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第四节用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物一、合金及常见的金属材料一、合金及常见的金属材料1.1.合金合金(1)(1)合金合金: :形成形成: :是由两种或两种以上的金属是由两种或两种以上的金属( (或金属与非金属或金属与非金属) )熔合而熔合而成的。成的。性质特点性质特点: :具有具有_。金属特性金属特性(2)(2)性能性能: :合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。熔点熔点: :一般比它的各成分金属的一般比它的各成分金属的_。硬度和强度硬度和强度: :一般比它的各成分金属的一般比它的各成分金属的_。如生铁的熔点比纯铁的熔点如生铁的熔点比纯铁的熔点_。2.2.常见的金属材料常见的金属材料(1)(1)钢铁钢铁: :低低大大低低低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢合金钢合金钢(2)(2)(3)(3)铜合金铜合金: :我国使用最早的铜合金是我国使用最早的铜合金是_,_,常见的铜合金还有常见的铜合金还有黄铜和白铜。黄铜和白铜。青铜青铜二、金属矿物的开发利用二、金属矿物的开发利用1.1.金属在自然界中的存在形态金属在自然界中的存在形态(1)(1)在自然界中绝大多数金属以在自然界中绝大多数金属以_的形式存在。的形式存在。(2)(2)少数化学性质少数化学性质_的金属存在游离态。的金属存在游离态。2.2.金属的冶炼金属的冶炼(1)(1)实质实质: :把金属从把金属从_。(2)(2)方法方法: :根据金属的活动性不同根据金属的活动性不同, ,金属冶炼的方法分为金属冶炼的方法分为_、_、_和富集法等。和富集法等。写出下列几种金属的冶炼方法写出下列几种金属的冶炼方法: :钠钠_,_,铁铁_,_,锌锌_,_,银银_,_,铝铝_。稳定稳定化合态还原为游离态化合态还原为游离态热还原法热还原法热分解法热分解法电解法电解法热还原法热还原法热还原法热还原法热分解法热分解法电电解解法法电解法电解法化合态化合态三、金属铜及其重要化合物的主要性质及应用三、金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1.1.单质铜的化学性质单质铜的化学性质(1)(1)与非金属的反应与非金属的反应( (写出化学方程式写出化学方程式):):与与O O2 2反应反应加热加热:_:_。常温下在潮湿的空气中常温下在潮湿的空气中: :2Cu+O2Cu+O2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 = CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3。与与ClCl2 2反应反应:_(_:_(_色烟色烟) )。Cu+ClCu+Cl2 2 CuCl CuCl2 2=2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO 2CuO=棕黄棕黄Cu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓) = Cu(NOCu(NO3 3) )2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀) = 3Cu(NO3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O(2)(2)与氧化性酸的反应与氧化性酸的反应( (写出相应的化学方程式写出相应的化学方程式):):与非氧化性酸与非氧化性酸: :不反应。不反应。与氧化性酸反应与氧化性酸反应与浓硫酸的反应与浓硫酸的反应: :_。与浓硝酸的反应与浓硝酸的反应: :_。与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应: :_。Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CuSO) CuSO4 4+SO+SO2 2+2H+2H2 2O O=(3)(3)与盐溶液的反应与盐溶液的反应( (用离子方程式表示用离子方程式表示):):与硝酸银溶液的反应与硝酸银溶液的反应:_:_。与氯化铁溶液的反应与氯化铁溶液的反应:_:_。