第三講用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物

考點一合金及金屬材料(命題指數(shù)★★★★★)

1.合金：

2.常見金屬材料：

⑴分類。

(2)常見合金材料。

1.判斷以下說法是否正確，正確的打“J”,錯誤的打“X"。

(1)任何金屬都能形成合金.()

提示：X。并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫

度范圍內都能熔化，假設一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，那么二者不能形成合金。

(2)鋼與純鐵相比較，鋼不易生銹。()

提小：X。鋼中含有碳等雜質容易形成原電池，腐蝕更快。

(3)不銹鋼、硬鋁都是合金，青銅是銅單質，不屬于合金。()

提示：X。青銅為銅錫等形成的合金。

(4)高溫鋁易被氧化，鋁合金應在熔劑層覆蓋下熔煉。()

提示：高溫時鋁很容易被氧化。

(5)錮銀合金能大量吸收也形成金屬氫化物，可作儲氫材料。()

提示：錮銀合金可作儲氫材料。

(6)用稀硝酸去除銅制品上的銅銹。()

提示：X。銅能夠溶于稀硝酸，故用鹽酸或稀硫酸除去銅銹。

2.(1)金屬與金屬或金屬與非金屬形成合金時是否發(fā)生化學反響？

提示：沒有。合金屬于混合物，金屬與金屬或金屬與非金屬形成合金時，兩者沒有發(fā)生化學

反響，各成分的化學性質沒有發(fā)生變化。

(2)合金的性質是各成分金屬的性質之和嗎？

提示：合金具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能，在物理性質、機械性能方面優(yōu)于各成分

金屬，不是簡單加和；但一般認為在化學性質上，合金表達的是各成分金屬的化學性質。

(3)銅的熔點為1083℃,鈉的沸點為883C,試問銅與鈉能否形成合金？

提示：不能。當銅開始熔化時，鈉已經氣化，所以二者不能形成合金。

命題角度1：合金性質與金屬材料的應用

【典例1]C919大型客機是我國自主研發(fā)的，C919機身局部采用第三代新型鋁鋰合金材料。

以下關于鋁鋰合金的認識不正確的選項是（）

A.鋁鋰合金密度較小，強度較大，硬度大于純鋁，熔點低于鋰單質

B.改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金

C.鋁鋰合金具有金屬光澤，可導電導熱

【）.鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質完全相同

【解析】選D。合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，A正確；合金

的性質與成分的含量有關，所以改變原料的配比，可以制得性能不同的鋁鋰合金，B正的；鋁

鋰合金具有金屬材料的一些通性，有金屬光澤，可導電導熱，C正確；合金的熔點比它的各成

分金屬的熔點低，硬度大于其成分金屬，所以鋁鋰合金的性質與各成分金屬的性質不完全相

同，D錯誤。

命題角度2：合金成分的實驗探究與測定

【典例2】（2021?鄭州模擬）某同學設計了如下實驗測量/〃g銅銀合金樣品中銅的質量分數(shù)：

以下說法中不正確的選項是（）

A.合金的熔點比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性

B.銅銀都能與稀硝酸反響，收集到的氣體可能全為N0

C.操作I是過濾，操作II是洗滌，操作III應是烘干

D.根據反響收集到的氣體體積可以計算銅和銀的質量分數(shù)

【以圖析題?培養(yǎng)關鍵能力】

【解析】選C。合金的熔點比其成分金屬低，A正確；不管是濃HNQ,還是稀HNO：,,用排水法收

集到的氣體一定全部是NO,B正確；Tg固體為AgCl,由于AgCl具有受熱不穩(wěn)定性，故操作

HI應是低溫枯燥而不是烘干，C錯誤；根據反響收集的氣體體積，利用電子守恒及質量關系列

式可求得銅和Ag的質量分數(shù)，D正確。

在題干條件不變的情況下，以下說法不正確的選項是（）

A.收集到的ML氣體為N0

B.假設缺少操作H,會導致實驗結果偏小

V

C.被銅銀合金兔原的硝酸可能為右萬mol

D.依據聯(lián)/不能確定銅的質量分數(shù)

