金属在工业上常用电解法冶炼的是 A．Ag B．Cu C．Fe D．Mg 10．（2019高二上·江苏盐城·学业考试）以粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2，还有少量的Fe2O3)为原料制取Al2O3的流程如下： (1)操作Ⅰ的名称是 ；溶液N中的溶质主要是 (填化学式)。 (2)用H2SO4“酸浸”时的离子方程式为 (任写一个)。 (3)“煅烧”时的化学方程式为 。 1．（22-23高一上·江苏盐城·期中）下列氯化物既可以由氯气与金属反应制得，又可以由金属与盐酸反应制得的是 A．AlCl3 B．FeCl2 C．FeCl3 D．CuCl2 2．（23-24高一上·山西忻州·期末）性质决定用途。下列物质与性质、用途相匹配的是 选项 A B C D 物质 Fe Na2O2 Fe3O4 NaClO 性质 导热性好 淡黄色固体 红棕色 易溶于水 用途 铁锅炒菜 作潜水艇供氧剂 作红色颜料 作游泳池的消毒剂 A．A B．B C．C D．D 3．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·开学考试）X、Y、Z三种金属中，只有X在自然界通常以单质形式存在，Y放入Z的硫酸盐溶液中，有Z析出，则三种金属的活动性顺序是 A．Y>Z>X B．X>Y>Z C．Z>Y>X D．Y>X>Z 4．（23-24高一下·浙江宁波·期末）下列物质对应的化学式不正确的是 A．石英： B．重晶石： C．黄铁矿： D．熟石膏： 5．（23-24高一下·福建福州·期末）下列物质中，通常用热分解法冶炼的是 A． B． C． D．(汞) 6．（24-25高一上·黑龙江哈尔滨·开学考试）物质的性质决定用途。下列各物质的用途与性质对应关系正确的是 A．银有金属光泽，可用于制造电线 B．氮气是无色无味的气体，可用作保护气 C．石墨能导电，可用于制作铅笔芯 D．氢气具有可燃性，能作高能燃料 7．（24-25高一上·广西崇左·开学考试）生活中常说“五金”指的是金、银、铜、铁、锡，其中金属活动性最弱的是 A． B．Sn C．Cu D．Fe 8．（19-20高二上·江苏·期中）铝土矿的主要成分是 A．Fe2O3 B．SiO2 C．Al2（SO4）3 D．Al2O3 9．（24-25高一上·河北廊坊·阶段练习）金属活动性顺序(如下图)在工农业生产和科学研究中有重要应用。请你根据你的认知，结合金属活动性顺序，找出叙述有误的是 A．金属的位置越靠前，它的活动性就越强 B．位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢气 C．位于前面的金属能把位于后面的金属置换出来 D．很多金属都能与氧气、盐酸、稀硫酸等发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同 10．（19-20高一上·辽宁大连·期末）2022年世界冬奥会和冬残奥会在北京举行，其中短道速滑项目队员所穿的速滑冰刀可用不锈钢制成。 下列叙述错误的是 A．不锈钢是最常见的一种合金钢 B．不锈钢中常添加镍(Ni)和铬(Cr)元素，从而使其具有特殊性能 C．不锈钢中只含有金属元素，不含有非金属元素 D．不锈钢是通过增加原子层之间的相对滑动难度，导致合金的硬度变大 11．（20-21高二上·山西太原·阶段练习）下列说法正确的是 A．所有不锈钢都只含有金属元素 B．镁合金的硬度和强度均高于纯镁 C．广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具 D．大多数金属元素均以单质形式存在于自然界 12．（20-21高三上·山东菏泽·期中）中国古代的下列发明创造中，不涉及氧化还原反应的是 A．曾青(CuSO4)得铁则化铜 B．用铁矿石炼铁 C．用明矾除去铜器上的铜锈 D．用硫磺漂白织物 13．（20-21高三上·湖南邵阳·阶段练习）工业上制备下列物质的生产流程合理的是(　 　) A．由铝土矿冶炼铝：铝土矿Al2O3AlCl3Al B．从海水中提取镁：海水Mg(OH)2MgOMg C．由NaCl制漂白粉：饱和食盐水Cl2漂白粉 D．由黄铁矿制硫酸：黄铁矿SO2SO3H2SO4 14．（20-21高一·全国·课时练习）关于高炉炼铁的下列说法中，正确的是 A．焦炭是还原铁矿石反应中的还原剂 B．石灰石在高炉中只发生非氧化还原反应，是造渣剂 C．炼铁高炉产生的废气可以直接排放到大气中 D．高炉炼铁炼出的产品为纯净物 15．（20-21高三下·安徽·开学考试）2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球，标志着我国探月工程取得重大成果。月壤中含大量玄武岩(主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3 、CaO、MgO等)，下列有关玄武岩成分的说法正确的是 A．SiO2属于酸性氧化物，与水反应生成硅酸 B．Fe2O3常用作颜料，CaO可作碱性干燥剂 C．工业上，常用电解熔融MgO的方法制镁 D．上述氧化物只有1种能与NaOH溶液反应 16．（21-22高一下·云南曲靖·阶段练习）纯净铁的物理性质有 ①光亮的银白色　②黑色　③在潮湿的空气中易被腐蚀　④有延展性　⑤能导电导热　⑥硬而脆　⑦能被磁铁吸引，易被磁化 A．①③④⑤⑦ B．①④⑤⑦ C．①③⑤⑦ D．全部 17．（21-22高一上·山东威海·期中）下列说法正确的是 A．少量的钠应保存在煤油中，新制氯水需存放在棕色广口瓶中 B．可用作食品防腐剂，熟石灰可用作食品干燥剂 C．工业上将氯气通入澄清石灰水中制取漂白 D．工业高炉炼铁时常以赤铁矿和焦炭为原料，但实际是CO将氧化铁还原为铁 18．（22-23高一上·浙江·期中）下列物质对应的化学式或主要成分不正确的是 A．芒硝： B．熟石膏： C．软锰矿： D．黄铁矿： 19．（22-23高二上·云南·阶段练习）《汉书・食货志》中对“五金”的解释是“金谓五色之金也，黄者曰金，白者曰银，赤者曰铜，青者曰铅，黑者曰铁”。下列说法正确的是 A．“五金”对应的元素均是副族元素 B．“五金”都可以与浓硝酸发生反应 C．可以用灼烧的方法区分真金与黄铜 D．纯铁是带有黑色金属光泽的块状固体 20．（20-21高一下·山东济宁·期末）下列元素中，在自然界只以化合态形式存在的是 A．氮元素 B．铁元素 C．硫元素 D．钠元素 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$