Cu+2AgCu+2Ag+ = CuCu2+2+2Ag+2Ag2Fe2Fe3+3+Cu =+Cu = 2Fe2Fe2+2+Cu+Cu2+2+2.2.铜的化合物的主要性质铜的化合物的主要性质(1)(1)氧化铜和氢氧化铜氧化铜和氢氧化铜: :黑黑蓝蓝Cu(OH)Cu(OH)2 2+2H+2H+ +=CuCu2+2+2H+2H2 2O O Cu(OH) Cu(OH)2 2=物质物质氧化铜氧化铜氢氧化铜氢氧化铜化学式化学式CuOCuOCu(OH)Cu(OH)2 2状态状态不溶于水的不溶于水的_色固体色固体( (粉末粉末) )不溶于水的不溶于水的_色固体色固体化学化学性质性质CuO+2HCuO+2H+ +=Cu=Cu2+2+H+H2 2O OCuO+HCuO+H2 2 Cu+H Cu+H2 2O OCuO+COCuO+CO Cu+COCu+CO2 2CuO+HCuO+H2 2O O(2)(2)硫酸铜硫酸铜: :CuSOCuSO4 45H5H2 2O O为蓝色晶体为蓝色晶体, ,俗称俗称_,_,受热易分解为白受热易分解为白色粉末色粉末CuSOCuSO4 4和水。和水。无水无水CuSOCuSO4 4遇水变蓝色遇水变蓝色( (生成生成CuSOCuSO4 45H5H2 2O),O),可作为水的检验试可作为水的检验试剂。剂。CuSOCuSO4 4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液, ,是一种良是一种良好的杀菌剂好的杀菌剂, ,可以用来防治多种作物的病虫害。可以用来防治多种作物的病虫害。蓝矾蓝矾或或胆矾胆矾【思考辨析【思考辨析】1.(20121.(2012重庆高考重庆高考) )钢铁厂用热还原法冶炼铁。钢铁厂用热还原法冶炼铁。( )( )【分析【分析】铁为较活泼金属铁为较活泼金属, ,工业上用工业上用COCO还原还原FeFe2 2O O3 3的方法冶的方法冶炼铁。炼铁。2.(20112.(2011上海高考上海高考) )铝合金的熔点比纯铝高。铝合金的熔点比纯铝高。( )( )【分析【分析】合金的熔点比各成分金属的熔点低。合金的熔点比各成分金属的熔点低。3.(20113.(2011山东高考山东高考)Al)Al、FeFe、CuCu三者的单质放置在空气中均三者的单质放置在空气中均只生成氧化物。只生成氧化物。( )( )【分析【分析】铜在空气中生锈铜在空气中生锈, ,生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。4.(20124.(2012上海高考上海高考) )电解熔融氯化镁制取金属镁。电解熔融氯化镁制取金属镁。( )( )【分析【分析】MgMg为活泼金属为活泼金属, ,用电解的方法冶炼。用电解的方法冶炼。5.5.合金材料中不可能含有非金属元素。合金材料中不可能含有非金属元素。( )( )【分析【分析】由于合金是由两种或两种以上的金属由于合金是由两种或两种以上的金属( (或金属与非金或金属与非金属属) )熔合而成的具有金属特性的物质熔合而成的具有金属特性的物质, ,所以合金材料中也可能含所以合金材料中也可能含有非金属元素。有非金属元素。考点考点 金属的冶炼方法金属的冶炼方法由于金属的化学活动性不同由于金属的化学活动性不同, ,金属离子得到电子还原成金属原金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同子的能力也就不同, ,因此需采用不同的冶炼方法。因此需采用不同的冶炼方法。 金属活动金属活动性顺序性顺序K K、CaCa、NaNa、MgMg、AlAlZnZn、FeFe、SnSn、Pb(HPb(H) )、CuCuHgHg、AgAg冶炼方法冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法1.1.热分解法热分解法对活泼性较弱的金属对活泼性较弱的金属, ,用加热分解其氧化物的方法冶炼用加热分解其氧化物的方法冶炼, ,如如:2HgO 2Hg+O2HgO 2Hg+O2 2,2Ag,2Ag2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 22.2.电解法电解法对一些非常活泼的金属对一些非常活泼的金属, ,用电解法冶炼用电解法冶炼, ,如如: :电解熔融电解熔融MgClMgCl2 2:MgCl:MgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2电解熔融电解熔融AlAl2 2O O3 3:2Al:2Al2 2O O3 3( (熔融熔融) 4Al+3O) 4Al+3O2 2= 电解电解=电解电解冰晶石冰晶石=3.3.