【解析】選D。由流程圖可知，實驗排水法收集，二氧化氮能與水反響生成NO,故金屬與硝

酸反響生成氣體是NO或N&或NO、最后收集的氣體為NO,A正確；由流程圖可知，溶液

中參加氯化鈉，將銀離子轉化為氯化銀沉淀，通過測定氯化銀沉淀的質量，計算銀的質量，

進而計算銅的含量，操作II是在過濾之后，低溫枯燥之前，由于過濾后的氯化銀附著一些離

子，應洗滌附著的物質，防止測定的氯化銀的質量增大，導致合金中銀的質量增大，銅的質

量偏小，測量銅的含量偏低，B正確；當為稀HW）3時，生成的氣體是NO,物質的量為

擊mol,根據原子轉移守恒可知被攵原的硝酸為/mol,C正確；氯化銀的質量為做,

利用元素守恒計算合金中銀的質最，合金質最減去Ag的質最為Cu的質量，可以確定Cu的質

量分數(shù)，D錯誤。

【備選例題】

局部氧化的Fe-Cu合金樣品（氧化產物為Fe20s>CuO）共5.76g,經如圖處理，以下說法正確

的選項是（）

A.濾液A中的陽離子為Fe”、Fe3\H1

B.樣品中Fe元素的質量為2.Mg

C.樣品中CuO的質量為4.0g

D.r=448

【解析】選I）。A項，生成的濾渣3.2g是銅，金屬銅可以和Fe"反響，所以濾液A中一定不

含有魚3+,錯誤；B項，灼燒后的固體為Fez。”其物質的量為

0.02mol,鐵元素的物質的量為0.02molX2=0.04mol,質量為0.04molX

56g-mol-^2.24g,錯誤；C項，鐵元素的質量為2.24g,而原來固體為

5.76g,所以CuO的質量不超過5.76g-2.24g=3.52g,錯誤；D項，根據最后溶液中的

溶質為過量比SOi和FcSO”而鐵元素的物質的量為0.04mol,說明參加反響的硫酸的物質的

量為0.04mol,含為0.08mol,其中局部1廠生成氫氣,另外的H.和合金中的氧結合生成了

水，由于合金中氧的物質的最為=0.02mol,它結合0.04molH+,

:ibg?m"o分l旦

所以硫酸中有

0.04mol酎生成氫氣，即生成0.02mol氫氣，標準狀況下的體積為448mL,正確。

合金組成的分析方法

1.定性分析型：

形成合金的各種成分的特殊化學性質仍按單一組分的性質（例如鋁合金中的鋁既能溶于酸又

能溶于堿的性質不變，銅能溶于稀硝酸，且硝酸的復原產物為N0氣體），一般是將合金酸溶

或堿溶，根據反響中的特殊現(xiàn)象或根據溶解后所得溶液繼續(xù)加沉淀劑產生的現(xiàn)象判斷其成分。

此類試題常以流程的形式呈現(xiàn)，解答的關鍵是理清每一步參加的物質和生成物質的成分。

2.定量分析型：

定量測定合金的成分常用量氣或沉淀兩種方法。

（D定量集氣法。

定量集氣法是指收集合金口某種物質溶解時所產生的氣體的量，應用化學方程式或關系式來

判斷合金的組成。其原理的關鍵點是根據某組分的特殊性質（特別是與酸或硬反響能產生氣

體），其操作要點和本卷須知有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。

（2）沉淀法。

沉淀法測定物質含量是常用的一種方法，采用沉淀法時，涉及的根本實驗操作和主要問題有:

