第三讲 镁，铝，铜，金属材料课件_2027届高三化学一轮复习

高三第一轮复习 第八讲 金属材料 金属的冶炼 课时1 镁、铝及其化合物 +2 0 单质 氧化物 氢氧化物 盐 Mg MgCl2 MgO Mg(OH)2 化合价 类别 MgCO3 一、镁 1.写出镁的原子结构示意图、电子排布式及价电子排布图 2.镁的化学性质（1）与非金属单质反应 ①氧气 ②氮气 （2）与酸、水反应 （3）与CO2反应 镁在空气中充分燃烧，所得的固体产物有哪些化合物？ 考点1 镁 海水提镁 Mg + 2H+ = Mg2++H2↑ 冷水缓慢反应 热水反应相对比较快 Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑ ∆ 必修1-P109 （4）与水反应 一、物理性质 黄绿色固体；遇水极易反应，不能在潮湿空气中稳定存在。 2.与酸反应 Mg3N2 + 8HCl = 3MgCl2 + 2NH4Cl Mg3N2 二、化学性质 1. 水解反应 Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3↑ 1.实验室以空气和镁为原料制备Mg3N2 的装置如图所示（夹持和加热装置略去）， 已知Mg3N2遇到水蒸气会发生反应生成NH3，还原铁粉与N2 不反应。下列说法不正 确的是( ) D A.装置A、B中可依次加入NaOH 溶液、浓硫酸 B.去掉装置C对产品纯度影响很大 C.实验时应先加热C，通入一段时间空气后再 加热D D.装置E 中碱石灰的作用是吸收尾气 制备极易水解物质SnCl4、TiCl4、Mg3N2、无水FeCl3，需“前堵后防” 新考案P58 除CO2 除H2O 除O2 防止空气中CO2和H2O的进入 6 海水中提取镁的流程 (1)工业上从海水中获取Mg(OH)2用石灰乳而不用NaOH溶液的原因是 (2)Mg(OH)2沉淀中混有少量Ca(OH)2，除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入盛有 溶液的烧杯中，充分搅拌后经 、 （填操作方法）可得纯净的Mg(OH)2。 海水提镁-必修2 P106 石灰乳的原料充足，成本低 MgCl2 过滤 洗涤 Ca(OH)2(s) + MgCl2(aq) === Mg(OH)2(s) + CaCl2(aq) 海水中提取镁的流程 (3)脱水过程中通入HCl的目的是____________________________ 干燥的HCl气流可以抑制MgCl2·6H2O的水解，并带走水蒸汽 尾气吸收装置 浓盐酸 浓硫酸 MgCl2·6H2O 海水中提取镁的流程 (4)电解氯化镁溶液能否得到镁单质？ 各种镁的化合物的熔点： MgO MgSO4 MgCl2 Mg(OH)2 熔点/℃ 2800 1124 712 280℃分解 1.加热MgCl2溶液最终可制得MgCl2固体(　　) 2.工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO的方法(　　) 3.镁不慎着火，可以用CO2灭火(　　) 4.在Mg(HCO3)2溶液中加入足量的Ca(OH)2溶液，最终得到的沉淀 是MgCO3和CaCO3(　　) × × × × 2Mg+CO2= 2MgO+C 点燃 干沙扑灭！ HCl气流中！ MgO熔点太高 Mg(OH)2难溶，MgCO3微溶！ （1）用MgCl2溶液、AlCl3 溶液、氨水可以比较镁和铝的金属性强弱。( ) × （2）铝箔在酒精灯上加热，熔化后的铝滴落下来。( ) × （3）Mg 分别在空气和纯氧中燃烧，生成相同的物质。( ) × （4）镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火。( ) √ （5）MgO和Al2O3 都属于两性氧化物。( ) × （6）用如图装置制取无水MgCl2 。( ) √ 新考案P57 HCl气流中！ 11 （7）向盛有少量Mg(OH)2沉淀的试管中加入适量饱和NH4Cl 溶液，振荡， 白色沉淀溶解。( ) √ （8）取一定体积的NaOH溶液和Al2(SO4)3 溶液进行反应，改变两种试剂的 滴加顺序（浓度均为0.1 mol⋅L−1 ），反应现象没有明显差别。( ) × （9）（2022·广东卷）利用海水制取溴和镁单质，此过程中Br−可被氧化， Mg2+ 可被还原。( ) √ （10）（2022·海南卷）MgCl2溶液中滴加NaOH 溶液至过量，现象为产生 白色沉淀后沉淀消失。( ) × Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) 12 +3 0 单质 氧化物 氢氧化物 盐 Al Al3+ Al2O3 Al(OH)3 化合价 类别 Al(OH)4- 根据价类二维图口述单质铝的化学性质（共性、特性） 1.铝单质 必备知识 归纳整合 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ① ②______________________； ③ 钝化 2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④_________________________________； ⑤__________________________(铝热反应)。 