热还原法热还原法对于大多数活泼性较强的金属对于大多数活泼性较强的金属, ,采用还原剂还原的方法冶炼采用还原剂还原的方法冶炼, ,如如: :H H2 2还原还原WOWO3 3:WO:WO3 3+3H+3H2 2 W+3H W+3H2 2O OAlAl还原还原CrCr2 2O O3 3:Cr:Cr2 2O O3 3+2Al 2Cr+Al+2Al 2Cr+Al2 2O O3 3COCO还原还原FeFe2 2O O3 3:Fe:Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 24.4.铝热反应铝热反应(1)(1)原理原理: :高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。(2)(2)实验装置实验装置: :如图所示。如图所示。高温高温=高温高温=高温高温=(3)(3)实验现象实验现象: :镁条剧烈燃烧镁条剧烈燃烧, ,放出一定的热量放出一定的热量, ,使氧化铁粉末和铝粉在较高使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热反应放出大量的热, ,并发出耀眼的强光。并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿纸漏斗的下部被烧穿, ,有熔融物落入沙中。有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后待熔融物冷却后, ,除去外层熔渣除去外层熔渣, ,仔细观察仔细观察, ,可以发现落下的可以发现落下的是铁珠。是铁珠。(4)(4)铝热反应的应用铝热反应的应用: :该反应为放热反应该反应为放热反应, ,铝在高温下还原出了单质铁铝在高温下还原出了单质铁, ,在冶金工业在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属上也常用这一原理制取熔点较高的金属, ,如铬、锰等如铬、锰等, ,3MnO3MnO2 2+4Al 2Al+4Al 2Al2 2O O3 3+3Mn+3Mn。该反应原理可以应用在生产上该反应原理可以应用在生产上, ,如焊接钢轨等。如焊接钢轨等。高温高温=【高考警示【高考警示】(1)(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物, ,而不是盐溶液。钠、镁的冶炼是电解熔融的而不是盐溶液。钠、镁的冶炼是电解熔融的NaClNaCl、MgClMgCl2 2, ,铝的铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融冶炼是电解加了冰晶石的熔融AlAl2 2O O3 3, ,而不是电解而不是电解AlClAlCl3 3, ,原因是原因是AlClAlCl3 3是共价化合物是共价化合物, ,熔融状态不导电。熔融状态不导电。(2)(2)铜除了用热还原法冶炼外铜除了用热还原法冶炼外, ,还可以用湿法炼铜或用电解法进还可以用湿法炼铜或用电解法进行冶炼。行冶炼。【典例【典例】(2013(2013淄博模拟淄博模拟) )下列金属的冶炼方法与钠相同的是下列金属的冶炼方法与钠相同的是( () )A.A.银银B.B.铝铝C.C.铁铁D.D.铜铜【解题指南【解题指南】解答本题要注意金属在活动性顺序表中的位置和解答本题要注意金属在活动性顺序表中的位置和金属冶炼方法的关系。金属冶炼方法的关系。【解析【解析】选选B B。冶炼金属有以下几种方法。冶炼金属有以下几种方法: :(1)(1)用用C C和和H H2 2作还原剂作还原剂, ,一般金属都可以一般金属都可以, ,如铁、铜如铁、铜; ;(2)(2)电解法电解法: :活泼金属活泼金属, ,如钠、镁、铝如钠、镁、铝; ;(3)(3)热分解法热分解法: :较不活泼金属较不活泼金属, ,如汞、银如汞、银; ;(4)(4)铝热反应铝热反应: :不如铝活泼的金属不如铝活泼的金属, ,如铁、锰。如铁、锰。【互动探究【互动探究】能否利用铝热反应来冶炼金属镁能否利用铝热反应来冶炼金属镁? ?提示提示: :不能。原因是不能。原因是MgMg的活泼性比的活泼性比AlAl强强, ,而铝热反应只能冶炼比而铝热反应只能冶炼比AlAl活泼性差的难熔金属。活泼性差的难熔金属。【变式训练【变式训练】(2013(2013哈尔滨模拟哈尔滨模拟) )下列关于金属冶炼的说法中下列关于金属冶炼的说法中正确的是正确的是 ( () )A.A.