稱量、溶解（溶解試劑）；沉淀（重點是沉淀試劑的選擇）；過濾、沉淀洗滌、沉淀的枯燥、稱

量：數(shù)據的處理（包括測定結果的誤差分析）。

命題點1：合金性質與金屬材料的應用（根底性考點）

1.2021年賀歲紀念幣滿足廣闊人民群眾在歲末年初迎接新春、慶賀新年的需求，更好傳播和

弘揚中國傳統(tǒng)文化。該套紀念幣共2枚，其中銀質紀念幣1枚，雙色銅合金紀念幣1枚，均

為中華人民共和國法定貨幣。以下關于合金的表達不正確的選項是（）

A.銅合金和單質銅一樣，具有良好的導電性、導熱性和延展性

B.銅合金的硬度比單質銅大

C.銅合金的熔點比單質銅低

I）.該紀念幣能完全溶解于稀硫酸中

【解析】選D。合金有別于成分金屬的特性是熔點低、硬度大，共性是具有金屬的物理通性，

但是化學性質沒有改變，D項錯誤。

2.武德合金（由50與錘、25%鉛、12.5%錫和12.5%鎘制成，熔點為70℃）常用于制作電器保險

絲；鎂鋁合金質優(yōu)體輕，又不易銹性，大量用丁航空工業(yè)、造船工業(yè)，日用化工等領域。以

下有關合金的說法錯誤的選項是（）

A.武德合金常用于制作電器保險絲是因為它的熔點低

B.鎂鋁合金能全部溶解于過量FeCh溶液中

C.兩種合金的熔點、硬度比鎂和鋁的熔點、硬度都高

D.商代后期鑄造出工藝精湛的后（司）母戊鼎，該鼎屬于銅合金制品

【解析］選C。武德合金常用于制作電器保險絲是因為它的熔點低，A正確；鎂鋁都能溶解于

過量FeCL溶液中，B正確；合金的熔點一般低于它的成分金屬，C錯誤；商代后期鑄造出工

藝精湛的后（司）母戊鼎屬于青銅器，青銅是銅錫合金，D正確。

命題點2：合金成分的實驗探究與測定（綜合性考點）

3.美國普度大學研究開發(fā)出一種利用鋁鐵合金制備氫氣的新工藝（工業(yè)流程如下列圖）。以下

有關該工藝的說法中錯誤的選項是（）

A.該過程能量轉化的形式有三種

B.鋁銀合金可以循環(huán)使用

C.鋁銀合金與水的反響屬于化合反響

D.總反響式為2H2。=2叢"+。2t

【解析】選以該過程能量轉化的形式有三種，A正確。由所給工業(yè)流程圖可知B正確。鋁錢

合金與水反響的實質是鋁把水中的H置換出來，屬于置換反響，C錯誤。由圖可知該流程的總

反響為2H,0=2H"+6t,D正確。

【加固訓練一一拔高】

1.以下對合金的說法正確的選項是（）

A.合金中至少含有兩種金屬元素，不含非金屬元素

B.合金中的金屬元素以化合物的形式存在

C.合金中各種元素的含量一定，所以合金是純潔物

D.合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬

【解析】選D。合金是由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質，

A錯誤；合金中的金屬以單質的形式存在，屬于混合物，選項B、C錯誤。

2.金屬鉀和金屬鈉的金屬性相近，但K比Na略強，當利用金屬鈉與KC1共熔制金屬鉀時，，

發(fā)現(xiàn)鉀與鈉的共熔體難以別離，如調整溫度到一定程度，那么可利用鈉與KC1反響制取K,下

面是四種物質的熔沸點：

KNaKC1NaCl

熔點/℃63.697.8770801

沸點/C774882.915001413

根據平衡移動原理，可推婦用Na和KC1反響制取金屬鉀的適宜溫度是（）

A.低于770℃B.850℃

C.高于882.9℃D.1413-1500℃

【解析】選Bo在金屬活動性順序中，Na雖然排在K的后面，但從表中提供的數(shù)據可知，鉀

的熔點和沸點都比鈉低，當鈉與KC1混合加熱熔化后，溫度升高到774c以上，鉀變成蒸氣

逸出，平衡右移，但溫度不得高于882.9°C,所以B項正確。

3.某課外活動小組，收集了一種合金進行研究(Cu的焰色反響為綠色)。

(1)外觀暗灰色，外表光滑；

(2)在酒精燈上灼燒，火焰呈綠色；合金片熔化，但不滴落；

(3)取刮去表皮的金屬10.0g,放入足量稀硫酸溶液中，收集到標準狀況下的H996L；

(4)另取刮去表皮的金屬10.0g,放入足量NaOH溶液中,也收集到標準狀況下的r9.96L。

試據此判斷，合金中一定含有的元素是________(寫元素符號)；以下元素可能含有的是

________(填選項編號)。

a.Agb.Mgc.Pbd.Fe

如果該合金中，只含兩種元素，它們的質曷比是O

【解析】根據(2)可以判斷，合金中一定含有A1和Cu。

由(3)(4)可得,能與硫酸和NaOH反響放出上的只有A1,而不能含Mg、Pb、Fe.MAI)=

9.96L2

994I.nr：XQX27g?mor'^8.0g。所以加(Cu)=2.0g。

4LIllO1J

其質量之比為勿(Al)：勿(CL)=4：lo

答案：Cu、Ala/z?(Al)：/z/(Cu)=4：1

4.某鋁合金中含有元素鋁、鎂、銅、硅，為了測定該合金中鋁的含量，設計了如下實驗，請

答復有關問題：

(1)稱取樣品ag(精確到01g)，稱量時通常使用的主要儀器的名稱是。

(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，過濾并洗滌濾渣。濾液中主要含有,濾渣中含有

,溶解、過濾用到的玻璃儀器是。

⑶濾液中加過量的氫氧化鈉溶液，過濾。有關反響的離子方程式是

(4)步驟⑶的濾液中通入足量的二氧化碳氣體，過濾。有關反響的離子方程式是

(5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸儲水洗滌數(shù)次，烘干并灼

燒至恒重、冷卻后稱量，其質量為bgo有關反響的化學方程式是

,原樣品中鋁的質量分數(shù)是o

⑹假設步驟⑶中參加氫氧化鈉的量缺乏，那么實驗結果(填“偏向”"偏低”或

“不影響〃，下同)：假設步驟(5)中濾渣沒有洗滌，那么實驗結果_______,假設濾渣灼燒

不充分，那么實驗結果。

【解析】(1)稱量時應該使用的主要儀器的名稱是托盤天平。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸，

過濾。濾液中主要含有MgCh.A1CL、HC1；濾渣中含有Cu、Si,溶解、過濾用到的玻璃儀器

42+

是燒杯、玻璃棒、普通漏斗。⑶有關反響的離子方程式有H4-011'=1L0,Mg4-201F=Mg(OH)2

I、A產+40I「=A10；+240。(4)有關反響的離子方程式是A10；+CO24-2H2O=A1(0H)31

+HCO；、2()H-+C02=C0r+H20o(5)有關反響的離子方程式是2Al(OH)3步=ALOB+BH。

原樣品中鋁的質量分數(shù)是當X100%o

17a

(6)假設步驟(3)中參加氫氧化鈉的量缺乏，那么實驗結果偏低：假設步驟(5)中濾渣沒有洗滌，

那么實驗結果偏高：假設源渣灼燒不充分，那么實噲結果偏高。

答案：(1)托盤天平

(2)MgCk、A1C13>HC1Cu、Si燒杯、玻璃棒、普通漏斗⑶仁+0曠=乩0、Mg2++20IT

3+

==Mg(OH)21Al+40H-=A10；+2H20

-

(4)A10；+CO2+2H2O=A1(OH)31+HCO；、20H+C02=C07+HQ

⑸2Al(OH)30=ALO3+3H2O獸X100%

17a

(6)偏低偏高偏高

考點二鎂及其化合物(命題指數(shù)★★★★★)

1.鎂的物理性質：

(D鎂：鎂是銀白色有金屬光澤的固體,密度較小，硬度較低、有延展性，是電和熱的良導體。

(2)鎂合金：密度較小，硬度和強度都較大。

2.鎂及其化合物的化學性質：

1.判斷以下說法是否正確，正確的打“J”,錯誤的打“X"。

(1)氧化鎂(熔點2800°C)是優(yōu)良的耐高溫材料。()

提示：氧化鎂是優(yōu)良的耐高溫材料。

(2)2.4g鎂在足量的氧氣中燃燒，轉移的電子數(shù)為0.LM。()

提示：Xo2.4g鎂的物質的量為0.1mol,0.1mol鎂反響，轉移的電子數(shù)為0.2M。

(3)鎂鋁合金在冷的濃硫酸中鈍化。()

提示：xoMg在冷的濃硫酸中不鈍化。

(4)鎂放入氯化鍍溶液中，充分反響后可以得到一種氣體.()

提示：X。Mg+2NHCl=MgC12+2NH31+H2t得到兩種氣體。

(5)鎂是可以在空氣中燃燒的，燃燒時火花四射，十分美麗，因此煙花中通常都摻有?定量的

鎂粉，來到達美觀的效果。()

提示：鎂粉燃燒時發(fā)出耀眼的光。

(6)鎂著火后，可以用泡沫滅火器滅火。()

提示：X。鎂能在中燃燒。

2.(1)鎂是活潑金屬，故不具有抗腐蝕性，這句話正確嗎？

提示：不正確。鎂是活潑的金屬，易被氧化，但鎂具有抗腐蝕性能。這是因為在常溫二，鎂

在空氣中與氧氣反響，生成一層致密的氧化物薄膜，這層氧化物薄膜能夠阻止金屬繼續(xù)被氧

化，故鎂有抗腐蝕性能。

(2)鎂在空氣中燃燒，生成物為純潔物嗎？

提示：鎂在空氣中燃燒，除了可與空氣中的反響生成MgO外，還能與即、⑩反響，生成Mg蛇

和C,為混合物。

命題角度1：鎂及其化合物的性質

【典例1】實驗室以空氣和鎂為原料制備■3弗的裝置如下列圖(夾持和加熱裝置略去)：

以下說法正確的選項是()

