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考点一：金属冶炼的一般方法 金属材料
1．金属冶炼的一般方法
(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)
2．合金的概念及性能
第14 讲 金属材料和金属的冶炼
01 了解金属的性质与金属冶炼的关系，知道金属铝、镁的提取方法。
02 了解合金的概念及金属材料的重要应用。
重点·夯基易错
1
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3．常见的金属材料
(1)分类
(2)几种常见的合金
1．金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3( )
2．CuO 是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2( )
3．CuSO4·5H2O 失去结晶水属于物理变化( )
4．合金材料中不可能含有非金属元素( )
5．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属( )
1．冶炼铜的“两方法”
(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：
2CuFeS2＋4O2=====Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)
2Cu2S＋3O2=====2Cu2O＋2SO2
方法·规律总结
2
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2Cu2O＋Cu2S=====6Cu＋SO2↑
粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达
99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜作阴极即可得精铜。
2．铜及其常见化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
蓝色
1．下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是( )
A．镁铝合金
B．铜合金
C．碳素钢
D．铜锡合金
2．金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是( )
A．金属在自然界里存在的形式
B．金属元素在地壳中的含量
C．金属阳离子得电子的能力
D．金属熔点的高低
3．不同的金属在冶炼方法上也有所不同，下列说法正确的是( )
A．钒、铬、锰、铁等难熔金属通常采用铝热法炼制
B．铝及其合金是电气、工业、家庭广泛使用的材料，是因为铝的冶炼方法比较简单
C．由于钠、镁、铝等金属化学性质太活泼，人们通常采用电解熔融状态下的氯化物的方式来获取它们的
单质
D．炼铁时加入的焦炭除了提供热量外，还用来制造还原剂一氧化碳
1．（2022·福建·高考真题）用铬铁合金(含少量
单质)生产硫酸铬的工艺流程如下：
下列说法错误的是
点拨·能力培养
真题·明考向
3
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A．“浸出”产生的气体含有
B．“除杂”的目的是除去
元素
C．流程中未产生六价铬化合物
D．“滤渣2”的主要成分是
2．（2021·河北·高考真题）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本
草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加
热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是
A．钢是以铁为主的含碳合金
B．钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D．冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
考点二：铝、镁的提取
1．铝及其化合物的性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①
②2Al＋3Cl2=====2AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
⑤2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3(铝热反应)。
2．由铝土矿冶炼铝的流程
铝土矿主要成分为Al2O3，含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。
方案一：碱溶法
重点·夯基易错
4
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①③中相关反应的离子方程式为
①Al2O3＋2OH－＋3H2O===2[Al(OH)4]－，
SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
③[Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO，SiO＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO。(实际生产中，硅元素
转化为硅铝酸钠沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相关反应的离子方程式为
①Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O，
Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．镁的提取
(1)从海水中提取镁的流程
主要化学反应：
①制石灰乳：CaCO3=====CaO＋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、MgCl2·6H2O=====MgCl2＋6H2O；
④电解MgCl2：MgCl2(熔融)=====Mg＋Cl2↑。
(2)镁的重要化合物
①氧化镁：白色粉末状固体，难溶于水，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：白色固体，难溶于水，中强碱，与盐酸反应的离子方程式为Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋
2H2O。
5
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特别提醒 氢氧化镁的溶解度小于碳酸镁，能发生反应：MgCO3＋H2O=====Mg(OH)2＋CO2↑，镁元素
在水垢中的存在形式是Mg(OH)2。
1．MgO 与Al 粉的混合物也可称为铝热剂( )
2．Al2O3的熔点高，可作耐高温材料，实验室可用氧化铝坩埚熔化NaOH、Na2CO3固体等( )
3．铝和酸反应时，氧化剂是酸，铝和碱反应时，氧化剂是碱( )
4．氢氧化铝可作胃酸的中和剂( )
5．在加热情况下利用H2还原Al2O3的方法得到金属铝( )
6．明矾可作净水剂，起到杀菌消毒的作用( )
7．加热MgCl2溶液最终可制得MgCl2固体( )
8．工业上冶炼金属镁也可以采用电解熔融MgO 的方法( )
9．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( )
(1)镁、铝的特殊化学性质
①铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al 与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金
属进一步被氧化。铝能与酸(H＋)反应，是属于活泼金属的通性；铝能与碱溶液反应，是铝表现出来的特殊
性。
②铝与某些金属氧化物可发生铝热反应，铝热反应可用于焊接金属、冶炼高熔点的贵重金属，但Al 与
MgO 不能发生铝热反应，原因是Mg 的活泼性强于Al。
③镁在空气中燃烧除了与O2反应产生MgO 外，还与N2反应产生Mg3N2，与CO2反应生成C 和MgO。
④由于Mg 能够在CO2中燃烧，所以镁着火时不能用干冰灭火器和泡沫灭火器灭火。
(2)铝与酸、碱反应生成氢气的量的关系
①等物质的量的Al 分别与足量的非氧化性酸(H＋)和碱(OH－)反应，生成H2的物质的量之比为1︰1，消耗
H＋和OH－的物质的量之比为3︰1。
②足量的Al 分别与含等物质的量的H＋和OH－的溶液反应，生成H2的物质的量之比为1︰3。
③等质量的铝分别与等物质的量的强酸和强碱溶液反应，若两种反应产生H2的体积之比为<<1，则说明与
酸反应时，Al 过量、H＋不足；而与碱反应时，Al 不足、OH－过量。
(3)能与铝反应生成H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。
(4)等质量的铝与足量的酸或碱溶液反应，生成H2的量相同。
(5)等物质的量的酸和碱与足量的铝反应，生成H2的量由酸和碱的物质的量决定。
方法·规律总结
点拨·能力培养
6
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1．下列关于铝的化合物的说法错误的是( )
A．氧化铝俗名为刚玉，是高温耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成Al(OH)3胶体，可以净水
C．Al3＋和[Al(OH)4]－两种离子不能大量共存于同一溶液中
D．将AlCl3溶液滴入浓氨水中的离子方程式：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH
1．（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
2．（2021·浙江·高考真题）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．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。下列关于镁铝
合金性质的叙述中，正确的是( )
A．此合金的熔点比镁和铝的熔点都高
B．此合金能全部溶解于稀盐酸中
C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中
D．此合金的硬度比镁和铝的硬度都小
2．（2019·天津·高考真题）下列有关金属及其化合物的不合理的是
A．将废铁屑加入
溶液中，可用于除去工业废气中的
B．铝中添加适量锂，制得低密度、高强度的铝合金，可用于航空工业
C．盐碱地（含较多
等）不利于作物生长，可施加熟石灰进行改良
D．无水
呈蓝色，吸水会变为粉红色，可用于判断变色硅胶是否吸水
真题·明考向
演练·提能力
7
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3．地球上的金属矿物资源是有限的，强力推进“富矿精开”显得尤为重要，下图是由某铝土矿(主要成分
为
)冶炼铝的流程示意图(部分设备和原料已省略)，下列说法正确的是
A．电解的方程式为
B．该铝土矿中
的质量分数为50%
C．该流程电解铝过程中铝的损失率约为5.6%
D．该流程能耗是回收铝质饮料罐得到铝能耗的约3% 5%
∼
4． 下列常见金属的冶炼原理不合理的是
A．电解法冶炼金属铝：
B．电解法冶炼金属钠：
C．加热法冶炼金属汞：
D．热还原法冶炼金属铁：
5． 金属的冶炼体现了人类文明的发展历程，下列关于金属冶炼的说法不正确的是
A．不活泼金属如铂、金等，在自然界中可以以单质的形态存在，可以采用物理方法提纯
8
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B．高炉炼铁原料为石灰石、焦炭和赤铁矿，是利用碳单质还原Fe2O3的反应产生纯铁
C．冶炼金属铝时要加入冰晶石，其目的是降低氧化铝的熔点
D．电解熔融的NaCl 获得金属Na
6． 足量下列物质与相同质量的铝反应，放出氢气且消耗溶质物质的量最少的是
A．氢氧化钠溶液B．稀硫酸
C．盐酸
D．稀硝酸
7．（2022·海南·高考真题）依据下列实验，预测的实验现象正确的是
选
项
实验内容
预测的实验现象
A
溶液中滴加NaOH 溶液至过量
产生白色沉淀后沉淀消失
B
溶液中滴加KSCN 溶液
溶液变血红色
C
AgI 悬浊液中滴加NaCl 溶液至过量
黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D
酸性
溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
A．A
B．B
C．C
D．D
8． 有一镁铝合金共21 g，把其加入1 L 5 mol⋅L
的盐酸中，共收集到标准状况下的气体22.4 L，下列说
法正确的是(不考虑溶液体积的变化和盐酸的挥发)
A．
B．反应后溶液中的
mol⋅L
C．上述反应中仅涉及2 种基本反应类型的反应
D．常温下，该合金能完全溶解在足量的NaOH 溶液中
9．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A 中的大气污染物可选用下列试剂中的______(填字母)吸收。