金属银、汞可用热分解法冶炼金属银、汞可用热分解法冶炼B.B.将金属钠加入将金属钠加入TiClTiCl4 4溶液中制得金属钛溶液中制得金属钛C.C.金属金属MgMg、AlAl都可以用电解熔融氯化物的方法制得都可以用电解熔融氯化物的方法制得D.D.电解法是冶炼活泼金属电解法是冶炼活泼金属( (如钾、钠、镁、铝等如钾、钠、镁、铝等) )的唯一方法的唯一方法【解析【解析】选选A A。钠与熔融。钠与熔融TiClTiCl4 4反应制得金属钛反应制得金属钛, ,而不是而不是NaNa与与TiClTiCl4 4溶液反应溶液反应, ,原因是原因是NaNa能与溶液中的水发生反应能与溶液中的水发生反应,B,B项项错错误误;AlCl;AlCl3 3为共价化合物为共价化合物, ,工业上制备金属工业上制备金属AlAl是用电解熔融是用电解熔融AlAl2 2O O3 3的方法的方法,C,C项错误项错误; ;工业上冶炼钾可以用钠还原法工业上冶炼钾可以用钠还原法:Na+KC:Na+KCl l NaCl+KNaCl+K( (蒸气蒸气),),反应制得的钾蒸气遇冷即得到金反应制得的钾蒸气遇冷即得到金属属钾钾,D,D项错误项错误; ;银、汞为不活泼金属银、汞为不活泼金属, ,工业上可用热分解其氧化工业上可用热分解其氧化物物的形式制得的形式制得,A,A项正确。项正确。850850以上以上=1.1.下列金属材料中下列金属材料中, ,最适合制造飞机外壳的是最适合制造飞机外壳的是( () )A.A.镁铝合金镁铝合金B.B.铜合金铜合金C.C.碳素钢碳素钢 D.D.铅锡合金铅锡合金【解析【解析】选选A A。由于镁铝合金的密度小。由于镁铝合金的密度小, ,强度大强度大, ,机械性能好机械性能好, ,适适合于制造飞机外壳合于制造飞机外壳, ,故选故选A A项。项。2.2.从石器、青铜器到铁器时代从石器、青铜器到铁器时代, ,金属的冶炼体现了人类文明的金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限, ,之所以有先后之所以有先后, ,主要取决于主要取决于( () )A.A.金属的化合价高低金属的化合价高低 B.B.金属的活动性大小金属的活动性大小C.C.金属的导电性强弱金属的导电性强弱 D.D.金属在地壳中的含量多少金属在地壳中的含量多少【解析【解析】选选B B。因技术的不成熟。因技术的不成熟, ,越活泼的金属越难冶炼越活泼的金属越难冶炼, ,相反相反越不活泼的金属越易冶炼得到越不活泼的金属越易冶炼得到, ,金属利用的先后取决于金属的金属利用的先后取决于金属的活动性大小。活动性大小。3.3.下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是下列反应原理中，不符合工业冶炼金属实际情况的是( )( )A.2HgO=2Hg+OA.2HgO=2Hg+O2 2B.4Al+3MnOB.4Al+3MnO2 2=2Al=2Al2 2O O3 3+3Mn+3MnC.2MgO=2Mg+OC.2MgO=2Mg+O2 2D.4CO+FeD.4CO+Fe3 3O O4 4=3Fe+4CO=3Fe+4CO2 2高温高温电解电解高温高温【解析【解析】选选C C。工业冶炼金属镁是通过电解熔融。工业冶炼金属镁是通过电解熔融MgClMgCl2 2，而不是，而不是电解电解MgOMgO，因为，因为MgOMgO的熔点高于的熔点高于MgClMgCl2 2，电解需消耗大量的能源。，电解需消耗大量的能源。4.(20134.(2013大庆模拟大庆模拟) )下列有关金属的工业制法中下列有关金属的工业制法中, ,正确的正确的是是( () )A.A.制钠制钠: :用海水为原料制得精盐用海水为原料制得精盐, ,再电解纯净的再电解纯净的NaClNaCl溶液溶液B.B.制铁制铁: :以铁矿石为原料以铁矿石为原料,CO,CO还原得到铁还原得到铁C.C.制镁制镁: :用海水为原料用海水为原料, ,经一系列过程制得氧化镁固体经一系列过程制得氧化镁固体,H,H2 2还原还原得到镁得到镁D.D.制铝制铝: :从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体, ,电解熔融的电解熔融的氯化铝得到铝氯化铝得到铝【解析【解析】选选B B。电解。电解NaClNaCl溶液得不到单质钠溶液得不到单质钠,A,A错误错误; ;工业上冶炼工业上冶炼镁是用电解熔融镁是用电解熔融MgClMgCl2 2的方法的方法,C,C错误错误; ;工业上冶炼工业上冶炼AlAl是用电解熔是用电解熔融融AlAl2 2O O3 3的方法的方法,D,D错误。