資源簡介

第 14 講 金屬材料和金屬的冶煉
01 了解金屬的性質與金屬冶煉的關系，知道金屬鋁、鎂的提取方法。
02 了解合金的概念及金屬材料的重要應用。
考點一：金屬冶煉的一般方法　金屬材料
重點·夯基易錯
1．金屬冶煉的一般方法
(1)金屬在自然界中的存在
(2)金屬冶煉的實質
金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態還原為游離態的過程，即 Mn＋＋ne－===M(寫反應通式，用 M 表示金
屬)。
(3)金屬冶煉的方法
例如下列金屬的冶煉(用化學方程式表示)
2．合金的概念及性能
3．常見的金屬材料
(1)分類
(2)幾種常見的合金
1．金屬鈉的冶煉用電解熔融的 NaCl，則金屬鋁的冶煉也用電解熔融的 AlCl3(　　)
2．CuO 是黑色固體，與水反應生成 Cu(OH)2(　　)
3．CuSO4·5H2O 失去結晶水屬于物理變化(　　)
4．合金材料中不可能含有非金屬元素(　　)
5．合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬(　　)
【答案】　1.×　2.×　3.×　4.×　5.√
方法·規律總結
1．冶煉銅的“兩方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫煉銅：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
℃
2CuFeS2＋4O2 ==
80=0 == Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
=1= 2=00=
℃
2Cu2S＋3O2 = 2Cu2O＋2SO2
=1= 2=00
℃
2Cu2O＋Cu2S == 6Cu＋SO2↑
粗銅中銅的含量為 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達
99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變為 Cu2＋，用純銅作陰極即可得精銅。
2．銅及其常見化合物的顏色
物質 顏色 物質 顏色
Cu 紫紅色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 藍色
Cu2O 磚紅色 Cu2(OH)2CO3 綠色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 藍色
點撥·能力培養
1．下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是(　　)
A．鎂鋁合金 B．銅合金
C．碳素鋼 D．銅錫合金
【答案】　A
【解析】　由于鎂鋁合金的密度小，強度大，機械性能好，適合制造飛機外殼，故選 A 項。
2．金屬的冶煉一般用熱分解法、熱還原法和電解法，選用冶煉方法的依據主要是(　　)
A．金屬在自然界里存在的形式
B．金屬元素在地殼中的含量
C．金屬陽離子得電子的能力
D．金屬熔點的高低
【答案】　C
【解析】不同的金屬有不同的冶煉方法，金屬的冶煉方法是根據金屬的活動性強弱確定，即根據金屬陽離
子得電子的能力確定，與其在自然界中的含量多少、熔點高低以及存在形式沒有太大的關系，故 C 項正確。
3．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是(　　)
A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制
B．鋁及其合金是電氣、工業、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單
C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質太活潑，人們通常采用電解熔融狀態下的氯化物的方式來獲取它們的單
質
D．煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳
【答案】　D
【解析】　A 項，鐵用 CO 還原法煉制，錯誤；B 項，是因為 Al 有良好的性能，才被廣泛使用，錯誤；C
項，氯化鋁是共價化合物，熔融時不導電，工業上用電解氧化鋁的方法制取鋁，錯誤；D 項，高爐煉鐵中
焦炭的作用為與氧氣反應產生熱量和制造還原劑一氧化碳，正確。
真題·明考向
1．（2022·福建·高考真題）用鉻鐵合金(含少量Ni、Co單質)生產硫酸鉻的工藝流程如下：
下列說法錯誤的是
A．“浸出”產生的氣體含有H2 B．“除雜”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中未產生六價鉻化合物 D．“濾渣 2”的主要成分是Fe2 C2O4 3
【答案】D
【分析】由流程可知，加入稀硫酸溶解，生成氣體為氫氣，溶液中含Ni2+、Co2+、Cr3+、Fe2+ 加入 Na2S 分離
出濾渣 1 含 CoS 和 NiS，Cr3+、Fe2+ 不會沉淀，再加入草酸除鐵生成 FeC2O4，過濾分離出硫酸鉻，以此來
解答。
【解析】A．四種金屬均與稀硫酸反應生成 H2，A 正確；
B．共有四種金屬，由流程可知，沉鐵后分離出硫酸鉻，則“除雜"的目的是除去 Ni、Co 元素，B 正確；
C．由上述分析可知，流程中未產生六價鉻化合物，C 正確；
D．“濾渣 2”的主要成分是 FeC2O4，D 錯誤；
故本題選 D。
2．（2021·河北·高考真題）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經
集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約 0.1%)混合加熱，生鐵熔
化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為 Fe2O3
【答案】C
【解析】A．鋼是含碳量低的鐵合金，故 A 正確；
B．鋼的硬度和脆性與含碳量有關，隨著含碳量的增大而增大，故 B 正確；
C．由題意可知，生鐵熔化灌入熟鐵，再鍛打成鋼，說明生鐵的熔點低于熟鐵，故 C 錯誤；
D．赤鐵礦的主要成分是 Fe2O3，可用于冶煉鐵，故 D 正確；
故選 C。
考點二：鋁、鎂的提取
重點·夯基易錯
1．鋁及其化合物的性質
寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：
①
點燃
②2Al＋3Cl2 === == 2AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH) －4] ＋3H2↑；
高溫
⑤2Al＋Fe2O3 === == 2Fe＋Al2O3(鋁熱反應)。
2．由鋁土礦冶煉鋁的流程
鋁土礦主要成分為 Al2O3，含有少量 SiO2、Fe2O3等雜質。
方案一：堿溶法
①③中相關反應的離子方程式為
①Al O ＋2OH－2 3 ＋3H2O===2[Al(OH)4]－，
SiO2＋2OH－===SiO2－3 ＋H2O。
③[Al(OH) ]－＋CO ===Al(OH) ↓＋HCO－4 2 3 3 ，SiO2－3 ＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3 。(實際生產中，硅元
