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考向 08 金属材料及金属矿物的开发利用
【2022山东卷】古医典富载化学知识，下述之物见其氧化性者为
A. 金(Au)：“虽被火亦未熟"
B. 石灰(CaO)：“以水沃之，即热蒸而解”
C. 石硫黄(S)：“能化……银、铜、铁，奇物”
D. 石钟乳( )：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】C
【详解】A．金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应，反应金的化学性质很稳定，与
其氧化性无关，A不合题意；
B．石灰(CaO):“以水沃之，即热蒸而解”是指CaO+H O=Ca(OH) ，反应放热，产生大量的水汽，而CaO
2 2
由块状变为粉末状，未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，B不合题意；
C．石硫磺即S：“能化……银、铜、铁，奇物”是指2Ag+S Ag S、Fe+S FeS、2Cu+S Cu S，反应
2 2
中S作氧化剂，与其氧化性有关，C符合题意；
D．石钟乳(CaCO)：“色黄，以苦酒(醋)洗刷则白”是指CaCO +2CH COOH=(CH COO) Ca+H O+CO↑，
3 3 3 3 2 2 2
未发生氧化还原反应，与其氧化性无关，D不合题意；
故答案为：C。知识点一 铝及其化合物
(一)铝的结构与性质
1．铝的结构和存在
铝位于元素周期表的第三周期第 Ⅲ A 族，原子结构示意图： ，是活泼金属，在自然界中以化合态的
形式存在，铝是地壳中含量最多的金属元素。
2．铝的物理性质银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度、硬度均较小。
3．铝的化学性质
(1)与非金属单质的反应
①与空气中的氧气形成致密的氧化膜。
②与氯气加热反应的化学方程式：2Al＋3Cl=====2AlCl 。
2 3
(2)与水的反应
金属铝与水反应很困难。
(3)与酸的反应
①与H＋反应的离子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H↑。
2
②在冷的浓硫酸、浓硝酸中钝化。
(4)与碱的反应
写出Al与NaOH溶液反应的离子方程式：2Al＋2OH－＋2HO===2AlO＋3H↑。
2 2
(5)与某些金属氧化物的反应
①写出铝与Fe O 反应的化学方程式：2Al＋Fe O=====2Fe＋Al O 。该反应称作铝热反应，反应时放出大
2 3 2 3 2 3
量的热。
②铝热反应实验中的有关问题
实验
装置
实验 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高
现象 温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
原理 ①制取熔点较高、活动性弱于 Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；
应用 ②金属焊接，如野外焊接钢轨等
(6)铝的冶炼
2Al O(熔融)=======4Al＋3O↑。
2 3 2
(二)AlO 的性质
2 3
1．物理性质
白色粉末，不溶于水，熔点高，是优良的耐火材料。
2．化学性质
(1)与HO不反应。
2
(2)两性氧化物
分别写出Al O 与盐酸、NaOH溶液反应的离子方程式：
2 3
①与盐酸反应：Al O＋6H＋===2Al3＋＋3HO。
2 3 2
②与NaOH溶液反应：Al O＋2OH－===2AlO＋HO。
2 3 2(三)Al(OH) 的性质
3
1．物理性质
不溶于水的白色胶状固体，具有吸附性。
2．不稳定性
加热时，氢氧化铝易分解，反应的化学方程式：2Al(OH) =====Al O＋3HO。
3 2 3 2
3．两性——溶于强酸、强碱
分别写出Al(OH) 与稀硫酸、NaOH溶液反应的离子方程式。
3
(1)与稀硫酸反应
Al(OH) ＋3H＋===Al3＋＋3HO。
3 2
(2)与NaOH溶液反应
Al(OH) ＋OH－===AlO＋2HO。
3 2
4．Al(OH) 的制备
3
写出下列反应的离子方程式
(1)Al3＋与氨水反应(不用强碱)
Al3＋＋3NH ·H O===Al(OH) ↓＋3NH。
3 2 3
(2)AlO溶液中通入过量的CO
2
AlO＋CO＋2HO===Al(OH) ↓＋HCO。
2 2 3
(3)Al3＋与AlO相互促进水解反应
