全国版2019版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物学案

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1、全国版2019版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物学案考试说明1．了解合金的概念及重要应用。2．了解常见金属的活动性顺序及金属冶炼的一般方法。3．了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。命题规律化学与自然资源的综合利用，关乎社会可持续发展，因此开发利用金属矿物在历届各地高考中常考。考查形式一般为以某种矿石(或工业废渣)为素材，设计工艺流程图结合新信息考查金属的冶炼、方程式书写、实验操作、电化学知识及溶度积和化学计算等。考点1　合金、金属材料及其应用1．合金(1)概念：合金

2、是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。(2)性能：合金具有许多优良的物理、化学或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。①熔点：一般比它的各成分金属的低；②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。2．常见金属材料(1)重要的黑色金属材料——钢钢铁是用量最大、用途最广的合金。钢(2)几种有色金属材料(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。(3)黑色金属

3、材料和有色金属材料不是从材料的颜色上分的，铁、铬、锰及其合金材料不是黑色的，仍为银白色，而有色金属中除金为黄色，铜为红色外，其他的也都是银白色的。【基础辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)下列物质或材料都属于合金：钢、青铜、铝镁合金、水银、硅钢。(×)(2)合金中的金属元素以化合物的形式存在。(×)(3)合金的硬度低于成分金属，合金的熔点一般高于其成分金属。(×)(4)合金比纯金属的导电性更强。(×)(5)合金比纯金属的应用范围更广。(√)(6)不锈钢中铁的含量比生铁中铁的含量高。(×)1．中国自

4、主研发的C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是(　　)A．铝锂合金是铝与锂形成的混合物B．铝锂合金的硬度比锂大C．铝锂合金的熔点比铝低D．铝锂合金耐酸碱腐蚀答案　D解析　铝锂合金是铝与锂形成的混合物，A正确；合金的硬度比组成金属的硬度大，熔沸点比组成金属的熔沸点低，B、C正确；铝和锂都能与酸反应，铝还能与碱反应，D错误。2．某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做(　　)A．导线B．门窗框C．炉具D．飞机外壳答案　A解析　该合金

5、与铁的性质比较可知，其导电性比Fe差很多，不适合做导线。考点2　金属矿物的开发利用1．金属在自然界中存在的形态除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属以化合物的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。2．金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。3．金属冶炼的一般步骤(1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼：利用氧化还原反应，用还原剂把金属矿石中的金属离子还原成金属单质。(3)精炼：提纯金属。4．金属冶炼方法(1)热分解法(适用

6、于Hg、Ag等不活泼金属)例如：2HgO2Hg＋O2↑，2Ag2O4Ag＋O2↑。用热分解冶炼法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。(2)热还原法①焦炭还原法。例如：C还原CuO，其化学方程式为C＋2CuO2Cu＋CO2↑。②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3，其化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。③氢气还原法。例如：H2还原WO3，其化学方程式为3H2＋WO3W＋3H2O。④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr

7、2O3，其化学方程式为2Al＋Cr2O3Al2O3＋2Cr。(3)电解法(适用于Al以前的活泼金属)例如：Al2O3的电解，其化学方程式为2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。(1)冶炼Mg时只能电解MgCl2，不能电解MgO，原因是MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。(2)冶炼Al时只能电解Al2O3，不能电解AlCl3(原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。(3)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如Na＋KCl850℃,

8、K↑＋NaCl　2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等，在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学平衡得以向正反应方向移动。【基础辨析】判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛。(×)(2)炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。(√)(3)制钠：用海