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第四节用途广泛的金属材料和开发利用金属矿物考纲定位考情播报1.了解合金的概念及其重要应用。
2.掌握金属铜及其重要化合物的主要性质及应用。
3.了解铜及其重要化合物的制备方法。
4.了解常见金属的活动性顺序和常见金属的冶炼方法。
2016·全国甲卷T13(C)/全国丙卷T7(B) 2015·全国卷ⅠT10(B、D)2014·全国卷ⅠT8(D)/全国卷ⅡT9(A、D)考点1| 合金与金属矿物的开发利用[基础知识自查]1．常见金属材料(1)分类(3)常见合金材料2．金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形态①在自然界中绝大多数金属以化合态的形式存在。
②少数化学性质不活泼的金属存在游离态。
(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：M n ＋＋n e －===M 。
(3)常见冶炼方法①电解法——K ～AlNa ：2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑；Mg ：MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑；Al ：2Al 2O 3(熔融)=====电解4Al ＋3O 2↑。
②热还原法——Zn ～Cu高炉炼铁：3CO ＋Fe 2O 3=====△2Fe ＋3CO 2；铝热反应制铬：2Al ＋Cr 2O 3=====高温2Cr ＋Al 2O 3；焦炭还原铜：C ＋2CuO=====△2Cu ＋CO 2↑。
③热分解法——Hg 、AgHg ：2HgO=====△2Hg ＋O 2↑；Ag ：2Ag 2O=====△4Ag ＋O 2↑。
[应用体验]1．任何金属都能形成合金吗？请具体说明。
[提示] 并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
2．铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题：(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？哪些金属氧化物与Al 可发生铝热反应？(2)在铝热反应中，镁条、KClO 3的作用是什么？[提示] (1)不是。
《走向高考·化学》人教版·高考一轮总复习课件以及课后题答案和详解第3章第三章金属及其化合物测试卷满分100分，考试时间90分钟试卷说明：本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
请将第Ⅰ卷的答案填涂在答题卡上，第Ⅱ卷可在各题后直接作答。
本卷可能用到的相对原子质量：Mg—24 Al—27 Si—28 S—32 Ba—137 Ag—108 Fe—56 Cu—64 Cl—35.5 Br—80第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题(本题包括16小题，每小题3分，共48分，每小题只有一个选项符合题意)1．(2014·北京市海淀区高三第一学期期末)下列实验现象不能说明相关结论的是( )A．将铜与浓硫酸共热，产生使石蕊溶液变红的气体，说明浓硫酸具有酸性 B．将金属钠投入冷水中，钠熔为小球，说明钠与水的反应为放热反应且钠的熔点低C．向AgCl浊液中滴加Na2S溶液，白色沉淀变成黑色，说明AgCl的溶解平衡正向移动D．向Al(OH)3沉淀中滴加NaOH溶液或盐酸，沉淀均消失，说明Al(OH)3是两性氢氧化物解析：本题考查化学实验现象与相关结论的分析，意在考查考生对化学实验原理的分析能力。
铜与浓硫酸共热，产生的SO2能使石蕊溶液变红，这体现了浓硫酸的氧化性，A项错误。
答案：A2．(2014·河南省洛阳市高三统考)已知A、B、C为中学化学中常见的单质。
室温下，A为固体，B和C均为气体。
在适宜的条件下，它们可以按如图进行反应。
下列说法中正确的是( )A．A、B、C中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别可能是氧化物B．A、B、C中三种元素的任意两种元素形成的化合物所属物质类别一定不是碱C．如果E溶液是一种强酸，则E溶液为硫酸 D．A、B、C中有一种金属且为B 解析：本题考查物质间的转化及基本概念，意在考查考生的分析能力。
A项，当A为Mg、B为Cl2、C为H2时，符合题给信息和框图转化，A、B、C中没有氧元素，A项错误；B项，碱至少有三种元素组成，B项正确；C项，常温下，B、C 均为气体单质，E溶液不可能为硫酸，C项错误；D项，金属在常温下不为气体，D项错误。