素轉化為硅鋁酸鈉沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相關反應的離子方程式為
①Al ＋ 3＋2O3＋6H ===2Al ＋3H2O，
Fe2O ＋6H＋3 ===2Fe3＋＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===[Al(OH) －4] ，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．鎂的提取
(1)從海水中提取鎂的流程
主要化學反應：
高溫
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＋；
==H
=Cl③制備 MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O △ == MgCl2＋6H2O；
通電
④電解 MgCl2：MgCl2(熔融) === == Mg＋Cl2↑。
(2)鎂的重要化合物
①氧化鎂：白色粉末狀固體，難溶于水，屬于堿性氧化物，與鹽酸反應的離子方程式為 MgO＋2H＋===Mg2＋＋
H2O。
②氫氧化鎂：白色固體，難溶于水，中強堿，與鹽酸反應的離子方程式為 Mg(OH) ＋2H＋===Mg2＋2 ＋2H2O。
△
特別提醒　氫氧化鎂的溶解度小于碳酸鎂，能發生反應：MgCO3＋H2O === == Mg(OH)2＋CO2↑，鎂元素
在水垢中的存在形式是 Mg(OH)2。
1．MgO 與 Al 粉的混合物也可稱為鋁熱劑(　　)
2．Al2O3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化 NaOH、Na2CO3固體等(　　)
3．鋁和酸反應時，氧化劑是酸，鋁和堿反應時，氧化劑是堿(　　)
4．氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(　　)
5．在加熱情況下利用 H2還原 Al2O3的方法得到金屬鋁(　　)
6．明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用(　　)
7．加熱 MgCl2溶液最終可制得 MgCl2固體(　　)
8．工業上冶煉金屬鎂也可以采用電解熔融 MgO 的方法(　　)
9．在 Mg(HCO3)2溶液中加入足量的 Ca(OH)2溶液，最終得到的沉淀是 MgCO3和 CaCO3(　　)
【答案】　1.×　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7．×　8.×　9.×
方法·規律總結
(1)鎂、鋁的特殊化學性質
①鋁是活潑金屬，但抗腐蝕性能強，原因是常溫下 Al 與 O2 反應生成一層致密的氧化物薄膜而防止內部金
屬進一步被氧化。鋁能與酸(H＋)反應，是屬于活潑金屬的通性；鋁能與堿溶液反應，是鋁表現出來的特殊性。
②鋁與某些金屬氧化物可發生鋁熱反應，鋁熱反應可用于焊接金屬、冶煉高熔點的貴重金屬，但 Al 與 MgO
不能發生鋁熱反應，原因是 Mg 的活潑性強于 Al。
③鎂在空氣中燃燒除了與 O2反應產生 MgO 外，還與 N2反應產生 Mg3N2，與 CO2反應生成 C 和 MgO。
④由于 Mg 能夠在 CO2中燃燒，所以鎂著火時不能用干冰滅火器和泡沫滅火器滅火。
(2)鋁與酸、堿反應生成氫氣的量的關系
①等物質的量的 Al 分別與足量的非氧化性酸(H＋)和堿(OH－)反應，生成 H2的物質的量之比為 1︰1，消耗 H
＋和 OH－的物質的量之比為 3︰1。
②足量的 Al 分別與含等物質的量的 H＋和 OH－的溶液反應，生成 H2的物質的量之比為 1︰3。
1 V H2 HCl
③等質量的鋁分別與等物質的量的強酸和強堿溶液反應，若兩種反應產生 H2 的體積之比為 < <1，3 V H2 NaOH
則說明與酸反應時，Al 過量、H＋不足；而與堿反應時，Al 不足、OH－過量。
(3)能與鋁反應生成 H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。
(4)等質量的鋁與足量的酸或堿溶液反應，生成 H2的量相同。
(5)等物質的量的酸和堿與足量的鋁反應，生成 H2的量由酸和堿的物質的量決定。
點撥·能力培養
1．下列關于鋁的化合物的說法錯誤的是(　　)
A．氧化鋁俗名為剛玉，是高溫耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成 Al(OH)3膠體，可以凈水
C．Al3＋和[Al(OH) ]－4 兩種離子不能大量共存于同一溶液中
D．將 AlCl3溶液滴入濃氨水中的離子方程式：Al3＋＋4NH3·H2O===[Al(OH)4]－＋4NH＋4
【答案】　D
【解析】　將 AlCl3溶液滴入濃氨水中，生成氫氧化鋁沉淀，D 錯誤。
真題·明考向
1．（2023·浙江·高考真題）物質的性質決定用途，下列兩者對應關系不正確的是
A．鋁有強還原性，可用于制作門窗框架
B．氧化鈣易吸水，可用作干燥劑
C．維生素 C 具有還原性，可用作食品抗氧化劑
D．過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣，可作潛水艇中的供氧劑
【答案】A
【解析】A．鋁用于制作門窗框架，利用了鋁的硬度大、密度小、抗腐蝕等性質，而不是利用它的還原性，
A 不正確；
B．氧化鈣易吸水，并與水反應生成氫氧化鈣，可吸收氣體中或密閉環境中的水分，所以可用作干燥劑，B
正確；
C．食品中含有的 Fe2+等易被空氣中的氧氣氧化，維生素 C 具有還原性，且對人體無害，可用作食品抗氧化
劑，C 正確；
D．過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣，同時可吸收人體呼出的二氧化碳和水蒸氣，可作潛水艇中的供氧
劑，D 正確；
故選 A。
2．（2021·浙江·高考真題）下列說法不正確的是
A．鐵粉與氧化鋁發生的鋁熱反應可用于焊接鐵軌
B．鎂燃燒會發出耀眼的白光，可用于制造信號彈和焰火
C．熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固，常用于制作模型和醫療石膏繃帶
D．工業上可用氨水消除燃煤煙氣中的二氧化硫
【答案】A
【解析】A．鋁粉與氧化鐵發生鋁熱反應時放出大量的熱，因此，生成的鐵是液態的，其可以將兩段鐵軌焊
接在一起，故其可用于焊接鐵軌，但是，鐵粉與氧化鋁不能發生鋁熱反應，A 說法不正確；
B．鎂燃燒會發出耀眼的白光，可以照亮黑暗的夜空和地面，因此，其可用于制造信號彈和焰火，B 說法正
確；
C．粉末狀的熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固轉化為堅固的塊狀生石膏，因此，其常用于制作模型和醫
療石膏繃帶，C 說法正確；
D．二氧化硫屬于酸性氧化物，其可以與堿反應生成鹽和水，而氨水屬于堿性的溶液，因此，工業上可用氨
水吸收燃煤煙氣中的二氧化硫從而削除污染，D 說法正確。
綜上所述，本題選 A。
演練·提能力
1．鎂鋁合金質優體輕，又不易銹蝕，被大量用于航空工業、造船工業、日用化工等領域。下列關于鎂鋁合
金性質的敘述中，正確的是(　　)