Al3＋＋3AlO＋6HO===4Al(OH) ↓。
2 3
(四)明矾
1．化学式为KAl(SO )·12H O，它是无色晶体，可溶于水。
4 2 2
2．明矾净水的原理
电离方程式为KAl(SO )===K＋＋Al3＋＋2SO，其中Al3＋发生水解反应，产生Al(OH) ( 胶体 ) ，能吸附水中悬
4 2 3
浮物形成沉淀，使水澄清。
(五)可溶性铝盐与NaOH溶液反应的图像分析
可溶性铝盐溶液中逐滴加入NaOH 向NaOH溶液中逐滴加入可溶性铝盐溶
操作
溶液至过量 液至过量
立即产生白色沉淀→渐多→最多→ 无沉淀(有但即溶)→出现沉淀→渐多→最
现象
渐少→消失 多→沉淀不消失
图像
反应的
AB：Al3＋＋3OH－===Al(OH) ↓ AB：Al3＋＋4OH－===AlO＋2HO
3 2
离子方
BD：Al(OH) ＋OH－===AlO＋2HO BC：Al3＋＋3AlO＋6HO===4Al(OH) ↓
3 2 2 3
程式知识点二 铜 金属材料 金属冶炼
(一)铜
1．单质铜
(1)物理性质：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
①生成铜绿的化学方程式：2Cu＋O＋CO＋HO===Cu (OH) CO(绿色固体)。
2 2 2 2 2 3
②Cu和S反应的化学方程式：2Cu＋S=====Cu S。
2
③与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2HSO (浓)=====CuSO ＋SO ↑＋2HO。
2 4 4 2 2
④与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4HO。
2
⑤与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO===Cu2＋＋2NO ↑＋2HO。
2 2
⑥与FeCl 溶液反应的离子方程式：Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋。
3
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＋＋HO Cu O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋HO
2 2 2
与H 反应 CuO＋H=====Cu＋HO Cu O＋H=====2Cu＋HO
2 2 2 2 2 2
转化关系 4CuO=====2Cu O＋O↑
2 2
3.氢氧化铜
(1)物理性质：蓝色难溶于水的固体。
(2)化学性质及应用
反应①的化学方程式：Cu(OH) =====CuO＋HO。
2 2
反应②的化学方程式：Cu(OH) ＋2H＋===Cu2＋＋2HO。
2 2
4．铜盐
(1)Cu (OH) CO 名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。
2 2 3
(2)CuSO ·5H O俗称蓝矾、胆矾。
4 2
可发生―――――→―――――→＋5HO，无水CuSO 遇水变蓝色，可用于检验水的存在。
2 4
(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。(二)金属材料 金属冶炼
1．合金的概念及性能
2．常见的金属材料
(1)金属材料分类
(2)几种常见的合金
①
②
③
3．金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在
(2)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)。
(3)金属冶炼的方法例如下列金属的冶炼(用化学方程式表示)
知识点三 镁 海水提镁
1．镁的存在
自然界中的镁主要以化合态的形式存在于地壳和海水中，海水中镁的总储量约为1.8×1015t。
2．镁的性质
分别写出镁与①O、②N、③Cl、④H＋、⑤NH Cl溶液反应的化学方程式，是离子反应的写离子方程式：
2 2 2 4
①2Mg＋O=====2MgO；
2
②3Mg＋N=====MgN；
2 3 2
③Mg＋Cl=====MgCl ；
2 2
④Mg＋2H＋===Mg2＋＋H↑；
2
⑤Mg＋2NH===Mg2＋＋2NH ↑＋H↑。
3 2
3．镁的提取
从海水中提取镁的流程
(1)流程
(2)主要化学反应
①制石灰乳：CaCO =====CaO＋CO↑、CaO＋HO===Ca(OH) ；
3 2 2 2