a．浓硫酸
b．稀硝酸
c．NaOH 溶液
d．氨水
(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_______________________________________________。
(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au 等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是
________(填字母)。
a．电能全部转化为化学能
9
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b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu2＋向阳极移动
d．从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au 等金属
(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反
应式为_________________________________________________。
=====10．铝是中学化学学习阶段的唯一一种既能与酸(非氧化性酸)反应又能与强碱溶液反应放出H2的金
属，就铝的这一特殊性质，回答下列问题：
(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2 的体积之比是
________________________________________________________________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH 溶液中，二者产生的H2相等，则
HCl 和NaOH 的物质的量浓度之比是____________。
(4)甲、乙两烧杯中各盛有100 mL 3 mol·L－1的盐酸和NaOH 溶液，向两烧杯中分别加入等质量的铝粉，反
应结束后，测得生成的气体体积比为V( 甲)∶V( 乙) ＝1∶2 ，则加入铝粉的质量为
_______________________________________________________________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
11．从海水中提取镁的工艺流程如图所示：
回答下列问题：
(1)海水通过结晶、过滤得到的固体物质主要是________(填化学式)。
(2)怎样使MgCl2·6H2O 失去晶体水，得到MgCl2?
________________________________________________________________________。
(3)上述工艺流程涉及到的四大基本反应类型有
________________________________________________________________________。
(4)写出电解熔融MgCl2的电极反应式：______________________________________。
12．利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下：
(1) 气体A 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。铝灰在90 ℃时水解生成A 的化学方程式为
_______________________________________________________________________________ ，“ 水解” 采
用90 ℃而不在室温下进行的原因是_____________________________________。
(2)“酸溶”时，Al2O3发生反应的离子方程式为____________________________________。
10
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(3)“氧化”时，发生反应的离子方程式为_________________________________________。
(4)“废渣”的成分为____________(填化学式)。
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是_____________________________________________。
13．铝是应用广泛的金属。以铝土矿(主要成分为Al2O3，含SiO2和Fe2O3等杂质)为原料制备铝的一种工艺
流程如下：
注：SiO2在“碱溶”时转化为铝硅酸钠沉淀。
(1)“碱溶”时生成偏铝酸钠的离子方程式为： 。
(2)向“过滤I”所得滤液中加入NaHCO3溶液，溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)，
发生反应的化学方程式是 。
(3)“电解I”是电解熔融Al2O3，电解过程中作阳极的石墨易消耗，原因是 ，应该采取的措施是
。
(4)电解熔融Al2O3制备铝不用氯化铝的原因是 。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl 固体并充分混合，有利于AlN 的制备，
其主要原因是 。
14．镁及其合金是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%的镁是从海水中提取的，从海水制备金属
镁的流程如图所示：
(1)母液中除含有大量MgCl2，还可能含有少量NaCl，检测其中含钠元素的实验方法是 (填实验
方法名称)。
(2)由母液制得的Mg(OH)2中混有Ca(OH)2，向其中加入过量MgCl2溶液，经充一系列操作可得较为纯净的
Mg(OH)2，写出该反应的化学反应方程式： 。
(3)己知工业上用CaO 和水反应获得石灰乳，用电解饱和食盐水获得NaOH。请说明，工业上制Mg(OH)2用
11
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石灰乳而不用NaOH 和澄清石灰水的原因是： 。
(4)写出电解熔融MgCl2制金属镁的化学方程式 。
(5)重结晶得到精盐的步骤有：溶解、 、 、洗涤、干燥(填写操作名称)。
(6)下列说法正确的是___________。
A．从海水到脱水后的氯化镁，是一个富集镁的过程
B．通过过滤操作得到Mg(OH)2
C．得到MgCl2·6H2O 可以通过蒸发结晶
D．海水提镁的过程涉及的均是非氧化还原反应
12