A.裝置A、B中可依次參加濃硫酸、NaOH溶液

B.假設去掉裝置C,對產品純度無影響

C.實驗時應先加熱裝置C,通入一段時間空氣后再加熱D

I).裝置E中堿石灰的作用是吸收尾氣

【解析】選C。要制備氮化鎂，需要除去空氣中的氧氣、和水蒸氣，那么裝置A、B中可依

次參加NuOH溶液、濃硫酸，A錯誤；假設去掉裝置C,鎂與氧氣反響生成氧化鎂，對產品純

度有影響，B錯誤；實驗時，應先加熱裝置C,通入一段時間空氣除去氧氣，然后再加熱裝置

D,C正確；裝置E中堿石灰的作用是吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，防止進入D中干擾實

驗，D錯誤。

(1)(宏觀辨識與微觀探析)如果讓空氣與鎂直接反響，會得到幾種固體產物？

提示：3種。生成蠅蛇、返0、Co

(2)裝置D中生成的Mg此容易與水反響生成白色沉淀和氣體，試分析具與鹽酸反響的產物是什

么？

提示：MgCLflNH.,Clo卜小他容易與水反響生成的白色沉淀和氣體分別是Mg(0H”和NH3,故與

鹽酸反響產物為MgCk和NH.,Clo

命題角度2：鎂的制備一一海水提鎂

【典例2】(雙選)如圖為海水制鎂的工藝流程示意圖。以下表達不正確的選項是

A.“石灰窯〃"消化池”發(fā)生的依次是放熱反響、吸熱反響

B.“過濾器”的母液中主要是CaCL溶液，可直接返回海淮

C.“中和〃時反響的離子方程式為H'+OFP_H20

D.電解槽中發(fā)生反響的化學方程式為MgCL(熔融)鯉Mg+Ckt

【解析】選A、C。石灰窯中發(fā)生反響為碳酸鈣的分解反響，為吸熱反響，消化池中發(fā)生化合反

響:CaO+壓。一Ca(0H)2,為放熱反響,A項錯誤;沉淀池中發(fā)生反

響：MgC12+Ca(0H)z,^~Mg(OH)2I+CaCl2,過濾后所得濾液主要含CaCh,可直接返回海洋,B項止

確；中和時發(fā)生Mg(OH)?和鹽酸的反響，離子方程式為Mg(OH)2+2H*="Mg。2HoC項錯誤；由

圖知，將得到的氯化鎂溶液經濃縮、枯燥制成無水氯化鎂，在電解槽中電解熔融的氯化鎂，化學

方程式為MgCk(熔融)—Mg+Cl21,D項正確。

在題干條件不變的情況下，以下說法正確的選項是()

A.圖中涉及的反響都是放熱反響

B.圖中的反響涉及四種根本反響類型

C.以海水為原料提取鎂的過程中，有3處措施明顯提高了經濟效益

D.圖中發(fā)生的反響均屬于氧化復原反響

【解析】選C。碳酸鈣分解、電解氯化鎂都是吸熱反響，A項錯誤；圖中反響不涉及置換反響，

B項錯誤；海水提取鎂的二廠設在海邊，需要的堿取自海邊豐富的貝殼(CaCOj,CaCOs分解后

產生的CaO再與水反響即得堿［Ca(OH)］。電解MgCk制鎂時產生的氯氣又可作為制鹽酸的原料。

制得的鹽酸再跟Mg(OH)?反響而進入循環(huán)，提高了綜合經濟效益，C項正確；CaC()3-CaO的反

響不是氧化復原反響，D項錯誤。

【知識拓展】海水提鎂的本卷須知：

(1)海水提鎂時，從UgCL溶液中得到MgC12-6H20的主要操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、

洗滌、枯燥。

(2)由MgCL-6H2O得到無水MgCk箱要在HC1氣流中加熱脫去結晶水，以抑制MgCb的水解。

(3)電解熔融氯化鎂所得的鎂蒸氣冷卻后即為固體鎂，鎂蒸氣可以在Ar氣氛中冷卻。

(4)工業(yè)上冶煉鎂時電解熔融的MgCh而不是電解熔融的MgO的原因是MgO的熔點高于MgCL,

耗能大。

從海水中提取鎂

(1)工藝流程。

(2)根本步驟及主要反響。

制熟石灰CaCOs^SCaO+CO2t,CaO+H2O=Ca(OH)2

2+

沉淀Mg4-20H-=Mg(0H)21

酸化Mg(OH)2+2HC1=MgCl2+2H2O

蒸發(fā)結晶析出MgCl2-6lh0

脫水在氯化氫氣流中使MgCh-6IL0脫水制得無水氯化鎂

電解熔融氯化鎂制得鎂：

電解

MgCk(熔融)型Mg+Cl2t

命題點1：鎂及其化合物的性質(根底性考點)

1.以下說法正確的選項是()

A.Mg在CO?中的燃燒是置液反響

B.將Mg(011),沉淀轉化為MgCl八是鎂原子失電子轉化為Mg2+

C.電解得到鎂的過程可以寫出離子反響方程式，但不是氧化復原反響

D.Mg在此中燃燒的反響中，用既是氧化劑又是復原劑

【解析】選A。Ug在C02中燃燒為置換反響，A正確；將Mg(0H)2沉淀轉化為MgCk的過程是復

分解反響，B錯誤；電解得到鎂的過程有化合價的變化，是氧化復原反響，C錯誤；Mg在N2

中燃燒的反響中，沖作氧化劑，鎂是亞原劑，D錯誤。

2.以下關于鐵和鈉的比較，結論正確的選項是()