②沉淀Mg2＋：Mg2＋＋Ca(OH) ===Mg(OH) ＋Ca2＋；
2 2
③制备MgCl ：Mg(OH) ＋2HCl===MgCl ＋2HO、MgCl ·6H O=====MgCl ＋6HO；
2 2 2 2 2 2 2 2
④电解MgCl ：MgCl (熔融)=====Mg＋Cl↑。
2 2 2
4．镁的重要化合物
氧化镁 碱性氧化物 MgO＋2H＋===Mg2＋＋HO
2中强碱 Mg(OH) ＋2H＋===Mg2＋＋2HO
2 2
难溶于水 Mg2＋＋2OH－===Mg(OH) ↓
2
氢氧化镁
溶解度小于碳酸镁 MgCO ＋HO=====Mg(OH) ＋CO↑
3 2 2 2
热稳定性 Mg(OH) =====MgO＋HO
2 2
氯化镁 用于冶炼金属镁 MgCl (熔融)=====Mg＋Cl↑
2 2
1．下列有关金属元素特征的叙述正确的是( )
A．金属元素的原子只有还原性，其阳离子只有氧化性
B．金属元素的单质在常温下都为固体
C．含金属元素的离子都是阳离子
D．金属阳离子被还原不一定得到金属单质
2．央视栏目《国家宝藏》不仅彰显了民族自信、文化自信，还蕴含着许多化学知识。下列说法不正确的
是( )
A．宋·王希孟《千里江山图》中的绿色颜料铜绿，主要成分是碱式碳酸铜
B．宋·《莲塘乳鸭图》缂丝中使用的丝，主要成分是蛋白质
C．战国·“曾侯乙编钟”属于青铜制品，青铜是一种铜锡合金
D．清·乾隆“瓷母”是指各种釉彩大瓶，其主要成分是二氧化硅
3．《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其
铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是( )
A．金属冶炼方法由金属活动性决定
B．生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差
C．炒铁是为了提高铁水中的碳含量
D．该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工
4．陈述Ⅰ和Ⅱ均正确且具有因果关系的是( )
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A Na可与水反应产生O Na着火不能用水扑灭
2
B 可用铝槽运输浓硝酸 浓硝酸与Al不反应C 硅胶用作干燥剂 硅胶具有很强的吸水性
不锈钢水龙头上的铜部件易
D Fe的金属性比Cu强
发生电化学腐蚀
5．工业上用铝土矿(主要成分为Al O，含Fe O 杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下：
2 3 2 3
下列叙述正确的是( )
A．按上述流程，试剂X可以是氢氧化钠溶液，也可以是盐酸
B．反应①过滤后所得沉淀为氧化铁
C．图中所有的转化反应都不是氧化还原反应
D．反应②的离子方程式为2AlO＋CO＋3HO===2Al(OH) ↓＋CO
2 2 3
1．（湖南省永州市2022届高三高考第三次适应性考试）北京2022年冬奥会中使用了大量新材料。下列属
于金属材料的是
A．速滑冰刀中的钛合金 B．“飞扬”火炬中的聚硅氮烷树脂
C．运动服面料中使用的聚氨酯纤维 D．冰墩墩外壳材质中的有机硅橡胶
2．（山东省泰安市2022届高三二轮验收考试）《物理小识》中对镀金法有如下叙述:“以汞和金涂银器上，
成白色，入火则汞去，而金存，数次即黄。”其中“入火则汞去”是指
A．蒸发 B．升华 C．分液 D．分馏
3．（天津市南开区2022届高三一模）化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A．华为自主研发的麒麟芯片主要成分为 SiC
B．三星堆出土的青铜面具与铜相比，具有熔点高、硬度大的特点
C．核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核苷酸缩合聚合可以得到核酸
D．碳纤维材料操纵棒是宇航员的手臂“延长器”，碳纤维属于有机高分子材料
4．（辽宁省阜新市阜新蒙古族自治县高级中学2022届高三下学期模拟考试）从某含有FeCl 、FeCl 、
2 3
CuCl 的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下。下列说法正确的是
2A．试剂a是铁、试剂b是稀硫酸
B．操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同
C．试剂c是氯气，相应的反应为2Fe2＋＋Cl=2Fe3＋＋2Cl－
2
