第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用（复习讲义）（福建专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目录 01 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 4 考点一 镁及其化合物 4 知识点1 镁及其化合物 4 考向1 考查镁及其化合物的性质 6 考点二 铜及其化合物 7 知识点1 铜及其化合物 7 考向1 考查铜及其化合物的性质 9 考点三 金属材料及开发利用 10 知识点1 金属材料 10 知识点2 金属冶炼 金属矿物的开发利用 12 考向1 考查金属材料 15 考向2 考查金属材料 金属矿物的开发利用 15 0416 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 镁及其化合物 选择题 非选择题 福建泉州卷T1，4分 福建卷T7，4分 铜及其化合物 选择题 非选择题 福建卷T4，4分 福建卷T5，4分 福建卷T11，15分 金属材料及开发利用 选择题 非选择题 福建卷T5，4分 福建卷T4，4分 福建卷T25，8分\ 福建卷T6，4分 考情分析： 1．命题题型：主要以选择题和化工流程题为主。如2024年福建卷第4题、第5题，2023年福建卷第4题、第5题，均为选择题，考查了金属材料及金属矿物相关知识。 2．命题内容：铜及其化合物的性质与应用和合金的组成、性质和应用是重要命题点。考查内容包括金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用等。例如，会考查铜与氧化性酸的反应，合金的硬度、熔点等性质与成分金属的比较等。 3．命题思路：在选择题中，通常考查合金的性质和应用及金属矿物的开发利用，题目难度较小，注重对基础知识的直接考查。在工艺流程图题中，则会考查铜及其化合物的转化与应用，题目综合性较强，难度较大，需要考生具备较强的分析能力和知识迁移能力，能够将金属材料及金属矿物的开发利用知识与化工生产流程相结合，解决实际问题。 复习目标： 1．能准确区分金属、合金的核心差异，熟练掌握合金熔点低于成分金属、硬度高于成分金属的特性，并能结合生活实例（如不锈钢、铝合金）判断其应用场景。 2．清晰梳理常见金属（铁、铜、铝）的冶炼原理，明确热还原法（铁、铜）、电解法（铝） 的适用条件，能写出关键冶炼反应的化学方程式。 3．具备分析金属矿物开发相关化工流程题的能力，可从流程中识别原料预处理、核心反应、杂质去除、产品提纯等环节，并结合金属化合物性质解释工艺设计目的。 4．能运用金属及化合物的性质（如铜与氧化性酸的反应、铝的两性），解决与金属材料相关的化学实验或计算问题，确保原理应用准确、计算步骤无误。 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁及其化合物 1．镁的化学性质 (1)与氧气反应： 。 (2)与氮气反应： 。 (3)与盐酸(或硫酸)反应： 。 (4)与二氧化碳反应： (镁着火不能用 灭火)。 (5)与水反应： 。 2．镁的重要化合物 (1)氧化镁： ①白色粉末状固体， 溶于水，镁的熔点很 ，可用于制造 材料。 ②属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为 。 (2)氢氧化镁： ① 固体，难溶于水。 ②中强碱，与盐酸反应的离子方程式为 。 ③氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应 ，镁元素在水垢中的存在形式是 。 3．海水提取镁 从海水中提取镁的流程如图所示： 主要化学反应为 （1）制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、 。 （2）沉淀Mg2＋： 。 （3）制备MgCl2： 、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。 （4）电解MgCl2： 。 （5）海水提镁的工艺流程分析 ①沉淀池中沉淀Mg2+的反应是 。 ②由MgCl2溶液MgCl2·6H2O得到的操作是 、 ，过滤。 ③MgCl2·6H2O要在 气流中脱水，目的是防止MgCl2 ：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O。 【易错提示】 1．Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为 和少量 及C的混合物。 2．Mg(OH)2为难溶于水的 沉淀，故常用 溶液检验Mg2＋的存在。 3．由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的 ，碳酸镁水解生成 ，反应的化学方程式：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，故水垢的主要成分中含有 ，而非 。 4．由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在 气流中 ，以防MgCl2 。 5．因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在 氛围中 。 6．Mg3N2能与水剧烈反应生成 沉淀，放出 ，所以只能在 下制取。 7．误认为Mg能与冷水剧烈反应（实际仅与 反应，冷水反应 ） 8．书写Mg与CO₂反应方程式时，漏写“ ”条件或 产物C 9．混淆Mg(OH)₂与Al(OH)₃的性质（Mg(OH)₂ 于过量NaOH，Al(OH)₃可溶） 10．误判MgO能与强碱反应（实际仅与 反应，无 ） 【思维建模】不同题型突破镁及其化合物解题思维 1．实验题：“现象-结论”推导 步骤：① 记录实验现象（如金属燃烧生成白色固体和黑色颗粒）→ ② 锁定Mg与CO₂的反应特征 → ③ 排除其他金属（如Al燃烧无黑色固体） 2．工业流程题：“制备-提纯” （1）制镁流程：MgCl₂·6H₂O → 加热脱水（加HCl抑制水解）→ 熔融电解 → Mg（关键：不能直接加热脱水，否则生成Mg(OH)Cl） （2）除杂场景（如MgCl₂中混Fe³⁺）：加MgO调节pH（促进Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀，不引入新杂质） 3．离子共存题：“排除法” （1）排除1：与OH⁻反应（Mg²⁺与OH⁻生成沉淀，不能大量共存） （2）排除2：与水解相互促进的离子（如CO₃²⁻、HCO₃⁻，生成MgCO₃沉淀） （3）排除3：与强氧化性离子（无反应，Mg²⁺还原性极弱，可共存） 考向1 考查镁及其化合物的性质 例1 （24-25高三上·福建漳州·期中）除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)，相关操作不正确的是 A．KCl(MnO2)：加水溶解后过滤 B．CO(CO2)：通入NaOH溶液中洗气 C．Fe(Al)：加入NaOH溶液后过滤 D．NaCl(MgCl2)：加入KOH溶液后过滤 【变式训练1·变载体】（2023·福建·模拟预测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．在室外大雪的时候可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热 B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加 C．为半导体，可做新型太阳能电池主要材料 D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料 【变式训练2·变题型】（2024高三上·福建福州·期中）以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下： 已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是 A．以上流程中得到浸出液的操作是过滤 B．为了加快反应速率，浸出和沉镁的操作均可在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl D．浸出镁的反应为 【变式训练3·变载体】（25-26高三上·山东德州·阶段练习）是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．与水蒸气完全反应，生成的数目为 B．在空气中燃烧生成和，转移电子个数为 C．