化学金榜课件4

1、第3节金属材料复合材料考纲考情三年8考高考指数：1.了解合金的概念及其重要应用。2.了解金属铜及其重要化合物的主要性质及应用。【知识梳理】一、合金及常见金属材料1.合金：金属与非金属低大2.常见的金属材料：(1)重要的黑色金属材料钢铁。(2)常见的有色金属材料：金属或合金性能用途铝良好的_性、_性和_性制导线铝合金密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等铜良好的_性、_性和_性主要用于电气和电子工业、建筑业延展导热导电延展导电导热金属或合金性能用途铜合金青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜金极高的抗腐蚀性，优良的导电

2、和导热性以及稳定的化学性质电子工业、航空和航天工业银良好的延展性、导热性和导电性广泛用于有机合成、能源开发、材料制造等【微点拨】(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)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。(3)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。(4)合金一定是混合物。二、金属铜及其化合物1.单质铜的化

3、学性质：(1)与非金属的反应(写出化学方程式)：与O2反应加热：_。常温下在潮湿的空气中：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3。与S反应：_与Cl2反应：_(_色烟)。=2Cu+O2 2CuO2Cu+S Cu2SCu+Cl2 CuCl2棕黄(2)与氧化性酸的反应(写出相应的化学方程式)：与浓硫酸的反应：_。与浓硝酸的反应：_。与稀硝酸的反应：_。=Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(3)与盐溶液的反应(用离子方程式表示)：与硝酸银溶液的反

4、应：_。与氯化铁溶液的反应：_。Cu+2Ag+=Cu2+2Ag2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+2.铜的化合物的主要性质：(1)氧化铜和氢氧化铜。物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2状态不溶于水的_色固体(粉末)不溶于水的_色固体化学性质CuO+2H+=Cu2+H2OCuO+H2 Cu+H2OCuO+CO Cu+CO24CuO 2Cu2O+O2Cu(OH)2+2H+= Cu2+2H2OCu(OH)2 CuO+H2O黑蓝(2)硫酸铜：CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称_，受热易分解为白色粉末CuSO4和水，反应为CuSO45H2O CuSO4+5H2O。蓝矾或胆矾三、复合材料1.概念：将

5、两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。2.组成：(1)基体：在复合材料中起_作用。(2)增强体：在复合材料中起_作用。黏结骨架3.分类：4.性能：既保持或发展了原来材料的长处，又能弥补原材料的不足。【小题快练】1.【思考辨析】(1)(2014新课标全国卷)氢气通过灼热的CuO粉末，反应后固体物质增重。( )【分析】氧化铜变为铜，固体质量减少。(2)(2014新课标全国卷)将锌粒投入Cu(NO3)2溶液，反应后固体物质增重。( )【分析】锌置换出铜，固体质量减少。(3)(2012天津高考)镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。( )【分析】过渡金属的某些合金有

6、吸附氢气的作用。(4)生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加。( )【分析】生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次减小。(5)合金是一种性能优良的复合材料。( )【分析】复合材料是基体和增强体组成的，合金只是几种金属或金属与非金属熔合而成的有金属特性的混合物，不属于复合材料。2.【教材研习】(1)(RJ必修1P68)合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A. B.C. D.【解析】选A。合金的机械性能比各成分金属的

7、大，故正确；根据教材知识，是正确的；合金的电阻率比纯金属要大，故是错误的；合金由于性能好而应用更广泛，是正确的。(2)(RJ必修1P68)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是()A.铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到B.铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型C.铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受D.铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通【解析】选B。注意从物理性质和化学性质方面来分析。A项和C项没有从这两方面分析，不符合题意；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔

8、点比较低，容易冶炼铸造成型，即B项正确，而D项不正确。(3)(LK必修1P124)下列有关纯铁的描述正确的是()A.熔点比生铁低B.与相同浓度的盐酸反应，生成氢气的速率比生铁快C.在潮湿空气中比生铁更容易被腐蚀D.在冷的浓硫酸中可钝化【解析】选D。生铁是合金，熔点低于纯净的单质，A错误。生铁是合金，含有碳，可构成原电池，反应速率加快，B错误。生铁在潮湿空气中可构成原电池，反应速率加快，即腐蚀的速率快于纯铁，C错误。铁、铝在冷的浓硫酸中可钝化，D正确。(4)(LK必修1P125)下列关于不锈钢和普通钢的认识中，正确的是()A.它们的组成元素是相同的B.它们的主要成分都是铁，故化学性质完全相同C.

