資源簡介

(共115張PPT)
第三節　金屬材料及金屬冶煉
第三章 金屬及其化合物
課標要求 核心素養
1.能結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，理解合金的主要性質。
2.能結合真實情境中的應用實例，明確合金在生產、生活中的應用。 1.證據推理與模型認知：通過金屬冶煉原理的學習和冶煉方法的歸納，理解氧化還原反應在金屬礦物開發中的應用，構建金屬冶煉的思維模型。
2.宏觀辨識與微觀探析：從多角度認識合金的組成，認識合金的形成對物理性質的影響。
[目標導航]
課標要求 核心素養
3.知道不同金屬的不
同的冶煉方法，了解
金屬冶煉條件和金屬
活潑性之間的關系，
了解金屬冶煉的原理
是氧化還原反應。 3.科學態度與社會責任：通過金屬材料的正確選擇，
培養化學服務于生活的意識；通過對金屬材料的回收
利用，培養節約能源和保護資源的可持續發展意識。
通過對鋁的冶煉成本的計算，認識合理開發和利用金
屬資源的重要性和必要性。能從化學的角度分析從自
然資源到產品的轉化途徑，認識化學方法在實現物質
轉化中的作用和貢獻，感受化學科學在生產、生活中
的應用價值。
(續表)
[自主測評]
1.易錯易混辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。
(1)鋼與純鐵比較，鋼不易生銹。(
)
(2)不銹鋼、硬鋁都是合金，青銅是銅單質，不屬于合金。
(
)
(3)高溫時鋁易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉。(
)
(4)能用鋁槽車儲運濃硫酸與濃硝酸，是因為鋁的化學性質穩
定，不與濃硫酸、濃硝酸反應。(
)
(5)氧化鋁是金屬氧化物，也是堿性氧化物。(
)
(6)鋁抗腐蝕能力較強的主要原因是鋁與氧氣反應使鋁表面生
成一層致密的氧化膜。(
)
(7)用熱還原法冶煉金屬時，可以用 H2 將 Mg 從化合物中還原
出來。(
)
(8)可以通過電解熔融的 MgO 和 AlCl3 來制備金屬 Mg、Al。
(
)
(9)工業上一般用電解氯化鎂溶液制取 Mg 單質。(
)
錯因：鋼由鐵和碳熔合而成，會形成原電池加
答案：(1)×
快鐵的生銹。
(2)×
(3)√
(4)×
錯因：青銅是銅錫合金，屬于混合物。
錯因：常溫下，濃硫酸與濃硝酸能夠鈍化鋁，形成致
密的氧化物 Al2O3。
錯因：氧化鋁既和酸反應，又能和堿反應，屬于兩性
(5)×
氧化物。
(6)√
(7)×
原法冶煉。
(8)×
錯因：Mg 是活潑金屬，其活潑性強于 H，不能用熱還
錯因：MgO 熔點太高，一般不用電解熔融的 MgO 來
冶煉 Mg；AlCl3 為共價化合物，熔融時不導電。
(9)×
錯因：工業上一般用電解熔融氯化鎂來制取 Mg。
2.下列關于鋁單質的敘述中，正確的是(
)
A.不能用鋁制的器皿來盛放酸梅湯或堿水是因為鋁及其氧化
物都會和酸或堿反應
B.鋁制品在空氣中有很強的抗腐蝕性是因為鋁的化學性質很
穩定
D.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙仔細打磨過的鋁箔在酒精燈上
加熱，熔化后的液態鋁會滴落下來，是因為金屬鋁的熔點較低
答案：A
3.(1)將兩小塊質量相等的金屬鈉，一塊直接放入水中，另一
塊用鋁箔包住，在鋁箔上刺些小孔，再投入水中，試分析兩者放
出的氫氣質量是否相等？為什么？_________________________。
(2)Al 既能溶于強酸，又能溶于強堿，所以說“Al既有金屬性，
又有非金屬性”。你認為這種說法是否恰當？為什么？_________
________________________________________________________
________________________________________________________
_______________________________________________________。
答案：(1)不相等，因為用鋁箔(刺有小孔)包住的鈉放入水中，
鈉先與水反應，產生的 H2 與直接把鈉投入水中所產生的 H2 的量
相同，但生成的氫氧化鈉溶液會與鋁箔反應產生 H2，故用鋁箔包
著的鈉產生的 H2 質量大
(2)不恰當，金屬性是指元素的原子失電子的能力，非金屬性
是指元素的原子得電子的能力。鋁不論是與酸反應還是與堿反應，
強的金屬性
都是失去3e－，化合價升高為＋3價，均是還原劑，因而鋁具有較
考點一 鋁及其化合物
1.從原子結構角度認識鋁的化學性質
(1)位置與結構
三
ⅢA
鋁在元素周期表中位于第______周期第_______族，其原子結
構示意圖為_____________，原子最外層有 3 個電子，在反應中易
_____電子，表現出_______。鋁在自然界中只以化合態形式存在，
鋁是地殼中含量最多的金屬元素。
失去
還原性
(2)鋁的化學性質(寫出對應序號的化學方程式)
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