D．用酸性KMnO 溶液可检验溶液W中是否含有Fe2＋
4
5．（河北石家庄市第二中学2022届高三年级下学期4月冲刺模拟考试）某企业以辉铜矿为原料生产碱式
碳酸铜，工艺流程如下所示：
已知：[Cu(NH )]2+(aq) Cu2+(aq) + 4NH(aq)根据以上工艺流程，下列说法不正确的是
3 4 3
A．气体X中含有SO
2
B．为实现溶液C到溶液D的转化，加NH ·H O至红棕色沉淀刚好完全，过滤即可
3 2
C．蒸氨过程发生总反应的化学方程式为：[Cu(NH ) ]Cl + H O CuO + 2HCl↑+ 4NH ↑
3 4 2 2 3
D．在制备产品时，溶液D中不直接加入NaCO 溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低
2 3
1．（2022年浙江1月）下列物质对应的化学式不正确的是
A．氯仿：CHCl B．黄铜矿的主要成分：Cu S
3 2
C．芒硝：NaSO ·10H O D．铝土矿的主要成分：Al O
2 4 2 2 3
2．（2022·浙江卷）下列说法不正确的是
A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，常用于制造光导纤维
B．高压钠灯发出的黄光透雾能力强、射程远，可用于道路照明
C．氧化铝熔点高，常用于制造耐高温材料
D．用石灰右-石膏法对燃煤烟气进行脱硫，同时可得到石膏
3.（2019新课标Ⅲ）化学与生活密切相关。下列叙述错误的是A．高纯硅可用于制作光感电池
B．铝合金大量用于高铁建设
C．活性炭具有除异味和杀菌作用
D．碘酒可用于皮肤外用消毒
4.（2020北京新高考）近年来，我国航空航天事业成果显著。下列成果所涉及的材料为金属材料的是
A．“天宫二号“航天器使用的质量轻强度高的材料——钛合金
B．“北斗三号”导航卫星使用的太阳能电池材料——砷化镓
C．“长征五号”运载火箭使用的高效燃料——液氢
D．“C919”飞机身使用的复合材料——碳纤维和环氧树脂
5.（2021年浙江1月选考）下列说法不正确的是
A. 铁粉与氧化铝发生的铝热反应可用于焊接铁轨
B. 镁燃烧会发出耀眼的白光，可用于制造信号弹和焰火
C. 熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固，常用于制作模型和医疗石膏绷带
D. 工业上可用氨水消除燃煤烟气中的二氧化硫
1．【答案】D
【解析】
金属阳离子也可以具有还原性，例如亚铁离子，故A错误；例如金属汞常温下是液态，故B错误；例如
MnO、AlO等，故C错误；例如铁离子被还原生成亚铁离子，故D正确。
2．【答案】D
【解析】
铜绿可作为绿色颜料，它的主要成分是碱式碳酸铜Cu (OH) CO ，A正确；缂丝是采用“通经断纬”的技
2 2 3
法织成的平纹织物，显然缂丝中使用的丝，主要成分是蛋白质，B正确；曾侯乙编钟是一种铜锡合金，属
于青铜制品，C正确；“瓷母”是指各种釉彩大瓶，其主要成分是硅酸盐，D不正确。
3．【答案】C【解析】
活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活动性决定，故 A正确；熟铁比生铁质地更
软，且延展性好，生铁比熟铁质地更硬，延展性稍差，故 B正确；炒铁过程中降低了铁水中的碳含量，从
而将生铁转化成熟铁，故C错误；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中的氧气氧化
C元素，其原理基本相同，故D正确。
4．【答案】C
【解析】
A项，Na可与水反应产生H ，陈述Ⅰ错误，与题意不符；B项，浓硝酸与Al发生钝化，不是不反应，陈
2
述Ⅱ错误，与题意不符；C项，硅胶具有很强的吸水性，故硅胶可用作干燥剂，陈述正确，且具有因果关
系，符合题意；D项，Fe的金属性比Cu强，则不锈钢水龙头上的铁部件易发生电化学腐蚀，陈述Ⅱ错误，
与题意不符。
5．【答案】B
【解析】
由溶液乙通入过量的Y生成氢氧化铝沉淀可知，溶液乙中含有偏铝酸根离子、气体 Y为二氧化碳，故试剂
X为氢氧化钠溶液，不可能为盐酸，故A错误；Al O 溶于氢氧化钠溶液得到NaAlO 溶液，Fe O 与氢氧化
2 3 2 2 3
钠溶液不反应，则过滤后所得沉淀为Fe O ，故B正确；电解熔融Al O 冶炼金属铝属于氧化还原反应，故
2 3 2 3
C错误；反应①过滤后所得溶液乙为NaAlO 溶液，向NaAlO 溶液中通入过量CO 生成Al(OH) 沉淀和碳
2 2 2 3
酸氢钠，反应的化学方程式为NaAlO ＋CO＋2HO===Al(OH) ↓＋NaHCO ，故D错误。