与足量溶液反应，生成的个数为 D．足量的浓盐酸与反应，转移电子的数目为 考点二 铜及其化合物 知识点1 铜及其化合物 1．单质铜的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①化学方程式： 。 ②化学方程式： 。 ③与氧化性酸 a．与浓硫酸共热的化学方程式： ； b．与稀硝酸反应的离子方程式： ； c．与浓硝酸反应的离子方程式： 。 ④与FeCl3溶液反应的离子方程式： 。 2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 与酸反应(H＋) 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O 转化关系 3．氢氧化铜 反应①的化学方程式： 。 反应②的化学方程式： 。 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3名称为 ， 固体，是 、 的主要成分。 ①受热分解： ②与强酸反应（写离子方程式）： (2)CuSO4·5H2O俗称 、 。 无水CuSO4遇水变 ，可用于检验 的存在。 (3)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与 作用，使蛋白质 失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成 ，用来杀灭植物的病毒。 5．铜及其化合物的性质 (1)Cu与稀硫酸不反应，但在加热条件下，将氧气通入铜粉和稀硫酸的混合物中可发生反应 。 (2)Cu＋的性质及检验 ①＋1价的铜有较强的 性，易被氧化剂氧化为＋2价。 ②＋1价的铜在酸性条件下能发生歧化反应生成 和 ，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。 (3)无水CuSO4作为检验水的试剂，一般不作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 6．红色物质Cu和Cu2O的检验 向红色物质中加入 (不能用硝酸)，若溶液由无色变成 ，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为 。 7．铁、铜混合粉末与FeCl3溶液的反应 【思维建模】不同题型突破铜及其化合物解题思维 1. 实验题：“现象-试剂-结论”推导 步骤：① 识别特征现象（如砖红色沉淀→Cu₂O；蓝色溶液→Cu²⁺）→ ② 锁定反应体系（如醛基+新制Cu(OH)₂悬浊液）→ ③ 验证反应条件（如加热煮沸、碱性环境） 2. 工业流程题：“炼铜-提纯” （1）火法炼铜：CuFeS₂→ 焙烧 → 粗铜 → 电解精炼（阳极：粗铜溶解，阴极：Cu²⁺析出） （2）除杂场景（如CuSO₄中混Fe²⁺）：先加H₂O₂氧化Fe²⁺→Fe³⁺，再加CuO调节pH（促进Fe³⁺水解沉淀，不引入新杂质） 3. 离子推断题：“颜色-反应”法 第一步：由颜色定位（蓝色溶液→含Cu²⁺） 第二步：验证共存性（Cu²⁺与OH⁻、CO₃²⁻、S²⁻不能共存，生成沉淀） 第三步：结合反应（如加入Fe粉生成红色固体，进一步确认Cu²⁺） 【易错提示】 (1)铜和氧气在 下反应生成Cu2(OH)2CO3，在 条件下生成CuO。 (2)单质铜可以除去某种气体中的氧气，也可以作乙醇催化氧化的 。 (3)氢氧化铜既能溶于酸又能溶于碱（氨水），但它不是 氢氧化物。 (4)向硫酸铜溶液中滴加氨水的现象是：先产生 沉淀，后沉淀溶解生成 溶液 (5)新制的氢氧化铜悬浊液具有 性，可以用来检验 。 (6)CuSO4常用来检验某些气体或液态有机物中 的存在，而不是用于除水。 (7)碱式碳酸铜可以认为是Cu(OH)2和CuCO3组成的混合型化合物。 (8)硫酸铜溶液和消石灰配制波尔多液，其杀菌原理是重金属盐使细菌 变性。 考向1 考查铜及其化合物的性质 例1 （24-25高三下·福建泉州·期末）金属冶炼方法与其性质相关。下列错误的是 A．电解熔融冶炼镁，因MgO熔点过高 B．火法炼铜：，利用中硫的还原性 C．铝热法焊接铁轨：，放出大量热 D．电解饱和溶液制铝，因易被还原 【变式训练1·变题型】（24-25高三上·福建泉州·阶段练习）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C． D． 【变式训练2·变载体】（23-24高三下·福建福州·期中）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入的稀HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到2.24LNO气体(标准状况)。[已知：。]下列说法错误的是 A．发生氧化还原反应的HNO3物质的量为0.1mol B．得到的溶液中n(Cu2+)=0.25mol C．CuO与稀硫酸反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O D．若混合物中含0.1molCu，则该混合物与足量稀硫酸充分反应，最后剩余固体12.8g 考点三 金属材料及开发利用 知识点1 金属材料 1．合金 概念 由两种或两种以上的 (或金属和非金属) 而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般 它的成分金属 熔点 熔点一般 它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 2．铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 （1）生铁：①生铁的含碳量为 。 ②性能及用途：生铁硬度 、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。 （2）钢：①钢的含碳量为 。 ②性能及用途：钢有良好的 ，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。 ③分类： 钢 碳素钢 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 组成元素 和 Fe、C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si 含碳量 低于0.3% 0.3%-0.6% 高于0.6% 性能 韧性、焊接性好，但强度低 强度高、韧性及加工性好 硬而脆，热处理后弹性好 种类多，性能差别大 用途 用于制造 、 、 等 用于制造 、车轮、 等 用于制造器械、 、 等 医疗器材、 用具和 、地铁列车的 材质、汽车、 等领域等 3．铝合金—目前用途广泛的合金之一 （1）成分元素：除铝外，主要合金元素有 、 、 、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 （2）主要特性：铝合金密度 ，但强度比较 ，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的 、 和 （3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用 ，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 4．新型合金 新型储氢合金材料的研究和开发将为 作为能源的实际应用起到重要的推动作用。此外， 、耐热合金和 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。 得分速记 (1)常温下，多数合金是 ，但 合金是液体。 (2)合金是 物，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 性质不变。 (3)并非所有的金属都能相互形成合金，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者 形成合金。 (4)合金中一定含有金属元素，可能含有 元素。 (5)在合金中各组成成分元素的化合价都为 价。 (6)金属越不活泼，其相应的金属阳离子的氧化性越 ，越容易被冶炼。 (7)用 来冶炼某些很活泼的金属原理 Na+KClK↑+NaCl 2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑ 主要运用了 原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 (8)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是 与 ，合金中一定含 元素。