2024版化学新教材鲁科版（闽粤皖京豫）教师用书第3章金属及其化合物第3章第14讲　金属材料和金属的冶炼

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2024-11-17 1 0 1.61MB 19 页 5.9玖币

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第14 讲　金属材料和金属的冶炼

[复习目标]　1.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。2.了解合

金的概念及金属材料的重要应用。

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

3．常见的金属材料

(1)分类

(2)几种常见的合金

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．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(　　)

答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.√

一、金属材料的应用

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

答案　A

解析　由于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合制造飞机外壳，故选 A项。

2．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

答案　B

解析　镁铝合金的熔点比它的各成分金属的熔点低，硬度比它的各成分金属的硬度大，合金

的化学性质与各成分金属的化学性质基本相同。

二、金属冶炼　金属矿物质的开发利用

3．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

答案　C

解析　不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法是根据金属的活动性强弱确定，即根

据金属阳离子得电子的能力确定，与其在自然界中的含量多少、熔点高低以及存在形式没有

太大的关系，故 C项正确。

4．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

答案　D

解析　A项，铁用 CO 还原法炼制，错误；B项，是因为 Al 有良好的性能，才被广泛使用，

错误；C项，氯化铝是共价化合物，熔融时不导电，工业上用电解氧化铝的方法制取铝，错

误；D项，高炉炼铁中焦炭的作用为与氧气反应产生热量和制造还原剂一氧化碳，正确。

5．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

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_________________________________________________。

答案　(1)cd　(2)3Cu2O＋2Al=====Al2O3＋6Cu

(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O

解析　(1)气体 A中的大气污染物为 SO2，可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。(3)电解精炼铜的

过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能， a错；电解精炼粗铜时，粗铜

作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中 Cu2＋向阴极移动，c错；粗铜

中Ag、Pt、Au 的放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，d对。(4)根据总反应，O2发生

还原反应，因此正极反应式为 O2＋4H＋＋4e－===2H2O。

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

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。

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

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

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第14讲　金属材料和金属的冶炼[复习目标]　1.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。2.了解合金的概念及金属材料的重要应用。考点一　金属冶炼的一般方法　金属材料1．金属冶炼的一般...

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