（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.doc

第4节　用途广泛的金属材料　开发利用金属矿物 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Cr2O3，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 ℃,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。