A．此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都高
B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中
C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中
D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小
【答案】　B
【解析】　鎂鋁合金的熔點比它的各成分金屬的熔點低，硬度比它的各成分金屬的硬度大，合金的化學性
質與各成分金屬的化學性質基本相同。
2．（2019·天津·高考真題）下列有關金屬及其化合物的不合理的是
A．將廢鐵屑加入FeCl2 溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2
B．鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強度的鋁合金，可用于航空工業
C．鹽堿地（含較多Na2CO3等）不利于作物生長，可施加熟石灰進行改良
D．無水CoCl2呈藍色，吸水會變為粉紅色，可用于判斷變色硅膠是否吸水
【答案】C
【解析】A、氯氣能將鐵和亞鐵氧化；
B、根據合金的性質判斷；
C、Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，產物仍然呈堿性；
D、利用無水氯化鈷和氯化鈷晶體的顏色不同。
【解析】A、鐵和亞鐵能將氯氣還原為氯離子，從而除去工業廢氣中的氯氣，故 A 不選；
B、根據鋁合金的性質，鋁合金具有密度低、強度高，故可應用于航空航天等工業，故 B 不選；
C、Na2CO3＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋2NaOH，產物仍然呈堿性，不能改變土壤的堿性，反而使土壤更板結，故
C 選；
D、利用無水氯化鈷和氯化鈷晶體的顏色不同，故可根據顏色判斷硅膠中是否能吸水，故 D 不選。
故選 C。
3．地球上的金屬礦物資源是有限的，強力推進“富礦精開”顯得尤為重要，下圖是由某鋁土礦(主要成分為
Al2O3 )冶煉鋁的流程示意圖(部分設備和原料已省略)，下列說法正確的是
電解
A．電解的方程式為Al2O3 2Al + O3
冰晶石
B．該鋁土礦中Al2O3的質量分數為 50%
C．該流程電解鋁過程中鋁的損失率約為 5.6%
D．該流程能耗是回收鋁質飲料罐得到鋁能耗的約 3% 5%
【答案】C
電解
【解析】A．電解氧化鋁的方程式為 2Al2O3 4Al + 3O2 ，故 A 錯誤；
冰晶石
B．4 噸鋁土礦一系列流程能夠得到 2 噸氧化鋁，流程中會有一定損失，則該鋁土礦中Al2O3的質量分數大
于 50%，故 B 錯誤；
2Al2O3 = 4Al + 3O2 0.059kg
C. 204 108 x 1.059kg ，實際得到 1kg 蠢純鋁，則損失率約為 100% 5.6%1.059kg ，
2kg x
故 C 正確；
D．該流程需要電解鋁，其能耗比回收飲料罐得到鋁的能耗高，故 D 錯誤；
故選 C。
4． 下列常見金屬的冶煉原理不合理的是
電解
A．電解法冶煉金屬鋁： 2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
電解
B．電解法冶煉金屬鈉： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2
D
C．加熱法冶煉金屬汞： 2HgO 2Hg+O2
高溫
D．熱還原法冶煉金屬鐵：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2
【答案】A
【解析】A．氯化鋁是共價化合物，熔融狀態下不能導電，應電解熔融的氧化鋁得到 Al，
電解
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑，故 A 不合理；
電解
B．Na 為活潑金屬，電解熔融氯化鈉可得 Na： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2 ，故 B 合理；
D
C．Hg 為不活潑金屬，通常直接加熱氧化汞冶煉 Hg： 2HgO 2Hg+O2 ，故 C 合理；
高溫
D．加入還原劑 CO 能將氧化鐵還原為 Fe，反應方程式為：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2 ，故 D 合理；
故選：A。
5． 金屬的冶煉體現了人類文明的發展歷程，下列關于金屬冶煉的說法不正確的是
A．不活潑金屬如鉑、金等，在自然界中可以以單質的形態存在，可以采用物理方法提純
B．高爐煉鐵原料為石灰石、焦炭和赤鐵礦，是利用碳單質還原 Fe2O3的反應產生純鐵
C．冶煉金屬鋁時要加入冰晶石，其目的是降低氧化鋁的熔點
D．電解熔融的 NaCl 獲得金屬 Na
【答案】B
【解析】A．鉑、金等不活潑金屬以游離態存在于自然界，故用物理方法進行分離，A 正確；
B．用焦炭和空氣反應產生的 CO 在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物得到單質 Fe，實際起還原作用的是
CO，B 錯誤；
C．電解熔融氧化鋁制得金屬，加入冰晶石目的是降低氧化鋁的熔點，C 正確；
D．熔融的 NaCl 是離子化合物，可通過電解熔融的 NaCl 獲得金屬 Na，D 正確；
故選 B。
6． 足量下列物質與相同質量的鋁反應，放出氫氣且消耗溶質物質的量最少的是
A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．稀硝酸
【答案】A
【解析】假設反應都產生 3mol 氫氣，則：
A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑反應產生 3mol 氫氣，會消耗 2mol NaOH；
B．2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，反應產生 3mol 氫氣，需消耗 3mol 硫酸；
C．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，反應產生 3mol 氫氣，需消耗 6mol HCl；
D．由于硝酸具有強的氧化性，與鋁發生反應，不能產生氫氣；
故反應產生等量的氫氣，消耗溶質的物質的量最少的是氫氧化鈉溶液；選項 A 正確。
7．（2022·海南·高考真題）依據下列實驗，預測的實驗現象正確的是
選項 實驗內容 預測的實驗現象
A MgCl2 溶液中滴加 NaOH 溶液至過量 產生白色沉淀后沉淀消失
B FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液 溶液變血紅色
C AgI 懸濁液中滴加 NaCl 溶液至過量 黃色沉淀全部轉化為白色沉淀
D 酸性KMnO4 溶液中滴加乙醇至過量 溶液紫紅色褪去
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A．MgCl2溶液中滴加 NaOH 溶液至過量，兩者發生反應產生白色沉淀，白色沉淀為氫氧化鎂，氫
氧化鎂為中強堿，其不與過量的 NaOH 溶液發生反應，因此，沉淀不消失，A 不正確；