4Al＋3O2
2Al2O3
④__________________________________________________
__________________________________
⑤__________________________________________________
＋6H2O
2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2Al＋Fe2O3
2Fe＋Al2O3(鋁熱反應)
2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑或2Al＋2NaOH
2.氧化鋁
Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O
(1)化學性質(寫出化學方程式)
Al2O3＋2NaOH＋3H2O===2Na[Al(OH)4]
2Al2O3(熔融)
4Al＋3O2↑
(2)重要用途
①作耐火材料：Al2O3 的熔點很高，可制造耐火坩堝等。
②冶煉金屬鋁：作為原料，電解熔融氧化鋁得到金屬鋁：
______________________________。
3.氫氧化鋁
(1)化學性質(寫出離子方程式)
①______________________________；
②__________________________________________________
__________；
③2Al(OH)3
Al2O3＋3H2O。
Al(OH)3＋3H＋===Al3+＋3H2O
(2)制備方法(寫出離子方程式)
①向可溶性鋁鹽中加入足量氨水：
_______________________________________。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2：
_______________________________________。
4.利用鋁土礦冶煉金屬鋁的工藝流程
由鋁土礦(主要成分是 Al2O3，含 SiO2、Fe2O3、MgO 等雜質)
提取 Al2O3，并冶煉金屬鋁的兩大工藝流程：
化學性質 化學(或離子)方程式
與非金屬反應(O2) 2Mg＋O2 　　　　　　　2MgO
與酸(H＋)反應 Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑
與CO2反應 2Mg＋CO2 　　　　　　　2MgO＋C
考點二 鎂及其化合物
1.鎂的化學性質
2.從海水中提取鎂
(1)工藝流程
制石灰乳 CaCO3 　　　　　　　CaO＋CO2↑，CaO＋H2O===Ca(OH)2　
沉淀 Mg2+＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋Ca2+
酸化 Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
蒸發濃縮、
冷卻結晶 析出MgCl2·6H2O
脫水 在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂
電解 電解熔融氯化鎂制得鎂
(2)基本步驟及主要反應
考點三 銅及其化合物
1.銅的化學性質
分別寫出 Cu 與稀硝酸、FeCl3 溶液反應的離子方程式：
_______________________________________________________、
______________________________。
2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+
3Cu＋8H＋＋2NO ===3Cu2+＋2NO↑＋4H2O
常溫下，銅在干燥的空氣中性質穩定，但在潮濕的空氣里則
會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，發生反應為
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
物質 氧化銅 氧化亞銅
顏色、狀態 黑色固體 磚紅色固體
與酸反應(H＋) CuO＋2H＋===Cu2+＋H2O
與 H2 反應 H2＋CuO Cu＋H2O H2＋Cu2O 2Cu＋H2O
轉化關系 4CuO 2Cu2O＋O2↑
2.氧化銅和氧化亞銅
Cu2O＋2H＋===Cu2+＋
Cu＋H2O
3.氫氧化銅的性質及應用
反應①的化學方程式：
__________________________________。
反應②的離子方程式：
__________________________________。
反應③乙醛與新制 Cu(OH)2 反應的化學方程式：
___________________________________________________。
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2+＋2H2O
CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH
CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O
Cu(OH)2
CuO＋H2O
4.兩種重要的銅鹽
(1)Cu2(OH)2CO3 是堿式碳酸銅，是銅綠的主要成分，是銅
在潮濕的空氣中被腐蝕的結果，受熱易分解，化學方程式為
___________________________________。
(2)CuSO4·5H2O 為藍色晶體，俗稱________，受熱易分解，藍
色晶體轉化為白色粉末。常用無水 CuSO4 檢驗氣體中是否含有少
量水(白色→藍色)。
Cu2(OH)2CO3
2CuO＋H2O＋CO2↑
膽礬
考點四 合金及金屬材料
1.合金
(1)合金的概念及成分
①概念：合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)
高溫熔合而成的具有金屬特性的物質。
②成分：一種金屬為主，另一種或幾種是金屬或非金屬。
(2)合金的性質
①合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在許多方面
不同于其成分金屬。
②合金的硬度一般大于其成分金屬。
③合金的熔點一般低于其成分金屬。
(1)合金具有金屬的大多共性；合金中成分元素的種類、含量
和生成合金的條件影響合金的性能。
(2)“蛟龍”號載人潛水器的耐壓球殼用鈦合金制造，利用了
鈦合金的硬度大、機械強度高、耐腐蝕等性質；噴氣式飛機的發
動機葉片由鎳鈷合金制造，利用了其熔點高、耐高溫的性質。
2.金屬礦物的開發利用
(1)金屬冶煉的一般步驟
(2)金屬冶煉的方法
①分解法：冶煉 Hg、Ag
②電解法：冶煉 K、Ca、Na、Mg、Al 等
③熱還原法：冶煉金屬活動性居中間位置的金屬
④其他方法
考向 1 鋁的化合物的性質
解析：因為Al(OH)3不溶于氨水，所以AlCl3和NH3·H2O不
答案：A
論按照何種順序混合，都只會產生白色沉淀，用相互滴加的方法無法鑒別；由于Al(OH)3溶于NaOH溶液，所以向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液時，先產生白色沉淀，后沉淀消失。而向NaOH溶液中滴加AlCl3溶液時，由于NaOH溶液過量，所以先沒有沉淀產生，能夠鑒別；由于Zn(OH)2溶于NaOH溶液和氨水，所以向ZnCl2溶液中滴加NaOH溶液或NH3·H2O時，先產生白色沉淀，后沉淀消失。而向NaOH溶液或NH3·H2O中滴加ZnCl2溶液時，由于NaOH溶液或NH3·H2O過量，所以先沒有沉淀產生，能夠鑒別。
2.用稀 H2SO4、NaOH 溶液和單質鋁為原料制取 Al(OH)3，甲、
乙、丙三個學生制備的途徑分別是：
)
若要得到等量的 Al(OH)3，則(
A.三者消耗原料相同
B.甲消耗的原料最少
C.乙消耗原料最少
D.丙消耗原料最少
答案：D
[歸納提升]
1.常見的兩性物質歸納總結
(1)中學階段接觸到的既能與酸反應又能與堿反應的物質有：
①金屬單質：Al 等；
②兩性氧化物：Al2O3 等；
③兩性氫氧化物：Al(OH)3 等；
④弱酸的銨鹽：(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S 等；
⑤弱酸的酸式鹽：NaHCO3、KHS、NaHSO3 等；
⑥氨基酸、肽和蛋白質等。
(2)兩性物質：是指既能與酸反應又能與堿反應生成鹽和水的
化合物，上述物質中只有 Al2O3、Al(OH)3、氨基酸、肽和蛋白質
是兩性物質。
2.Al(OH)3 的三種制備方法
(1)可溶性鋁鹽溶液與過量氨水反應
(2)向可溶性偏鋁酸鹽溶液中通入過量 CO2
(3)相互促進水解法
考向 2 有關鋁的工藝流程
3.明礬[KAl(SO4)2·12H2O]是一種復鹽，在造紙等方面應用廣
泛。采用廢易拉罐制備明礬的過程如圖所示。下列敘述錯誤的是
(
)
A.合理處理易拉罐有利于環境保護和資源再利用
B.從易拉罐中可回收的金屬元素有 Al 和 Fe
C.“沉淀”中的金屬離子為 Fe3+
D.上述流程中可用 NaHSO4 代替 NaHCO3
解析：易拉罐作為可再生資源，其回收再利用對提高經濟效
益、社會效益、保護環境有著巨大的促進作用，A 正確；由題意
可知，易拉罐中主要含有 Al 和 Fe，因此可從易拉罐中回收的金屬
元素有 Al 和 Fe，B 正確；“沉淀”的主要成分是 Fe(OH)3，C 正
確；鋁離子與碳酸氫根離子發生相互促進的水解反應，可生成氫
氧化鋁沉淀，硫酸氫根離子是強酸的酸式酸根，不能與鋁離子反
應，D 錯誤。
答案：D
4.鋁是一種重要的金屬，在生產、生活中具有許多重要的用途，
如圖是從鋁土礦中制備鋁的工藝流程：
(1)鋁土礦中 Al2O3 與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為_____
