高考化学总复习-第3章-第4节-用途广泛的金属材料课件

1、第三章金属及其化合物第三章金属及其化合物第四节用途广泛的金属材料第四节用途广泛的金属材料必修部分1.考纲展示考纲展示核心要点核心要点1.了解合金的概念及其重了解合金的概念及其重要应用。要应用。2.了解铜及其化合物的主了解铜及其化合物的主要性质及应用。要性质及应用。1.合金的物理性质合金的物理性质(熔点、熔点、硬度硬度)与各成分金属比较。与各成分金属比较。2.常见铁、铜、铝合金的应常见铁、铜、铝合金的应用。用。3.由金属活动性判断金属冶由金属活动性判断金属冶炼方法。炼方法。一、合金一、合金(1)合金材料中一定没有非金属吗？合金材料中一定没有非金属吗？(2)青铜的熔点与纯铜相比谁高？青铜的熔点与纯

2、铜相比谁高？提示提示(1)不一定，如生铁。不一定，如生铁。(2)纯铜高。纯铜高。1概念概念合金是指两种或两种以上的合金是指两种或两种以上的 熔合熔合而成的具有而成的具有 的物质。的物质。2性能性能(1)熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 ；(2)硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 。金属金属(或金属与非金属或金属与非金属)金属特性金属特性低低大大二、常见的金属材料二、常见的金属材料1重要的黑色金属材料重要的黑色金属材料钢钢2常见的有色金属材料常见的有色金属材料铜、铝及其合金铜、铝及其合金(1)铜

3、合金：铜合金：我国使用最早的合金是我国使用最早的合金是 ，常见的铜合金还有，常见的铜合金还有 和和。(2)铝合金：铝合金：青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜密度小密度小 强度高强度高 塑性好塑性好 致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜 1下列关于合金性质的说法中，错误的是下列关于合金性质的说法中，错误的是()A合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同D合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同合金的化学

4、性质一般与其各成分金属的化学性质不同解析：解析：合金的化学性质与其各成分金属的化学性质是相同合金的化学性质与其各成分金属的化学性质是相同的。的。答案：答案：D2人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单人类历史上大量生产和使用铝、钛、铁、铜四种金属单质的时间顺序是质的时间顺序是()A铜、铁、铝、钛铜、铁、铝、钛B铁、铝、钛、铜铁、铝、钛、铜C铜、铁、钛、铝铜、铁、钛、铝D铁、铜、铝、钛铁、铜、铝、钛解析：解析：金属活泼性越强，越难以冶炼，生产和使用的时间金属活泼性越强，越难以冶炼，生产和使用的时间越晚。越晚。答案：答案：A3下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是下列金属材料中，最适合制造

5、飞机外壳的是()A镁铝合金镁铝合金B铜合金铜合金C碳素钢碳素钢D铅锡合金铅锡合金答案：答案：A4铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成成(1)(3)题：题：(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜跟铁反应生成铜。试写出该反应的化学方程式：。试写出该反应的化学方程式：_。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程铜器表面有时会生成铜绿，请

6、写出生成铜绿的化学方程式：式：_。这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：器物的化学方程式：_。(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点铜的熔点是是1 183.4，铁的熔点是，铁的熔点是1 534.8)解析：解析：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择酸，强氧

7、化性酸能和裸露的铜继续反应，面的铜绿，考虑选择酸，强氧化性酸能和裸露的铜继续反应，而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如而盐酸不和铜继续反应，并且盐酸具有挥发性。有关方程式如下：下：Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O。(3)根据题给信息以及作货币的实际，选择铜作货币是因为根据题给信息以及作货币的实际，选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。定，不易被腐蚀。答案：答案：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu

8、2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O(3)选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成选择铜作货币是因为铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀。金属活动性金属活动性顺序顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au原子失电子原子失电子能力能力由大到小，还原性由强到弱由大到小，还原性由强到弱阳离子得电阳离子得电子能力子能力由小到大，氧化性由弱到强由小到大，氧化性由弱到强和和O2反应反应常温易被氧化常温易被氧化常温能被常温能被氧化氧化常温干燥空常温干燥空气中不易被气中不易被氧

9、化氧化加热时能被加热时能被氧化氧化不能不能被氧被氧化化和和H2O反应反应常温置换出氢常温置换出氢加热或与水蒸气反应置加热或与水蒸气反应置换出氢换出氢不能置换出水中的氢不能置换出水中的氢金属活动金属活动性顺序性顺序K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au和酸反应和酸反应剧烈反应剧烈反应并置换出并置换出酸中的氢酸中的氢能置换出酸中的氢，能置换出酸中的氢，常温下常温下Fe、Al在浓在浓HNO3、浓硫酸中钝化、浓硫酸中钝化不能置换稀酸中的氢不能置换稀酸中的氢与强氧化性与强氧化性酸反应酸反应只与王水只与王水反应反应和碱反应和碱反应仅仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应能跟

