红对勾化学的知识

1、第三讲用途广泛的金属材料1了解合金的一般特性。2了解铜合金、钢等合成材料的重要应用。3掌握青铜的主要成分，钢的主要成分。知识点 1合金1.概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。2性能(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。知识点 2常见金属材料金属材料分为有色金属材料和黑色金属材料，包括纯金属和它们的合金。1有色金属材料铜和铝(1)我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金还有黄铜和白铜和它们的合金。(2)铝合金常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。性质特征：密度小、强度高、塑性好易于加工，成本低廉且表面

2、易形成氧化膜而具有一定的抗腐蚀能力。主要用途：建筑业，容器和包装业、交通运输及电子行业。2黑色金属材料铁铁的合金有生铁和钢，其中钢是用量最大、用途最广泛的合金。根据化学成分，把钢分为两大类：碳素钢和合金钢。其中的碳素钢可分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%0.6%)、高碳钢(含碳量高于0.6%)，含碳量越低，钢的韧性越好；含碳量越高，钢的强度越大。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。3正确选用金属材料(1)选择材料时，常常需要考虑以下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境影响等。(2)稀土元素是周期表中原子序数从5771的15种元素以

3、及钇和钪共17种元素，它们在科技、生产上有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因而稀土金属又被称为冶金工业的维生素。考点 1金属的冶炼1.金属冶炼的原理金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，再聚集成为金属单质。2金属冶炼的步骤大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三个步骤：第一步：矿石的富集、除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。第二步：冶炼，利用氧化还原反应，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属单质。第三步：精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。3金属的冶炼方法(1)物理分离法一般是利用金属

4、与杂质的密度差别较大或金属的熔点比杂质熔点低，通过物理方法将金属单质与其他杂质分离开，这种方法适用于化学性质非常稳定、在自然界中以游离态形式存在的金属，如Pt、Au等。(2)热分解法通过加热金属的氧化物、无氧酸盐，将金属化合物分解从而得到金属单质，再利用物理方法进一步分离，这种方法适用于较不活泼的金属，主要是在金属活动性顺序中Hg及其以后的金属，如：Hg、Ag等。(3)热还原法利用还原剂将金属元素从氧化物还原为单质的一种冶炼方法，常用的还原剂有焦炭、CO、H2、活泼金属(如：Al)，这种方法适用于金属活动性顺序中Zn、Cu之间的较活泼的金属，如：Fe、Cu等。例1下列物质在冶炼金属的过程中，需

5、加入还原剂的是()AHgOBAl2O3CFe2O3 DCuSO4解析在冶炼金属的三种方法中，只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合于冶炼金属活动性顺序中中间部分的金属，而后面的金属适合用热分解法，前面的金属适合用电解法。答案CD变式训练1我国古代劳动人民最早发明了“水法炼铜”，是湿法冶金的起源，在世界化学史上是一项重大贡献，早在西汉时期淮南万毕术里就有“曾青得铁则化为铜”的记载，曾青可能是碳酸铜一类物质，把其溶于酸中得溶液，把铁粉投入此溶液即可得铜。(1)根据学过的化学知识，写出该过程的离子方程式：_；(2)早在人们使用铜、铁之前，人们就使用黄金和银作为饰物和货币，历史上的“青铜器时期”早于

6、“铁器时期”，而近百年才开始大量使用铝制品，试分析人类使用这些金属的时间的历史事实与金属活泼性和冶炼难易的联系：_。解析(1)碳酸铜难溶于水，但溶于酸发生反应：CuCO32H=Cu2CO2H2O，再加入铁粉可发生置换反应：FeCu2=Fe2Cu。(2)由题意可知，人类使用金属从早到晚的顺序为Au、Ag、Cu、Fe、Al，比较它们的活泼性可得如下结论：金属越不活泼，越易冶炼，使用的时间越早。答案(1)CuCO32H=Cu2CO2H2O，Cu2Fe=CuFe2(2)金属越不活泼，越易冶炼，使用时间越早2钛(Ti)因为具有神奇的性能，越来越引起人们的关注。常温下钛不与非金属、强酸反应。红热时，却可与

7、常见的非金属单质反应。 钛是航空、军工、电力等方面的必需原料。地壳中有一种含钛矿石，称金红石(TiO2)。目前大规模生产钛的方法是：第一步，将金红石、炭粉混合，在高温条件下通入氯气制得TiCl4和一种可燃性气体。该反应的化学方程式为_，还原剂是_。第二步，在氩气的气氛中，用过量的镁在加热条件下与TiCl4反应制得金属钛。此反应的化学方程式为_，简述由上述所得产物获得金属钛的步骤：_。解析化学方程式的书写可直接根据题中所给出的条件和反应物来写。提取金属钛时，结合题目所给信息，常温下钛不与强酸反应，但镁能溶解于酸，从而选择用盐酸提纯。考点 2金属合金成分的判断例2(2011三亚测试)铝镁合金已成为