B．FeCl 溶液中滴加 KSCN 洛液，溶液變血紅色，實驗室通常用這種方法檢驗的 Fe3+3 存在；FeCl2溶液中滴
加 KSCN 洛液，溶液不變色，B 不正確；
C．AgI 的溶解度遠遠小于 AgCl，因此，向 AgI 懸濁液中滴加 NaCl 溶液至過量，黃色沉淀不可能全部轉化
為白色沉淀，C 不正確；
D．酸性 KMnO4溶液呈紫紅色，其具有強氧化性，而乙醇具有較強的還原性，因此，酸性 KMnO4溶液中滴
加乙醇至過量后溶液紫紅色褪去，D 正確；
綜上所述，依據相關實驗預測的實驗現象正確的是 D，本題選 D。
8． 有一鎂鋁合金共 21 g，把其加入 1 L 5 mol L -1的鹽酸中，共收集到標準狀況下的氣體 22.4 L，下列說法
正確的是(不考慮溶液體積的變化和鹽酸的揮發)
A． n Al :n Mg =3:2
B．反應后溶液中的 c HCl =3 mol L -1
C．上述反應中僅涉及 2 種基本反應類型的反應
D．常溫下，該合金能完全溶解在足量的 NaOH 溶液中
【答案】B
【解析】A．設 Mg、Al 的物質的量分別為 a mol、b mol，由質量守恒可知： 24a + 27b = 21；由電子得失守
恒可知： 2a + 3b
1 1
= 2，聯立兩式，可求得 a = ，b = ，故 n Al :n Mg =2:3，A 錯誤；
2 3
B．反應生成 1mol 氫氣，由 H 原子守恒可知，需要消耗 2molHCl，剩余 HCl 為 3mol,溶液體積為 1L，則反
應后溶液中的 c(HCl)=3mol L-1，故 B 正確；
C．只發生置換反應，故 C 錯誤；
D．常溫下，鎂不能溶解在 NaOH 溶液中，故 D 錯誤。
答案選 B。
9．工業上由黃銅礦(主要成分為 CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：
(1)氣體 A 中的大氣污染物可選用下列試劑中的______(填字母)吸收。
a．濃硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH 溶液 d．氨水
(2)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為_______________________________________________。
(3)以 CuSO4 溶液為電解質溶液進行粗銅(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是
________(填字母)。
a．電能全部轉化為化學能
b．粗銅接電源正極，發生氧化反應
c．溶液中 Cu2＋向陽極移動
d．從陽極泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金屬
(4)利用反應 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 可制備 CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反
應式為_________________________________________________。
高溫
【答案】　(1)cd　(2)3Cu2O＋2Al === == Al2O3＋6Cu
(3)bd　(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
【解析】　(1)氣體 A 中的大氣污染物為 SO2，可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。(3)電解精煉銅的過程中，電
能轉變為化學能的同時，部分電能也轉化為熱能，a 錯；電解精煉粗銅時，粗銅作陽極，與電源正極相連，
發生氧化反應，b 對；電解過程中 Cu2＋向陰極移動，c 錯；粗銅中 Ag、Pt、Au 的放電能力比銅弱，形成陽
極泥，可以回收，d 對。(4)根據總反應，O2發生還原反應，因此正極反應式為 O ＋4H＋2 ＋4e－===2H2O。
10．鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出 H2 的金屬，就
鋁的這一特殊性質，回答下列問題：
(1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，所得 H2的體積之比是________。
(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產生 H2 的體積之比是
________________________________________________________________。
(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質的量濃度的 HCl、NaOH 溶液中，二者產生的 H2相等，則 HCl
和 NaOH 的物質的量濃度之比是____________。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有 100 mL 3 mol·L－1 的鹽酸和 NaOH 溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反
應 結 束 后 ， 測 得 生 成 的 氣 體 體 積 比 為 V( 甲 )∶V( 乙 ) ＝ 1∶2 ， 則 加 入 鋁 粉 的 質 量 為
_______________________________________________________________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
【答案】　(1)1∶1　(2)1∶3　(3)3∶1　(4)A
【解析】　(1)根據化學方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，
得 Al 與 H2的關系式均為 2Al～3H2，故只要參加反應的 Al 的量相等，所得 H2的量必相等。
(2)因為在反應中 Al 過量，產生的 H2 由 HCl 和 NaOH 的量決定。根據化學反應中的關系式：6HCl～3H2、
2NaOH～3H2，故當 HCl、NaOH 的物質的量相等時，二者產生 H2的體積比為 1∶3。
(3)因為鋁足量且產生 H2 的量相等，根據關系式 n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因為兩溶液體積相等，故
c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
(4)當參加反應的 HCl 和 NaOH 的物質的量一樣多時，產生 H2 的體積比是 1∶3，而題設條件體積比為 1∶2，
說明此題投入的鋁粉對鹽酸來說是過量的，而對于 NaOH 來說是不足的。
2Al　＋　6HCl　===　2AlCl3＋　　3H2↑
　　　　6 mol　　　　　　　　　　3 mol
　　　　3 mol·L－1×0.1 L　　　　　0.15 mol
則 Al 與 NaOH 反應生成的 H2為 0.15 mol×2＝0.3 mol。