【步步高】(全国)2017版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第11讲铝及其重要化合物考点一铝、镁的性质及应用1.铝的结构和存在铝位于元素周期表第三周期ⅢA族，原子结构示意图为元素。
自然界中的铝全部以化合态的形式存在。
2.金属铝的物理性质。
铝是地壳中含量最多的金属银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。
3.金属铝的化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①点燃②2Al＋3Cl2=====2AlCl3③④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑高温⑤2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe(铝热反应)4.对比记忆镁的化学性质5.铝的用途纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
深度思考依据Mg、Al单质的性质，思考回答下列问题：(1)铝的化学性质活泼，为什么日常生活中广泛使用的铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能？答案铝在常温下迅速被氧气氧化，形成一层致密的氧化膜，保护铝不再被氧化，因而铝制品通常具有较强的抗腐蚀性能。
(2)Al既能溶于强酸，又能溶于强碱，所以说“Al既有金属性，又有非金属性”你认为这种说法是否恰当？为什么？答案不恰当。
金属性是指元素的原子失电子的能力，非金属性是指元素的原子得电子的能力。
铝不论是与酸反应还是与碱反应，都是失去3e，化合价升高为＋3价，均是还原剂，因而铝具有较强的金属性。
(3)铝与酸、碱反应的实质是什么？氧化剂是什么？失3e3＋＋得2e＋答案铝与酸、碱反应的实质都是AlDD→Al，2HDD→H2，只不过碱中的H来源于水的电离。
氧化剂分别为酸和水。
(4)Al与MgO的混合物在高温下能发生铝热反应吗？为什么？答案不能。
原因是铝的还原性比镁弱。
(5)镁在空气中充分燃烧，所得固体产物可能有哪些：________________(用化学式表示)。
－－－答案MgO、Mg3N2、C题组一对比掌握铝、镁的性质1.镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可少的原料。
第一部分第三章第四节一、选择题1．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，该合金不适合作导学号 65300393( ) A．导线B．门窗框C．炉具D．飞机外壳解析：该合金熔点高，硬度大，密度小，B、C、D项中的应用均适合，但导电性仅为Ag 的0.023倍，不适合作导线。
答案：A2．工业上一般不用电解法生产的物质是导学号 65300394( )A．生铁B．铝C．烧碱D．精铜解析：工业上用电解熔融Al2O3的方法冶炼铝，用电解饱和食盐水的方法制备NaOH，用粗铜作阳极，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液，电解精炼铜，工业上冶炼生铁是用CO 作还原剂，高温下还原Fe2O3的方法。
答案：A3．(2015·合肥质检)钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。
海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。
下列说法正确的是导学号 65300395( )A．金不溶于任何溶液B．铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点D.6329Cu的质子数和中子数之差为34解析：金能够溶于王水，A项错误；铜在空气中被腐蚀生成铜绿，主要成分是Cu2(OH)2CO3，B项错误；合金的熔点一般比成分金属的都低，C项正确；6329Cu的质子数和中子数之差为(63－29)－29＝5，D项错误。
答案：C4．(2015·四川成都一诊)江西某铜业公司在火法炼铜时也生产硫酸。
下列叙述不正确的是导学号 65300396( )A ．自然界中化合态的硫以FeS 2、CuFeS 2等形式存在B ．火法炼铜的矿石原料主要含Cu 2SC ．该公司炼铜产生的SO 2可用于生产H 2SO 4D ．1 mol·L －1H 2SO 4溶液可储存于铁制或铝制容器中解析：1 mol·L －1 H 2SO 4是稀硫酸，会腐蚀铁、铝，D 错误。