8、轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将_(填“偏高”或“偏低”)。(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是：_(填“需要”或“不需要”)。(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：_。_。探究三实验方案：称量xg铝镁合金粉末，放在如下图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。问题讨论：(1)欲计算Mg的质量分数，该实验中还需

9、测定的数据是_。(2)若用空气代替O2进行实验，对测定结果是否有影响？_(填“是”或“否”)。实验拓展参照探究一、探究二实验方案，请你另设计一个实验方案，测定该铝镁合金中镁的质量分数。(书写形式可以模仿探究一、二)_探究三(1)还需要测定灼烧后固体的质量，根据灼烧前后的质量，列二元一次方程组可解；(2)有影响，因为空气中有氮气，金属镁会与氮气反应，影响产物的质量。实验拓展先将两种金属转化为阳离子进入溶液，再加足量的碱液，Al3转化为AlO2，Mg2转化为沉淀，从而分离，通过测定沉淀的质量可以求出金属镁的质量，即得。答案探究一2Al2NaOH2H2O=2NaAlO23H297偏高探究二(1)不需

10、要(2)调整量气管C的高度，使C中液面与B中液面相平恢复到室温后再读数(或其他合理答案)探究三(1)灼烧后固体的质量(2)是变式训练3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 molL1的硝酸溶液中，加热使其充分反应(假设NO是惟一的还原产物)。下列说法正确的是()A若金属有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金属又开始溶解B若金属全部溶解，则溶液中一定含有Fe3C若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)，则b0.3解析本题考查了金属及其化合物的性质、氧化还原反应的计算等知识的综合运用。金属有剩余说明酸不足，反应生成了硝酸

11、盐，再加入硫酸，提供了H，在酸性条件下，硝酸盐中的NO3具有强氧化性，可以继续溶解金属，故A正确。若金属全部溶解，溶液中不一定含有Fe3，B不正确。C项中由于不清楚铁被氧化的状态，及硝酸是否过量，所以无法得出b的值。选项D，若溶液中的金属离子全部是Fe3和Cu2时，则起氧化剂作答案AD客观题：对合金的考查例1(2009广东理基)下列有关金属及其合金的说法不正确的是()A目前我国流通的硬币是由合金材料制造的B生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加C镁在空气中燃烧发出耀眼的白光，可用于制作照明弹D日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用解析生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次降低，故B错。答

12、案B高分策略了解化学与生活的联系，能用化学知识解释周围的现象，做一个生活的有心人。主观题：混合金属粉末中不同元素的确定例2已知某混合金属粉末除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在5%以上。请设计合理实验探究该混合金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1 molL1硫酸、2 molL1硝酸、2 molL1NaOH溶液、20% KSCN溶液。完成以下实验探究过程：(1)提出假设假设1：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素；假设2：该混合金属粉末中除铝外还含有_元素；假设3：该混合金属粉末中除铝外还含有Fe、Cu元素。(2)设计实验

13、方案基于假设3，设计出实验方案(不需要作答)。(3)实验过程根据(2)的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论解析要证明混合金属粉末中除铝外还有铁、铜，先加入过量的氢氧化钠除去铝，然后再加入过量的稀硫酸，以中和氢氧化钠，此时溶液呈浅绿色，过滤，再在滤液中滴加少量稀硝酸和KSCN溶液，若变红，则证明一定含有铁，剩余固体中加入过量稀硝酸，有无色气体生成。并很快变成红棕色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，则证明一定含铜。答案(1)CuFe(顺序可交换)(3)编号实验操作预期现象和结论用药匙取少许样品，加入试管A中，再用滴管取过量NaOH溶液并滴加到试管A中，充分反应后，静

14、置，弃去上层清液，剩余固体备用样品部分溶解，并有气体放出往试管A的剩余固体中加过量稀硫酸，充分反应后，静置。取上层清液于试管B中，剩余固体备用固体部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色，可能含铁往试管B中加入少许稀硝酸，再滴加KSCN溶液溶液先变黄色，加KSCN后显血红色结合可知，一定含铁往剩余固体中加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液固体溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，一定含铜高分策略充分利用铝的特性：能与强碱溶液反应，从而加碱可除去铝，然后再检验铁、铜即可。1化学与科技、社会以及人们的生活密切相关。下列说法不正确的是()A研制推广以甲醇为燃料

15、的汽车，以达到节能减排的目的B“无磷洗涤剂”的推广使用，可以减少水体富营养化的发生C铝合金的大量使用是因为人们能用焦炭等还原剂从氧化铝中获取铝D用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气答案C2(2011武汉市武昌区高三年级元月调研)下列有关物质用途的说法中，错误的是()A钠钾合金在常温下呈液态，可以作为原子反应堆的导热剂B日常生活中无水乙醇常用于杀菌消毒C加碘盐是在食盐中加入一定量的碘酸钾，可预防甲状腺肿大D苯酚的稀溶液可直接用作防腐剂和消毒剂答案B3下列说法中，正确的是()A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属B金、银、铜是应用最广泛的金属材料C钛被誉为“21世纪的金属

