张老师专题
(2)冶炼金属的实质：用还原的方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。 (3)金属冶炼的一般方法：
① 。适用于冶炼在金属活动顺序表中，位于氢之后的金属(如Hg、Ag等)。例如： 2HgO2Ag2O
2Hg + O2↑ HgS + O24Ag + O2↑ 2AgNO3
Hg + SO2↑ 2Ag + 2NO2↑+ O2↑
② 。适用于冶炼金属活动顺序表中Zn、Fe、Sn、Pb等中等活泼的金属。常用的还原剂有C、CO、H2、Al等。例如： Fe2O3 + 3COWO3 + 3H2
2Fe + 3CO2(炼铁) ZnO + CW + 3H2O Cr2O3 + 2Al
Zn + CO↑(伴生CO2) 2Cr + A12O3(制高熔点的金属)
⑧ 。适用于冶炼活动性强的金属如K、Ca、Na、Mg、A1等活泼的金属，通过电解其熔融盐或氧化物的方法来制得。例如： 2A12O3
4Al + 3O2↑ 2NaCl
2Na + C12↑
④ 。利用在溶液中发生的化学反应(如置换、氧化还原、中和、水解等)，对原料中的金属进行提取和分离的冶金过程．湿法冶金可用于提取Zn、U(铀)及稀土金属等。 2．金属的回收
废旧金属是一种固体废弃物，会污染环境。
解决方法是把废旧金属作为一种资源，加以回收利用。
考点5：合金及新材料
1．合金概念： 或 以上金属(或金属与非金属)熔化而成的具有金属特性的物质叫合金(合金为混合物)。如：钢铁为铁碳合金。
2．合金特性：合金比它的成分金属具有良好的物理和化学等多方面性能。如合金的熔点一般比它的成分金属熔点 ，合金适宜铸造；又如硬铝合金的强度和硬度都比纯铝 ，几乎相当钢材，且密度小。
3．钛合金：金属钛是一种新型的结构材料。钛的密度为4.54g·cm-3，比钢轻，可是，钛的机械性能与钢相似。钛恰好兼有钢和铝的优点。液体钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。将钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛的表面容易形成致密的、钝性的氧化物保护膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀性很强。由于金属钛具有优良的性能，在国防和高能技术中，钛占有重点地位，在航海和航空制造业中得到广泛的应用。
考点6：金属之最
生活生产中使用最广泛的是 地壳中含量最多的金属是 最活泼的金属元素是 ,最硬的金属是
熔点最高的金属是 ,熔点最低的金属是 ,密度最大的金属是 延性最好的金属是 ，展性最好的金属是
杀菌最好的金属是 ，每升水中只要有一千亿分之二克的Ag就可灭菌
+
三、例题精析
【例题1】
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【题干】如下图所示利用海洋资源可提取很多重要的化工原料。
下列有关说法正确的是( )
A．第①步中除去粗盐中的SO2－4、Ca、Mg、Fe等杂质加入的药品顺序为Na2CO3溶液→NaOH溶液→BaCl2溶液→过滤后加盐酸
B．第②步中工业上可采用石墨为阴极、铁为阳极，采用阳离子交换膜的电解装置 C．第③步中结晶出的MgCl2·6H2O可在空气中受热分解制无水MgCl2 D．第④步中溴元素被氧化，第⑤步中既有溴元素被氧化也有溴元素被还原 【答案】D
【解析】本题通过海水的综合利用考查电解、水解及氧化还原反应原理。由于除杂操作中前面所加的试剂一般是过量的，因此BaCl2必须放在Na2CO3溶液的前面，而过量的Na2CO3可被HCl除去。如BaCl2最后加，则会带入杂质，A项错；氯碱工业中阴极材料用的是铁，阳极材料用的是石墨，B项错；C项MgCl2·6H2O应在HCl气流中加热，防止MgCl2水解；D项第④步反应为2Br＋Cl2===Br2＋2Cl，第⑤步反应为3Br2＋3CO2－3===5Br＋BrO－3＋3CO2。
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－
－
2＋
2＋
3＋
【例题2】
【题干】将15.6 gNa2O2和5.4 gAl同时放入一定量的水中，充分反应后得到200 mL溶液，再向溶液中缓慢通入标准状况下的HCl 6.72 L，若反应中溶液的体积保持不变，则下列说法正确的是( ) A．最终得到7.8 g沉淀
B．最终得到的溶液中只含NaCl溶质 C．最终得到的溶液中c(Na)＝1.5 mol/L D．标准状况下，反应过程中得到6.72 L气体 【答案】A