A.鋁鎂合金的硬度較大，鈉鉀合金的硬度較小

B.因為鈉的金屬性比鎂要強，所以鈉的熔點比鎂要高

C.鎂能置換硫酸銅溶液中的銅，鈉也能置換硫酸銅溶液中的銅

D.在空氣中都能被點燃，生成的產物都是氧化物，氧在產物中的化合價都是

-2

【解析】選A。鈉鉀合金在常溫時呈液態(tài)，故A正確；鈉妁熔點比鎂的低，故B項錯誤；鈉不

能置換CuSOi溶液中的銅，鈉先與乩()反響，故C項錯誤；在空氣中點燃Na和Mg產物分別是

他2。2和MgO、)也岫，其中22。2為過氧化物,氯的化合價為-1,故D項錯誤。

命題點2：鎂的制備一一海水提鎂(綜合性考點)

3.由海水制備無水氯化鎂，主要有以卜步驟：

①在一定條件下脫水枯燥；②加熟石灰；③加鹽酸；④過濾；⑤蒸發(fā)結晶。其先后順序正確

的選項是()

A.②④⑤③0B.③?④①⑤

c.③④②@<DD.?①

【解析】選D。

4.如圖是工業(yè)利用菱鎂礦MgCOK含雜質ALMFeCOj制取鎂的工藝流程。

答復有關問題：

⑴菱鎂礦送入酸浸池前需要粉碎,目的是

⑵氧化池中通入氯氣的目的是氧化,工業(yè)上不選用硝酸作氧化劑的原因是

和。

(3)沉淀混合物為和(填化學式)。

(4)利用熔融氯化鎂制取金屬鎂，選用的方法是_____〔填字母)。

A.電解法B.氧氣復原法

C.碳復原法D.分解法

【解析】(1)將菱鎂礦粉碎可以增大與酸液的接觸面積，進而提高酸浸速率和轉化率。

(2)因為菱鎂礦中含有FeCe,經過酸浸之后生成“2+,然后通入CL氧化為

%3+,然后再沉淀；如果采用硝酸作氧化劑，反響會產生NO2氣體，另外過量的硝酸產生雜質

離子NO；不易除去。

(3)經過氧化后,溶液中含有A/、Fe3+WMg2+,參加MgD可以促進A/和Fe計的水解，進而

生成沉淀,沉淀為淀(00和Fe(0H)3。

(4)制取金屬鎂時，采用電解熔融MgCh的方法，應選A項。

答案：(1)提高酸浸速率(2)Fe?+會產生污染性氣體N()r會引入雜質離子NO；

(3)Al(0H)3Fe(0H)3(4)A

【加固訓練一一拔高】

1.硼及其化合物具有重要的工業(yè)用途。某工廠生產硼砂過程中產生的固體廢料，主要含有

UgCOa、MgSiOa、CaMg(C03)2>AlAffiFeO等，回收鎂和其中另一種金屬單質A的工藝流程如

圖：

局部陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如表：

沉淀物Fe(OH)3Al(0H)3Mg(OH)2

pH3.25.212.4

請答復以下問題：

(D濾液I中所含陰離子主要是;可回收到的金屬A的原子結構示意圖為

⑵試劑B為:“浸出〃步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有

_________________________________________________(要求寫出兩條措施)。

(3)濾液II所含金屬離子為,調pH時需要調屢次，第一次調pH主要是為了

除去O

(4)Mg(C103”在農業(yè)上有廣泛的用途，可用NaClQ，與MgCk制備，四種化合物的溶解度⑸隨溫

度(7)的變化曲線如下列圖。

①寫出反響的化學方程式：。

②將反響物按化學反響方程式計量數(shù)之比混合制備Mg(C103)2,簡述可制備Mg(C10。2的原因：

【解析】⑴MgCG、MgSiO3、CaMg(C03)2、A1B和FeB中氧化鋁與過量氫氧化鈉反響,枚堿浸

后的濾液I中含有A10；和0H,最終制得的金屬A是Al,AI有3個電子層，最外層電子數(shù)

為3。(2)浸出時，從化學反響速率和化學平衡的影響因素來分析判斷。(3)依據表格中pH得

知，最先調pH至完全析出氫氧化鐵沉淀。

答案：⑴AIO「、oirj)

(2)鹽酸升溫、攪拌或適當增大酸的濃度(任寫兩種即可)

⑶Mg2+、Ca"Fe計Fe計

⑷①2NaC10*+MgC12=Mg{Cl()3)2+2NaCl\

②在相同溫度下，NaCl的溶解度較小，最先析出，Mg(CK)3)2留在溶液中，通過蒸發(fā)結晶可得

2.：Mg能在NO2中燃燒，可能產物為MgsNz、MgO和Nz。MgM容易與水反響。

(1)某實驗探究小組探究施與NO,反響的固體產物成分，對固體產物提出三種假設:

I.假設：固體產物為MgO；II.假設：________；III.假設：o

(2)該小組通過如卜.實驗裝置來驗證Mg在N0?中燃燒反響產物(夾持裝置省略，局部儀器可重

復使用)。

①實驗裝置連接的順序為(填字母序號)；

②裝置B中盛裝的試劑可以是(填字母)；

a.濃硫酸b.堿石灰

c.無水CaChD.五氧化二磷

③確定產物中有用生成的實驗現(xiàn)象為o

⑶設計實驗證明：產物中存在Mg曲:o

(4)裝置C中初始參加粉質后為13.2g,在足后的NO.t?充分燃燒，實驗結束后，硬質玻璃

管冷卻至室溫、稱量，測得硬質玻璃管中剩余固體的質量為21.0g,產生岫的體積為1120mL(標

準狀況)。寫出玻璃管中發(fā)生反響的化學方程式：

【解析】(1)根據的Mg在NO?中燃燒產物的可能性分析判斷，I.固體產物為MgO：H.固體產

物為Mg此；HL固體產物為MgO和Mg3N2o

(2)①A中銅與濃硝酸反響產生二氧化氮，用B中枯燥劑枯燥后，通入硬質玻璃管C中與鐵粉

反響，用NaOH溶液除去多余的二氧化氮，最后用排水法收集氮氣，為確保C中無水蒸氣，在

C和E之間也應連接吸水枯燥裝置，故裝置的連接順序為ABCBED；②二氧化氮不能使用堿性

枯燥劑來枯燥，U形管裝的是固體枯燥劑，故盛放的枯燥劑可以是無水氯化鈣或五氧化二磷等，

選c、d；③從C中導出的氣體通過NaOH溶液吸收NG后，仍有氣體將D中試劑瓶中的水壓入

燒杯中，那么確定產物中有弗生成。

(3)Mg：岫能與水反響生成氨氣，氨氣是具有刺激性氣味的堿性氣體，所以取少量反響后的固體

產物，參加水中產生有刺激性氣味的氣體，該氣體能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變成藍色，那么