答案：D5．(2016届山东省乳山市一中高三上学期10月月考)所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：根据以上数据判断其中不能形成合金的是导学号 65300397( )A ．Cu 和AlB ．Fe 和CuC ．Fe 和NaD ．Al 和Na解析：两种金属若形成合金，一种金属的熔点不能超过另一种金属的沸点。
答案：C6．(2016届辽宁省沈阳市第二中学高三10月月考)某研究小组通过实验探究Cu 及其化合物的性质，操作正确且实验结论正确的是导学号 65300398( )A ．常温下将铜丝插入浓硫酸中，会产生有刺激性气味的气体，且溶液的变为蓝色B ．常温下将铜丝插入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl 2的生成C ．将CuCl 2溶液在蒸发皿中加热蒸干，无法得到无水CuCl 2固体D ．将表面有铜绿[Cu 2(OH)2CO 3]的铜器放入硝酸中浸泡，既除去铜绿，又不能损伤铜器 解析：铜及其化合物的性质。
A.常温下铜和浓硫酸不反应，错误，不选A ；B.常温下铜和氯气不反应，错误，不选B ；C.氯化铜溶液加热水解生成氢氧化铜和氯化氢，氯化氢有挥发性，所以最后得氧化铜，正确，选C ；D.铜和硝酸反应，损伤铜器，错误，不选D 。
答案：C7．(2015·宝鸡质检)已知下列转化关系中，M 、N 均为单质，则M 可能是导学号 65300399( )M ＋N ――→点燃Q ――→溶于Q 溶液――→惰性电极电解M ＋NA ．NaB ．AlC ．FeD ．Cu解析：Na 、Al 、Fe 均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，题给转化是：Cu ＋Cl 2―→CuCl 2―→CuCl 2溶液――→电解Cu 和Cl 2。
答案：D8．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜，有下列两种途径：①Fe――→H 2SO 4H 2――→CuO Cu②CuO――→H 2SO 4CuSO 4――→Fe Cu 若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是导学号 65300400( )A ．消耗氧化铜的质量相同B ．消耗铁的质量相同C ．消耗硫酸的质量相同D ．生成硫酸亚铁的质量相同解析：制备1 mol Cu 需要1 mol CuO ，而H 2还原CuO 时需要先用H 2排除体系内的空气，冷却时也需要继续通H 2，因此需要H 2的量远大于1 mol ，即消耗的Fe 、H 2SO 4均比第②种方法多。
答案：A9．(2016届甘肃省会宁一中高三上学期第二次月考)已知X 为FeO 和CuO 的混合物，取两份等质量的X 样品进行下列实验：设第3步所得固体D 的质量为32 g ，溶液E 中只含有一种金属离子，气体F 在标准状况下体积为 5.6 L ，则X 中FeO 与CuO 的物质的量之比为导学号 65300401( )A ．4 1B ．1 2C ．2 1D ．1 1解析：A.氧化亚铁和氧化铜和盐酸反应生成氯化亚铁和氯化铜，还有剩余的盐酸，混合物和一氧化碳反应生成B 为铜和铁，C 为二氧化碳。
铜和铁的混合物和氯化铜和氯化亚铁和盐酸的混合溶液反应生成氯化亚铁和铜，固体D 为铜，溶液E 中只有亚铁离子，盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气。
铜为32克，剩余铜为0.5摩尔，则两份中的氧化铜的物质的量为0.25摩尔和盐酸反应的铁的物质的量由氢气的物质的量计算，为0.25摩尔，氧化亚铁的物质的量为0.5摩尔，剩余氧化亚铁和氧化铜的物质的量比为2 1。
答案：C10．某同学设计了如下实验测量m g 铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中不正确的是导学号 65300402( )A ．合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B ．铜银都能与稀硝酸反应，收集到的V L 气体可能全为NOC ．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅱ应是烘干D ．根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数解析：不论是浓HNO 3还是稀HNO 3，用排水法收集到的气体一定全部是NO ；W g 固体为AgCl ，由于AgCl 具有热不稳定性，故操作Ⅲ应是低温干燥而不是烘干，C 项错误。