_______________________________________________________。
已知：①鋁土礦的主要成分是Al2O3，此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質；②溶液中的硅酸鈉與四羥基合鋁酸鈉反應，能生成硅鋁酸鹽沉淀，化學反應方程式為2Na2SiO3＋2Na[Al(OH)4]===
Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH＋2H2O。請回答下列問題：
(2)在工藝流程中“酸化”時，加入的最佳物質 B 是________，
理由是_________________________________________________，
寫出酸化過程發生反應的化學方程式：_______________________
__________________。
(3)工業上用Al2O3與C、Cl2在高溫條件下反應制取 AlCl3，理
論上每消耗 6.0 g 碳單質，轉移 1 mol 電子，則反應的化學方程式
為________________。
(4)某同學推測鋁與氧化鐵發生鋁熱反應得到的熔融物中還含
有 Fe2O3，設計了如下方案來驗證：取一塊該熔融物投入少量稀硫
酸中，反應一段時間后，向反應后的混合液中滴加物質甲的溶液，
觀察溶液顏色的變化，即可證明熔融物中是否含有 Fe2O3。物質甲
是________( 填化學式) ，該同學設計的實驗方案__________( 填
“合理”或“不合理”)。原因是_____________________________
_____________________________________(若合理，則不用填寫)。
離子方程式為Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－。(2)由于
解析：(1)鋁土礦中Al2O3與NaOH溶液反應生成 Na[Al(OH)4]，
Al(OH)3 不溶于H2CO3等弱酸，易溶于強酸，故在工藝流程中“酸
化”時，常通入過量 CO2 氣體，其優點是 Al(OH)3 不會溶解，便
于控制反應，且原料的價格低廉，反應的化學方程式為 CO2＋
Na[Al(OH)4]===Al(OH)3↓＋NaHCO3。(3)理論上每消耗 6.0 g 碳單
質(即 0.5 mol)，轉移1 mol 電子，則 C 元素由 0 價變為＋2 價，據
此推測反應產生 CO，結合得失電子守恒和原子守恒寫出化學方程
式：Al2O3＋3C＋3Cl2
2AlCl3＋3CO。(4)檢驗溶液中是否含有
Fe3+，常加入 KSCN 溶液，若溶液變成紅色，則含有 Fe3+，否則不
含 Fe3+。由于鋁熱反應所得固體中含有 Fe、Al、Al2O3，而 Fe3+具
有較強氧化性，可與 Fe、Al 反應生成 Fe2+，故不能檢驗出是否含
有 Fe3+。
答案：(1)Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－
(2)CO2 CO2 過量時氫氧化鋁不會溶解，反應易控制，且原料
廉價 CO2＋Na[Al(OH)4]===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋3C＋3Cl2
2AlCl3＋3CO
不合理
Fe3+能與 Fe、Al 反應生成 Fe2+，不能檢
(4)KSCN
出 Fe3+
[歸納提升]鋁土礦提鋁(Al2O3，含少量Fe2O3和SiO2)
(1)強酸→強堿→弱酸法
(2)強堿→強酸→弱堿法
考向 3 銅及其化合物的轉化及應用
5.(2023 年湛江二模)部分含銅物質的分類與相應銅元素的化
)
合價關系如圖所示。下列說法正確的是(
A.a、d 均易溶于水
B.b 既有氧化性又有還原性
C.常溫下，f 與單質硫反應生成e
D.向 c 的懸濁液中通入 H2S 氣體
生成 e
解析：a 為 CuO，b 為 Cu2O，c 為 Cu(OH)2，d 為 CuS，e 為
Cu2S，f 為 Cu。A 項，a 為 CuO，d 為 CuS，二者均為難溶于水的
黑色粉末，A 錯誤；B 項，b 為 Cu2O，Cu 的化合價為＋1 價，處
于中間價態，既有氧化性又有還原性，B 正確；C 項，Cu 在常溫
下不與 S 反應，需要加熱才能反應，C 錯誤；D 項，向 Cu(OH)2
的懸濁液中通入 H2S 氣體生成 CuS，D 錯誤。
答案：B
)
6.用含鐵廢銅制備膽礬的流程如圖，下列說法錯誤的是(
A.物質 A 可選用鹽酸
B.Ⅰ中加 H2O2 的目的是溶解銅并將 Fe2+氧化為 Fe3+
C.長時間煮沸Ⅲ中懸濁液的目的是充分聚沉 Fe(OH)3
D.“系列操作”包括蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌
解析：用含鐵廢銅制備膽礬，首先將金屬溶解，A 為稀硫酸，
答案：A
溶解除銅以外的其他金屬，不可選用HCl，會引入雜質離子Cl－，A錯誤；再加入強氧化性的過氧化氫，將銅溶解，同時將存在的亞鐵離子氧化為鐵離子，加入Cu2(OH)2CO3，調節溶液的pH，將鐵變成氫氧化鐵沉淀除去，B、C正確；最后進行過濾，濾液中剩余的陽離子主要有Cu2+，陰離子有SO ，加硫酸目的是抑制Cu2+的水解，進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌，得到產品膽礬。
