③电解法：
金属活动性很强的金属（K、Ca、Na、Mg、Al等）离子得电子的能力很弱，很难被还原剂还原，一般的还原剂无法将他们还原出来，所以要外加电子，即通电分解它们的熔融盐或氧化物的方法来制得．有时一些不太活泼的金属，如铜、银等，也可以用电解它们的盐溶液的方法制得．
如：
2Al2O3
4Al+3O2↑MgCl2
Mg+Cl2↑
（4）金属的回收和资源保护
地球上的金属矿产资源是有限的，且不能再生．废金属弃之不用，不仅会污染环境，而且是资源的极大浪费．
①废旧金属的最好处理方法是作为一种资源，回收利用．
②回收利用的好处在于：
减少垃圾量，保护环境，减少污染：
缓解自然界中资源短缺的矛盾。
8．金属氧化物
（1）概念：
氧元素与另外一种金属元素所组成的二元化合物叫做金属氧化物。
（2）制备：
金属氧化物的制备通常有三种方法：
①可以用金属直接与氧气反应而制得；
②盐的热分解法，如CaCO3
CaO+CO2↑；
③不溶性金属氢氧化物分解法，如2Al（OH）3
Al2O3+3H2O
（3）分类：
对金属氧化物从价态、组成、结构和性质上全面考虑进行分类如下：
①碱性氧化物：
碱性氧化物一定是金属氧化物。
如Na2O、FeO、CuO、Fe2O3。
碱性氧化物的主要特征是能与酸作用生成盐和水。
它包括大多数的金属氧化物。
碱性氧化物中除了少数金属性较强的钠、钾等的氧化物能与水直接化合生成相应的碱外，大多数碱性氧化物都是难溶于水的。
②酸性氧化物：
如：
Mn2O7、CrO3等。
酸性氧化物的主要特征是能与碱作用生成盐和水。
它包括某些金属元素的高价氧化物。
大多酸性氧化物能直接与水作用生成相应的酸。
③两性氧化物：
如Al2O3、BeO、ZnO等。
两性氧化物是介于酸性氧化物和碱性氧化物之间的一类氧化物。
它兼有酸性氧化物和碱性氧化物的特征，既可与酸作用生成盐，又可与碱作用生成盐。
某些金属元素，在与氧结合时、可显示多种价态。
通常它们的高价氧化物是酸性氧化物，低价氧化物是碱性氧化物，而处于中间价态的氧化物则为两性氧化物。
例如，锰的氧化物中，Mn2O7、MnO3为酸性氧化物，MnO和Mn2O3为碱性氧化物，而MnO2则是两性氧化物。
④过氧化物，如Na2O2、BaO2等。
其晶体中存在的阳离子是金属离子，阴离子是过氧离子。
过氧化物典型的化学性质就是与水和二氧化碳作用均能产生氧气。
过氧化物可以看作是具有极弱酸性的过氧化氢与碱作用生成的盐，遇水、遇酸均能生成过氧化氢，过氧化氢不稳定，分解生成氧气。
能生成过氧化物的金属，主要是碱金属和碱土金属。
⑤超氧化物，如KO2，超氧化物中的超氧离子（O2-），是分子作为一个整体获得一个电子后形成的，因此稳定性很差，是很强的氧化剂。
金属性特别活泼的碱金属和碱土金属，在一定条件下，在过量的氧气中燃烧时，可生成比过氧化物含氧量更高的氧化物。
⑥臭氧化物，如KO3，臭氧离子（O3-）不稳定，常温下即可缓慢分解。
常见的臭氧化物大都是比较活泼的碱金属的氧化物，例如K、Rb等。
它们是通过臭氧（O3）与碱金属氢氧化物反应制备而得其名的。
9．金属氢氧化物
（1）概念：
金属氢氧化物一般是金属离子（包括铵根离子）的氢氧化物。
（2）制备：
金属氢氧化物的制备常用的有：
①电解法，如NaOH制备；
②复分解反应法，用可溶性的盐与可溶性的碱反应，如Cu（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等的制备。
③化合反应法，如Ca（OH）2的制备。
（3）性质
金属氢氧化物普遍呈碱性，但碱性的强弱不同，这取决于与氢氧根结合的金属阳离子对应元素的金属活泼性，活泼性越强，则其氢氧化物越容易在溶液中释放出氢氧根，碱性就越强。
碱金属的氢氧化物，它们最突出的化学性质是强碱性、热稳定加热不分解，对纤维和皮肤有强烈的腐蚀作用，所以称它们为苛性碱。
它们都是白色晶状固体，具有较低的熔点。
除LiOH在水中的溶解度（13g/100g水）较小外，其余碱金属的氢氧化物都易溶于水，并放出大量的热。
在空气中易吸湿潮解，所以固体NaOH是常用的干燥剂。
它们还容易与空气中的二氧化碳作用生成碳酸盐，所以要密封保存。
活性较弱的金属氢氧化物都是不溶性弱碱，不稳定，受热易分解生成相应的金属氧化物。
如氢氧化铁[Fe（OH）3]加热分解为氧化铁（Fe2O3）。
很不活泼的金属氢氧化物在低温时就可分解，如氢氧化汞[Hg（OH）2]和氢氧化亚银[AgOH]。
另外，还存在部分两性氢氧化物，即可与酸也可与碱发生反应生成盐和水，如氢氧化铝[Al（OH）3]、氢氧化铍[Be（OH）2]、氢氧化锌[Zn（OH）2]等。
还有一些低价氢氧化物易被氧化，如Fe（OH）2极易被氧化成Fe（OH）3。
高价的氢氧化物具有氧化性，如Fe（OH）3和HI反应不能生成对应价态金属盐。
Al（OH）3、Be（OH）2、Zn（OH）2两性。
【例题精析】
【例1】下列关于金属元素的叙述中正确的是