1.遇硝酸、硫酸要注意浓稀。 2.强酸、强碱均反应产生H2 现象 方程式 镁条激烈燃烧，发出耀眼白光，纸漏斗被烧穿，有熔融状态的物质掉落至沙中。红热物质能被磁铁吸引。 2Al+ Fe2O 3===2Fe( l ) +Al2O3 高温 镁条、氯酸钾： 引燃剂 铝热剂：金属铝与铁、钒、铬、锰等的氧化物的混合物。 铝热反应：铝和熔点较高的金属的氧化物在高温下的反应。 用途：焊接钢轨和冶炼高熔点金属 ∆H< 0 (反应放出大量热，被还原的金属呈液态) 必修第一册 P82 写出发生反应的化学方程式 Al2O3+6H+=2Al3++3H2O 不分解 Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O 强酸 强碱 重点知识 耐高温材料 净水、中和胃酸 Al2O3与Al(OH)3的两性 冶炼金属铝的原料 如何理解Al(OH)3两性的表现？ [Al(OH)4]--+H+ Al(OH)3 Al3++3OH- (酸式电离) (碱式电离) 加H+，中和OH-，促进碱式电离(抑制酸式电离)，使平衡向右移动，最终生成铝盐 加OH-，中和H+，促进酸式电离(抑制碱式电离)， 使平衡向左移动，最终生成偏铝酸盐 [Al(OH)4]-- 加入碱性溶液，最好用过量的稀氨水 加入酸性溶液，最好通入过量的CO2 1.若由AlCl3制备Al(OH)3，应选用什么试剂？ 2.若由 Na[Al(OH)4]制备Al(OH)3，应选用什么试剂？ 3.若将AlCl3溶液和 Na[Al(OH)4] 溶液相混合，会有什么现象？ Al3++3 [Al(OH)4]-- =4Al(OH)3↓ Al3++​3NH3⋅H2O === Al(OH)3↓+​3NH4+ [Al(OH)4]−+​CO2 === Al(OH)3↓+​HCO3− 以铝土矿为原料制备铝单质 分离 提纯 冶炼 铝土矿 氧化铝 铝 5. 铝土矿冶炼铝：铝土矿主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3 等。 碱溶法 Al2O3 含SiO2 Fe2O3 酸溶法 Al2O3 含SiO2 Fe2O3 5. 铝土矿冶炼铝：铝土矿主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3 等。 4.工业上以铝土矿（主要成分是氧化铝，含氧化铁杂质）为原料冶炼铝的工艺流程 如图所示： 下列叙述正确的是( ) A A.反应①中试剂X可以是NaOH 溶液 B.试剂Y是HCl，它与[Al(OH)4]− 反应生成 Al(OH)3 C.图示转化反应中包含2个氧化还原反应 D.将试剂X与Y 进行对换，最终可得相同结果 24 3.常见的铝盐——明矾 （1）明矾的化学式为⑪__________________，属于复盐。 （2）明矾净水的原理：明矾溶于水时发生电离，电离方程式为⑫_______________ ___________________________， 其中Al3+发生水解反应，产生Al(OH)3胶体，Al(OH)3 胶粒吸附能力很强，可以吸附 水中的悬浮杂质并形成沉淀，使水变得澄清。 KAl(SO4)2⋅12H2O KAl(SO4)2 === K++​Al3++​2SO42− 明矾净水只能除去水中的悬浮杂质，不能杀菌消毒，与氯气消毒原理不同。 25 2.（2024·广东卷）部分含Mg或Al或Fe 物质的分类与 相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是( ) B A.若a在沸水中可生成e，则a→f 的反应一定是化合反应 B.在g→f→e→d 转化过程中，一定存在物质颜色的变化 C.加热c 的饱和溶液，一定会形成能产生丁达尔效应的红棕色分散系 D.若b和d均能与同一物质反应生成c，则组成a的元素一定位于元素周期表p 区 26 高三第一轮复习 第八讲 金属材料 金属的冶炼 课时2 铜及其化合物 金属材料 +1 0 单质 氧化物 氢氧化物 盐 Cu CuCl Cu2O Cu(OH)2 化合价 类别 Cu2(OH)2CO3 +2 CuO Cu2+ Cu2S 单质铜的氧化 分别写出铜与稀硝酸和浓硝酸反应的离子方程式： 3Cu + 8H+ + 2NO3- = 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O 氧化剂 酸性 介质 问题与思考 铜与稀硫酸（稀盐酸）不反应，向其中加入什么使铜溶解？ 五彩的铜 Cu CuO Cu2(OH)2CO3 CuSO4 CuSO4·5H2O CuCl2 Cu(OH)2 Cu2O                 Cu2S CuS 固体 浓溶液 稀溶液 黑色 棕黄色 绿色 蓝色 选必1P56 单质铜的氧化 2Cu + O2 = 2CuO ∆ Cu + Cl2 === CuCl2 点燃 2Cu + S = Cu2S ∆ 铜生锈： 与盐溶液反应： 2Cu + O2 + CO2 + H2O = Cu2(OH)2CO3 Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag Cu + 2Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ FeCl3刻蚀电路板 铜与浓硫酸的反应 i.