7.氧化亞銅(Cu2O)主要用于制造船底防污漆。已知CuO經高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發生反應：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O?，F將經高溫灼燒后的CuO樣品投入足量稀硫酸中得到混合溶液，有關說法不正確的是(　　)
A.高溫條件下，穩定性：Cu2O＞CuO
B.樣品與酸反應中Cu2O既為氧化劑又是還原劑
C.如果溶液中出現藍色，說明CuO已分解
D.若有14.4 g Cu2O參加反應，則轉移電子數為0.1NA
解析：二者穩定性需要根據所處條件分析，在溫度不是很高時CuO
比氧化亞銅穩定，在高溫的時候，氧化亞銅比氧化銅穩定，A 正確；反
0.1 mol，0.1 mol 氧化亞銅完全反應轉移了 0.1 mol 電子，轉移電子數為
0.1NA，D 正確。
答案：C
應Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中Cu元素的化合價從＋1價升高＋2價，部分降低到0價，則Cu2O既是氧化劑又是還原劑，B正確；如果溶液中出現藍色，不能說明CuO已分解，因為CuO與稀硫酸反應溶液也呈藍色，C錯誤；反應Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2+＋H2O中，1 mol氧化
亞銅完全反應轉移1 mol電子，14.4 g Cu2O物質的量為：
[歸納提升]冶煉銅的“兩方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫煉銅：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)
粗銅中銅的含量為 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、
Au 等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達 99.95%～99.98%的
銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變為 Cu2+，用純
銅棒作陰極，即可得精銅。
考向 4 鎂的制備與化工流程
8.(2021 年湖南選擇考)一種工業制備無水氯化鎂的工藝流程
如下：
下列說法錯誤的是(
)
A.物質 X 常選用生石灰
B.工業上常用電解熔融 MgCl2 制備金屬鎂
C.“氯化”過程中發生的反應為 MgO＋C＋Cl2
MgCl2＋
CO
D.“煅燒”后的產物中加稀鹽酸，將所得溶液加熱蒸發也可
得到無水 MgCl2
解析：海水經一系列處理后得到苦鹵水，苦鹵水中含 Mg2+，
苦鹵水中加物質X使Mg2+轉化為Mg(OH)2，過濾除去濾液，煅燒Mg(OH)2得MgO，MgO和C、Cl2經“氯化”得無水MgCl2。物質X的作用是使Mg2+轉化為Mg(OH)2，工業上常采用CaO，發生CaO＋H2O===Ca(OH)2，Ca(OH)2＋Mg2+===Mg(OH)2＋Ca2+，A正確；Mg是較活潑金屬，工業上常用電解熔融MgCl2制備金屬鎂，B正確；由圖可知“氯化”過程反應物為MgO、氯氣、C，生成物
之一為MgCl2，C在高溫下被氧化為CO，則“氣體”為CO，
反應方程式為 MgO＋C＋Cl2
MgCl2＋CO，C 正確；“煅燒”
后得到 MgO，MgO 和鹽酸反應得到 MgCl2 溶液，由于 MgCl2 在
溶液中水解為氫氧化鎂和 HCl，將所得溶液加熱蒸發 HCl 會逸出，
MgCl2 水解平衡正向移動，得到氫氧化鎂，得不到無水 MgCl2，D
錯誤。
答案：D
9.(2023 年西寧期中)堿式次氯酸鎂[Mg2ClO(OH)n·H2O]微溶于
水，不潮解，相對穩定，是一種有開發價值的無機抗菌劑，以菱
鎂礦(MgCO3，含少量 FeCO3)為主要原料，制備堿式次氯酸鎂的工
藝流程如下：
(1)堿式次氯酸鎂的化學式中 n＝________(填數字)。
(2)菱鎂礦酸溶時，為了提高溶出率，可采取的措施有_______
________(寫一條)。
(3)氧化時發生反應的離子方程式為_____________________。
(4)調 pH 時需要加入的物質最好為________，過濾 1 所得濾
渣為________。
(5)混合時發生反應的化學方程式為________________?；旌?br/>時 NaOH 溶液須最后加入且不能過量，其原因是______________。
(6)在酸性溶液中堿式次氯酸鎂具有殺菌、漂白作用的原因是
____________________(用離子方程式表示)。
(7)如果以單位質量的消毒劑所得到的電子數來表示消毒效
率，堿式次氯酸鎂的消毒效率約是 Cl2 的消毒效率的________。
解析：(1)堿式次氯酸鎂中 Mg 和 Cl 的化合價分別是＋2 價和