①金属元素的原子只有还原性，金属离子只有氧化性
②金属元素在化合物中一般显正价
③主族金属元素的原子最外层电子数可能多于4个
④金属元素只有金属性，没有非金属性
⑤最外层电子数越多的金属元素，其金属性越强
⑥离子化合物一定含有金属元素
A．只有①②③ B．只有②③ C．只有①⑤⑥ D．全部
【考点分析】考查学生对金属元素的原子结构、性质的认识。
【思维点悟】①金属元素的原子只有还原性，但金属离子在低价时还可以有还原性，如：
Fe2+，故不正确；②金属只作还原剂，显正价，正确；③ⅤA、ⅥA的金属元素原子的最外层电子为5、6个，正确；④处于金属和非金属交界的金属既有金属性，又有非金属性，如铝，不正确；⑤最外层电子数越多的金属越难失电子，金属性越弱，不正确；⑥铵盐不含金属元素，但属离子化合物，不正确。
正确的是②③。
【正确答案】B
【例2】请将工业实例与对应的冶炼方法连线。
冶炼方法：
工业实例：
①焦炭法A．湿法炼铜
②电解法B．铝热法炼铬
③活泼金属置换法C．从海水中提炼镁
④水煤气（或H2、CO）法D．火烧孔雀石炼铜
E．用三氧化钨炼钨
【考点分析】此题通过工业冶炼金属的实例考查学生对金属冶炼的方法和原理理解和掌握。
【思维点悟】A．湿法炼铜：
用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应方程式为：
CuO+H2SO4→CuSO4+H2O ，CuSO4+Fe-->Cu+FeSO4，所以是③活泼金属置换法；B．铝热法炼铬，就是用铝还原氧化铬的方法：
2Al+Cr2O3
2Cr+Al2O3，也是③活泼金属置换法；C．从海水中提炼镁，是从海水中提取无水MgCl2后，电解熔融氯化镁获得镁，是②电解法；D．火烧孔雀石炼铜，孔雀石的成分为Cu2（OH）2CO3，火烧孔雀石炼铜的反应式为：
Cu2（OH）2CO3
2CuO+CO2↑+H2O↑，2CuO+C
2Cu
+CO2↑，所以是①焦炭法；E．用三氧化钨炼钨，是用氢气还原法：
WO3+3H2
W+3H2O。
【正确答案】①-D，②-C，③-A、B，④-E。
【例3】工业上用铝土矿（主要成分是Al2O3·xH2O、Fe2O3、SiO2等）提取纯Al2O3做冶炼铝的原料。
提取时操作过程表示如下：
（1）写出②③两处所用试剂的名称②③。
（2）写出在在滤液B中加入物质③的离子方程式：
。
（3）Al2O3熔点（2045℃）很高，工业上用冰晶石作熔剂，电解熔融的Al2O3，其化学反应方程式是。
某冶炼铝厂以碳为电极电解时，由于温度高，阳极生成的氧气与碳发生反应。
当生成54kg铝时，阳极消耗24kg碳，则阳极生成的CO和CO2混合气体中，CO与CO2两种气体的分子个数比为。
【考点分析】此题以制取铝为载体，考查如何从铝土矿中提取纯净的氧化铝及制取铝的原理。
【思维点悟】
（1）铝土矿中含有Fe2O3、SiO2等杂质，加盐酸，SiO2不溶，Al2O3、Fe2O3溶于盐酸：
Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O，Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O，滤液A中有FeCl3、AlCl3，利用Al（OH）3两性溶于NaOH而Fe（OH）3碱性不溶于NaOH性质，试剂②是氢氧化钠，将FeCl3变成Fe（OH）3沉淀，将AlCl3变成NaAlO2溶液，滤液B为NaAlO2溶液。
（2）试剂③为CO2，反应的离子方程式为：
2AlO2－+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32－或AlO2－+CO2+2H2O→Al（OH）3↓+HCO3－。
（3）电解熔融的Al2O3的化学反应方程式是：
2Al2O3
4Al+3O2↑；54kg铝失电子为6000mol，设生成COxmol，则生成CO2：
24×103/12-x=（2×103-x）mol，根据电子守恒，碳所失去的电子数应等于铝所得到的电子数,2x+4（2×103-x）=6000，则x=1000，所以CO与CO2两种气体的分子个数比为1：
1。
【正确答案】
（1）过量氢氧化钠二氧化碳
（2）2AlO2－+CO2+3H2O→2Al（OH）3↓+CO32－或AlO2－+CO2+2H2O→Al（OH）3↓+HCO3－，
（3）2Al2O3
4Al+3O2↑1:
1
【例4】有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放人硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。
根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Z、Y、X B．X、Y、Z C．Y、X、Z D．X、Z、Y
【考点分析】此题是考查金属活泼性判断的实验方法。
