第4单元 第3讲 金属材料　开发利用金属矿物-【金版教程】2026年高考化学一轮复习解决方案全书word（经典版）

享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 第3讲 金属材料开发利用金属矿物 复习目标：1能列举、描述、辨识铜、镁、铝及其重要化合物的性质及应用。2知道合金 的组成及其主要应用，能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。3结合 实例认识金居及其化合物的多样性，了解金属的治炼方法。 考点一镁、铝及其重要化合物 必备知识梳理 一、镁、铝的性质及用途 1.镁、铝的结构和存在 镤、铝分别位于元素周期表的第supl(O1三周期第supl(O2)ⅡA族和第supl(O3A族，原 子结构示意图分别为supl(04 它们都是活泼的金居，在自然界 中全部以supl(O6化合态的形式存在。supl(O7)铝是地壳中含量最多的金属元素。 2.镁、铝的物理性质比较 均为supl(O1)银自色有金属光泽的固体，有良好的supl(O2)延展性、导电性和导 相同点 热性等 不同点 铝的熔点比镁supl(O3)高，硬度比镁sup1(O4)大 3.镁、铝的化学性质比较 镁 铝 ①在空气中燃烧发出耀眼stupl(01)白 ①与空气中的氧气形成致密的氧化 能与非金属单 光 膜： 质反应 ②与氮气反应： ②与氣气加热反应： 点燃 7 s\up1(02)3Mg+N2 MgiN2 \stup1(03)2Al+3CL 2AlCl 与水反应 与沸水反应：Me十2H,0A 反应很困难 slupl(04Mg(OHD +H2 1 ①与H+:2A1十6H+—2A13++3H2 Mg十2H+一Mg2++H2↑，相同条件 与酸反应 ↑： 下，反应速率比ANs'upl(O5快 ②在冷的浓硫酸、浓硝酸中 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 supl0O钝化 \s\up1(07)2Al+20H+ 与碱反应 不反应 6HO=2A1(OHD4l上+3H21 与FeO3发生铝热反应：」 与某些氧化物 能在CO2中燃烧：supl(08)2Mg+CO 高温 反应 点燃 s\up1(09)2Al+Fe2O 2Fe+ MgO+C ALO 二、镁、铝的重要化合物 1.Mg0与A1O3的比较 MgO AlO 均为白色粉末，均s\upl(O1)难溶于水，熔点高MgOsupl(02≥Al2O),是优良 物理性质 的supl(O3)耐热材料 与热水反应：MgO+H2OMg(OH2 与水不反应 AlO3为两性氧化物：Al2O,十6H士 化学性质 MgO为碱性氧化物：MgO+2H+ 一supl05)2A13++3HQ: s\up1(04)Mg2++H2O Al2O3+2OH-+3H20 =supl(062A1(OIl■ 2.Mg(OH2与A1(OH3的比较 Mg(OH) Al(OH)3 物理 不溶于水的白色胶状固体，具有supl(O1)吸 白色固体，不溶于水 性质 险性 不稳定性：MeOH.人Me0+H,0 不稳定性：up1O22A1On个A,0,+3迅，Q 化学 两性：①溶于强酸： 碱性，溶于强酸： 性质 s\up1(04)Al(OH+3H+-A3++3H2O: s\upl(03)Mg(OH+2H+-Mg2++ ②溶于强碱：supl(OSAKOH 2H2O +OH--AI(OH)]- Mg2+与强碱：Mg2++2OH一g ①A13+与氨水： 制备 (OHD2↓： supl(07A3++3NH3·HOA1(OD3↓+ 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 Mg2+与弱碱： 十43NH(不用强碱)： Mg2++2NH3·H2O ②[A1(OD]-溶液中通入过量CO2: slup1(06Mg(OH)++42NH As\up1(08)[AI(OH+CO2=AI(OH+ 一3HCO(不用强酸)： ③A13+与A1(OHD]厂相互促进水解：」 s\up1(09)A13++3[Al(OH)41--4AI(OH)4 3,明矾[KA1(SO4)2·12H2O] 净水原理 KA1(SO2=K++A13++2S02-4(电离)、 A13+十3H2OA1(OHD3(胶体)+3H+(水解)。 生成的A(OH田，胶粒的吸附能力很强，能吸附水中的悬浮物质，并聚集成沉淀，使水澄清， 但不能杀闲、消毒。 易错辩析广判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 (1)金属镁在O2中与在空气中燃烧的产物相同。