16、”，应用前景很广阔D铜是导电性、导热性最好的有色金属解析铜是人类在生产、生活中最早使用的金属，A错；应用最广泛的金属材料是钢铁，B错；金是导电性，导热性最好的有色金属，D错。答案C4近年来，科学家正在探索铝粉作为新能源的可能性，以期望铝能成为石油的一种替代物。假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列关于其有利因素的说法中，你认为错误的是()A铝质轻，便于运输、贮存且安全B铝燃烧时放出的热量大，且燃烧后产物对环境的污染容易得到有效的控制C在地球上，铝矿资源比较丰富D现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了基础答案D5根据下列金属的熔、沸点判断：其中不能形成合金的是()ACu与NaBFe

17、与CuCFe与Na DAl与Na金属NaCuAlFe熔点()97.51 0836601 535沸点()8832 5952 2003 000解析金属熔合形成合金，要求一种金属的沸点不能低于另一种金属的熔点。答案AC6现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下所示的实验(各试剂均过量)：由此可以推知，硬铝的组成可能为()AAl、Fe、Cu、CBAl、MgCAl、Cu、Mg、Si、MnDAl、Si、Zn、Mg解析既不溶于盐酸，又不溶于NaOH溶液的为Cu，不溶于盐酸，能溶于NaOH溶液的是Si，分析选项便可得出答案。答案C7钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。(1)炼

18、铁高炉分为五部分，铁矿石与高温煤气主要在_部分发生反应，在_部分开始生成生铁和炉渣。(2)炼钢时，除磷的化学方程式为_；加入硅、锰和铝的目的是_(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹_(填“前”或“后”)加入，原因是_。(4)炼铁和炼钢生产中，尾气均含有的主要污染物是_。从环保和经济角度考虑，上述尾气经处理可用作_。8某铝合金中含有合金元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是_。(2)将样品溶解于足量的稀盐酸中，过滤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_。(3)滤液中加过量氢氧

19、化钠溶液，过滤，有关的离子方程式是_。(4)步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤，有关的离子方程式是_。(5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称量，其质量为b g。有关的化学方程式是_，原样品中铝的质量分数是_。(6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果偏_(填“高”、“低”或“不影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果偏_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果偏_。答案(1)托盘天平(2)MgCl2、AlCl3Cu、Si烧杯、玻璃棒、普通漏斗(3)Mg22OH=Mg(OH)2Al34OH=AlO22H2O(4)AlO22H2OCO2=A

20、l(OH)3HCO39(2011泉州质检)生铁中除铁外，还含有碳和硫等其他元素，其中碳元素主要以碳化铁的形态存在，它使生铁性能坚硬而脆，所以生铁的用途不大，一般用作炼钢的原料。某兴趣小组设计按下图所示的实验装置(C的加热装置省略)，测定生铁中的碳的质量分数 。请回答下列问题：(1)硫在生铁中是有害元素，它使生铁产生热脆性。硫元素在生铁中最有可能存在的价态是_。A2B0C4 D6(2)写出在烧杯E中发生反应的离子方程式：_。(3)D中30%双氧水的作用是_；若无此装置，所测定的碳的质量分数将_(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)。(4)反应完成后，欲验证生铁含有硫元素，你所设计的实验方案是(写出

21、实验步骤、现象)_。(5)待C管的样品充分反应后，测得E中生成的沉淀为b g，请计算出生铁中碳的质量分数为_。(6)实验过程中，该兴趣小组应注意的安全问题是_。(任写一种)解析(1)硫元素与铁形成的化合物中S元素的价态最可能是2价；(2)A中用于生成氧气，经过B干燥后，在C中将S、C氧化为SO2和CO2，经过D时SO2氧化为H2SO4，进入E中的是CO2气体，则反应的离子方程式为：CO2Ba22OH=BaCO3H2O；(3)D中双氧水的作用是吸收二氧化硫，若无此装置，它会被E中的氢氧化钡吸收，则使测定的碳的质量分数偏高；(4)若含有硫元素，则D瓶中存在硫酸，向其中加入盐酸酸化的氯化钡溶液，若产生沉淀，表明含有硫元素； 答案(1)A(2)CO2Ba22OH=BaCO3H2O(3)吸收SO2气体偏高(4)取少量D瓶溶液于试管中，滴加盐酸酸化的BaCl2溶液，若出现白色沉淀，说明生铁中含有硫元素(6)浓硫酸有腐蚀性，使用时要小心；加热时要使二通管均匀受热等(其他合理答案也给分)有关金属元素的考查是高考的重要考点，特别是钠、铝、铁化合物间的相互转化尤为重要，考查中通常以金属单质及化合物性质为载体，考查物质推断、化学方程式和离子方程式的书写、综合探究性实验等。同学们在复习中应注意