證明產物中有MgN”

(4)13.2g鎂的物質的量為0.55mol,設生成MgsNz的物質的量為xmol,MgO的物質的量為y

mol,根據鎂原子守恒得：3x+y=().55mol,根據固體質量得：】00x+40y=21.0g,解得：

x=0.05,y=0.4：氮氣的物質的量為1.12L+

22.4L?mol-，=0.Obmol,綜上分析反響物為Mg和NS,生成物為Mg俱2、

MgO和Nz,且物質的量之比為1：8：1,所以化學方程式為UMg+4N02=

Mg3N2+8Mg04-N2o

答案：(1)II.固體產物為MgN

ID.固體產物為MgO和Mg3N2

(2)①ABCBED②cd③D中試劑瓶中的水被氣體壓入燒杯中

(3)取C中少量反響產物，參加水中產生有刺激性氣味的氣體，該氣體可使?jié)駶櫟募t色石蕊試

紙變藍

(4)llMg+4NO2^=Mg3N2-|-8MgO4-N2

考點三鋁及其化合物的性質(命題指數(shù)★★★★★)

一、鋁

1.鋁的結構、存在：

鋁元素位于元素周期表中的第三周期mu族,原子結構示意圖為.鋁是地殼中含量量

芟的金屬元素，主要以化合態(tài)形式存在。

2.鋁的物理性質：

延展性、導電

顏色狀態(tài)密度質地

性、傳熱性

銀白色有金

固體較小柔軟良好

屬光澤

3.鋁的化學性質：

寫出圖中有關反響的化學方程式：

①A1—里迫形成致密的氧化膜速暨4A1+3Q^遞2A1@

②2A1+3cl2^^2Ale13

③2Al+6HCI=2AlC13+3壓t

④2Al+2NM)H+2Ha=2NaAl()+3H2f

⑤2A1+Fea基遢AlA+ZFe(鋁熱反響)

4.鋁的用途:

純鋁用作導線，鋁僉金用于制造汽車、飛機、生活用品等。

二、氯化鋁、氫氧化鋁

1.氧化鋁：

(1)物理性質：白色固體，難溶于水，有很高的熔點。

(2)化學性質。

2.氫氧化鋁：

(1)物理性質。

白色膠狀不溶于水的固體，有較強的吸附性。

(2)化學性質(用化學方程式表示)。

Al(OH)a的電離方程式：

寫出圖中有關反響的化學方程式或離子方程式：

①Al(OH)3+3H+=A13++3H。

②Al(OH)aI(曠一射嚙I21M)；

③2Al(0H)3=^=AI2O3+3HQ。

3.常見的鋁鹽：

(1)硫酸鋁鉀是由兩種不同的金屬離子和一種酸根離子組成的當鹽。

(2)明磯的化學式為KAI(SOD-12HO它是無色晶體，亙溶于水，水溶液p%7(填”》〃

或“一”)。明磯可以凈水，其凈水的原理是A1"+3H「O^原H)S+3H+,Al(0H)3膠體吸

附水中雜質形成沉淀而凈水。

1.判斷以下說法是否正確，正確的打“J”,錯誤的打“X"。

(1)氫氧化鋁可用于治療胃酸過多。()

提示：氫氧化鋁屬于兩性氫氧化物，能與酸反響，可作胃酸的中和劑。

(2)明帆用作凈水劑不涉及化學變化。()

提示：X。明磯用作凈水劑是因為A13+水解生成A1(OH)3膠體的緣故。

(3)鋁制餐具不能長時間存放酸性、堿性食物。()

提示：VO鋁能與酸、堿反響。

(4)向氯化錢溶液中投入一鋁片，鋁片上產生大量氣泡，該氣體是氨氣。()

提示：X。氯化錢溶液顯酸性，與鋁反響產生氫氣。

(5)能用鋁槽車儲運濃硫酸與濃硝酸，是因為鋁的化學性質穩(wěn)定，不與濃硫酸、濃硝酸反響。

提示：X。鋁遇濃硫酸與濃硝酸鈍化。

（6）投入鋁片產生氫氣的溶液一定呈強酸性。（）

提示：X。能與鋁反響產生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性。

【加固訓練一拔高】

用鐵、鋁的混合物進行如下實驗：

（1）操作X的名稱是。

（2）氣體A是。

（3）參加足量NaOH溶液時發(fā)生反響的離子方程式為:參加稀鹽酸發(fā)生反響的

離子方程式為。

（4）溶液B中陰離子除0H一外還有________,溶液D中存在的金屬離子為_________o

【解析】（1）進行操作X后得到溶液和固體，故操作X為過濾。（2）A1與氫氧化鈉溶液反響產

牛氧氣，故氣體A為也（3）混合物中參加足量NaOH溶液,A1與NaOH溶液反響：固體C為鐵,

參加稀鹽酸，F(xiàn)e與稀鹽酸反響。（4）溶液B中陰離子有01「、A10；,溶液D中金屬離子為Fe?