(×) 错因：镁在O2中燃烧生成MgO,在空气中燃烧除生成MgO外，还有Mg凸、C生成。 (2)能用铝槽车储运浓硫酸和浓硝酸，是因为铝的化学性质稳定，不与浓硫酸、浓硝酸反应。 (X) 错因：常温下，铝与浓硫酸、浓硝酸发生钝化，是化学反应。 (3)1molA与足量的盐酸或NaOH溶液反应，所消耗的HCl和NaOH物质的量不同，故转 移电子数不同。(X) 错因：1maAl与足量的盐酸或NaOH溶液反应，转移电子数均为3WA· (4)A2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、N2CO,等固体。 (×) 错因：AlO能与NaOH、NaCO3等反应。 (⑤)明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用。(×) 错因：明矾不能杀菌消毒。 (6[A1(OH]厂、HCO一3在水溶液中因发生双水解反应而不能大量共存。(×) 错因：[A1(OH上与HCO-3在水溶液中因发生反应[AI(O田二十HCO-3一A1(O田3↓土 3 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2XXk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 CO2一3十HO而不能大量共存，不是因为双水解。 名师思维建模 一、铝与酸、碱溶液的反应 1.Al与NaOH溶液反应的实质：2A1+6H2O一2Al(OHD3+3H2↑、AI(OH3+NaOH-Na [AI(OH4,故反应的电子转移的方向和数目应表示为：2A+2NaOH+6H.O一2NaA1(OH)4] +3H2↑。 2.铝既能与酸（如醋酸、盐酸、稀疏酸等）反应，又能与强碱反应，均能生成H2,表现出两性 物质的性质，因此能与A」反应放出H2的溶液可能显酸性，也可能显碱性。 3.铝与酸、碱反应的定量关系 (1)无论是与酸还是与碱反应，A1与H2的关系都是2A~3H2。 (2)等质量的铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应： ①产生H2的物质的量相等。 ②消耗H+、OH-的物质的量之比为+)：OH)=3：1。 (3)足量的铝分别与等物质的量的HCI和NaOH反应： ①消耗A1的物质的量之比为1：3。 ②生成H2的物质的量之比为1：3。 二、氧化铝、氢氧化铝两性的重要应用 1.检验与鉴别 (1)用过量NaOH溶液检验A3+的存在。 (2)用过量NaOH溶液鉴别A1Cl,溶液和MgCl2溶液。 (3)用互滴法鉴别A1C3溶液与NaOH溶液或Na[AI(OHD4]溶液与盐酸。 2.分离与除杂 除杂时，具体操作如下（括号内为杂质）： (IMg(A):加足量NaOH溶液，过滤。 (2)Fe2O,(AlO3):加足量NaOH溶液，过滤。 (3)Mg(OHD[A1(OH)]:加足量NaOH溶液，过滤。 (4g2+(A3+):加过量NaOH溶液，过滤，再加相应酸充分溶解。 3.实验室制备A1(O田3不选用NOH溶液，其原因是Al(OD方呈两性，但它只溶于酸或强碱 4 亨学科网书城 品牌书店，知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ,而不溶于弱碱（氨水），则使用氨水容易控制产物。 三、镁、铝的制备工艺 1.从海水中提取镁 (①)工艺流程 贝壳 煅Ca0 水 石灰乳 海水引人 沉淀池过滤 Mg(OH) Mgh电解 脱水 MgCl MgCl2·6H,0 盐酸做化、浓缩 CL, HCI (2)基本步骤及主要反应 制熟石灰 高温 CaCO3mCa0+Co2↑、CaO+H2OCa(OH2 沉淀 Mg2++Ca(OH)=Mg(OH)2+Ca2+ 酸化 Mg(OH)2+2HCI-MgCl2+2H2O 蒸发结品 析出MgC2·6H2O 脱水 在氯化氢气流中使MgC2·6HO脱水制得无水氯化镁 电解 电解 电解熔融氯化镁制得镁：MgC2(熔融)Mg十C2↑ 2.由铝土矿提取铝 由铝土矿旷（主要成分是Al2Og,含SiO2、FeO,、MgO等杂质）提取AlO,的两大工艺流程： 沉淀A 加过量SO) 加过量 沉淀BIFe(OHh, 盐 NaOH Mg(OH 流过滤 滤液A 溶液 含HCO 程 (A、Fe 过滤 通过量 的溶液 Mg 滤液B CO. 、铝土矿 AOH)过滤 Al(OH) △ 程加过量 沉淀C 加过量氧化铝 ⅡOH fe,0,、MgO) 滤液D氨 溶液 加过量 (AI 过滤 过滤 盐腹 滤液C Al(OH) 过滤 A10HD、SiO7 沉淀D (H.SiO 含N 的溶液 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 提纯 (1)铝土矿 Al2O3 (2)2A12O3(熔融) 电解冰品石4A1+3O2↑。 