10、强碱水溶液反应和盐反应和盐反应先与水反先与水反应应排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的金属排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的金属冶炼方法冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法加热分解法加热分解法物理方法物理方法(1)Fe、Al遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化，该反应依然属于氧化遇冷浓硝酸、浓硫酸钝化，该反应依然属于氧化还原反应。还原反应。(2)金属与硝酸反应时，不产生金属与硝酸反应时，不产生H2。(3)Pt、Au只能溶于王水只能溶于王水(浓浓HNO3、浓盐酸的混合物、浓盐酸的混合物)。 X、Y、Z、M、N代表五种金属。有以下化学反应：代表五种金属。有以下化学反应：水溶液中：水溶液中：XY2=X2YZ

11、2H2O(冷冷)=Z(OH)2H2M、N为电极与为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：为：M2e=M2Y可以溶于稀可以溶于稀H2SO4中，中，M不被稀不被稀H2SO4氧化。氧化。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是AMNYXZ BNMXYZCNMYXZDXZNMY解析：解析：由由知知X活泼性大于活泼性大于Y，且，且X、Y都不与水反应。由都不与水反应。由知知Z为很活泼的金属，由为很活泼的金属，由及原电池原理知活泼性及原电池原理知活泼性MN。由。由知活泼性知活泼性YM，综合上述结论可知活泼性，综合上述结论可知活泼性ZXYM

12、N，故选，故选C。答案：答案：C【迁移应用迁移应用】1.在含有在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和和AgNO3的溶的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是液中加入适量锌粉，首先置换出的是()AMgBCuCAgDH2解析：解析：金属越活泼，还原性越强，其阳离子的氧化性越金属越活泼，还原性越强，其阳离子的氧化性越弱，所以氧化性强弱顺序为：弱，所以氧化性强弱顺序为：AgCu2Zn2Mg2；同一；同一种还原剂与不同氧化剂反应时，氧化性强的先反应，锌与种还原剂与不同氧化剂反应时，氧化性强的先反应，锌与Mg2不反应，先与不反应，先与Ag反应，所以首先置换出的是反应，所以首先置换出的是Ag。答案：答案：C

13、1.铜铜(1)物理性质：紫红色，不能被磁铁吸引。物理性质：紫红色，不能被磁铁吸引。(2)化学性质：化学性质：2.氧化铜和氧化亚铜氧化铜和氧化亚铜3.氢氧化铜氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质：化学性质：Cu(OH)2属于弱碱，能与酸反应生成盐和属于弱碱，能与酸反应生成盐和水。水。4硫酸铜硫酸铜(1)CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾和胆矾，受热易分为蓝色晶体，俗称蓝矾和胆矾，受热易分解为白色粉末解为白色粉末CuSO4和水。和水。(2)无水无水CuSO4遇水变蓝色遇水变蓝色(生成生成CuSO45H2O)，可作为水的，可作为水的检验试剂。检

14、验试剂。(3)CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。(1)溶液中的溶液中的Cu2常为蓝色常为蓝色(浓浓CuCl2溶液为蓝绿色，稀溶液为蓝绿色，稀CuCl2溶液为蓝色溶液为蓝色)，可作为，可作为Cu2的判断依据。的判断依据。(2)Cu2与碱反应生成蓝色沉淀与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定，这是鉴定Cu2的原理之一。的原理之一。(3)无水无水CuSO4一般用于检验水，而不作为吸收水的干燥一般用于检验水，而不作为吸收水的干燥剂。剂。 (2

15、012山东高考山东高考)工业上由黄铜矿工业上由黄铜矿(主要成分主要成分CuFeS2)冶冶炼铜的主要流程如下：炼铜的主要流程如下：(1)气体气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸吸收。收。a浓浓H2SO4B稀稀HNO3cNaOH溶液溶液D氨水氨水(2)用稀用稀H2SO4浸泡熔渣浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加，取少量所得溶液，滴加KSCN溶溶液后呈红色，说明溶液中存在液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号填离子符号)，检验溶液，检验溶液中还存在中还存在Fe2的方法是的方法是_(注明试剂、现象注明试剂、现象)。( 3 ) 由 泡 铜 冶 炼 粗 铜 的 化 学

16、 反 应 方 程 式 为由 泡 铜 冶 炼 粗 铜 的 化 学 反 应 方 程 式 为_。(4)以以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜溶液为电解质溶液进行粗铜(含含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中溶液中Cu2向阳极移动向阳极移动d利用阳极泥可回收利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属等金属(5)利用反应利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为

17、，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。解析：解析：(1)焙烧时冰铜中的硫元素转化为焙烧时冰铜中的硫元素转化为SO2，所以气体，所以气体A为为SO2，应用碱液吸收，应用碱液吸收SO2。(2)滴加滴加KSCN溶液变红色说明溶液中含有溶液变红色说明溶液中含有Fe3，用，用KMnO4溶液检验溶液检验Fe3的溶液中的的溶液中的Fe2。(3)高温下泡铜中的高温下泡铜中的Cu2O与与Al发生置换反应。发生置换反应。 (4)电解精炼粗铜，粗铜接电源的正极，作阳极，发生氧化电解精炼粗铜，粗铜接电源的正极，作阳极，发生氧化反应，反应，b对；电解时电解质溶液中的阳离子对；电解时电解质溶液中的阳离子(Cu2