2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑
2×27 g　　　　　　　　　　　　　　　3 mol
5.4 g　　　　　　　　　　　　　　　　0.3 mol
即投入的鋁粉為 5.4 g。
11．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
(1)海水通過結晶、過濾得到的固體物質主要是________(填化學式)。
【答案】　NaCl
(2)怎樣使 MgCl2·6H2O 失去晶體水，得到 MgCl2
________________________________________________________________________。
【答案】　將晶體置于 HCl 氣體氛圍中脫水
(3)上述工藝流程涉及到的四大基本反應類型有
________________________________________________________________________。
【答案】　化合反應、分解反應、復分解反應
(4)寫出電解熔融 MgCl2的電極反應式：______________________________________。
【答案】　陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑，
陰極：Mg2＋＋2e－===Mg
12．利用鋁灰(主要成分為 Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制備鋁鞣劑[主要成分為 Al(OH)2Cl]的一種工藝如下：
(1) 氣 體 A 能 使 濕 潤 的 紅 色 石 蕊 試 紙 變 藍 。 鋁 灰 在 90 ℃ 時 水 解 生 成 A 的 化 學 方 程 式 為
_______________________________________________________________________________，“水解”采用
90 ℃而不在室溫下進行的原因是_____________________________________。
(2)“酸溶”時，Al2O3發生反應的離子方程式為____________________________________。
(3)“氧化”時，發生反應的離子方程式為_________________________________________。
(4)“廢渣”的成分為____________(填化學式)。
(5)采用噴霧干燥而不用蒸發的原因是_____________________________________________。
90 ℃
【答案】　(1)AlN＋3H2O === == Al(OH)3＋NH3↑
加快 AlN 水解的反應速率，降低 NH3在水中的溶解度，促使 NH3逸出
(2)Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(3)2Fe2＋＋2H＋＋ClO－===2Fe3＋＋Cl－＋H2O
(4)Fe(OH)3
(5)防止 Al(OH)2Cl 水解生成 Al(OH)3
13．鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝
流程如下：
注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。
(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為： 。
(2)向“過濾 I”所得濾液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH (填“增大”“不變”或“減小”)，發生反應的化
學方程式是 。
(3)“電解 I”是電解熔融 Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是 ，應該采取的措施
是 。
(4)電解熔融 Al2O3制備鋁不用氯化鋁的原因是 。
(5)鋁粉在 1000℃時可與 N2 反應制備 AlN。在鋁粉中添加少量 NH4Cl 固體并充分混合，有利于 AlN 的制備，
其主要原因是 。
【答案】(1)Al2O3＋2OH-=2 AlO-2 ＋H2O
(2) 減小 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3
(3) 石墨電極被陽極上產生的 O2氧化 定期補充石墨
(4)氯化鋁是共價化合物，熔融氯化鋁以分子的形式存在
(5)NH4Cl 水解產生的 HCl 能夠破壞 Al 表面的 Al2O3薄膜
【分析】（1）Al2O3為兩性氫氧化物，在 NaOH 溶液中會溶解生成 NaAlO2；
（2）加入的 NaHCO3 與過量的 NaOH 反應，導致溶液的 pH 減小。酸性 HCO >Al(OH)3，根據強酸制取弱
酸的原理得 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3；
（3）電解 Al2O3時生成 O2，O2會氧化石墨。應定期補充石墨；
（4）氯化鋁是共價化合物，熔融氯化鋁以分子的形式存在；
（5）NH4Cl 水解顯酸性，H＋可以去除鋁表面的氧化膜，使得 Al 更易與 N2反應。
【解析】（1）Al2O3為兩性氫氧化物，在 NaOH 溶液中會溶解生成 NaAlO2，所以離子方程式為
Al2O3 +2OH
- =2AlO-2 +H2O；
（2）①加入的 NaHCO3與過量的 NaOH 反應，導致溶液的 pH 減小；
②酸性 HCO >Al(OH)3，根據強酸制取弱酸的原理 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3，所以 pH
減小，反應的化學方程式是 H2O＋NaAlO2＋NaHCO3=Al(OH)3↓＋Na2CO3；
（3）①電解 Al2O3時生成 O2，O2會氧化石墨；
②所以應定期補充石墨；
（4）氯化鋁是共價化合物，熔融氯化鋁以分子的形式存在，沒有離子存在，無法電解；
（5）NH4Cl 水解顯酸性，H＋可以去除鋁表面的氧化膜，使得 Al 更易與 N2反應。
14．鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上 60%的鎂是從海水中提取的，從海水制備金屬鎂
的流程如圖所示：
(1)母液中除含有大量 MgCl2，還可能含有少量 NaCl，檢測其中含鈉元素的實驗方法是 (填實驗方
法名稱)。
(2)由母液制得的 Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入過量 MgCl2溶液，經充一系列操作可得較為純凈的
Mg(OH)2，寫出該反應的化學反應方程式： 。
(3)己知工業上用 CaO 和水反應獲得石灰乳，用電解飽和食鹽水獲得 NaOH。請說明，工業上制 Mg(OH)2用
石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是： 。
(4)寫出電解熔融 MgCl2制金屬鎂的化學方程式 。
(5)重結晶得到精鹽的步驟有：溶解、 、 、洗滌、干燥(填寫操作名稱)。
(6)下列說法正確的是___________。
A．從海水到脫水后的氯化鎂，是一個富集鎂的過程
B．通過過濾操作得到 Mg(OH)2