＋1 價，則根據正負化合價代數和為 0 可知化學式中 n＝3。(2)菱
鎂礦酸溶時，為了提高溶出率，可采取的措施有：粉碎菱鎂礦、
增大鹽酸濃度、加熱、邊加鹽酸邊攪拌等。(3)氧化時是將 Fe2+轉
化為 Fe3+。(4)調 pH 是為了沉淀 Fe3+，需要加入的物質為 MgO
[或Mg(OH)2 或 MgCO3]，所得濾渣為 Fe(OH)3。(5)根據質量守恒
定律書寫化學方程式：NaClO＋2MgCl2＋3NaOH＋H2O===
Mg2ClO(OH)3·H2O↓＋4NaCl?；旌蠒r NaOH 溶液須最后加入且不
能過量，是為了防止生成Mg(OH)2沉淀。(6)Mg2ClO(OH)3·H2O在酸性條件下發生反應：Mg2ClO(OH)3·H2O＋4H＋===2Mg2+＋HClO＋4H2O，反應生成的次氯酸具有強氧化性，所以在酸性溶液中堿式次氯酸鎂具有殺菌、漂白的作用。(7)設堿式次氯酸鎂、氯氣的質量均為m g。1 mol堿式次氯酸鎂在反應中得到2 mol電子，1 mol氯氣得到2 mol電子，則堿式次氯酸鎂與氯氣的消毒效率比值為
答案：(1)3
(2)粉碎菱鎂礦(或增大鹽酸濃度等)
(3)2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O
(4)MgO[或Mg(OH)2或MgCO3]　Fe(OH)3
(5)NaClO＋2MgCl2＋3NaOH＋H2O===Mg2ClO(OH)3·H2O↓
＋4NaCl　防止生成Mg(OH)2沉淀
(6)Mg2ClO(OH)3·H2O＋4H＋===2Mg2+＋HClO＋4H2O
(7)0.42
[歸納提升]
1.從海水中提取鎂的流程
2.主要化學反應
(1)制取石灰乳：CaCO3
CaO＋CO2↑、CaO＋H2O===
Ca(OH)2。
(2)沉淀 Mg2+：Mg2+＋Ca(OH)2===Mg(OH)2＋Ca2+。
(3)提取 MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O。
(4)制氯化鎂晶體：MgCl2＋6H2O
(5)氯化鎂晶體脫水：MgCl2·6H2O
MgCl2·6H2O。
MgCl2＋6H2O。
(6)制金屬鎂：MgCl2(熔融)
Mg＋Cl2↑。
3.重要操作
(1)從 MgCl2 溶液中獲取晶體的操作。
①基本操作：加熱濃縮、冷卻結晶、過濾洗滌、干燥稱量。
②基本儀器：酒精燈、燒杯、玻璃棒、漏斗、干燥器、天平。
(2)氯化鎂晶體脫水 HCl 的作用。
①帶走部分水蒸氣，減少 MgCl2 的水解。
②抑制 MgCl2 的水解，得到無水 MgCl2。
(3)制金屬鎂加入少量 CaCl2 的作用：降低 MgCl2 的熔點，節
能。
4.原料
(1)直接原料：海水、貝殼和鹽酸。
(2)間接原料：氫氣。
(3)循環利用：氯氣。
5.海水提鎂過程中應該注意的問題
(1)制取 Mg(OH)2 沉淀時，所用的試劑是廉價的熟石灰，而不
是 NaOH。
(2)海水提鎂，可以用提取食鹽剩下的苦鹵，因為 Mg2+得到了
富集，濃度大。
(3)由 MgCl2·6H2O 晶體脫水制無水 MgCl2 時，MgCl2·6H2O 晶
體在 HCl 氣流中加熱脫水，防止 MgCl2 和 H2O 反應生成 Mg(OH)2
沉淀。
(4)因為海水提鎂用的是石灰乳，不是澄清石灰水，所以反應
MgCl2＋Ca(OH)2===CaCl2＋Mg(OH)2的離子方程式應該寫成Mg2+
＋Ca(OH)2===Ca2+＋Mg(OH)2的形式。
(5)制備單質鎂時所用的方法是電解熔融的氯化鎂，而不是電
解氯化鎂溶液，也不是電解熔融的氧化鎂。
考向 5 金屬材料
10.(2022 年江蘇選擇考)我國古代就掌握了青銅(銅-錫合金)的
冶煉、加工技術，制造出許多精美的青銅器；Pb、PbO2 是鉛蓄電
池的電極材料，不同鉛化合物一般具有不同顏色，歷史上曾廣泛
)
用作顏料，下列物質性質與用途具有對應關系的是(
A.石墨能導電，可用作潤滑劑
B.單晶硅熔點高，可用作半導體材料
C.青銅比純銅熔點低、硬度大，古代用青銅鑄劍
D.含鉛化合物顏色豐富，可用作電極材料
解析：石墨是過渡型晶體，質軟，可用作潤滑劑，A 錯誤；
單晶硅熔點高，可用作耐高溫材料，用作半導體材料與熔點高無
關，B 錯誤；青銅是銅合金，比純銅熔點低、硬度大，易于鍛造，
古代用青銅鑄劍，C 正確；含鉛化合物可在正極得到電子發生還
原反應，所以可用作電極材料，與含鉛化合物顏色豐富無關，D
錯誤。
答案：C
11.(2023 年溫州模擬)下列說法不正確的是(
)
A.硬鋁密度小、強度高，具有較強的抗腐蝕能力，是制造飛
機的理想材料
B.貯氫合金的發現和應用，開辟了氫氣貯存、運輸的新途徑
C.“山東艦”上用于艦載機降落攔阻索的是一種特種鋼纜，
屬于新型無機非金屬材料
D.不銹鋼是一種主要含 Fe、Cr、Ni 且不易生銹的合金鋼
解析：硬鋁是合金，合金的硬度比純金屬大，硬鋁密度小、
硬度大，抗腐蝕能力強，是制造飛機的理想材料，A 正確；貯氫
合金是高效、安全的儲氫載體，其發現和應用，開辟了氫氣貯存、
運輸的新途徑，B 正確；“山東艦”上用于艦載機降落攔阻索的