合金一定是混合物。 (9)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 (10)合金的性质 是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面 于各成分金属，不是简单加和；但在 性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 知识点2 金属冶炼 金属矿物的开发利用 1．金属矿物的开发利用 (1)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 的过程。即Mn＋＋ne－===M(写反应通式，用M表示金属)。 (2)金属冶炼的方法 (3)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 法、 法、 法等。 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 Hg的冶炼： Ag的冶炼：2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO作还原剂 高炉炼铁： H2作还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 电解法 Al的冶炼： Mg的冶炼： Na的冶炼：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2．金属的冶炼 金属矿物的开发利用 (1)金属冶炼的方法与金属活动性的关系 (2)冶炼Mg时电解熔融 而不电解熔融 ，原因是MgO的熔点 ，熔融时会耗费更多 ，增加生产成本。 (3)冶炼Al时只能电解熔融 而不能电解熔融 ，原因是AlCl3是 化合物，熔融态不导电；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化 。 (4)用热还原法得到的铜，还要经过 才能得到精铜。 3．金属及其化合物的制备 (1)抓住“六个”关键，突破金属及其化合物的制备“微流程” (2)“四步法”突破金属及其化合物的制备微实验 【易错提示】 1. 误认为Al可通过电解AlCl₃冶炼（AlCl₃是 化合物，熔融 电，应电解 ） 2. 书写Fe冶炼方程式时，漏写" "条件或产物CO₂误写为 3. 混淆铜的冶炼方法（火法炼铜用Cu₂S与O₂反应，而非直接用 还原CuO） 4. 电解精炼铜时，误判电极材料（ 为粗铜， 为纯铜，电解质为 溶液） 5. 忽略铝土矿富集步骤（加NaOH溶解后需通 生成 ，不能用 ） 【思维建模】 一、“开采-富集-冶炼-提纯”四步构建矿物开发流程 1. 核心步骤及考点 开采：物理开采（如铁矿石开采），选择题偶尔考环保问题（如植被恢复） 富集：去除杂质，提高矿物纯度（福建高考工业流程题高频） 方法：浮选法（物理分离）、酸浸/碱浸（化学溶解，如Al₂O₃用NaOH浸出，Fe₂O₃不溶）、重结晶 冶炼：对应上述冶炼方法（核心反应书写） 提纯：电解精炼（如粗铜精炼：阳极粗铜溶解，阴极纯铜析出）、蒸馏（如Hg提纯） 二、不同题型突破金属冶炼与金属矿物的开发利用解题思维 1. 选择题：“方法-金属”匹配法 步骤：① 明确选项中金属的活动性 → ② 对应冶炼方法 → ③ 排除错误匹配（如"电解CuSO₄溶液炼Cu"错误，应为热还原法） 2. 工业流程题：“试剂-反应-目的”推导 步骤：① 分析原料（矿物成分）和产物（纯金属/化合物）→ ② 推断每步试剂作用（如加NaOH为溶解Al₂O₃）→ ③ 书写核心反应（注意条件和配平）→ ④ 回答除杂/富集目的 3. 化学方程式书写题：“条件-产物”判断法 电解法：标注"熔融"或"电解"，产物避免写H₂O（如电解Al₂O₃无H₂生成） 热还原法：区分CO与C还原（如Fe₃O₄与CO反应生成CO₂，与C反应可能生成CO） 铝热反应：注明"高温"，产物为金属单质和Al₂O₃（如冶炼Cr：2Al+Cr₂O₃高温=Al₂O₃+2Cr） 考向1 考查金属材料 例1（24-25高三下·福建南平·期末）2025年央视春晚，扭秧歌的宇树人形机器人在制造过程中使用的材料有钛合金、碳纤维、聚乙烯、PEEK(聚醚醚酮)等。下列说法错误的是 A．钛合金属于金属材料 B．碳纤维属于无机非金属材料 C．聚乙烯属于天然高分子材料 D．PEEK属于有机高分子材料 【变式训练1】（24-25高三下·福建泉州·期中）化学材料深刻改变着人类的生活、生产方式。下列说法错误的是 A．太阳能光伏发电系统能将光能转化为电能 B．制作青铜器“四羊方尊”的材料属于金属材料 C．华为自主研发的5G芯片巴龙5000的主要材料是 D．“中国天眼”FAST用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料 【变式训练2·变考法】（24-25高三下·福建泉州·阶段练习）金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下： 金属 Ti Mg Cu 金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化 下列有关三种金属的说法正确的是 A．Cu和稀盐酸能发生化学反应 B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C．用Ti从溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 D．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Mg、Ti、Cu 考向2 考查金属冶炼 金属矿物的开发利用 例1 （2024·福建厦门·模拟预测）锂辉矿（主要成分为）可用低温重构-直接浸出技术制备碳酸锂，同时得到氧化铝，工艺流程如图，下列说法不正确的是 A．“水热反应”为 B．“滤渣1”和“滤渣2”主要成分不同 C．流程中不涉及氧化还原反应 D．冶炼金属锂可用电解其熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝则不可以 【变式训练1·变载体】（23-24高一下·福建泉州·阶段练习）根据框图分析，下列说法不正确的是 A．在反应①中稀硫酸既表现出氧化性又表现出酸性 B．的氧化性比的氧化性强 C．我国是世界上最早使用反应②冶炼金属M的国家 D．反应③中用氢氧化钠溶液代替氨水，也能观察到相同的实验现象 【变式训练2·变题型】（2024·福建·二模）下列体现我国悠久金属矿物开发历史的诗文中，不涉及化学变化的是 A．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 B．丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂 C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜 D．君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然 1．（2025·四川·高考真题）一种主要成分为和的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中，电炉煅烧发生的反应为：。 下列说法错误的是 A．“电炉煅烧”必须隔绝空气 B．浸渣的主要成分是 C．“炉气水洗”使溶于水而与分离 D．“中和沉淀”需要控制溶液的 2．（2025·湖南·高考真题）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 3．（2024·北京·高考真题）不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 4．（2023·重庆·高考真题）已知反应：，为阿伏加德罗常数的值，若消耗(标准状况)，下列叙述错误的是 A．转移的电子数为 B．生成的质量为 C．生成的氧化产物分子数为 D．生成的含有孤电子对数为 5．（2023·重庆·高考真题）下列离子方程式中，错误的是 A．通入水中： B．通入石灰乳中： C．放入溶液中： D．放入溶液中： 6．（2023·浙江·高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架 B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 7．（2023·浙江·高考真题）下列反应的离子方程式不正确的是 A．