工业炼铁的反应原理为错误。工业炼铁的反应原理为3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 2。高温高温=5.(20135.(2013兰州模拟兰州模拟) )铜在自然界存在于多种矿石中铜在自然界存在于多种矿石中, ,如如: :矿石名称矿石名称黄铜矿黄铜矿斑铜矿斑铜矿辉铜矿辉铜矿孔雀石孔雀石主要成分主要成分CuFeSCuFeS2 2CuCu5 5FeSFeS4 4CuCu2 2S SCuCOCuCO3 3Cu(OH)Cu(OH)2 2请回答下列问题请回答下列问题: :(1)(1)上表所列铜化合物中上表所列铜化合物中, ,铜的质量百分含量最高的是铜的质量百分含量最高的是_(_(填化学式填化学式) )。(2)(2)工业上以黄铜矿为原料工业上以黄铜矿为原料, ,采用火法熔炼工艺生产铜。该工采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺艺的中间过程会发生反应的中间过程会发生反应:2Cu:2Cu2 2O+CuO+Cu2 2S 6Cu+SOS 6Cu+SO2 2,该反应该反应的的氧化剂是氧化剂是_。(3)(3)下表中下表中, ,对陈述对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断的正确性及其有无因果关系的判断都都正确的正确的是是_(_(填字母填字母) )。高温高温=选项选项陈述陈述陈述陈述判断判断A A铜绿的主要成分铜绿的主要成分是碱式碳酸铜是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿器表面的铜绿对对; ;对对; ;有有B B铜表面易形成致铜表面易形成致密的氧化膜密的氧化膜铜容器可以盛放铜容器可以盛放浓硫酸浓硫酸对对; ;对对; ;有有C C 铁比铜活泼铁比铜活泼铆在铜板上的铁铆在铜板上的铁钉在潮湿的空气钉在潮湿的空气中不易生锈中不易生锈对对; ;对对; ;有有D D蓝色硫酸铜晶体蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色受热转化为白色硫酸铜粉末是物硫酸铜粉末是物理变化理变化硫酸铜溶液可用硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒作游泳池的消毒剂剂错错; ;对对; ;无无【解析【解析】(1)(1)根据四种矿石主要成分的化学式及元素的相对原根据四种矿石主要成分的化学式及元素的相对原子质量进行估算能快速选出子质量进行估算能快速选出CuCu2 2S S中铜的质量百分含量最高。中铜的质量百分含量最高。(2)Cu(2)Cu2 2S S和和CuCu2 2O O中中+1+1价的铜化合价降低价的铜化合价降低, ,所以二者都是氧化剂。所以二者都是氧化剂。(3)A(3)A项项, ,铜绿的主要成分是铜绿的主要成分是CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3, ,可视为可视为Cu(OH)Cu(OH)2 2CuCOCuCO3 3, ,所以铜绿能和盐酸反应所以铜绿能和盐酸反应,A,A项正确。项正确。B B项项, ,铜表面生锈生成的是铜铜表面生锈生成的是铜绿绿, ,不是致密的氧化物不是致密的氧化物; ;铜和浓硫酸在温度较高时能反应铜和浓硫酸在温度较高时能反应, ,不能不能用铜容器盛放浓硫酸用铜容器盛放浓硫酸,B,B项错误。项错误。C C项陈述项陈述正确正确, ,陈述陈述中铁铜中铁铜在潮湿的空气中能组成原电池在潮湿的空气中能组成原电池, ,发生电化学腐蚀发生电化学腐蚀,C,C项错误。项错误。D D项项,CuSO,CuSO4 45H5H2 2O O受热失水是化学变化受热失水是化学变化; ;因为因为CuCu2+2+是重金属离子是重金属离子, ,可使蛋白质变性可使蛋白质变性, ,有杀菌能力有杀菌能力, ,故能作游泳池的消毒剂故能作游泳池的消毒剂,D,D项正确。项正确。答案答案: :(1)Cu(1)Cu2 2S S(2)Cu(2)Cu2 2S S和和CuCu2 2O O(3)A(3)A、D D1.(1.(双选双选)(2012)(2012上海高考上海高考) )研究表明研究表明2626AlAl可以衰变为可以衰变为2626Mg,Mg,可以可以比较这两种元素金属性强弱的方法是比较这两种元素金属性强弱的方法是( () )A.A.比较这两种元素的单质的硬度和熔点比较这两种元素的单质的硬度和熔点B.B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液C.C.