2 2 2 3 3
1．【答案】A
【详解】
A．钛合金属于金属材料，A正确；
B．聚硅氮烷树脂属于无机聚合物，是新型无机非金属材料，B错误；
C．聚氨酯纤维属于有机高分子材料，C错误；
D．有机硅橡胶属于有机高分子材料，D错误；
故选A。
2．【答案】A
【详解】
“入火则汞去”是指常温下汞为液态，加热时汞变为汞蒸气，故指的是蒸发。答案选A。
3．【答案】C【详解】
A．华为自主研发的麒麟芯片主要成分为高纯硅即Si，A错误；
B．合金通常有熔点比成分金属低，硬度比成分金属大的特点，则三星堆出土的青铜面具与铜相比，具有
熔点低、硬度大的特点，B错误；
C．核酸检测是确认病毒类型的有效手段，核酸是有机高分子化合物，可以由核苷酸缩合聚合得到，C正
确；
D．碳纤维材料操纵棒是宇航员的手臂“延长器”，碳纤维即碳的一种单质，不属于有机高分子材料，而
是一种新型的无机非金属材料，D错误；
故答案为：C。
4．【答案】C
【详解】
A．由最终要得到的氯化铁及流程图知b是盐酸，A错误；
B．操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤，操作Ⅲ为蒸发结晶，所用仪器有差异，B错误；
C．滤液Z和X中均含有氯化亚铁，因此c为氯气，C正确；
D．高锰酸钾能氧化氯离子而褪色，因此不能用于检验是否含有亚铁离子，D错误；
故选C。
5．【答案】B
【详解】
A、含有硫的矿物燃烧，肯定是二氧化硫气体，正确；
B、为实现溶液C到溶液D的转化，加NH ·H O至蓝色沉淀刚好溶解完全，过滤即可，错误；
3 2
C、因为提示中有这样的方程式：[Cu(NH )]2+(aq) Cu2+(aq) + 4NH(aq)，因此在加热时，氨就会逸出，
3 4 3
正确；
D、在制备产品时，溶液D中不直接加入NaCO 溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低，正确。
2 3
答案选B。
1．【答案】B
【详解】
A．氯仿是三氯甲烷的俗称，其化学式为CHCl ，故A正确；
3
B．黄铜矿的主要成分：CuFeS，故B错误；
2C．芒硝：NaSO ·10H O，故C正确；
2 4 2
D．铝土矿的主要成分：Al O，故D正确；
2 3
故选B。
2．【答案】A
【解析】A．晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电
路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A错误；
B．钠的焰色反应为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B正确；
C．耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C正确；
D．石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO CaO+CO ↑，
3 2
SO +CaCO =CaSO +CO ，2CaSO+O =2CaSO ，得到了石膏，D正确；
2 3 3 2 3 2 4
答案选A。
3.【答案】C
【解析】A、硅是半导体，高纯硅可用于制作光感电池，A正确；
B、铝合金硬度大，可用于高铁建设，B正确；
C、活性炭具有吸附性，可用于除异味，但不能杀菌消毒，C错误；
D、碘酒能使蛋白质变性，可用于皮肤外用消毒，D正确；
答案选C。
4.【答案】A
【详解】
A．钛合金是合金材料，属于金属材料，故A符合题意
B．砷化镓是一种半导体材料，不是金属材料，故B不符合题意；
C．液氢是液态氢气单质，氢元素是非金属，不是金属材料，故C不符合题意；
D．碳纤维是碳元素组成的一种单质，是无机非金属材料，环氧树脂是有机高分子合成材料，都不是金属
材料，故D不符合题意
答案选A。
5.【答案】A
【解析】【详解】A．铝粉与氧化铁发生铝热反应时放出大量的热，因此，生成的铁是液态的，其可以将两段铁轨
焊接在一起，故其可用于焊接铁轨，但是，铁粉与氧化铝不能发生铝热反应，A说法不正确；
B．镁燃烧会发出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信号弹和焰火，B说法
正确；
C．粉末状的熟石膏与水混合成糊状后能很快凝固转化为坚固的块状生石膏，因此，其常用于制作模型和
医疗石膏绷带，C说法正确；
D．二氧化硫属于酸性氧化物，其可以与碱反应生成盐和水，而氨水属于碱性的溶液，因此，工业上可用
氨水吸收燃煤烟气中的二氧化硫从而削除污染，D说法正确。
综上所述，本题选A。