根据反应收集的气体体积，利用电子守恒及质量关系列式可求得Ag 的质量分数。
答案：C11．(2016届陕西省西安市曲江一中高三上学期期中)向27.2 g Cu 和Cu 2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L ，固体物质完全反应，生成NO 和Cu(NO 3)2。
在所得溶液中加入1.0 mol/L 的NaOH 溶液1.0 L ，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g 。
下列有关说法不正确的是导学号 65300403( )A ．Cu 与Cu 2O 的物质的量之比为2 1B ．硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/LC ．产生的NO 在标准状况下的体积为4.48 LD ．Cu 、Cu 2O 与硝酸反应后剩余HNO 3为0.2 mol解析：在所得溶液中加入1.0 mol NaOH 溶液1.0 L ，溶液呈性，金属离已完全沉淀，此时溶液溶质为NaNO 3；n (NaNO 3)＝n (NaOH)＝1 mol ；沉淀Cu(OH)2质量为39.2 g ，物质的量为39.2 g÷98 g/mol＝0.4 mol ；根据铜元素守恒n(Cu)＋2n (Cu 2O)＝n [Cu(OH)2]；反应后溶液中n [Cu(NO 3)2]＝n [Cu(OH)2]＝0.4 mol ；故该反应硝酸剩余。
A.设Cu 、Cu 2O 物质量分别为x mol 、y mol ，根据质量64x ＋144y ＝27.2，根据铜元素守恒x ＋2y ＝0.4联立程解x ＝0.2，y ＝0.1。
所以n (Cu) n (Cu 2O)＝0.2 0.1＝2 1，故A 正确；C.根据氮原守恒知原硝酸反应n (HNO 3)＝n (NaNO 3)＋n (NO)＝1 mol ＋0.2 mol ＝1.2 mol ，故硝酸物质量浓度 1.2 mol÷0.5 L＝2.4 mol/L ，故B 错误；由A 计算知混合物n (Cu)＝0.2 mol ，n (Cu 2O)＝0.1 mol ，根据电子转移守恒，生成NO 物质量0.2×2＋0.1×23＝0.2 mol ，故NO 体积0.2 mol×22.4 L/mol＝4.48 L ，故C 正确；反应后溶液加入氢氧化钠溶液，一部分氢氧化钠与硝酸铜反应，剩余氢氧化钠与硝酸反应生成硝酸钠溶液，根据氮元素守恒知反应溶液n (HNO 3)＋2n [Cu(NO 3)2]＝n (NaNO 3)，所以n (HNO 3)＝n (NaNO 3)－2n [Cu(NO 3)2]＝1 mol －2×0.4 mol＝0.2 mol ，故D 正确。
答案：B12．(2015·天津滨海新区联考)某合金(仅含铜、铁)中铜和铁的物质的量之和为y mol ，其中Cu 的物质的量分数为a ，将其全部投入50 mL b mol·L －1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO 是唯一的还原产物)。
下列说法正确的是导学号 65300404( )A ．若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe 3＋B ．若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属不会开始溶解C ．若金属全部溶解，且产生336 mL 气体(标准状况)，则b ＝0.3D ．当溶液中金属离子只有Fe 3＋、Cu 2＋时，则a 与b 关系为b ≥80y (1－a3) 解析：金属全部溶解，当Cu 相对于硝酸过量，将生成的Fe 3＋恰好全部转化为Fe 2＋时，溶液中不含Fe 3＋，A 错误；因为反应后溶液中含有Cu(NO 3)2、Fe(NO 3)3，NO －3在加入酸后，可以继续溶解金属，B 错误；C 选项，n (NO)＝0.015 mol ，溶液中一定含有NO －3，所以n (HNO 3)一定大于0.015 mol ，C 错误；D 选项，固体中n (Cu)＝ya mol 、n (Fe)＝(1－a )y mol ，生成的Cu(NO 3)2、Fe(NO 3)3中含有的n (NO －3)＝[2ya ＋3×(1－a )y ] mol ＝(3－a )y mol ；依据得失电子守恒3n (NO)＝2n (Cu)＋3n (Fe)＝(3－a )y mol ，所以n (NO)＝ 3－a y 3 mol ，共消耗n (HNO 3)＝(3－a )y mol ＋ 3－a y 3 mol ＝(4－4a 3)y mol ，所以硝酸的物质的量一定不小于(4－4a 3)y mol ，即0.05 L×6 mol·L －1≥(4－4a 3)y mol ，b ≥80y (1－a 3)，正确。