关键能力提升 角度一理解与辨析镁、铝的性质 1.(2025舟山市模拟)关于镁的性质，下列说法错误的是() A.金届镁着火，可以用CO2灭火 B.镁是一种具有银白色光泽的金属 C.镁可以与热水反应生成氢气 D.镁可以与盐酸剧烈反应生成氢气 答案：A 2.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中，各加等质量的 铝，生成氢气的体积之比为5：6，则下列关于甲、乙两烧杯中的反应情况描述不正确的是() A.甲、乙中参加反应的A1的物质的量之比为5：6 B.甲、乙中参加反应的疏酸和氢氧化钠的质量之比为49：16 C.甲、乙中反应转移的电子数为5：6 D.甲中酸过量，乙中碱过量 答案：D 角度二归纳与论证铝及其化合物与酸、碱反应 3.现有100mL3molL的NaOH溶液和1O0mL1mol/L氣化铝溶液，①将NaOH溶液分多 次加到AIC3溶液中：②将AICl3溶液分多次加到NaOH溶液中。比较两种操作的结果是() A.现象相同，沉淀质量也相等 B.现象相同，沉淀质量不等 C.现象不同，沉淀质量相等 D.现象不同，沉淀质量不等 答案：C 解析：由已知信息可知，n(NaOH)=0.3mol,AlCl)=0.1mol。①将NaOH溶液分多次加到 A1Cl3溶液中，只发生反应：A13+十3OH一A1(O田3↓，且0.1 mol AICl3最后全部转化成 0.1molA1(OH,现象为立即有白色沉淀生成：②将AICL3溶液分多次加到NaOH溶液中， 6 享学科网书城国 品牌书店，知名数辅·正版资源 b2XXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 先发生反应A13++4OH-[Al(OHD4]一，0.3 mol NaOH恰好反应，则消耗0.075molA13+, 余0.025molA13+,后发生反应A13++3[A1(OH]一4A1(OH3↓，生成0.1molA1(OH3 现象为先没有沉淀后有沉淀生成。 4.某同学通过系列实验探究A1及其化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是() A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸，将铝条置于其中探究A1的活泼性 B.将NaOH溶液缓慢滴入Al(SO3溶液中至过量，最终观察到有沉淀生成 C.将A(O田方浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤，洗涤并收集沉淀 D.将A(OH)方沉淀转入蒸发皿中，加足量稀硫酸，加热蒸干得无水A12(SO3固体 答案：D 角度三探究与创新镁、铝的制备工艺 5.从海水的母液中提取金属镁的一种工艺流程如下。 粗盐 海蒸发 母沉镁 下列说法不正确的是() A.步骤①沉镁可加入石灰乳 B.设计步骤①、②、③的主要目的是富集镁元素 C.步骤④中镁在阴极生成 D.步骤③脱水时，在空气中加热MgC2·62O得到MgCl2 答案：D 6.工业上用铝土矿（主要成分为Al2O,还含有杂质SiO2和F©zO3)提取氧化铝并冶炼AI的操 作过程如下图，下列说法错误的是( 景 滤渣A 稀硫酸 过最 滤渣B 滤液A Nd溶液 过量X 滤渣CH 滤液B 滤液C A.步骤I的实验操作是过滤 B.滤渣A是SiOz,滤渣B的化学式为Fe(OH) 享学科网书城国 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2xxk.com○ 您身边的互联网+教辅专家 C.步骤中X为CO2,发生反应的离子方程式为A1(OH4]厂+CO2一AI(OHD3↓+HCO-3 D.工业上常用电解熔融的金属氯化物来治炼活泼金属单质（如镁、铝等） 答案：D 解析：工业上常用电解熔融的金属氯化物来治炼活泼金属单质（如镁，钠），电解榕融态的氧 化铝冶炼金属铝，氯化铝为共价化合物，熔融状态无自由移动离子，D错误。 考点二铜及其重要化合物 必备知识梳理 1.铜 (1)物理性质：supl(O1)紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)化学性质 Cu,(OH,CO,潮湿空气 Cu0,0 氧化性酸Cu CuCl Cl Cu CuS+ 某些盐溶液Cu ①在潮湿的空气里铜表面逐渐形成一层supl1(02)绿色的铜锈，化学方程式为supl(O32Cu+ Q十CO2十HOCu(O田C03。 ②铜丝在硫蒸气中反应的化学方程式为supl(042Cu+SCu。 ③铜与氯化铁溶液反应的离子方程式为supl(05Cu十2Fe3+Cu2++2Fe2+。 2.氧化铜和氧化亚铜 (1)氧化铜是supl(01)黑色固体，与盐酸反应的离子方程式为s\upl(O2)CuO十2H+一Cu2++ HQ。 (2)氧化亚钥是supl(03)砖红色固体，与盐酸反应：Cu2O十2H+一Cu2++Cu十H2O。 高温 (3)转化关系：supl(04)4CuO Cu0+O21。 3.氢氧化铜 蓝色固体，受热发生分，解可表示为sp1O1 CUOHDCuO+H,0,新制的CuOH2与含剖 sul(O2)醛基的有机物共热可生成砖红色沉淀CuO。 4.碱式碳酸铜和硫酸铜 (1)碱式碳酸铜是铜绿、孔雀石的主要成分。 8 享学科网书城圆 品牌书店·知名数辅·正版资源 b2Xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 △，@C(OHD,CO,△ 2CuO+HO+CO2↑ Cu2(OH2CO ☑C2(OHD2CO+4H 稀H) 高子方程式 —2C2+ +CO2↑+3H20 (2)CuSO4·5HzO俗称s\up1(O3)胆矾、蓝砚。无水CuSO4为白色固体，遇水变supl04蓝色， 可用于检验水的存在。 易错辨析判断下列说法的正误，并指出错误说法的错因。 ()铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(×) 错因：銅锈主要成分为C(OH田CO,不是氧化物。 (2)除去C粉中的CuO可加稀硝酸溶解。(×) 错因：Cú也能与稀硝酸反应。 (3)铜为变价金属，与Cl2反应生成CuC2,与S反应生成CuS。(×) 错因：铜与S反应生成CuS。 (4)1 mol Cu与足量浓硫酸常温下反应生成1 mol SO2。(×) 错因：常温下钢与浓硫酸不反应。 (5CuSO4·5HO失去结品水为物理变化。(×) 错因：Cu$O,·5HzO失去结晶水为化学变化。 名师思维建模 1.Cu+的性质及检验 ()十1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为十2价。 (2)十1价的钥在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2+,利用这一原理可区别Cu和Cu2O。 2.铜盐的性质与用途 (I)无水CuSO4遇水变蓝色（生成CuSO4·5HO),可作为水或水蒸气的检验试剂，不能作为干 燥剂。 (2)铜盐溶液有毒，主要是因为钥离子能使蛋白质变性而失去生理活性，因此人们常利用这一 性顾，将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭侵染植物的病毒。 3.铜及其重要化合物之间的转化 9 享学科网书城国 品牌书店，知名数辅·正版资源 b2xXk.com● 您身边的互联网+教辅专家 Cu(蓝) FeHNO 0 Cu(OH2CO2+C红) 三CO(黑)Cu,0(砖红) (绿) CHOH I △ 浓HSO H,4 R-CHO CO+CO,+H0C山S CuSO Hs0CuOH2(蓝) (黑) （aq,蓝) 关键 能力提升 角度一理解与辨析铜及其化合物的性质 1.某研究小组通过实验探究C及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是() A.将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CC2的生成 C.将表面有铜绿[Cu2(OH2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 D.将CuC2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuC2固体 答案：C 2.(2025青海省海东市第一中学高三质检)铜及其化合物对人类生存和社会发展意义重大。下 列说法正确的是() A.铜在潮湿的空气中可被氧气缓慢氧化为氧化铜 B.粗铜精炼时，粗铜应与电源负极相连 C.硫酸铜为蓝色固体可用作防腐剂 D.新制Cu(OH)2可用于检验尿液中是否含有葡萄糖 答案：D 角度二探究与创新与铜有关的工艺流程 3.(2025·山东潍坊高三期末考试)工业电解精炼铜的废液中含有Z2+、Cu2+等离子，实验室 设计分离出Z2+并制取胆矾的流程如下： 过量NOH稀溶液 。 Z.GrP作D 滤清适：硫脱蓝系列类作巴胆秋 己知：Zn(OH)h+2OH-Zn(OH)a]P 下列说法错误的是() 10