【解析】15.6 gNa2O2为0.2 mol，与水反应后生成NaOH0.4 mol、O20.1 mol，溶解5.4 g(即0.2 mol)Al，消耗NaOH0.2 mol，生成H20.3 mol，所以整个反应过程中共生成气体0.4 mol，标准状况下的体积为8.96 L，D错。通入6.72 L(即0.3 mol)HCl，首先与剩余的0.2 molNaOH反应，然后再与0.1 molNaAlO2反应生成0.1 molAl(OH)3沉淀，即得到7.8 g沉淀，A正确。最终溶液中有0.3 mol NaCl和0.1 mol NaAlO2，B错。溶液中含0.4 molNa，所以c(Na)＝2 mol/L，C错。
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【例题3】
【题干】铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，下图是从铝土矿中制备铝的工艺流程。
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已知：
(1)铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
(2)溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀，反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋4H2O===Na2Al2SiO2O8↓＋2H2O＋4NaOH 回答下列问题：
(1)写出向铝土矿中加入足量氢氧化钠溶液后，该步操作中发生反应的离子方程式：________________。
(2)滤渣A的主要成分为________；滤渣A的用途是________(只写一种)；实验室过滤时使用玻璃棒，其作用是____________。
(3)在工艺流程第三步中，选用二氧化碳作酸化剂的原因是__________________________。 (4)若将铝溶解，下列试剂中最好选用________(填编号)。 A．浓硫酸 B．稀硫酸 C．稀硝酸
【答案】(1)Al2O3＋2OH===2AlO－2＋H2O、SiO2＋2OH===SiO2－3＋H2O
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－
(2)Fe2O3、Na2Al2Si2O8 炼铁的原料(其他合理答案也可) 引流
(3)经过足量氢氧化钠溶液的溶解，大部分铝元素以NaAlO2的形式存在于滤液中，加入过量二氧化碳可以将NaAlO2完全转化为Al(OH)3
(4)B 铝与浓硫酸在常温下发生钝化，加热溶解会产生有毒气体SO2，原料利用率低；稀硝酸能溶解铝且会产生NO污染空气，硝酸利用率低；而铝与稀硫酸反应速率较快，产生的H2对空气无污染。
【解析】(1)Al2O3属于两性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，都能与强碱反应。(2)利用题目给出的信息——“硅铝酸盐沉淀”，可以知道滤渣A的主要成分是Fe2O3、Na2Al2Si2O8。对于滤渣A的用途一般很容易想到其可以作为炼铁的原料。(3)因为Al(OH)3是两性氢氧化物，若用强酸酸化滤液，无法保证将全部铝元素转化为Al(OH)3过滤出来。(4)分析问题时，一般要同时考虑生产效益(原料利用率)和环保问题。
四、课堂运用
【基础】
1. 下列关于钠的说法不正确的是 ( ) A．金属钠和氧气反应，条件不同，产物不同
B．钠钾合金通常状况下呈液态，可作原子反应堆的导热剂 C．钠的化学活泼性很强，少量的钠可保存在有机溶剂CCl4中
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D．由于钠比较活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动顺序表中钠后面的金属 2. 9.2 g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有 ( )
A．0.2 mol中子 B．0.4 mol电子 C．0.2 mol质子 D．0.4 mol分子 3. 实验室将9g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18g，则该氧化物粉末可能是（ ）
A．Fe2O3和MnO2 B．MnO2和V2O5 C．Cr2O3和V2O5 D． Fe3O4和FeO
4. 要证明某溶液中不含Fe而可能含有Fe进行如下实验操作时，最佳顺序为（ ） ①加入足量氯水 ②加入足量KMnO4 ③加入少量NH4SCN溶液 A．①③ B．③②
C．③① D．①②③
5. 钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”．根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是 ( ) A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