C．得到 MgCl2·6H2O 可以通過蒸發結晶
D．海水提鎂的過程涉及的均是非氧化還原反應
【答案】(1)焰色試驗
(2)Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2
(3)用石灰乳原料易得，價格低廉
通電
(4)MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
(5) 過濾 結晶
(6)AB
【分析】海水蒸發結晶析出粗鹽，過濾得到母液，粗鹽凈化除雜，加水重結晶得到精鹽，母液雜質加入石
灰乳沉淀鎂離子生成氫氧化鎂，過濾得到沉淀中加入鹽酸得到氯化鎂溶液，濃縮結晶得到氯化鎂晶體，在
氯化氫氣流中脫水得到氯化鎂固體，電解熔融氯化鎂生成金屬鎂；
【解析】（1）母液中除含有大量 MgCl2，還可能含有少量 NaCl，檢測其中含鈉元素的實驗方法是利用焰色
試驗，用鉑絲蘸取待測溶液，放在酒精燈火焰上灼燒，出現黃色火焰證明含鈉元素，故答案為：焰色試驗；
（2）Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入過量 MgCl2溶液，氫氧化鈣和氯化鎂發生復分解反應得到氫氧
化鎂沉淀和氯化鈣，該反應的化學反應方程式：Ca(OH)2+MgCl2=Mg(OH)2↓+CaCl2；
（3）工業上制 Mg(OH)2用石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是：用石灰乳原料易得，價格低廉；
通電
（4）電解熔融 MgCl2制得金屬鎂和氯氣，反應的化學方程式為：MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑；
（5）重結晶得到精鹽的步驟有：溶解、過濾、結晶、洗滌、干燥；
（6）A. 從海水到脫水后的氯化鎂，能提純鎂元素，是一個富集鎂的過程，故 A 正確；
B. Mg(OH)2難溶于水，通過過濾操作得到 Mg(OH)2，故 B 正確；
C. 氯化鎂中的鎂離子易水解，在干燥的 HCl 氣流中，抑制了 MgCl2水解，不能只通過蒸發結晶得到
MgCl2·6H2O，故 C 錯誤；
D. 海水提鎂的電解過程，氯化鎂電解生成單質鎂，鎂和氯元素化合價發生變化，涉及的是氧化還原反應，
故 D 錯誤；
故選 AB。第 14 講 金屬材料和金屬的冶煉
01 了解金屬的性質與金屬冶煉的關系，知道金屬鋁、鎂的提取方法。
02 了解合金的概念及金屬材料的重要應用。
考點一：金屬冶煉的一般方法　金屬材料
重點·夯基易錯
1．金屬冶煉的一般方法
(1)金屬在自然界中的存在
(2)金屬冶煉的實質
金屬的冶煉過程就是把金屬從化合態還原為游離態的過程，即 Mn＋＋ne－===M(寫反應通式，用 M 表示金
屬)。
(3)金屬冶煉的方法
例如下列金屬的冶煉(用化學方程式表示)
2．合金的概念及性能
3．常見的金屬材料
(1)分類
(2)幾種常見的合金
1．金屬鈉的冶煉用電解熔融的 NaCl，則金屬鋁的冶煉也用電解熔融的 AlCl3(　　)
2．CuO 是黑色固體，與水反應生成 Cu(OH)2(　　)
3．CuSO4·5H2O 失去結晶水屬于物理變化(　　)
4．合金材料中不可能含有非金屬元素(　　)
5．合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般低于成分金屬(　　)
方法·規律總結
1．冶煉銅的“兩方法”
(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
(2)高溫煉銅：工業上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：
800 ℃
2CuFeS2＋4O2 === == Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)
=1= 2=00
℃
2Cu2S＋3O2 == 2Cu2O＋2SO2
=1= 2=00
℃
2Cu2O＋Cu2S == 6Cu＋SO2↑
粗銅中銅的含量為 99.5%～99.7%，主要含有 Ag、Zn、Fe、Au 等雜質，粗銅通過電解精煉可得到純度達
99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，失電子變為 Cu2＋，用純銅作陰極即可得精銅。
2．銅及其常見化合物的顏色
物質 顏色 物質 顏色
Cu 紫紅色 CuSO4 白色
CuO 黑色 CuSO4·5H2O 藍色
Cu2O 磚紅色 Cu2(OH)2CO3 綠色
Cu2S 黑色 Cu(OH)2 藍色
點撥·能力培養
1．下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是(　　)
A．鎂鋁合金 B．銅合金
C．碳素鋼 D．銅錫合金
2．金屬的冶煉一般用熱分解法、熱還原法和電解法，選用冶煉方法的依據主要是(　　)
A．金屬在自然界里存在的形式
B．金屬元素在地殼中的含量
C．金屬陽離子得電子的能力
D．金屬熔點的高低
3．不同的金屬在冶煉方法上也有所不同，下列說法正確的是(　　)
A．釩、鉻、錳、鐵等難熔金屬通常采用鋁熱法煉制
B．鋁及其合金是電氣、工業、家庭廣泛使用的材料，是因為鋁的冶煉方法比較簡單
C．由于鈉、鎂、鋁等金屬化學性質太活潑，人們通常采用電解熔融狀態下的氯化物的方式來獲取它們的單
質
D．煉鐵時加入的焦炭除了提供熱量外，還用來制造還原劑一氧化碳
真題·明考向
1．（2022·福建·高考真題）用鉻鐵合金(含少量Ni、Co單質)生產硫酸鉻的工藝流程如下：
下列說法錯誤的是
A．“浸出”產生的氣體含有H2 B．“除雜”的目的是除去Ni、Co元素
C．流程中未產生六價鉻化合物 D．“濾渣 2”的主要成分是Fe2 C2O4 3
2．（2021·河北·高考真題）“灌鋼法”是我國古代勞動人民對鋼鐵冶煉技術的重大貢獻，陶弘景在其《本草經
集注》中提到“鋼鐵是雜煉生鍒作刀鐮者”。“灌鋼法”主要是將生鐵和熟鐵(含碳量約 0.1%)混合加熱，生鐵熔
化灌入熟鐵，再鍛打成鋼。下列說法錯誤的是
A．鋼是以鐵為主的含碳合金
B．鋼的含碳量越高，硬度和脆性越大
C．生鐵由于含碳量高，熔點比熟鐵高
D．冶煉鐵的原料之一赤鐵礦的主要成分為 Fe2O3
考點二：鋁、鎂的提取
重點·夯基易錯
1．鋁及其化合物的性質
寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：
①
==點燃②2Al＋3Cl2 = == 2AlCl3；
③
④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑；
==高溫⑤2Al＋Fe2O3 = == 2Fe＋Al2O3(鋁熱反應)。
2．由鋁土礦冶煉鋁的流程
鋁土礦主要成分為 Al2O3，含有少量 SiO2、Fe2O3等雜質。
方案一：堿溶法
①③中相關反應的離子方程式為
①Al2O3＋2OH－＋3H O===2[Al(OH) ]－2 4 ，
SiO ＋2OH－===SiO2－2 3 ＋H2O。
③[Al(OH) ]－4 ＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO－3 ，SiO2－3 ＋2CO2＋2H2O===H2SiO3↓＋2HCO－3 。(實際生產中，硅元
素轉化為硅鋁酸鈉沉淀)
方案二：酸溶法