【思维点悟】金属越活泼，越易失去电子。
根据金属活动性顺序，氢前的金属能与酸发生置换反应，位置在前的金属能把位于其后的金属从其盐溶液中置换出来进行判断。
把X、Y分别放在稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X不反应，说明Y＞X；Z的盐溶液不能用X制的容器盛装，说明X的活动性比Z强，X会把Z从其盐溶液中置换出来，所以X＞Z；综合分析得出，X、Y、Z三种金属的活动性顺序为：
Y＞X＞Z，故选项为B。
【正确答案】B
【例5】已知粗铜中含有少量Fe、Zn、Ag、Au杂质，用下图装置进行粗铜提纯。
（1）电极材料a是，b是，
电解质溶液是。
（2）电极反应式：
阳极：
阴极：
（3）在阳极附近，有固体沉积在电解槽底，该固体是，
有何实际应用价值。
（4）工业上电解法精炼铜的生产过程中为了保证精铜的纯度，你认为应采取的措施是：
。
【考点分析】此题是利用电解的原理对金属进行精制，考查电解电极反应式的书写，理解金属精制的原理。
【思维点悟】
（1）电解池的阳极是发生氧化反应，阴极发生还原反应。
电解法精炼铜实际上就类同于在阴极上电镀铜，a是阴极，应该是纯铜，b极是阳极，应该是粗铜，电解质溶液应该是可溶性的铜盐溶液。
（2）阳极是粗铜电极，是最易失电子的金属首先失电子被氧化：
Zn-2e→Zn2+，依次是：
Fe-2e→Fe2+，再是：
Cu-2e→Cu2+，阴极是溶液中易得电子阳离子得电子被还原：
Cu2++2e→Cu。
（3）最终在阴极获得纯铜，阳极金属不断溶解，Fe、Zn变成Zn2+，Fe2+进入溶液，Ag、Au逐渐脱落沉积在阳极底部，将阳极泥加以处理可得到金、银等贵重金属。
（4）随着电解的进行，电解液中Zn2+，Fe2+浓度逐渐增加，Cu2+浓度会逐渐降低，因此，要定期更换电解质溶液，并控制电解时的电压和温度在一定范围内。
【正确答案】
（1）纯铜片粗铜片 CuSO4（aq）
（2）阳极：
Zn-2e→Zn2+，Fe-2e→Fe2+，Cu2++2e→Cu。
阴极：
Cu2++2e→Cu。
（3）银和金将阳极泥加以处理可得到金、银等贵重金属
（4）控制电解时的电压和温度在一定范围内，定期更换电解质溶液
【例6】矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时，对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。
（1）提出问题：
单质碳也具有还原性，碳还原氧化铁的化学方程式为
为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石？
（2）猜想与假设：
焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应不易完全。
（3）进行实验：
实验步骤及注意事项如下：
①称取两份相同质量的氧化铁粉末。
一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中；另一份放入下图装置B的玻璃管中。
②装置A和B两组实验同时开始进行。
在装置B的反应中，实验开始前应先
（选填“通CO”或“加热”）； 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温，其原因是
。
（4）实验现象：
当装置B的玻璃管中固体完全由时（选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”），装置A的试管中仍有。
（5）解释与结论：
焦炭和铁矿石都是固体，接触面积小，反应确实不易完全，这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。
（6）交流与反思：
经过查阅资料和讨论，该小组同学发现除了上述原因外，工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因，试写出其中的一个：
（7）完善实验：
联想到单质碳的一些化学性质，甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生．为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2，将该气体通过下图的检验装置，正确的连接顺序是（选填字母，装置可重复使用）。
经过检验，证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2，因此装置A的不足之处是
（8）拓展延伸：
乙同学用F图测定铁的相对原子质量，主要实验步骤如下（必要的固定装置已略去）：
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