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用, ,并滴入酚酞试液并滴入酚酞试液D.D.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用【解析【解析】选选B B、C C。在。在AlClAlCl3 3和和MgClMgCl2 2的溶液中分别滴加过量的的溶液中分别滴加过量的NaOHNaOH溶液溶液,AlCl,AlCl3 3先生成先生成Al(OH)Al(OH)3 3沉淀后逐渐溶解沉淀后逐渐溶解, ,而而MgClMgCl2 2生成的生成的Mg(OH)Mg(OH)2 2沉淀不溶解沉淀不溶解, ,说明说明Mg(OH)Mg(OH)2 2的碱性大于的碱性大于Al(OH)Al(OH)3 3, ,即即MgMg的金的金属性大于属性大于Al;Al;将打磨过的镁带和铝片分别与热水作用将打磨过的镁带和铝片分别与热水作用, ,并滴入酚并滴入酚酞酞, ,可以看到加入镁带的溶液呈红色可以看到加入镁带的溶液呈红色, ,而加入铝片的溶液不变色而加入铝片的溶液不变色, ,说明说明MgMg与热水反应而与热水反应而AlAl与热水不反应与热水不反应, ,即金属性即金属性MgAlMgAl。2.(20112.(2011山东高考山东高考)Al)Al、FeFe、CuCu都是重要的金属元素。下列说都是重要的金属元素。下列说法正确的是法正确的是 ( () )A.A.三种金属单质在常温下均可溶于浓硫酸三种金属单质在常温下均可溶于浓硫酸B.B.三种金属单质放置在空气中均只能生成氧化物三种金属单质放置在空气中均只能生成氧化物C.C.电解电解AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液时阴极上依次析出的混合溶液时阴极上依次析出CuCu、FeFe、AlAlD.D.制备制备AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2三种固体物质三种固体物质, ,均不能采用将溶液均不能采用将溶液直接蒸干的方法直接蒸干的方法【解析【解析】选选D D。A A项项, ,常温下常温下,Al,Al、FeFe均能被浓硫酸钝化均能被浓硫酸钝化,Cu,Cu在常在常温下不与浓硫酸发生反应温下不与浓硫酸发生反应;B;B项项,Al,Al和和FeFe放置在空气中会生成氧放置在空气中会生成氧化物化物, ,而而CuCu放置在空气中会生成放置在空气中会生成CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3;C;C项项, ,由于氧化由于氧化性性:H:H+ +AlAl3+3+, ,所以电解所以电解AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液时的混合溶液时, ,阴极阴极上依次析出上依次析出CuCu、H H2 2, ,不会析出不会析出AlAl和和Fe;DFe;D项项, ,由于由于AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2水解产生的水解产生的HClHCl具有挥发性具有挥发性, ,当将溶液直接蒸干时会产生当将溶液直接蒸干时会产生Al(OH)Al(OH)3 3、Fe(OH)Fe(OH)3 3、Cu(OH)Cu(OH)2 2, ,故选故选D D项。项。3.(20103.(2010安徽高考安徽高考) )如图是三种稀酸对如图是三种稀酸对FeFeCrCr合金随合金随CrCr含量变含量变化的腐蚀性实验结果化的腐蚀性实验结果, ,下列有关说法正确的是下列有关说法正确的是( () )A.A.稀硝酸对稀硝酸对FeCrFeCr合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B.B.稀硝酸和铁反应的化学方程式是稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe+6HNOFe+6HNO3 3( (稀稀) ) = Fe(NOFe(NO3 3) )3 3+3NO+3NO2 2+3H+3H2 2O OC.CrC.Cr含量大于含量大于13%13%时时, ,因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大, ,所所以对以对FeCrFeCr合金的腐蚀性最强合金的腐蚀性最强D.D.