18、)向阴极移动，向阴极移动，c错；阳极上比错；阳极上比Cu活泼的活泼的Al、Zn优先失电子变成离子进入电解优先失电子变成离子进入电解质溶液，而比质溶液，而比Cu不活泼的不活泼的Ag、Pt、Au则不能参与电极反应，以则不能参与电极反应，以单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥，单质的形式沉积在阳极下方形成阳极泥，d对；电解时有一小部对；电解时有一小部分电能转化为热能，分电能转化为热能，a错。错。(5)电池反应的总方程式为电池反应的总方程式为2CuO24H=2Cu22H2O，负极电极反应式为，负极电极反应式为2Cu4e=2Cu2，将电池反应的，将电池反应的总方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：总

19、方程式与负极电极反应式相减得正极电极反应式：4HO24e=2H2O。(2)中易忽略重新取少量溶液，而直接在前面的溶液中继续中易忽略重新取少量溶液，而直接在前面的溶液中继续加加KMnO4溶液，而使现象不明显。溶液，而使现象不明显。(5)中易错写成中易错写成O24e=2O2而忽略了酸性环境。而忽略了酸性环境。【迁移应用迁移应用】2.(2011新课标全国高考新课标全国高考)0.80 g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热重曲线样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲化样品质量随温度变化的曲化)如下如下图所示。图所示。请回答下列问题：请回答下列问题：( 1 ) 试 确 定试 确 定 2

20、0 0 时 固 体 物 质 的 化 学 式时 固 体 物 质 的 化 学 式_(要求写出推断过程要求写出推断过程)；(2)取取270所得样品，于所得样品，于570灼烧得到的主要产物是黑色灼烧得到的主要产物是黑色粉 末 和 一 种 氧 化 性 气 体 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为粉 末 和 一 种 氧 化 性 气 体 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为_；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓；把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为_，其存在，其存在的最高温度是的最高温度是_；(3)上述氧化性气体与水反应生成一

21、种化合物，该化合物的上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓 溶 液 与浓 溶 液 与 C u 在 加 热 时 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为在 加 热 时 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为_；(4)在在0.10 molL1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH8时，时，c(Cu2)_ molL1(KspCu(OH)22.21020)。若在。若在0.1 molL1硫酸铜溶液中通入过量硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使气体，使Cu2完全沉淀为完全沉淀为

22、CuS，此时溶液中的，此时溶液中的H浓度是浓度是_ molL1。实验探究实验探究对氢气还原氧化铜所得红色物成分的探究对氢气还原氧化铜所得红色物成分的探究铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如Cu呈紫红色、呈紫红色、Cu2O呈砖红色，呈砖红色，CuO呈黑色，呈黑色，CuSO45H2O、Cu(OH)2呈蓝呈蓝色，色，Cu2(OH)2CO3呈绿色等。在铜及其化合物中，呈绿色等。在铜及其化合物中，Cu2O和铜绿和铜绿Cu2(OH)2CO3是重点内容，试题中除以信息题的形式出现外，是重点内容，试题中除以信息题的形式出现外，还常设置探究性题。还常设置探究性题。 研究性学习

23、小组为检测实验室用研究性学习小组为检测实验室用H2还原还原CuO所得红所得红色固体中是否含有色固体中是否含有Cu2O进行了探究：进行了探究：.查阅资料：查阅资料：Cu2O属于碱性氧化物；属于碱性氧化物；高温灼烧高温灼烧CuO生成生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。.设计实验方案：设计实验方案：方案方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。变化。方案方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。呈蓝色。

24、方案方案3：称得干燥坩埚的质量为：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中，取红色试样置于坩埚中称得总质量为称得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为质量为 c g。(1)请你评价方案请你评价方案1和方案和方案2。如果你认为该方案合理，请简。如果你认为该方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。方案方案1：_；方案方案2：_。(2)方案方案3中，若确认红色粉末中含有中，若确认红色粉末中含有Cu2O，则，则a、b、c应符应符合的数学关系为合的数学关系为_，该实验方案最少需进行，该实验方案最少需进行_次称次称量。量。解析：解析：(1)方案方案1不合理，因为稀硝酸具有强氧化性，若红色不合理，因为稀硝酸具有强氧化性，若红色物质中存在氧化亚铜，也会被氧化成物质中存在氧化亚铜，也会被氧化成Cu2，而，而Cu也能与硝酸反也能与硝酸反应生成应生成Cu2，使溶液始终呈现蓝色，无法验证；方案，使溶液始终呈现蓝色，无法验证；方案2可以证可以证明。明。解得解得c(9ba)/8，而红色物质中存在，而红色物质中存在Cu2O，则，则c(9ba)/8，称量时，要保证高温灼烧后质量不发生变化，则高温灼烧，称量时，