通入氢氧化钠溶液： B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液： C．过量通入饱和碳酸钠溶液： D．溶液中滴入氯化钙溶液： 8．（2023·河北·高考真题）配合物在分析化学中用于的鉴定，其制备装置示意图(夹持装置等略)及步骤如下： ①向三颈烧瓶中加入和热蒸馏水，搅拌溶解。 ②磁力搅拌下加入，从仪器a加入50%醋酸。冷却至室温后，再从仪器b缓慢滴入30%双氧水。待反应结束，滤去固体。 ③在滤液中加入95%乙醇，静置40分钟。固液分离后，依次用乙醇、乙醚洗涤固体产品，称重。 已知：i.乙醇、乙醚的沸点分别是； ii.的溶解度数据如下表。 温度/℃ 20 30 40 50 溶解度/ 84.5 91.6 98.4 104.1 回答下列问题： (1)仪器a的名称是 ，使用前应 。 (2)中钴的化合价是 ，制备该配合物的化学方程式为 。 (3)步骤①中，用热蒸馏水的目的是 。 (4)步骤③中，用乙醚洗涤固体产品的作用是 。 (5)已知：(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀，产品纯度为 %。 (6)实验室检验样品中钾元素的常用方法是：将铂丝用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，用铂丝蘸取样品在外焰上灼烧， 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第04讲 金属材料及金属矿物的开发利用 目录 01 2 02 体系构建·思维可视 3 03 核心突破·靶向攻坚 4 考点一 镁及其化合物 4 知识点1 镁及其化合物 4 考向1 考查镁及其化合物的性质 6 考点二 铜及其化合物 8 知识点1 铜及其化合物 8 考向1 考查铜及其化合物的性质 10 考点三 金属材料及开发利用 12 知识点1 金属材料 12 知识点2 金属冶炼 金属矿物的开发利用 14 考向1 考查金属材料 17 考向2 考查金属材料 金属矿物的开发利用 18 0420 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 镁及其化合物 选择题 非选择题 福建泉州卷T1，4分 福建卷T7，4分 铜及其化合物 选择题 非选择题 福建卷T4，4分 福建卷T5，4分 福建卷T11，15分 金属材料及开发利用 选择题 非选择题 福建卷T5，4分 福建卷T4，4分 福建卷T25，8分\ 福建卷T6，4分 考情分析： 1．命题题型：主要以选择题和化工流程题为主。如2024年福建卷第4题、第5题，2023年福建卷第4题、第5题，均为选择题，考查了金属材料及金属矿物相关知识。 2．命题内容：铜及其化合物的性质与应用和合金的组成、性质和应用是重要命题点。考查内容包括金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯以及在日常生活、生产中的应用等。例如，会考查铜与氧化性酸的反应，合金的硬度、熔点等性质与成分金属的比较等。 3．命题思路：在选择题中，通常考查合金的性质和应用及金属矿物的开发利用，题目难度较小，注重对基础知识的直接考查。在工艺流程图题中，则会考查铜及其化合物的转化与应用，题目综合性较强，难度较大，需要考生具备较强的分析能力和知识迁移能力，能够将金属材料及金属矿物的开发利用知识与化工生产流程相结合，解决实际问题。 复习目标： 1．能准确区分金属、合金的核心差异，熟练掌握合金熔点低于成分金属、硬度高于成分金属的特性，并能结合生活实例（如不锈钢、铝合金）判断其应用场景。 2．清晰梳理常见金属（铁、铜、铝）的冶炼原理，明确热还原法（铁、铜）、电解法（铝） 的适用条件，能写出关键冶炼反应的化学方程式。 3．具备分析金属矿物开发相关化工流程题的能力，可从流程中识别原料预处理、核心反应、杂质去除、产品提纯等环节，并结合金属化合物性质解释工艺设计目的。 4．能运用金属及化合物的性质（如铜与氧化性酸的反应、铝的两性），解决与金属材料相关的化学实验或计算问题，确保原理应用准确、计算步骤无误。 考点一 镁及其化合物 知识点1 镁及其化合物 1．镁的化学性质 (1)与氧气反应：2Mg＋O22MgO。 (2)与氮气反应：3Mg＋N2Mg3N2。 (3)与盐酸(或硫酸)反应：Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。 (4)与二氧化碳反应：2Mg＋CO22MgO＋C(镁着火不能用CO2灭火器灭火)。 (5)与水反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。 2．镁的重要化合物 (1)氧化镁： ①白色粉末状固体，难溶于水，镁的熔点很高，可用于制造耐高温材料。 ②属于碱性氧化物，与盐酸反应的离子方程式为MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。 (2)氢氧化镁： ①白色固体，难溶于水。 ②中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。 ③氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，镁元素在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。 3．海水提取镁 从海水中提取镁的流程如图所示： 主要化学反应为 （1）制石灰乳：CaCO3CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===Ca(OH)2。 （2）沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋。 （3）制备MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2OMgCl2＋6H2O。 （4）电解MgCl2：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑。 （5）海水提镁的工艺流程分析 ①沉淀池中沉淀Mg2+的反应是Mg2＋＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2＋。 ②由MgCl2溶液MgCl2·6H2O得到的操作是蒸发浓缩、冷却结晶，过滤。 ③MgCl2·6H2O要在HCl气流中脱水，目的是防止MgCl2水解：MgCl2·6H2OMg(OH)Cl+HCl↑+5H2O。 【易错提示】 1．Mg在空气中燃烧得到的固体物质主要为MgO和少量Mg3N2及C的混合物。 2．Mg(OH)2为难溶于水的白色沉淀，故常用NaOH溶液检验Mg2＋的存在。 3．由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小，碳酸镁水解生成氢氧化镁，反应的化学方程式：MgCO3＋H2OMg(OH)2＋CO2↑，故水垢的主要成分中含有Mg(OH)2，而非MgCO3。 4．由MgCl2·6H2O到无水MgCl2，必须在HCl气流中加热，以防MgCl2水解。 5．因镁在高温下能与O2、N2、CO2等气体发生反应，故工业电解MgCl2得到的镁，应在H2氛围中冷却。 6．Mg3N2能与水剧烈反应生成Mg(OH)2沉淀，放出氨气，所以只能在干态下制取。 7．误认为Mg能与冷水剧烈反应（实际仅与热水反应，冷水反应缓慢） 8．书写Mg与CO₂反应方程式时，漏写“点燃”条件或黑色产物C 9．混淆Mg(OH)₂与Al(OH)₃的性质（Mg(OH)₂不溶于过量NaOH，Al(OH)₃可溶） 10．误判MgO能与强碱反应（实际仅与酸反应，无两性） 【思维建模】不同题型突破镁及其化合物解题思维 1．实验题：“现象-结论”推导 步骤：① 记录实验现象（如金属燃烧生成白色固体和黑色颗粒）→ ② 锁定Mg与CO₂的反应特征 → ③ 排除其他金属（如Al燃烧无黑色固体） 2．工业流程题：“制备-提纯” （1）制镁流程：MgCl₂·6H₂O → 加热脱水（加HCl抑制水解）→ 熔融电解 → Mg（关键：不能直接加热脱水，否则生成Mg(OH)Cl） （2）除杂场景（如MgCl₂中混Fe³⁺）：加MgO调节pH（促进Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃沉淀，不引入新杂质） 3．离子共存题：“排除法” （1）排除1：与OH⁻反应（Mg²⁺与OH⁻生成沉淀，不能大量共存） （2）排除2：与水解相互促进的离子（如CO₃²⁻、HCO₃⁻，生成MgCO₃沉淀） （3）排除3：与强氧化性离子（无反应，Mg²⁺还原性极弱，可共存） 考向1 考查镁及其化合物的性质 例1 （24-25高三上·福建漳州·期中）除去下列物质中的杂质(括号内为杂质)，相关操作不正确的是 A．