9、它们的耐腐蚀性能不同D.它们的物理性质完全相同【解析】选C。普通钢的主要成分是铁，其中还含有一定量的碳、硅、锰等，不锈钢中除含铁、碳外还加入了抗腐蚀的元素如镍、铬等。组成元素不同，物理、化学性质都有差异，耐腐蚀能力不同，故选C。【速记卡片】1.合金的2个物理性质：(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大。2.牢记4种物质的颜色：Cu紫红色；CuO黑色；CuSO4粉末白色；CuSO45H2O蓝色。3.金属冶炼的3种方法：(1)热分解法；(2)热还原法；(3)电解法。考点一金属活动性顺序【自主训练】1.(2015威海模拟)在构成宇宙万物的一百多种元

10、素中，金属约占了80%，它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有b、c两种金属元素，下列不可以证明b、c金属性强弱的是()A.最高价氧化物对应水化物的溶解性：bcB.单质与水反应的剧烈程度：bcC.相同条件下，氯化物水溶液的pH：bcD.c可以从b的氯化物水溶液中置换出b【解析】选A。金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则失电子能力越强，金属性越强，与最高价氧化物对应水化物的溶解性无关，故A错误；金属元素的单质与水或酸反应置换出氢气越容易，则失电子能力越强，单质与水反应的剧烈程度：bc，则金属性：bc，故B正确；盐溶液的pH越小，盐的水解程度越大，则对应的碱的碱性越

11、弱，其金属元素的金属性越弱，相同条件下，氯化物水溶液的pH：bc，则金属性：bc，故C正确；活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来，c可以从b的氯化物水溶液中置换出b，则金属性：bZYM B.XYZMC.MZXY D.XZMY【解析】选A。金属X和Z用导线连接放入稀硫酸中，X溶解，Z极上有氢气放出，则X为负极，金属活动性为XZ；若电解Y2+和Z2+共存的溶液时，Y先析出，则Y2+氧化性强，金属活动性为ZY；M、Y组成原电池时，电子从Y经外电路流向M，Y为负极，则金属活动性为YM。综上所述，金属活动性为XZYM。【归纳总结】金属活动性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu

12、、Hg、AgPt、Au与O2反应常温下易氧化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应与H2O反应常温下生成碱和氢气与热水反应有碱存在与水反应与高温水蒸气反应不反应与H+反应生成盐和氢气不反应金属活动性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au与盐溶液反应与水反应，不与盐反应，生成的碱与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来自然界存在形态化合态游离态【高考警示】(1)在金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，其单质的还原性越弱，简单离子的氧化性越强，但金属活动性顺序表中铁对应的阳离子是Fe2+而不是Fe3+，Fe3+的

13、氧化性介于Ag+和Cu2+之间，即Ag+Fe3+Cu2+。(2)Cu之后的金属不与非氧化性酸反应；Cu、Hg、Ag能与氧化性酸反应，但不产生氢气。【加固训练】1.X、Y、Z、M四种金属，已知X可以从Y的盐溶液中置换出Y；X和Z在稀硫酸中构成原电池时，Z为正极；用石墨电极电解含Y和Z离子的溶液时，阴极先析出Y；M离子氧化性强于Y离子，则这些金属的活动性由强到弱的顺序是()A.X、Y、Z、M B.X、Z、M、YC.M、Z、X、Y D.X、Z、Y、M【解析】选D。活泼金属能置换较不活泼的金属，X可以从Y的盐溶液中置换出Y，所以金属的活动性XY；X和Z在稀硫酸中构成原电池时，Z为正极，所以金属的活动性

14、XZ；若电解Y和Z离子共存的溶液时，Y先析出，说明Y离子氧化性强于Z离子，所以金属的活动性ZY；M离子的氧化性强于Y离子，所以金属的活动性YM，综上可知四种金属的活动性由强到弱的顺序为X、Z、Y、M。2.(2015日照模拟)下列实验不能作为判断依据的是()A.钠和镁分别与冷水反应，判断钠和镁金属性强弱B.通过铁、锌和稀硫酸形成原电池，判断铁与锌的金属性强弱C.碳酸钠溶液中通入SO2产生气泡，判断碳与硫的非金属性强弱D.Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱【解析】选C。钠与冷水比镁与冷水反应剧烈，因此钠的金属性强于镁，故A正确；铁、锌和稀硫酸形成原电池，活泼金属锌作负极，说