是一種特種鋼纜，屬于金屬材料，C 錯誤；不銹鋼不易生銹，主
要含有鐵、鉻、鎳和少量的碳，D 正確。
答案：C
[歸納提升]
1.合金的組成和性質
(1)成分金屬與合金的物理性質相比有所改變，但合金中各成
分金屬的化學性質仍然不變。
(2)金屬越活潑，一般發現或使用越晚。
2.常見合金的性能與用途
(1)鐵合金：隨含碳量升高，碳鋼的硬度增加、韌性下降。合
金鋼具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韌性、耐腐蝕
性等。
(2)鋁合金：高強度鋁合金廣泛應用于制造飛機、艦艇和載重
汽車等，并具有抗海水侵蝕、避磁性等特點。
(3)銅合金：錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。
鋁青銅耐腐蝕性好、強度高，可作彈簧材料。
(4)鋅合金：流動性和耐腐蝕性較好，適用于壓鑄儀表、汽車
零件外殼等。
(5)鈦合金：是火箭、導彈和航天飛機不可缺少的材料。船舶、
化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業部門中要大量應用鈦
合金。
[易錯提醒]金屬材料的易錯點
(1)納米金屬的表面積大，反應時接觸面積大，反應劇烈，但
是不能改變原金屬的化學性質。
(2)鎂和鋁在常溫下能夠被空氣中的氧氣氧化而在其表面形成
致密的氧化膜，可阻止金屬進一步被氧化，所以鎂和鋁具有良好
的抗腐蝕性能。
(3)合金中一定含有金屬元素，可能含有非金屬元素。
(4)合金的化學性質與成分金屬相同，物理性質不同。
(5)合金中各元素的化合價都是 0 價。
考向 6 金屬冶煉
12.(2022 年山東等級考)高壓氫還原法可直接從溶液中提取金
屬粉。以硫化銅精礦(含 Zn、Fe 元素的雜質)為主要原料制備 Cu
粉的工藝流程如下，可能用到的數據見下表。
物質 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
開始沉淀 pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全 pH 3.2 6.7 8.2
下列說法錯誤的是(
)
A.固體 X 主要成分是 Fe(OH)3 和 S；金屬 M 為 Zn
B.浸取時，增大 O2 壓強可促進金屬離子浸出
C.中和調 pH 的范圍為 3.2～4.2
D.還原時，增大溶液酸度有利于 Cu 的生成
解析：CuS 精礦(含有雜質 Zn、Fe 元素)在高壓O2作用下，
用硫酸溶液浸取，CuS反應生成CuSO4、S、H2O，Fe2+被氧化為Fe3+，然后加入NH3調節溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中，過濾得到的濾渣中含有S、Fe(OH)3；濾液中含有Cu2+、Zn2+；然后向濾液中通入高壓H2，根據元素活動性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被還原為Cu單質，通過過濾分離出來；而Zn2+仍然以離子形式存在于溶液中，再經一系列處理可得到Zn單質。經過上述分析可知固體X的主要成分是S、Fe(OH)3，金屬M為Zn，A正確；CuS難溶于硫酸，在溶液中存
在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)＋S2-(aq)，增大O2的濃度，
答案：D
可以反應消耗S2-，使之轉化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動，從而可促進金屬離子的浸取，B正確；根據流程圖可知：用NH3調節溶液pH時，要使Fe3+轉化為沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中，結合離子沉淀的pH范圍，可知中和時應該調節溶液pH范圍為3.2～4.2，C正確；在用H2還原Cu2+變為Cu單質時，H2失去電子被氧化為H＋，與溶液中OH－結合形成H2O，若還原時增大溶液的酸度，c(H＋)增大，不利于H2失去電子還原Cu單質，因此不利于Cu的生成，D錯誤。
13.(2023年南京調研)銅的冶煉過程大致可分為：①富集，將硫化物礦進行浮選；②焙燒，主要反應為：2CuFeS2＋4O2===Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)；③制粗銅，在1200 ℃發生的主要反應為：2Cu2S＋3O2===2Cu2O＋2SO2；2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑；
④電解精煉銅。下列說法正確的是(　　)
A.冶煉過程中的尾氣可用來制硫酸
B.上述過程中，由1 mol CuFeS2制取1 mol Cu時共消耗2 mol O2
C.在反應2Cu2O＋Cu2S===6Cu＋SO2↑中，只有Cu2O做氧化劑
D.電解精煉銅的過程中，每轉移1 mol電子時，陽極溶解銅的質量為32 g