KCl(MnO2)：加水溶解后过滤 B．CO(CO2)：通入NaOH溶液中洗气 C．Fe(Al)：加入NaOH溶液后过滤 D．NaCl(MgCl2)：加入KOH溶液后过滤 【答案】D 【详解】A．KCl易溶于水，而MnO2难溶于水，所以除去KCl中混有的MnO2，可采用加水溶解后过滤的方法，A正确； B．CO不与NaOH反应，CO2为酸性氧化物，能溶于NaOH溶液中，所以除去CO中混有的CO2，可将混合气体通入NaOH溶液中进行洗气，B正确； C．Fe不能与NaOH溶液反应，而Al能溶于NaOH溶液，所以除去Fe中混有的Al，可加入NaOH溶液后过滤，C正确； D．MgCl2与KOH溶液反应，生成Mg(OH)2沉淀和KCl，虽然除掉了MgCl2，但引入了KCl，所以除去NaCl中混有的MgCl2，不能采用加入KOH溶液后过滤的方法，而应采用加入适量NaOH溶液的方法，D不正确； 故选D。 【变式训练1·变载体】（2023·福建·模拟预测）化学与生产生活密切相关，下列说法不正确的是 A．在室外大雪的时候可以用作融雪剂，原因是因为其溶解的时候可以放热 B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加 C．为半导体，可做新型太阳能电池主要材料 D．氧化镁在工业生产中常用作耐火材料 【答案】A 【详解】A．氯化镁可以用作融雪剂，原因是雪-氯化镁混合物的熔点低于雪的熔点，使雪能够在比正常情况更低的温度下就能融化，故A错误； B．铬是硬度最高的金属，常在不锈钢中添加，增强不锈钢的耐腐蚀性，故B正确； C．为半导体，作为光电极很稳定，制作简单，可做新型太阳能电池主要材料，故C正确； D．氧化镁的熔点高，常在工业生产中常用作耐火材料，故D正确； 综上所述，答案为A。 【变式训练2·变题型】（2024高三上·福建福州·期中）以菱镁矿(主要成分为MgCO3，含少量SiO2，Fe2O3和A12O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下： 已知浸出时产生的废渣中有SiO2，Fe(OH)3和Al(OH)3。下列说法错误的是 A．以上流程中得到浸出液的操作是过滤 B．为了加快反应速率，浸出和沉镁的操作均可在较高温度下进行 C．流程中可循环使用的物质有NH3、NH4Cl D．浸出镁的反应为 【答案】B 【详解】A．加入氯化铵溶液浸取，浸出的废渣有SiO2、Fe(OH)3、Al(OH)3，同时产生氨气，则此时浸出液中主要含有Mg2+，通过过滤将其分离，故A不选； B．一水合氨受热易分解，沉镁时在较高温度下进行会造成一水合氨大量分解，挥发出氨气，降低利用率，故B选； C．浸出过程产生的氨气可以回收制备氨水，沉镁时氯化镁与氨水反应生成的氯化铵又可以利用到浸出过程中，故C不选； D．高温煅烧后Mg元素主要以MgO的形式存在，MgO可以与铵根水解产生的氢离子反应，促进铵根的水解，所以得到氯化镁、氨气和水，化学方程式为，故D不选； 故选：B。 【变式训练3·变载体】（25-26高三上·山东德州·阶段练习）是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．与水蒸气完全反应，生成的数目为 B．在空气中燃烧生成和，转移电子个数为 C．与足量溶液反应，生成的个数为 D．足量的浓盐酸与反应，转移电子的数目为 【答案】B 【详解】A．与水蒸气反应生成和，根据反应，生成，数目为，A错误； B．的物质的量为，无论生成还是，每个原子均失去，总转移电子数为，即，B正确； C．的物质的量为，与反应生成的物质的量为，即，C错误； D．的物质的量为，与浓盐酸反应时，每摩尔转移，总转移电子数为，即，D错误； 故答案选B。 考点二 铜及其化合物 知识点1 铜及其化合物 1．单质铜的化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。 ②化学方程式：2Cu＋SCu2S。 ③与氧化性酸 a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O； b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO3—===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O； c．与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO3—===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O。 ④与FeCl3溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。 2．氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O 与H2反应 CuO＋H2Cu＋H2O Cu2O＋H22Cu＋H2O 转化关系 4CuO2Cu2O＋O2↑ 3．氢氧化铜 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO＋H2O。 反应②的化学方程式：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。 4．铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3名称为碱式碳酸铜，绿色固体，是铜绿、孔雀石的主要成分。 ①受热分解：Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O ②与强酸反应（写离子方程式）：Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++CO2↑+3H2O (2)CuSO4·5H2O俗称蓝矾、胆矾。 无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水的存在。 (3)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 5．铜及其化合物的性质 (1)Cu与稀硫酸不反应，但在加热条件下，将氧气通入铜粉和稀硫酸的混合物中可发生反应2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O。 (2)Cu＋的性质及检验 ①＋1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。 ②＋1价的铜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。 (3)无水CuSO4作为检验水的试剂，一般不作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 6．红色物质Cu和Cu2O的检验 向红色物质中加入稀硫酸(不能用硝酸)，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。 7．铁、铜混合粉末与FeCl3溶液的反应 【思维建模】不同题型突破铜及其化合物解题思维 1. 实验题：“现象-试剂-结论”推导 步骤：① 识别特征现象（如砖红色沉淀→Cu₂O；蓝色溶液→Cu²⁺）→ ② 锁定反应体系（如醛基+新制Cu(OH)₂悬浊液）→ ③ 验证反应条件（如加热煮沸、碱性环境） 2. 工业流程题：“炼铜-提纯” （1）火法炼铜：CuFeS₂→ 焙烧 → 粗铜 → 电解精炼（阳极：粗铜溶解，阴极：Cu²⁺析出） （2）除杂场景（如CuSO₄中混Fe²⁺）：先加H₂O₂氧化Fe²⁺→Fe³⁺，再加CuO调节pH（促进Fe³⁺水解沉淀，不引入新杂质） 3. 离子推断题：“颜色-反应”法 第一步：由颜色定位（蓝色溶液→含Cu²⁺） 第二步：验证共存性（Cu²⁺与OH⁻、CO₃²⁻、S²⁻不能共存，生成沉淀） 第三步：结合反应（如加入Fe粉生成红色固体，进一步确认Cu²⁺） 【易错提示】 (1)铜和氧气在常温下反应生成Cu2(OH)2CO3，在加热条件下生成CuO。 (2)单质铜可以除去某种气体中的氧气，也可以作乙醇催化氧化的催化剂。 (3)氢氧化铜既能溶于酸又能溶于碱（氨水），但它不是两性氢氧化物。 (4)向硫酸铜溶液中滴加氨水的现象是：先产生蓝色沉淀，后沉淀溶解生成深蓝色溶液 (5)新制的氢氧化铜悬浊液具有弱氧化性，可以用来检验醛基。 (6)CuSO4常用来检验某些气体或液态有机物中微量水的存在，而不是用于除水。 (7)碱式碳酸铜可以认为是Cu(OH)2和CuCO3组成的混合型化合物。 (8)硫酸铜溶液和消石灰配制波尔多液，其杀菌原理是重金属盐使细菌蛋白质变性。 考向1 考查铜及其化合物的性质 例1 （24-25高三下·福建泉州·期末）金属冶炼方法与其性质相关。下列错误的是 A．电解熔融冶炼镁，因MgO熔点过高 B．火法炼铜：，利用中硫的还原性 C．铝热法焊接铁轨：，放出大量热 D．电解饱和溶液制铝，因易被还原 【答案】D 【详解】A．金属冶炼方法取决于金属活动性。活泼金属（如Mg、Al）需电解其熔融盐或氧化物，因MgO熔点过高，电解MgCl2更经济，A正确； B．Cu2S与氧气反应时，S元素化合价升高，被氧化，体现还原性，B正确； C．铝热反应为放热反应，Al具有强还原性，可用铝热反应焊接铁轨，C正确； D．工业上电解熔融Al2O3制铝，电解饱和溶液得不到铝，D错误； 故选D。 【变式训练1·变题型】（24-25高三上·福建泉州·阶段练习）在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．Na与O2在常温条件下生成，和水反应生成NaOH，A正确； B．Cu和盐酸不反应，B错误； C．CaCl2和CO2不反应，C错误； D．氧化铝和水不反应，D错误； 故选A。 【变式训练2·变载体】（23-24高三下·福建福州·期中）向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中，加入的稀HNO3溶液恰好使混合物完全溶解，同时收集到2.24LNO气体(标准状况)。[已知：。]下列说法错误的是 A．发生氧化还原反应的HNO3物质的量为0.1mol B．得到的溶液中n(Cu2+)=0.25mol C．CuO与稀硫酸反应的离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O D．若混合物中含0.1molCu，则该混合物与足量稀硫酸充分反应，最后剩余固体12.8g 【答案】D 【详解】A．HNO3作为氧化剂，还原产物为NO，根据分析，生成NO为0.1mol，故发生还原反应的HNO3为0.1mol，A正确； B．反应后溶液中的溶质为Cu(NO3)2，根据分析，起到酸性作用的HNO3为0.6mol-0.1mol=0.5mol，故n(Cu2+)=n(HNO3)=0.25mol，B正确； C．CuO与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，故离子方程式为CuO+2H+=Cu2++H2O，C正确； D．混合物与硝酸反应时，Cu和Cu2O被氧化，失去的总电子为HNO3所得电子，物质的量为0.1mol×3=0.3mol，故Cu2O转移电子的物质的量为0.3mol -0.1mol×2=0.1mol，n(Cu2O)=×0.1mol=0.05mol，根据溶液中n(Cu2+)=0.25mol，可知Cu元素共0.25mol，原混合物中n(CuO)= 0.25mol-0.05mol×2-0.1mol=0.05mol。混合物与稀硫酸反应时， Cu不与稀H2SO4反应，根据可知，生成的Cu的物质的量n’(Cu)= n(Cu2O)=0.05mol，故反应后所得的Cu的物质的量为n(Cu)+n’(Cu)=0.15mol，质量为0.15mol×64g/mol=9.6g，D错误； 故选D。 考点三 金属材料及开发利用 知识点1 金属材料 1．合金 概念 由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物质 性能 硬度 硬度一般高于它的成分金属 熔点 熔点一般低于它的成分金属 与纯金属材料相比，合金具有优良的物理、化学或机械性能 2．铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 （1）生铁：①生铁的含碳量为2%～4.3%。 ②性能及用途：生铁硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。 （2）钢：①钢的含碳量为0.03%～2%。 ②性能及用途：钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。 ③分类： 钢 碳素钢 合金钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 组成元素 Fe和C Fe、C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si 含碳量 低于0.3% 0.3%-0.6% 高于0.6% 性能 韧性、焊接性好，但强度低 强度高、韧性及加工性好 硬而脆，热处理后弹性好 种类多，性能差别大 用途 用于制造钢板、钢丝、钢管等 用于制造钢轨、车轮、建材等 用于制造器械、弹簧、刀具等 医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质、汽车、航空和航天等领域等 3．铝合金—目前用途广泛的合金之一 （1）成分元素：除铝外，主要合金元素有铜、硅、镁、锌、锰，次要合金元素有镍、铁、钛、铬、锂等。 （2）主要特性：铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性 （3）主要用途：用于汽车、飞机、火箭、船舶制造及建筑用门窗，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 4．新型合金 新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。此外，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。 得分速记 (1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 (2)合金是混合物，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不变。 (3)并非所有的金属都能相互形成合金，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。 (4)合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 (5)在合金中各组成成分元素的化合价都为0价。 (6)金属越不活泼，其相应的金属阳离子的氧化性越强，越容易被冶炼。 (7)用还原法来冶炼某些很活泼的金属原理 Na+KClK↑+NaCl 2RbCl+MgMgCl2+2Rb↑ 主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。 (8)构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。合金一定是混合物。 (9)常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 (10)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 知识点2 金属冶炼 金属矿物的开发利用 1．金属矿物的开发利用 (1)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)。 (2)金属冶炼的方法 (3)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。 方法名称 主要反应原理(举例) 热分解法 Hg的冶炼：2HgO2Hg＋O2↑ Ag的冶炼：2Ag2O4Ag＋O2↑ 热还原法 CO作还原剂 高炉炼铁：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 H2作还原剂 WO3＋3H2W＋3H2O 铝热反应 Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 电解法 Al的冶炼：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑ Mg的冶炼：MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ Na的冶炼：2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑ 2．金属的冶炼 金属矿物的开发利用 (1)金属冶炼的方法与金属活动性的关系 (2)冶炼Mg时电解熔融MgCl2而不电解熔融MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时会耗费更多能源，增加生产成本。 (3)冶炼Al时只能电解熔融Al2O3而不能电解熔融AlCl3，原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电；加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。 (4)用热还原法得到的铜，还要经过电解精炼才能得到精铜。 3．金属及其化合物的制备 (1)抓住“六个”关键，突破金属及其化合物的制备“微流程” (2)“四步法”突破金属及其化合物的制备微实验 【易错提示】 1. 误认为Al可通过电解AlCl₃冶炼（AlCl₃是共价化合物，熔融不导电，应电解Al₂O₃） 2. 书写Fe冶炼方程式时，漏写"高温"条件或产物CO₂误写为CO 3. 混淆铜的冶炼方法（火法炼铜用Cu₂S与O₂反应，而非直接用C还原CuO） 4. 电解精炼铜时，误判电极材料（阳极为粗铜，阴极为纯铜，电解质为CuSO₄溶液） 5. 忽略铝土矿富集步骤（加NaOH溶解后需通CO₂生成Al(OH)₃，不能用盐酸） 【思维建模】 一、“开采-富集-冶炼-提纯”四步构建矿物开发流程 1. 核心步骤及考点 开采：物理开采（如铁矿石开采），选择题偶尔考环保问题（如植被恢复） 富集：去除杂质，提高矿物纯度（福建高考工业流程题高频） 方法：浮选法（物理分离）、酸浸/碱浸（化学溶解，如Al₂O₃用NaOH浸出，Fe₂O₃不溶）、重结晶 冶炼：对应上述冶炼方法（核心反应书写） 提纯：电解精炼（如粗铜精炼：阳极粗铜溶解，阴极纯铜析出）、蒸馏（如Hg提纯） 二、不同题型突破金属冶炼与金属矿物的开发利用解题思维 1. 选择题：“方法-金属”匹配法 步骤：① 明确选项中金属的活动性 → ② 对应冶炼方法 → ③ 排除错误匹配（如"电解CuSO₄溶液炼Cu"错误，应为热还原法） 2. 工业流程题：“试剂-反应-目的”推导 步骤：① 分析原料（矿物成分）和产物（纯金属/化合物）→ ② 推断每步试剂作用（如加NaOH为溶解Al₂O₃）→ ③ 书写核心反应（注意条件和配平）→ ④ 回答除杂/富集目的 3. 化学方程式书写题：“条件-产物”判断法 电解法：标注"熔融"或"电解"，产物避免写H₂O（如电解Al₂O₃无H₂生成） 热还原法：区分CO与C还原（如Fe₃O₄与CO反应生成CO₂，与C反应可能生成CO） 铝热反应：注明"高温"，产物为金属单质和Al₂O₃（如冶炼Cr：2Al+Cr₂O₃高温=Al₂O₃+2Cr） 考向1 考查金属材料 例1（24-25高三下·福建南平·期末）2025年央视春晚，扭秧歌的宇树人形机器人在制造过程中使用的材料有钛合金、碳纤维、聚乙烯、PEEK(聚醚醚酮)等。下列说法错误的是 A．钛合金属于金属材料 B．碳纤维属于无机非金属材料 C．聚乙烯属于天然高分子材料 D．PEEK属于有机高分子材料 【答案】C 【详解】A．钛合金是金属材料，A正确； B．碳纤维属于无机非金属材料（碳材料），B正确； C．聚乙烯是人工合成的聚合物，属于合成高分子材料，而非天然高分子材料，C错误； D．PEEK（聚醚醚酮）是人工合成的有机高分子材料，D正确； 答案选C。 【变式训练1】（24-25高三下·福建泉州·期中）化学材料深刻改变着人类的生活、生产方式。下列说法错误的是 A．太阳能光伏发电系统能将光能转化为电能 B．制作青铜器“四羊方尊”的材料属于金属材料 C．华为自主研发的5G芯片巴龙5000的主要材料是 D．“中国天眼”FAST用到的碳化硅是一种新型陶瓷材料 【答案】C 【详解】A．太阳能光伏发电利用半导体材料将光能直接转化为电能，A正确； B．青铜是铜合金，属于金属材料，B正确； C．芯片主要材料是高纯度单质硅(Si)，而非SiO2(用于光纤等)，C错误； D．碳化硅(SiC)具有耐高温、高强度、高耐磨性等性能，属于新型陶瓷材料，D正确； 故选C。 【变式训练2·变考法】（24-25高三下·福建泉州·阶段练习）金属Ti(钛)是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组用实验探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如下： 金属 Ti Mg Cu 金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化 下列有关三种金属的说法正确的是 A．Cu和稀盐酸能发生化学反应 B．若钛粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg C．用Ti从溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径 D．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Mg、Ti、Cu 【答案】D 【详解】A．根据实验现象知，Cu和稀盐酸不反应，故A错误； B．Ti、Mg都和稀盐酸反应生成氢气，所以不能用稀盐酸除去Ti中的Mg，故B错误； C．钛（Ti）是一种昂贵的金属，用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu制取铜，成本太高，在工业上是不可取的，故C错误； D．相同温度下，不同金属分别加入相同浓度的稀盐酸中，金属的金属性越强，金属与酸反应置换出氢气越容易，生成氢气速率越快，根据表中生成氢气快慢顺序知，金属强弱顺序是Mg＞Ti＞Cu，故D正确； 故选D。 考向2 考查金属冶炼 金属矿物的开发利用 例1 （2024·福建厦门·模拟预测）锂辉矿（主要成分为）可用低温重构-直接浸出技术制备碳酸锂，同时得到氧化铝，工艺流程如图，下列说法不正确的是 A．“水热反应”为 B．“滤渣1”和“滤渣2”主要成分不同 C．流程中不涉及氧化还原反应 D．冶炼金属锂可用电解其熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝则不可以 【答案】B 【详解】A．由分析可知，加入氢氧化钠溶液发生水热反应的目的是将转化为硅酸锂、硅酸钠和四羟基合铝酸钠，反应的化学方程式为，故A正确； B．由分析可知，“滤渣1”和“滤渣2”的主要成分均为硅酸，故B错误； C．由分析可知，流程中各步转化过程中均没有元素发生化合价变化，均不涉及氧化还原反应，故C正确； D．氯化锂是离子化合物，氯化铝为共价化合物，所以冶炼金属锂可用电解熔融氯化物的方法，而冶炼金属铝用电解熔融氯化物的方法，故D正确； 故选B。 【变式训练1·变载体】（23-24高一下·福建泉州·阶段练习）根据框图分析，下列说法不正确的是 A．在反应①中稀硫酸既表现出氧化性又表现出酸性 B．的氧化性比的氧化性强 C．我国是世界上最早使用反应②冶炼金属M的国家 D．反应③中用氢氧化钠溶液代替氨水，也能观察到相同的实验现象 【答案】A 【详解】A．反应①发生Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，S元素的化合价不变，只表现了酸性，故A错误； B．Cu2+的氧化性比Fe2+的氧化性强，故B正确； C．反应②为湿法炼铜，我国是世界上最早使用冶炼金属Cu的国家，故C正确； D．过氧化氢具有强氧化性，与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成铁离子，在中性溶液中铁离子转化为沉淀，③反应中若不加稀硫酸可能看到红褐色沉淀，故D正确； 故选：A。 【变式训练2·变题型】（2024·福建·二模）下列体现我国悠久金属矿物开发历史的诗文中，不涉及化学变化的是 A．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金 B．丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂 C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜 D．君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然 【答案】A 【详解】A．千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金，此过程为金的富集，属于物理变化，A符合题意； B．丹砂烧之成水银，积变又还成丹砂，为硫化汞受热分解，遇冷后重新生成硫化汞，为化学变化，B与题意不符； C．熬胆矾铁釜，久之亦化为铜，为铁与硫酸铜反应生成单质铜，为化学变化，C与题意不符； D．君不见昆吾铁冶飞炎烟，红光紫气俱赫然为昆吾的宝石被炼成宝剑，通红的炉火，剑锋上射出紫色的光焰，为化学变化，D与题意不符； 答案为A。 