15、明锌的金属性强于铁，故B正确；碳酸钠溶液中通入SO2产生气泡，只能证明亚硫酸的酸性强于碳酸，故C错误；卤素单质与氢气化合越容易，非金属性越强，故D正确。考点二铜及其化合物的性质与转化转化关系图中的各个化学反应，除CuO Cu2O外，其他的我们都很熟悉。认真分析各物质间的转化，理解铜及其化合物的性质。【高考警示】Cu2+、Cu2O的鉴别(1)Cu2+的鉴别。溶液中含有Cu2+常为蓝色，可作为Cu2+的鉴别依据；Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu2+的原理之一。(2)Cu2O的鉴别。Cu2O溶于足量的非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)生成Cu2+和Cu，现象为溶液变蓝，有亮红色固

16、体剩余，根据此现象可鉴别Cu2O与其他红色物质。【典题】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，请完成下列题目：(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜。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器物的化学方程式： 。【解析】(2)2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，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

17、如下：Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2+3H2O。答案：(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu(2)2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2+3H2O【针对训练】1.铜是人类最早使用的金属，被广泛应用于电气、轻工、机械制造和国防工业等。Cu2O与H2SO4能发生反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。(1)用实验法确定某温度下Cu(OH)2固体的分解产物。实验时称取9.8 g Cu(OH)2样品，将该样品在坩埚中加热分解，冷却至室温后，测得剩余固体质量为7.6 g，该固体的成分及质量为，若将

18、所得固体溶于足量稀硫酸，所得固体质量为g。(2)冰铜(主要含Cu2S和FeS等)是冶炼铜的理想原料。高温下利用冰铜冶炼金属铜的反应主要有2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO2和2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2。若得到1 mol单质铜，反应中转移电子的物质的量为 ，反应中氧化剂为 。(3)Cu可以溶于稀硝酸，该反应的离子方程式为 。【解析】(1)nCu(OH)2= =0.1 mol若Cu(OH)2加热完全分解只生成CuO，其质量为0.1 mol80 gmol-1=8 g若Cu(OH)2加热完全分解只生成Cu2O，其质量为0.05 mol144 gmol-1=7.2 g因7.27.68.0，

19、故该固体为CuO和Cu2O的混合物。设CuO为xmol，Cu2O为ymol即 解得：x=0.05y=0.025即m(CuO)=0.05 mol80 gmol-1=4.0 gm(Cu2O)=0.025 mol144 gmol-1=3.6 g据反应：Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O可知生成Cu的质量为0.025 mol64 gmol-1=1.6 g。(2)由冰铜冶炼铜的反应为2Cu2S+3O2 2Cu2O+2SO22Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2两式合并得：3Cu2S+3O2 6Cu+3SO2即Cu2S+O2 2Cu+SO2生成2 mol Cu时转移6 mol电子；反应的氧化剂为

20、Cu2O和Cu2S。高温=高温=高温=高温=答案：(1)CuO和Cu2O分别为4.0 g和3.6 g1.6(2)3 molCu2O和Cu2S(3)3Cu+8H+2 =3Cu2+2NO+4H2O2.(2015长沙模拟)铜器久置，表面会生成一层绿色固体，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，得知该绿色物质是碱式碳酸铜。该小组同学利用如图装置进行实验，探究碱式碳酸铜的分解产物。对试管内的绿色固体进行加热至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。取少量加热后生成的黑色固体于试管中，加入稀盐酸。观察到黑色固体逐渐溶解

21、，溶液变成蓝色。取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：(1)加热后试管中剩余的黑色物质是 。(2)写出该绿色物质受热分解的化学方程式：_ 。(3)上述实验步骤中反应的离子方程式为_ 。(4)实验装置最后的干燥管的作用是 。【解析】根据无水硫酸铜变蓝，可知反应中有水生成；根据澄清石灰水变浑浊，可知有CO2生成；根据黑色固体溶于稀盐酸溶液变蓝色，插入铁丝后有红色物质析出，知黑色物质应是CuO。(1)加热后试管中剩余的黑色物质是CuO。(2)碱式碳酸铜受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2。(3)上述实验步骤中铁

22、置换出铜，反应的离子方程式为Cu2+Fe=Cu+Fe2+。(4)该实验装置中最后的干燥管中装有碱石灰，目的是防止空气中的CO2进入广口瓶中，干扰实验。=答案：(1)CuO(2)Cu2(OH)2CO3 2CuO+H2O+CO2(3)Cu2+Fe=Cu+Fe2+(4)防止空气中的CO2进入广口瓶=【加固训练】1.(2015唐山模拟)已知酸性条件下有如下反应：2Cu+=Cu2+Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气