答案：（1）過濾（2）11式或氧氣）

-

（3）2A1+20H+2H2O=2A1O：+341

Fe+2H+=Fe2++H2t（4）A10；Fe2+K

命題角度1：鋁的性質及其應用

【典例1】（2021?廣州模擬）化學在生產和日常生活中有著重要的應用。以下說法不正詢的選

項是（）

A.鋁比鐵活潑，但鋁制品比鐵制品在空氣中耐腐蝕

B.鋁熱反響不僅用于焊接鋼就，而且還常用于冶煉熔點較高的金屬

C.電解A1CL飽和溶液可制得金屬鋁

D.AI2O3、MgO的熔點很高，可用于制作耐高溫材料

【解析】選C。鋁比鐵活潑，但鋁制品外表容易形成致密的氧化物薄膜，比鐵制品在空氣中耐

腐蝕，故A不符合題意；鋁屬于活潑的金屬元素，具有較強的復原性，鋁熱反響不僅被用于

焊接鋼軌，而且還常用于冶煉熔點較高的金屬，B不符合題意；冶煉鋁，一般電解熔融狀態(tài)的

氧化鋁，鋁屬于活潑的金屬元素，電解氯化鋁飽和溶液，得不到鋁，C符合題意；A1A>MgO

的熔點很高，可用于制作耐高溫材料，D不符合題怠。

⑴(宏觀辨識與微觀探析)鋁粉與艮化鎂混合能否利用鋁熱反響冶煉金屬鎂？

提示：不能。鎂的金屬性強于鋁。鋁粉與氧化鎂不能發(fā)生鋁熱反響。

(2)(科學探究與創(chuàng)新意識)欲除去鐵粉中混有的少量鋁粉，應選用什么試劑？

提示：氫氧化鈉溶液。鐵粉不能與氫氧化鈉溶液反響，而鋁粉能與氫氧化鈉溶液反響。

命題角度2：鋁化合物的性質

【典例2]KA1(SO4)2?12HQ(明磯)是一種復鹽,在造紙等方面應用廣泛。實驗室中,采用廢

易拉罐(主要成分為A1,含有少量的履、Mg雜質)制備明機的過程如以下列圖所示。答復以下

問題：

(1)為盡量少引入雜質，試劑①應選用(填標號)。

a.HC1溶液b.MOi溶液

c.氨水d.NaOH溶液

(2)易護罐溶解過程中主要反響的化學方程式為°

⑶沉淀B的化學式為；將少量明機溶于水，溶液呈弱酸性，其原因是

【解析】(1)易拉罐(主要成分為A1,含有少量的Fe、Mg雜質),它們都是比較活潑的金屬，

都可以與酸發(fā)生反響，而A1可以與強堿溶液反響變?yōu)镹aAlOz進入溶液，而Fe、Mg不能與堿

發(fā)生反響，所以要以含A1的易拉罐為原料制取明研,，應該用強堿NaOH溶液溶解，選項d正

確；⑵易拉罐溶解過程中主要反響的化學方程式為2Al+2NaOH+2HzO=2NaAl()2+3H1；(3)

濾液A的主要成分是NaAl。，向其水溶液中參加NH,HCOa溶液，發(fā)生HCO；4-A19；+

H2O=A1(OH)3I,所以沉淀B的化學式為Al(OH)B；將少量明磯溶于水，溶液呈弱酸性,

其原因是Al?*為弱堿陽離子，發(fā)生水解反響，消耗水電離產生的0/，當最終到達平衡時溶液

中。出+)＞。(0曠),所以溶液顯酸性。

答案：⑴d

(2)2A1+2NaOH+2H?O=2NaA102+3112t

(3)AKOH)3Al"水解,使溶液中f濃度增大

為了確定上題易拉罐的主要成分含有鋁、鐵、鎂，某同學取幾小塊易拉罐碎片進行以下實驗,

其中實驗方案與現(xiàn)象、結論正確的選項是()

選項實驗方案現(xiàn)象、結論

A參加鹽酸產生無色氣體；含鋁、鐵、鎂三種金屬

B參加NaOH溶液有無色氣體產生；含有鎂、鋁兩種金屬

參加鹽酸后，所得溶液中再參加少量

C產生白色沉淀；含有金屬鎂

NaOH溶液

用鹽酸溶解并放置一會兒后，參加KSCN

D溶液呈紅色；含有鐵元素

溶液

【解析】選D。鋁、鐵、鎂都可與鹽酸反響產生無色氣休，不能得出含鋁、鐵、鎂三種金屬的

結論，A錯誤；鋁、鐵、鎂三種金屬中只有鋁能與NaOH溶液反響產生無色氣體，B錯誤；氫

氧化鎂與氫氧化鋁均為白色沉淀，C錯誤；用鹽酸溶解后生成的亞鐵離子在空氣中易被氧化成

Fe31,參加KSCN溶液呈紅色,D正確°

【規(guī)律方法】含鋁雜質的提純方法歸類

利用Al、ALO,、Al(0H)3可溶于強堿的特性，可除去許多物質中的含鋁雜質，如：

(l)Mg(Al)：加足量N&OII溶液;

(2)Fe203(Al203)：加足量NaOH溶液;

(3)Mg(0H)21Al(0H)3］：加足量NaOH溶液;

(4)Mg2+(Al3+)：加過量NaOH溶液,過濾，再加酸充分溶解。

命題角度3：鋁的冶煉

【典例3】工業(yè)上用鋁土礦(主要成分是A1A,還含有FMSiO”提取氧化鋁作冶煉鋁的原

料。其中一種提取方法的撰作過程如下：

請答復以下問題：

⑴請寫出甲溶液中通入二氧化碳生成氫氧化鋁的離子方程式

(2)沉淀乙是FeA,向其中參加足量鹽酸，寫出反響的離子方程式,

充分反響后過濾，將濾液加熱蒸干灼燒，最后可得到紅粽色固體，用簡要的文字和化學方程

式說明這一變化過程。

【以圖析題?培養(yǎng)關鍵能力】

【解析】⑴該反響為NaAg溶液與CO?的反響，離子方程式為A10；+CO2+2H2O=A1(0H)3

+3+

I+HCO；o(2)沉淀乙中只有FeaOs與鹽酸反響，該反響的離子方程式為Fe2O3+6H=2Fe

+3比0。充分反響過濾后所得濾液為FeCL與IIC1的混合溶液，加熱蒸干時FeCL發(fā)生水解反

響得到Fe(OH),,灼燒時Fe(OH)3發(fā)十分解反響得到FeO“

答案：(l)A102+CO2+2H2O=A1(OH)31+HC03

f3+

(2)FeA+6H=2Fe+3H20FeCL+3H2O^Fe(OH￡+3HCl,加熱促進水解，且氯化氫

揮發(fā)，使平衡右移，生成氫氧化鐵，氫氧化鐵受熱分解，生成氧化鐵，2Fe(OH)3=FeA+

3IL0

命題點1：鋁的性質及其應用(根底性考點)