1．（2025·四川·高考真题）一种主要成分为和的高钾磷矿，通过如下流程可制得重要的化工产品白磷()、。其中，电炉煅烧发生的反应为：。 下列说法错误的是 A．“电炉煅烧”必须隔绝空气 B．浸渣的主要成分是 C．“炉气水洗”使溶于水而与分离 D．“中和沉淀”需要控制溶液的 【答案】C 【详解】A．“电炉煅烧”时生成，可与氧气反应，故必须隔绝空气，A正确； B．根据分析可知，浸渣的主要成分是，B正确； C．“炉气水洗”因、CO均不溶于水，磷蒸气通过冷水冷凝成固态白磷，使与分离，C错误； D．“中和沉淀”时通入的二氧化碳形成的弱酸，不会溶解生成的（只溶于强酸强碱中），但需要控制溶液的，防止生成，D正确； 故选C。 2．（2025·湖南·高考真题）材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 A．高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件 B．金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层 C．超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料 D．超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉” 【答案】A 【详解】A．金属材料包括纯金属及其合金，选项中的不锈钢是铁基合金，属于金属材料，A正确； B．金刚石是碳的非金属形态，是无机非金属材料，B错误； C．玄武岩纤维是由火山岩（主要成分为硅酸盐矿物）熔融制成的无机非金属材料，类似于玻璃纤维，不属于金属材料，C错误； D．玻璃纤维的主要成分是二氧化硅等非金属氧化物，属于无机非金属材料，因此不属于金属材料，D错误； 故选A。 3．（2024·北京·高考真题）不同条件下，当KMnO4与KI按照反应①②的化学计量比恰好反应，结果如下。 反应序号 起始酸碱性 KI KMnO4 还原产物 氧化产物 物质的量/mol 物质的量/mol ① 酸性 0.001 n Mn2+ I2 ② 中性 0.001 10n MnO2 已知：的氧化性随酸性减弱而减弱。 下列说法正确的是 A．反应①， B．对比反应①和②， C．对比反应①和②，的还原性随酸性减弱而减弱 D．随反应进行，体系变化：①增大，②不变 【答案】B 【详解】A．反应①中Mn元素的化合价由+7价降至+2价，I元素的化合价由-1价升至0价，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应①的离子方程式是：10I-+2+16H+=2Mn2++5I2+8H2O，故n(Mn2+)∶n(I2)=2∶5，A项错误； B．根据反应①可得关系式10I-~2，可以求得n=0.0002，则反应②的n(I-)∶n()=0.001∶(10×0.0002)=1∶2，反应②中Mn元素的化合价由+7价降至+4价，反应②对应的关系式为I-~2~MnO2~~6e-，中I元素的化合价为+5价，根据离子所带电荷数等于正负化合价的代数和知x=3，反应②的离子方程式是：I-+2+H2O=2MnO2↓++2OH-，B项正确； C．已知的氧化性随酸性减弱而减弱，对比反应①和②的产物，I-的还原性随酸性减弱而增强，C项错误； D．根据反应①和②的离子方程式知，反应①消耗H+、产生水、pH增大，反应②产生OH-、消耗水、pH增大，D项错误； 答案选B。 4．（2023·重庆·高考真题）已知反应：，为阿伏加德罗常数的值，若消耗(标准状况)，下列叙述错误的是 A．转移的电子数为 B．生成的质量为 C．生成的氧化产物分子数为 D．生成的含有孤电子对数为 【答案】C 【详解】A．反应中F的化合价由0价转化为-1价，O的化合价由-2价变为+2价，转移电子数为4e-，若消耗(标准状况)即=2mol，故转移的电子数为，A正确； B．根据反应，每消耗2molF2生成的质量为2mol=，B正确； C．根据反应可知反应生成的氧化产物为OF2，每消耗2molF2生成的氧化产物OF2分子数为，C错误； D．根据反应可知，每消耗2molF2生成H2O的物质的量为1mol，又知1个H2O中含有2对孤电子对，即生成的含有孤电子对数为，D正确； 故答案为C。 5．（2023·重庆·高考真题）下列离子方程式中，错误的是 A．通入水中： B．通入石灰乳中： C．放入溶液中： D．放入溶液中： 【答案】B 【详解】A．二氧化氮和水生成硝酸和NO，反应为，A正确； B．石灰乳转化氢氧化钙不能拆，反应为，B错误； C．放入溶液中生成偏铝酸钠和去：，C正确； D．放入溶液中发生氧化还原生成二价铅和二价铁离子，反应为：，D正确； 故选B。 6．（2023·浙江·高考真题）物质的性质决定用途，下列两者对应关系不正确的是 A．铝有强还原性，可用于制作门窗框架 B．氧化钙易吸水，可用作干燥剂 C．维生素C具有还原性，可用作食品抗氧化剂 D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，可作潜水艇中的供氧剂 【答案】A 【详解】A．铝用于制作门窗框架，利用了铝的硬度大、密度小、抗腐蚀等性质，而不是利用它的还原性，A不正确； B．氧化钙易吸水，并与水反应生成氢氧化钙，可吸收气体中或密闭环境中的水分，所以可用作干燥剂，B正确； C．食品中含有的Fe2+等易被空气中的氧气氧化，维生素C具有还原性，且对人体无害，可用作食品抗氧化剂，C正确； D．过氧化钠能与二氧化碳反应生成氧气，同时可吸收人体呼出的二氧化碳和水蒸气，可作潜水艇中的供氧剂，D正确； 故选A。 7．（2023·浙江·高考真题）下列反应的离子方程式不正确的是 A．通入氢氧化钠溶液： B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液： C．过量通入饱和碳酸钠溶液： D．溶液中滴入氯化钙溶液： 【答案】D 【详解】A．通入氢氧化钠溶液中反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的离子方程式为：，选项A正确； B．氧化铝溶于氢氧化钠溶液生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为：，选项B正确； C．过量通入饱和碳酸钠溶液反应产生碳酸氢钠晶体，反应的离子方程式为：，选项C正确； D．溶液中滴入氯化钙溶液，因亚硫酸酸性弱于盐酸，不能发生反应，选项D不正确； 答案选D。 8．（2023·河北·高考真题）配合物在分析化学中用于的鉴定，其制备装置示意图(夹持装置等略)及步骤如下： ①向三颈烧瓶中加入和热蒸馏水，搅拌溶解。 ②磁力搅拌下加入，从仪器a加入50%醋酸。冷却至室温后，再从仪器b缓慢滴入30%双氧水。待反应结束，滤去固体。 ③在滤液中加入95%乙醇，静置40分钟。固液分离后，依次用乙醇、乙醚洗涤固体产品，称重。 已知：i.乙醇、乙醚的沸点分别是； ii.的溶解度数据如下表。 温度/℃ 20 30 40 50 溶解度/ 84.5 91.6 98.4 104.1 回答下列问题： (1)仪器a的名称是 ，使用前应 。 (2)中钴的化合价是 ，制备该配合物的化学方程式为 。 (3)步骤①中，用热蒸馏水的目的是 。 (4)步骤③中，用乙醚洗涤固体产品的作用是 。 (5)已知：(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀，产品纯度为 %。 (6)实验室检验样品中钾元素的常用方法是：将铂丝用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，用铂丝蘸取样品在外焰上灼烧， 。 【答案】(1) 分液漏斗 检漏 (2) (3)增加的溶解度 (4)加速产品干燥 (5)80.0 (6)透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色，若呈紫色则含钾元素 【详解】（1）仪器a的名称是分液漏斗，使用前应检漏； （2）中钠是+1价亚硝酸根是-1价，根据化合价代数和为0，钴的化合价是+3，制备该配合物的化学方程式为； （3）步骤①中，用热蒸馏水的目的是增加的溶解度； （4）步骤③中，用乙醚洗涤固体产品的作用是加速产品干燥； （5）已知：(亮黄色)足量与产品反应生成亮黄色沉淀，则，，产品纯度为； （6）实验室检验样品中钾元素的常用方法是：将铂丝用盐酸洗净后，在外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时，用铂丝蘸取样品在外焰上灼烧，透过蓝色钴玻璃观察火焰的颜色，若呈紫色则含钾元素。 / 学科网（北京）股份有限公司 $