3+
2+
【巩固】
1. 实验是人为的再现物质的变化过程，因此实验过程中要注意控制温度、压强、溶液的浓度等条件，因为同样的反应物在不同的条件下，会有不同的反应．下列各组中的两物质相互反应时，若改变反应条件(温度、反应物用量比)，化学反应的本质并不改变的是 ( ) A．Na和O2 B．NaOH和CO2 C．Na2O2和CO2 D．木炭(C)和O2
2. 将0.01mol下列物质分别加入100mL蒸馏水中，恢复至室温，所得溶液中阴离子浓度的大小顺序是(溶液体积变化忽略不计) ①Na2O1
②Na2O ③Na2CO3 ④NaCl
A.①>②>③>④ B.①>②>④>③ C.①=②>③> D.①=②>③=④ 3. 镁和铝分别与等浓度、等体积的过量稀硫酸反应，产生气体的体积（V）与时间（t）关系如右图。反应中镁和铝的（ ） A．物质的量之比为3：2 B．质量之比为3：2 C．摩尔质量之比为2：3 D．反应速率之比为2：3
4. 在FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁屑，反应结束后滤出固体物质，滤液中的阳离子可能是 ( ) ①只有Fe
2＋
②Fe和Fe
2＋3＋
③Fe和Cu ④Cu和Fe
2＋2＋2＋3＋
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
5. 某学生设计了如图所示的方法，鉴定盐A的组成成分．由此分析，下列结论中正确的是 ( )
A．A中一定有Fe B．C中一定有Fe C．B为AgI沉淀 D．A一定为FeBr2溶液
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3＋3＋
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【拔高】
1. 将4.34 g Na、Na2O、Na2O2的混合物与足量的水反应，在标准状况下得到672 mL混合气体，将混合气体通电后恰好完全反应，则Na、Na2O、Na2O2的物质的量之比为 ( ) A．4∶3∶2 B．1∶2∶1 C．1∶1∶2 D．1∶1∶1
2. 用一张已除去表面氧化膜的铝箔紧紧包裹在试管外壁（如右图），将试管浸入硝酸汞溶液中，片刻取出，然后置于空气中，不久铝箔表面生出“白毛”，红墨水柱右端上升。根据实验现象判断下列说法错误的是（ ） A．实验中发生的反应都是氧化还原反应 B．铝是一种较活泼的金属 C．铝与氧气反应放出大量的热量
D．铝片上生成的白毛是氧化铝和氧化汞的混合物
3. 已知Ba(AlO2)2可溶于水。右图表示的是向A12(SO4)3溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液时，生成沉淀的物质的量y与加人Ba(OH)2的物质的量x的关系。下列有关叙述正确的是 （ ） A．a—b时沉淀的物质的量：A1(OH)3比BaSO4多 B．c—d时溶液中离子的物质的量：AlO2比Ba多 C．a—d时沉淀的物质的量：BaSO4可能小于A1(OH)3 D．d—e时溶液中离子的物质的量：Ba可能等于OH
4. 将Cu片放入0.1 mol/L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe)∶c(Fe
＋
3＋
2
2+
–
–
2+
)＝2∶3，则Cu与Fe的物质的量之比为 ( )
2＋3＋
A．3∶2 B．3∶5 C．3∶4 D．4∶3 5. 将Fe和Cu的混合粉末加入到100 mL 4 mol/L稀硝酸中充分反应后：
(1)若反应后有Cu剩余，则此溶液中一定有的阳离子是__________，可能有的阳离子是________．(不考虑水电离出的H，下同)
(2)若反应后的溶液中有Fe，则溶液中一定含有的阳离子是________，可能含有的阳离子是________．
(3)如果反应后的溶液中无金属剩余，则加入金属粉末的最大质量应小于________． (4)如果加入的Fe和Cu的质量比为7∶8，则使HNO3完全反应的金属粉末的最小质量为________．
3＋
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课程小结
金属一直是考试中的重点知识，涉及的题型较多，试题难度可难可易。本节课对于金属所涉及的题型进行了全面的分析。在解题时一定要注意所给条件的运用。
课后作业
【基础】
1.物质的量均为1 mol的下述物质，长期放置于空气中(最终物质不考虑潮解情况)，最后质量增加的大小关系是 ( )
①氧化钠 ②过氧化钠 ③氢氧化钠 ④亚硫酸钠
A．①＝③>②>④ B．①>②>④>③ C．③>①＝②>④ D．④>③>②>① 2. 下列溶液能与镁反应生成氢气的是（ ）
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