①②中相關反應的離子方程式為
①Al ＋ 3＋2O3＋6H ===2Al ＋3H2O，
Fe O ＋6H＋===2Fe3＋2 3 ＋3H2O。
②Al3＋＋4OH－===[Al(OH) ]－4 ，
Fe3＋＋3OH－===Fe(OH)3↓。
3．鎂的提取
(1)從海水中提取鎂的流程
主要化學反應：
高溫
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＋；
H Cl
③制備 MgCl2：Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O、MgCl2·6H2O ===△ == MgCl2＋6H2O；
通電
④電解 MgCl2：MgCl2(熔融) === == Mg＋Cl2↑。
(2)鎂的重要化合物
①氧化鎂：白色粉末狀固體，難溶于水，屬于堿性氧化物，與鹽酸反應的離子方程式為 MgO＋2H＋===Mg2＋＋
H2O。
②氫氧化鎂：白色固體，難溶于水，中強堿，與鹽酸反應的離子方程式為 Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。
△
特別提醒　氫氧化鎂的溶解度小于碳酸鎂，能發生反應：MgCO3＋H2O === == Mg(OH)2＋CO2↑，鎂元素
在水垢中的存在形式是 Mg(OH)2。
1．MgO 與 Al 粉的混合物也可稱為鋁熱劑(　　)
2．Al2O3的熔點高，可作耐高溫材料，實驗室可用氧化鋁坩堝熔化 NaOH、Na2CO3固體等(　　)
3．鋁和酸反應時，氧化劑是酸，鋁和堿反應時，氧化劑是堿(　　)
4．氫氧化鋁可作胃酸的中和劑(　　)
5．在加熱情況下利用 H2還原 Al2O3的方法得到金屬鋁(　　)
6．明礬可作凈水劑，起到殺菌消毒的作用(　　)
7．加熱 MgCl2溶液最終可制得 MgCl2固體(　　)
8．工業上冶煉金屬鎂也可以采用電解熔融 MgO 的方法(　　)
9．在 Mg(HCO3)2溶液中加入足量的 Ca(OH)2溶液，最終得到的沉淀是 MgCO3和 CaCO3(　　)
方法·規律總結
(1)鎂、鋁的特殊化學性質
①鋁是活潑金屬，但抗腐蝕性能強，原因是常溫下 Al 與 O2 反應生成一層致密的氧化物薄膜而防止內部金
屬進一步被氧化。鋁能與酸(H＋)反應，是屬于活潑金屬的通性；鋁能與堿溶液反應，是鋁表現出來的特殊性。
②鋁與某些金屬氧化物可發生鋁熱反應，鋁熱反應可用于焊接金屬、冶煉高熔點的貴重金屬，但 Al 與 MgO
不能發生鋁熱反應，原因是 Mg 的活潑性強于 Al。
③鎂在空氣中燃燒除了與 O2反應產生 MgO 外，還與 N2反應產生 Mg3N2，與 CO2反應生成 C 和 MgO。
④由于 Mg 能夠在 CO2中燃燒，所以鎂著火時不能用干冰滅火器和泡沫滅火器滅火。
(2)鋁與酸、堿反應生成氫氣的量的關系
①等物質的量的 Al 分別與足量的非氧化性酸(H＋)和堿(OH－)反應，生成 H2的物質的量之比為 1︰1，消耗 H
＋和 OH－的物質的量之比為 3︰1。
②足量的 Al 分別與含等物質的量的 H＋和 OH－的溶液反應，生成 H2的物質的量之比為 1︰3。
1 V H2 HCl
③等質量的鋁分別與等物質的量的強酸和強堿溶液反應，若兩種反應產生 H2 的體積之比為 < <1，3 V H2 NaOH
則說明與酸反應時，Al 過量、H＋不足；而與堿反應時，Al 不足、OH－過量。
(3)能與鋁反應生成 H2的溶液，可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。
(4)等質量的鋁與足量的酸或堿溶液反應，生成 H2的量相同。
(5)等物質的量的酸和堿與足量的鋁反應，生成 H2的量由酸和堿的物質的量決定。
點撥·能力培養
1．下列關于鋁的化合物的說法錯誤的是(　　)
A．氧化鋁俗名為剛玉，是高溫耐火材料
B．KAl(SO4)2·12H2O 溶于水可形成 Al(OH)3膠體，可以凈水
C．Al3＋和[Al(OH)4]－兩種離子不能大量共存于同一溶液中
D．將 AlCl 3＋3溶液滴入濃氨水中的離子方程式：Al ＋4NH3·H2O===[Al(OH) － ＋4] ＋4NH4
真題·明考向
1．（2023·浙江·高考真題）物質的性質決定用途，下列兩者對應關系不正確的是
A．鋁有強還原性，可用于制作門窗框架
B．氧化鈣易吸水，可用作干燥劑
C．維生素 C 具有還原性，可用作食品抗氧化劑
D．過氧化鈉能與二氧化碳反應生成氧氣，可作潛水艇中的供氧劑
2．（2021·浙江·高考真題）下列說法不正確的是
A．鐵粉與氧化鋁發生的鋁熱反應可用于焊接鐵軌
B．鎂燃燒會發出耀眼的白光，可用于制造信號彈和焰火
C．熟石膏與水混合成糊狀后能很快凝固，常用于制作模型和醫療石膏繃帶
D．工業上可用氨水消除燃煤煙氣中的二氧化硫
演練·提能力
1．鎂鋁合金質優體輕，又不易銹蝕，被大量用于航空工業、造船工業、日用化工等領域。下列關于鎂鋁合
金性質的敘述中，正確的是(　　)
A．此合金的熔點比鎂和鋁的熔點都高
B．此合金能全部溶解于稀鹽酸中
C．此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中
D．此合金的硬度比鎂和鋁的硬度都小
2．（2019·天津·高考真題）下列有關金屬及其化合物的不合理的是
A．將廢鐵屑加入FeCl2 溶液中，可用于除去工業廢氣中的Cl2
B．鋁中添加適量鋰，制得低密度、高強度的鋁合金，可用于航空工業
C．鹽堿地（含較多Na2CO3等）不利于作物生長，可施加熟石灰進行改良
D．無水CoCl2呈藍色，吸水會變為粉紅色，可用于判斷變色硅膠是否吸水
3．地球上的金屬礦物資源是有限的，強力推進“富礦精開”顯得尤為重要，下圖是由某鋁土礦(主要成分為
Al2O3 )冶煉鋁的流程示意圖(部分設備和原料已省略)，下列說法正確的是
電解
A．電解的方程式為Al2O3 2Al + O3
冰晶石
B．該鋁土礦中Al2O3的質量分數為 50%
C．該流程電解鋁過程中鋁的損失率約為 5.6%
D．該流程能耗是回收鋁質飲料罐得到鋁能耗的約 3% 5%
4． 下列常見金屬的冶煉原理不合理的是
電解
A．電解法冶煉金屬鋁： 2AlCl3(熔融) 2Al+3Cl2↑
電解
B．電解法冶煉金屬鈉： 2NaCl(熔融) 2Na+Cl2
D
C．加熱法冶煉金屬汞： 2HgO 2Hg+O2
高溫
D．熱還原法冶煉金屬鐵：Fe2O3 +3CO 2Fe+3CO2
5． 金屬的冶煉體現了人類文明的發展歷程，下列關于金屬冶煉的說法不正確的是
A．不活潑金屬如鉑、金等，在自然界中可以以單質的形態存在，可以采用物理方法提純
B．高爐煉鐵原料為石灰石、焦炭和赤鐵礦，是利用碳單質還原 Fe2O3的反應產生純鐵
C．冶煉金屬鋁時要加入冰晶石，其目的是降低氧化鋁的熔點
D．電解熔融的 NaCl 獲得金屬 Na
6． 足量下列物質與相同質量的鋁反應，放出氫氣且消耗溶質物質的量最少的是
A．氫氧化鈉溶液 B．稀硫酸 C．鹽酸 D．稀硝酸
7．（2022·海南·高考真題）依據下列實驗，預測的實驗現象正確的是
選項 實驗內容 預測的實驗現象
A MgCl2 溶液中滴加 NaOH 溶液至過量 產生白色沉淀后沉淀消失
B FeCl2 溶液中滴加 KSCN 溶液 溶液變血紅色
C AgI 懸濁液中滴加 NaCl 溶液至過量 黃色沉淀全部轉化為白色沉淀
D 酸性KMnO4 溶液中滴加乙醇至過量 溶液紫紅色褪去