常温下能反应吗？ ii.实验现象： iii.产物的检验： iv.浓硫酸的作用： 必修第二册 P5 不能 有无色气体产生 溶液变黑 氧化剂 提供酸性环境 Cu + 2H2SO4(浓) === CuSO4 + SO2↑ + 2H2O ∆ 问题与思考 Cu与Cu2O都是红色，可以用什么方法区别？ Cu2O溶于稀硫酸产生蓝色溶液和紫红色固体，写出化学方程式 歧化反应 Cu2O＋2H＋= Cu2＋＋Cu＋H2O 铜(+2)的弱氧化性 1.醛基的检验： 2.CuO高温分解 2CuO === Cu2O + O2↑ 高温 R-CHO + 2Cu(OH)2 + NaOH → R-COONa + Cu2O↓ + 3H2O ∆ 天蓝色溶液 蓝色沉淀 深蓝色溶液 Cu(OH)2↓ 深蓝色晶体 [Cu(NH3)4]SO4•H2O 乙醇 静置 CuSO4溶液 氨水 氨水 H2O Cu H2O H2O OH2 2+ Cu H3N 2+ NH3 NH3 NH3 < 更稳定！ 降低溶液极性， 降低溶解度， 令析出！ 无水CuSO4(白色) 硫酸铜的用途和性质 ①无水硫酸铜固体——_________________； ②游泳池中加入硫酸铜可以__________________； ③波尔多液是硫酸铜和________按不同比例配制成的蓝色胶状悬浊液，用作杀真菌剂； 检验水或水蒸气 杀菌消毒 熟石灰 ④实验室制备乙炔时，硫酸铜溶液的作用(除H2S、PH3)： CuSO4 + H2S = CuS↓ + H2SO4 蓝矾、胆矾 CuSO4·5H2O = CuSO4＋5H2O Δ 化学反应 Cu2＋，重金属离子 ——使蛋白质变性。 2.（2023·广东卷，改编）铜元素的“价-类”二维 图如图所示。下列说法正确的是( ) B A.f→a→c 均可通过一步转化实现 B.b 既有氧化性又有还原性 C.葡萄糖与新制的c混合后加热可得a D.向固体c中通入H2S气体生成e 课时2 铜及其化合物 金属材料 37 能力2 有关铜的工艺流程 3.（2024·黑吉辽卷）某工厂利用铜屑脱除 锌浸出液中的Cl−并制备Zn ，流程如下。 “脱氯”步骤仅Cu 元素化合价发生改变。下 列说法正确的是( ) C 锌浸出液中相关成分（其他成分无干扰）： 离子 Zn2+ Cu2+ Cl− 浓度/(g⋅L−1) 145 0.03 1 A.“浸铜”时应加入足量H2O2 ，确保铜屑溶解完全 B.“浸铜”反应：2Cu+​4H++​H2O2 === 2Cu2++​H2↑+​2H2O C.“脱氯”反应：Cu+​Cu2++​2Cl− === 2CuCl D.脱氯液净化后电解，可在阳极得到Zn 课时2 铜及其化合物 金属材料 38 2.（2024·福建卷）从废线路板（主要成分 为铜，含少量铅锡合金、铝、锌和铁）中 提取铜的流程如下： 已知“滤液2”主要含SnO32−和HPbO2− 。下列说法正确的是( ) C A.“机械粉碎”将铅锡合金转变为铅和锡单质 B.“酸溶”时产生Al3+、Fe3+和Zn2+ C.“碱溶”时存在反应：Sn+​2OH−+​O2 === SnO32−+​H2O D.“电解精炼”时，粗铜在阴极发生还原反应 课时2 铜及其化合物 金属材料 39 将金属从化合态转化成游离态的过程，工业上称之为金属的冶炼 1、定义 2、实质 得电子，被还原 Mn+ M +ne- 正价 0价 金属的冶炼 40 3、方法 Na Mg Al Zn Fe Cu Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 思考：不同的金属所用的冶炼方法一样吗？ 金属单质还原性(失电子能力)依次减弱 金属阳离子氧化性(得电子能力)依次增强 必修第二册 P98 Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ Fe2+ Cu2+ Hg2+ Ag+ Pt Au Q1：能用氯化铝代替氧化铝吗？ Q2：冰晶石的作用？ 助熔剂 41 3、方法 Na Mg Al Zn Fe Cu (Ti、W) Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 思考：不同的金属所用的冶炼方法一样吗？ 常用还原剂：C、CO、H2、活泼金属 42 3、方法 Na Mg Al Zn Fe Cu (Ti、W) Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 思考：不同的金属所用的冶炼方法一样吗？ 必修第二册 P125 3、方法 Na Mg Al Zn Fe Cu (Ti、W) Hg Ag Pt Au 电解法 热还原法 热分解法 思考：不同的金属所用的冶炼方法一样吗？ 必修第二册 P98 44 2Al＋3Cl22AlCl3 4Al＋3O22Al2O3 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ 2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 $