1.日常生活中有一些鋁制炊具，它們質輕且穩(wěn)固耐用，其中的原因是()

A.鋁很不活潑，不易與其他物質反響

B.鋁雖然很活潑，但是在高溫下才能反響

C.鋁制品外表有一層致密的氧化物薄膜，起保護作用

D.鋁制品外表鍍有一層銅，可以保護鋁

【解析】詵c。鋁盡管很活潑，但由于外表能形成致密的氧化物薄膜，故可?用干制作鋁制炊艮。

命題點2：鋁的冶煉及鋁的化合物的制備(綜合性考點)

2.用含有少量鎂的鋁片制取純潔的A1(011)3,可能有的步驟為：①加鹽酸溶解；②加過量苛

性鈉溶液;③過濾;④通入過量C02；⑤加過量純堿溶液，實驗操作最合理的組合及順序是()

A.①②③④@B.①領瀚

C.②③④③D.①⑤③

【解析】選C。根據題干提供信息，制取Al(OH)s可.有兩個途徑：

途徑⑴：

A1(OH)3,即：①?@④③

途徑(2)：

即：②?④③，故C正確。

考點四金屬礦物的開發(fā)和利用(命題指數(shù)★★★★★)

“備知識‘自我排查，

1.金屬礦物開發(fā)利用的方法：

(1)金屬在自然界中的存在。

(2)金屬冶煉的一般步驟。

(3)金屬冷煉的實質。

金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態(tài)復原為游離態(tài)的過程。即：上土儂0(寫反響通式，

用M衣示金屬)o

(4)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)。

2.鋁熱反響實驗：

1.判斷以下說法是否正確，正確的打“J”,錯誤的打“X"。

(1)冶煉鋁和鈉都可以用電解法。()

提示：Vo冶煉鋁和鈉都是用電解法。

(2)所有的金屬氧化物都能和鋁發(fā)生鋁熱反響。()

提示：X。活潑性比A1掂的難熔金屬，如帆、鋁、缽、鐵、銅的氧化物與A1可以發(fā)生鋁熱

反響。

(3)用焦炭和空氣反響產生的CO在高溫下復原鐵礦石中鐵的氧化物。()

提示：J。CO在高溫下復原鐵礦石中鐵的氧化物。

(4)電解AlCh、FeCL、CuCk的混合溶液時,陰極上依次析出Cu、Fe、Al。()

提示：X。陰極卜.析出Cu后，牛成的是氧氣。

(5)火燒孔雀石煉銅是采用的焦炭法來冶煉金屬。()

提示：火燒孔雀石煉鋼是熱復原法。

(6)人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，原因是鋁的冶煉本錢高。()

提示：X。人類歷史上使用鋁的時間比鐵晚，是由于鋁的活潑性大于鐵。

2.明代?天工開物?記載“火法”冶煉鋅：”爐甘石十斤，裝載入?泥罐內……然后逐層用煤

炭餅墊盛，其底鋪薪，發(fā)火煨紅……冷淀，毀罐取出……即倭鉛也〃(注：爐甘石的主要成分

為碳酸鋅，泥罐中摻有煤炭)

(1)倭鉛是指金屬鋅和鉛的混合物嗎？

提示：由題意可知，倭鉛是指金屬鋅，不是金屬鋅和鉛的混合物。

(2)冶煉Zn的化學方程式是什么？

提示：ZnCO：,+2C膽迪Zn+3C0to

(3)該冶煉鋅的方法屬于哪種方法？

提示：熱復原法。由(2)知反響中C作復原劑，屬于熱復原法。

命題角度1：鋁熱反響

【典例1】鋁熱反響的化學方程式為2Al+FcQ魚遢A1E+2F。。某同學對“鋁熱反響”的現(xiàn)

象有這樣的描述：“反響放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的光芒〃“紙漏斗的卜.部被燒穿，有熔

融物落入沙中〃。查閱？化學手冊？知，AKAL03,Fe、FezOs的熔點、沸點數(shù)據如下：

物質A1A12O3FeFe2（）3

熔點/℃660205415351462

沸點/℃246729802750

⑴該同學推測，鋁熱反響所得到的熔融物應是鐵鋁合金。這種推測有一定的道理，理由是

（2）設計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是

當觀察到的現(xiàn)象時，說明熔融物中含

有金屬鋁。

（3）實驗室溶解該熔融物，最好選用以下試劑中的（填序號）。

A.濃硫酸3.稀硫酸

C.稀硝酸I）.氫氧化鈉溶液

【解析】（1）鋁熱反響放出大量的熱，根據表中數(shù)據可看出，金屬鋁熔點比金屬鐵低，當生成

的鐵熔化，金屬鋁也已經熔化并與液態(tài)鐵形成合金。

⑵鋁與NaOH溶液反響，產生乩。

（3）濃硫酸使鐵、鋁鈍化，稀硝酸會產生NO,污染環(huán)境，NaOH溶液不能溶解鐵。

答案：（1）該反響溫度下鋁已熔化，未反響的鋁可與生成的鐵熔合在一起，形成合金

（2）NaOH溶液有氣泡生成（3）B

命題角度2：金屬冶煉、金屬礦物的開發(fā)利用

【典例2】不同的金屬在冶煉方法.上也有所不同，以下說法正確的選項是（