随着随着CrCr含量增加含量增加, ,稀硝酸对稀硝酸对FeCrFeCr合金的腐蚀性减弱合金的腐蚀性减弱【解析【解析】选选D D。A A项项, ,铬的含量在大于铬的含量在大于13%13%时时, ,稀硝酸对合金的稀硝酸对合金的腐腐蚀速率比盐酸、硫酸都弱蚀速率比盐酸、硫酸都弱,A,A项错项错;B;B项项, ,铁与稀硝酸反应生铁与稀硝酸反应生成成NO,BNO,B项错项错;C;C项项, ,根根据据 三种酸中三种酸中, ,盐酸的氢离子浓盐酸的氢离子浓度度最大最大,C,C项项错错。1000c,M4.(20124.(2012江苏高考节选江苏高考节选) )镁铝合金镁铝合金(Mg(Mg1717AlAl1212) )是一种潜在的贮是一种潜在的贮氢材料氢材料, ,可在氩气保护下可在氩气保护下, ,将一定化学计量比的将一定化学计量比的MgMg、AlAl单质在一单质在一定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程定温度下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为式为MgMg1717AlAl1212+17H+17H2 2 = 17MgH17MgH2 2+12Al+12Al。得到的混合物。得到的混合物Y(17MgHY(17MgH2 2+12Al)+12Al)在一定条件下可释放出氢气。在一定条件下可释放出氢气。(1)(1)熔炼制备镁铝合金熔炼制备镁铝合金(Mg(Mg1717AlAl1212) )时通入氩气的目的是时通入氩气的目的是_。(2)(2)在在6.0 molL6.0 molL-1-1HClHCl溶液中溶液中, ,混合物混合物Y Y能完全释放出能完全释放出H H2 2。1 mol 1 mol MgMg1717AlAl1212完全吸氢后得到的混合物完全吸氢后得到的混合物Y Y与上述盐酸完全反应与上述盐酸完全反应, ,释放释放出出H H2 2的物质的量为的物质的量为_。(3)(3)在在0.5 molL0.5 molL-1-1NaOHNaOH和和1.0 molL1.0 molL-1-1MgClMgCl2 2溶液中溶液中, ,混合物混合物Y Y均均只能部分放出氢气只能部分放出氢气, ,反应后残留固体物质的反应后残留固体物质的X-X-射线衍射谱图如射线衍射谱图如图所示图所示(X-(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在, ,不同晶态不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同物质出现衍射峰的衍射角不同) )。在上述。在上述NaOHNaOH溶液中溶液中, ,混合物混合物Y Y中产生氢气的主要物质是中产生氢气的主要物质是_(_(填化学式填化学式) )。【解析【解析】(1)(1)镁、铝性质活泼镁、铝性质活泼, ,通入氩气防止镁、铝与空气反应通入氩气防止镁、铝与空气反应; ;(2)(2)与盐酸反应后将释放出吸收的与盐酸反应后将释放出吸收的17 mol17 mol氢气氢气, ,另外另外, ,镁与盐酸镁与盐酸反应生成反应生成17 mol17 mol氢气氢气, ,铝与盐酸反应生成铝与盐酸反应生成18 mol18 mol氢气氢气, ,共共52 mol52 mol氢气氢气; ;(3)(3)镁不与氢氧化钠溶液反应镁不与氢氧化钠溶液反应, ,铝可以与氢氧化钠溶液反应。铝可以与氢氧化钠溶液反应。答案答案: :(1)(1)防止防止MgMg、AlAl被空气氧化被空气氧化(2)52 mol(2)52 mol(3)Al(3)Al【反思提升【反思提升】1.1.判断金属元素金属性的强弱时要从以下判断金属元素金属性的强弱时要从以下5 5个方面进行个方面进行: :(1)(1)与水或非氧化性酸反应置换氢的难易与水或非氧化性酸反应置换氢的难易; ;(2)(2)最高价氧化物对应水化物碱性的强弱最高价氧化物对应水化物碱性的强弱; ;(3)(3)单质的还原性或离子的氧化性单质的还原性或离子的氧化性; ;(4)(4)相互置换反应相互置换反应; ;(5)(5)原电池反应中正、负极原电池反应中正、负极( (一般负极活泼一般负极活泼) )。2.2.依据金属活动性顺序判断金属的冶炼方法依据金属活动性顺序判断金属的冶炼方法(1)Al(1)Al及及AlAl以前的金属用电解法以前的金属用电解法; ;(2)Cu(2)Cu之后的金属用热分解法之后的金属用热分解法; ;(3)Zn(3)ZnCuCu之间的金属一般用热还原法。之间的金属一般用热还原法。
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