A．A B．B C．C D．D
8． 有一鎂鋁合金共 21 g，把其加入 1 L 5 mol L -1的鹽酸中，共收集到標準狀況下的氣體 22.4 L，下列說法
正確的是(不考慮溶液體積的變化和鹽酸的揮發)
A． n Al :n Mg =3:2
B．反應后溶液中的 c HCl =3 mol L -1
C．上述反應中僅涉及 2 種基本反應類型的反應
D．常溫下，該合金能完全溶解在足量的 NaOH 溶液中
9．工業上由黃銅礦(主要成分為 CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：
(1)氣體 A 中的大氣污染物可選用下列試劑中的______(填字母)吸收。
a．濃硫酸 b．稀硝酸
c．NaOH 溶液 d．氨水
(2)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為_______________________________________________。
(3)以 CuSO4 溶液為電解質溶液進行粗銅(含 Al、Zn、Ag、Pt、Au 等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是
________(填字母)。
a．電能全部轉化為化學能
b．粗銅接電源正極，發生氧化反應
c．溶液中 Cu2＋向陽極移動
d．從陽極泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金屬
(4)利用反應 2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O 可制備 CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反
應式為_________________________________________________。
== === 10．鋁是中學化學學習階段的唯一一種既能與酸(非氧化性酸)反應又能與強堿溶液反應放出 H2 的
金屬，就鋁的這一特殊性質，回答下列問題：
(1)等質量的兩份鋁分別與足量的鹽酸、氫氧化鈉溶液反應，所得 H2的體積之比是________。
(2)足量的兩份鋁分別投入到等體積、等物質的量濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，產生 H2 的體積之比是
________________________________________________________________。
(3)足量的兩份鋁分別投入到等體積、一定物質的量濃度的 HCl、NaOH 溶液中，二者產生的 H2相等，則 HCl
和 NaOH 的物質的量濃度之比是____________。
(4)甲、乙兩燒杯中各盛有 100 mL 3 mol·L－1 的鹽酸和 NaOH 溶液，向兩燒杯中分別加入等質量的鋁粉，反
應 結 束 后 ， 測 得 生 成 的 氣 體 體 積 比 為 V( 甲 )∶V( 乙 ) ＝ 1∶2 ， 則 加 入 鋁 粉 的 質 量 為
_______________________________________________________________(填字母)。
A．5.4 g B．3.6 g C．2.7 g D．1.8 g
11．從海水中提取鎂的工藝流程如圖所示：
回答下列問題：
(1)海水通過結晶、過濾得到的固體物質主要是________(填化學式)。
(2)怎樣使 MgCl2·6H2O 失去晶體水，得到 MgCl2
________________________________________________________________________。
(3)上述工藝流程涉及到的四大基本反應類型有
________________________________________________________________________。
(4)寫出電解熔融 MgCl2的電極反應式：______________________________________。
12．利用鋁灰(主要成分為 Al、Al2O3、AlN、FeO 等)制備鋁鞣劑[主要成分為 Al(OH)2Cl]的一種工藝如下：
(1) 氣體 A 能使濕潤的紅色石蕊試紙變藍。鋁灰在 90 ℃時水解生成 A 的化學方程式為
_______________________________________________________________________________，“水解”采用
90 ℃而不在室溫下進行的原因是_____________________________________。
(2)“酸溶”時，Al2O3發生反應的離子方程式為____________________________________。
(3)“氧化”時，發生反應的離子方程式為_________________________________________。
(4)“廢渣”的成分為____________(填化學式)。
(5)采用噴霧干燥而不用蒸發的原因是_____________________________________________。
13．鋁是應用廣泛的金屬。以鋁土礦(主要成分為 Al2O3，含 SiO2和 Fe2O3等雜質)為原料制備鋁的一種工藝
流程如下：
注：SiO2在“堿溶”時轉化為鋁硅酸鈉沉淀。
(1)“堿溶”時生成偏鋁酸鈉的離子方程式為： 。
(2)向“過濾 I”所得濾液中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH (填“增大”“不變”或“減小”)，發生反應的化
學方程式是 。
(3)“電解 I”是電解熔融 Al2O3，電解過程中作陽極的石墨易消耗，原因是 ，應該采取的措施
是 。
(4)電解熔融 Al2O3制備鋁不用氯化鋁的原因是 。
(5)鋁粉在 1000℃時可與 N2 反應制備 AlN。在鋁粉中添加少量 NH4Cl 固體并充分混合，有利于 AlN 的制備，
其主要原因是 。
14．鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上 60%的鎂是從海水中提取的，從海水制備金屬
鎂的流程如圖所示：
(1)母液中除含有大量 MgCl2，還可能含有少量 NaCl，檢測其中含鈉元素的實驗方法是 (填實驗方
法名稱)。
(2)由母液制得的 Mg(OH)2中混有 Ca(OH)2，向其中加入過量 MgCl2溶液，經充一系列操作可得較為純凈的
Mg(OH)2，寫出該反應的化學反應方程式： 。
(3)己知工業上用 CaO 和水反應獲得石灰乳，用電解飽和食鹽水獲得 NaOH。請說明，工業上制 Mg(OH)2用
石灰乳而不用 NaOH 和澄清石灰水的原因是： 。
(4)寫出電解熔融 MgCl2制金屬鎂的化學方程式 。
(5)重結晶得到精鹽的步驟有：溶解、 、 、洗滌、干燥(填寫操作名稱)。
(6)下列說法正確的是___________。
A．從海水到脫水后的氯化鎂，是一個富集鎂的過程
B．通過過濾操作得到 Mg(OH)2
C．得到 MgCl2·6H2O 可以通過蒸發結晶
D．海水提鎂的過程涉及的均是非氧化還原反應

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