解析：1 mol CuFeS2反應，焙燒時需要氧氣2 mol，生成的Cu2S
轉化為Cu2O還需要氧氣，B項不正確；C項中做氧化劑的除Cu2O
外還有Cu2S，C 項不正確；電解精煉銅時陽極除溶解銅外還溶解
其他的金屬，當轉移 1 mol 電子時，陽極溶解銅的質量不足32 g，
D 項不正確。
答案：A
[歸納提升]金屬的冶煉方法
1.冶煉方法
(1)電解法：冶煉金屬活潑性很強的金屬(如 K、Ca、Na、Mg、
Al 等)
①2NaCl(熔融)
②MgCl2(熔融)
③2Al2O3(熔融)
2Na＋Cl2↑
Mg＋Cl2↑
4Al＋3O2↑
(2)熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al、Na 等)還原金屬活
潑性介于 Zn～Cu 之間的金屬化合物。
①Fe2O3＋3CO
②2CuO＋C
③WO3＋3H2
④TiCl4＋4Na
⑤Cr2O3＋2Al
2Fe＋3CO2
2Cu＋CO2↑
W＋3H2O
Ti＋4NaCl
2Cr＋Al2O3
(3)熱分解法：用于冶煉不活潑金屬 Hg、Ag。
①2HgO
②2Ag2O
2Hg＋O2↑
4Ag＋O2↑
2.注意問題
(1)有些活動性很強的金屬也可以用還原法來冶煉，如 Na＋
KCl
K↑＋NaCl、2RbCl＋Mg
MgCl2＋2Rb↑
等，在此主要運用了化學平衡移動原理，利用 K、Rb 沸點低，汽
化離開反應體系，使化學反應得以向正反應方向進行。
(2)活潑金屬用電解法冶煉時，不能用其化合物的水溶液進行
電解。
1.(2022 年湖南選擇考)鋁電解廠煙氣凈化的一種簡單流程如
下：
下列說法錯誤的是(
)
A.不宜用陶瓷作吸收塔內襯材料
B.采用溶液噴淋法可提高吸收塔內煙氣吸收效率
C.合成槽中產物主要有 Na3AlF6 和 CO2
D.濾液可回收進入吸收塔循環利用
解析：煙氣(含 HF)通入吸收塔，加入過量的碳酸鈉，發生反應：
Na2CO3＋HF===NaF＋NaHCO3；向合成槽中通入 NaAlO2，發生反應：
6NaF＋NaAlO2＋4NaHCO3===Na3AlF6＋4Na2CO3＋2H2O，過濾得到
Na3AlF6 和含有Na2CO3的濾液。陶瓷的成分中含有 SiO2，SiO2 在高溫下
與 Na2CO3 發生反應：Na2CO3＋SiO2
Na2SiO3＋CO2↑，因此不宜用
陶瓷作吸收塔內襯材料，A 正確；采用溶液噴淋法可增大反應物的接觸
面積，提高吸收塔內煙氣的吸收效率，B 正確；由上述合成槽中發生的
反應可知，合成槽內產物是 Na3AlF6 和 Na2CO3，C 錯誤；由上述分析可
知，濾液的主要成分為 Na2CO3，可回收進入吸收塔循環利用，D 正確。
答案：C
2.(2022 年湖北卷)武當山金殿是銅鑄鎏金大殿。傳統鎏金工藝
是將金溶于汞中制成“金汞漆”，涂在器物表面，然后加火除汞，
)
使金附著在器物表面。下列說法錯誤的是(
A.鎏金工藝利用了汞的揮發性
B.鎏金工藝中金發生了化學反應
C.鎏金工藝的原理可用于金的富集
D.用電化學方法也可實現銅上覆金
解析：加熱除汞，說明汞易揮發，A 正確；將金溶于汞中制
成“金汞漆”，然后加熱，汞揮發后留下金，整個過程中沒有新
物質生成，屬于物理變化，可用于金的富集，B 錯誤，C 正確；用
電解的方法，銅作陰極，電解液中含有可溶性的含金離子，則可
實現銅上鍍金，D 正確。
答案：B
3.(2023 年湖北選擇考)學習小組探究了銅的氧化過程及銅的
氧化物的組成。回答下列問題：
(1)銅與濃硝酸反應的裝置如下圖，儀器 A 的名稱為_______，
裝置 B 的作用為________。
(2)銅與過量 H2O2 反應的探究如下：
實驗②中 Cu 溶解的離子方程式為______________________
_________________________；產生的氣體為______。比較實驗①
______________________。
和②，從氧化還原角度說明H＋的作用是_____________________
H2O，離子方程式為：Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2+＋2H2O；硫酸銅可
原角度說明H＋的作用是：既不是氧化劑，也不是還原劑。(3)在該
解析：(1)由圖可知，儀器 A 的名稱為具支試管；銅和濃硝酸
反應生成硝酸銅和二氧化氮，其中二氧化氮易溶于水，需要防倒
吸，則裝置 B 的作用為防倒吸；(2)根據實驗現象，銅片溶解，溶
液變藍，可知在酸性條件下銅和過氧化氫發生反應，生成 Cu2+和
以催化過氧化氫分解生成氧氣，則產生的氣體為 O2；在銅和過氧
化氫的反應過程中，氫元素的化合價沒有發生變化，故從氧化還
(2)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2+＋2H2O　O2　既不是氧化劑，也
答案：(1)①具支試管?、诜赖刮?br/>不是還原劑
(3)CuO2
(4)溶液藍色消失，且半分鐘內不恢復原來的顏色　96%

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