2022届高考化学知识研习一轮复习金属材料复合材料

-1-课程标准1.了解常见金属的活动顺序。2．了解Cu等重要金属及其化合物的主要性质及其应用。考点展示1.依据金属单质及化合物的性质特征进行的实验推断。2．Cu及其化合物的性质。一、金属与金属材料1．冶金工业将金属分为两大类-1-2．钢铁(1)生铁与钢的比较(2)不锈钢普通钢中加入

等多种元素，使其具有

的特性。-1-生铁钢含碳量多少含硫、磷量少多含硅、锰量少较多相同点硬度大，熔点低等铬、镍不生锈3．合金由

以上的金属(或金属跟非金属)熔合而成的具有

的物质。(1)特点合金的熔点一般比成分金属熔点

；比成分金属有

的硬度、强度等良好的物理、化学和机械性能。(2)铝合金①成分：铝和

锌、锂等。②性能：高

、低

好、耐腐蚀等。③用途：用于

等。-1-两种或两种金属特性低高铜、镁、硅、强度密度、塑性建筑业、容器和包装业4．铜硬度较小的

色金属，具有良好的

性、

性和

性。(1)与非金属反应，化学方程式分别为：①与O2反应：

。②与S反应：

。③与Cl2反应：

。-1-紫红延展导电导热(2)与氧化性酸反应，化学方程式分别为：①与浓H2SO4反应：

。②与浓HNO3反应：

。③与稀HNO3反应：

。-1-Cu＋2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O4HNO3(浓)＋Cu===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)与某些盐(如AgNO3、FeCl3等)溶液反应，化学方程式为

。(4)在潮湿的空气里生成铜绿的化学方程式为

。5．氧化铜(1)碱性氧化物，可与酸反应，离子方程式为

。-1-Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22Cu＋CO2＋H2O＋O2===Cu2(OH)2CO3CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O(2)具有氧化性，可被还原性物质(如CO、H2、CH3CH2OH等)还原，化学方程式分别为

(3)高温下分解，化学方程式为

。-1-6．金、银、钛的性能和用途-1-金(Au)银(Ag)钛(Ti)主要性能共性良好的导电、导热和延展性特性金黄色金属，柔软，化学性质尤其稳定银白色金属，质地柔软，化学性质稳定熔点高、硬度大、可塑性强、密度小、很活泼(但易形成保护膜)、亲生物性重要用途电子元件、航空航天部件、货币、装饰品等催化剂、化学电源、牙科材料、货币、饰品等广泛用于航空、航天、航海、化工设备、医疗器械等二、复合材料1．复合材料

性质不同的材料经特殊加工而成的一种新型的材料。其中一种材料作为

，另一种材料作为

。2．生产、生活中常用的复合材料(1)玻璃钢：以

做增强体，

做基体的复合材料。(2)碳纤维增强复合材料：在

的基体中加入了

做增强体，具有韧性好、强度高而质轻的特点。-1-两种或两种以上基体增强体玻璃纤维合成树脂合成树脂碳纤维3．航空、航天领域中的复合材料(1)飞机、火箭的机翼，导弹的壳体、尾翼中的复合材料。基体：

等密度小的金属。增强体：

等耐热性能好的纤维。(2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦。基体：各类

。增强体：

。-1-铝、镁、钛碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维和氧化铝纤维陶瓷碳纤维、碳化硅纤维或氧化铝纤维考点一金属活动性强弱的判断1．金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。2．金属对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。3．一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，则该金属活泼性比另一种金属强。-1-4．两种金属能构成原电池时，作为负极的金属比作为正极的金属活泼。5．在电解过程中，先得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活泼性差。灵犀一点：①金属活动性的强弱与金属得失电子的能力有关，而与得失电子数目的多少无关。②金属活动性的不同决定了冶炼方法的不同。-1-【案例1】某研究性学习小组为证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下几种方案：-1-方案现象或产物①将铁片置于CuSO4溶液中铁片上有亮红色物质析出②将铁丝和铜丝分别在氯气中燃烧产物分别为FeCl3和CuCl2③将铁片和铜片分别放入稀硫酸中铁片溶解，铜片无现象④将铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解⑤将铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接铁片溶解，铜片上有气泡产生其中合理的有(

)A．2种方案B．3种方案C．4种方案D．5种方案【解析】

①铁置换铜，由氧化还原方程式可知还原性Fe＞Cu。②金属的活泼性与得失电子的数目没有直接的关系，故不能据此判断。③与稀硫酸的反应可以比较铁和铜的活动性。④据此反应只能判断Cu的还原性强于Fe2＋，但不能判断Fe和Cu的还原性。⑤铁、铜与稀硫酸组成原电池，铁作为负极，证明金属活泼性铁比铜强。【答案】

B-1-【规律技巧】金属性的强弱比较通常可以根据以下三点比较：(1)与水或酸反应置换出氢的难易。(2)最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。(3)置换反应：一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来，表明前一种金属元素金属性较强，被置换出的金属元素金属性较弱。-1-【即时巩固1】

X、Y、Z、M、N代表5种金属，有以下化学反应：①水溶液中：X＋Y2＋===X2＋＋Y②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑③M、N为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M―→M2＋＋2e－④Y可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化则5种金属的活动性由弱到强的顺序是(

)A．M＜N＜Y＜X＜Z

B．N＜M＜X＜Y＜ZC．N＜M＜Y＜X＜Z

D．X＜Z＜N＜M＜Y-1-【解析】

根据金属活动性强弱的规律判断。①能在水溶液中发生置换反应，一定有X>Y，且均不是Mg以前的金属；②Z与冷水反应放出氢气，Z为很活泼金属；③原电池中负极的金属活泼，M>N；④Y可与稀硫酸反应，M不能，则Y>M。综合以上分析，可知这5种金属活动性强弱顺序为：N<M<Y<X<Z。【答案】

C-1-考点二金属的冶炼由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此冶炼不同的金属必须采用不同的冶炼方法。1．热分解法适用于冶炼金属活动性较差的金属，如汞和银：-1-2．热还原法用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物，适合于金属活动性介于Al～Cu之间的大多数金属的冶炼(不包括Al)。如：-1--1--1--1-【案例2】冶炼金属一般有下列方法：①焦炭法、②水煤气(或氢气或一氧化碳)法、③活泼金属置换法、④电解法，四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格：火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式为(写主要的两个)____________________、________。-1-火烧孔雀石炼铜湿法炼铜铝热法炼铬从光卤石中炼镁(2)写出以下化学方程式：①用焦炭法炼铁________；②用水煤气法炼钨________；③用铝热法炼锰________；④用电解法冶炼钠________。【解析】选择金属的冶炼方法，要依据金属的活动性及金属在自然界中的存在状态。孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，火烧时易分解，木柴或煤炭中有碳，能还原出Cu。-1--1-【即时巩固2】下列用于制备相应金属反应原理中，不可行的是(

)A．用氢气还原氧化铝制备铝B．湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuC．用铝热法可制备铁、锰、钒、铬等金属，但不能制镁D．用金属铜与AgNO3溶液反应制银【解析】

铝是较活泼金属，不能用H2还原法制备。【答案】

A-1-考点三铜及其化合物的性质1．铜(1)物理性质铜是一种红色金属，质软，具有良好的延展性、导电性和导热性。(2)化学性质①在潮湿的空气里易被锈蚀生成铜绿，其反应的化学方程式为：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。-1--1--1-2．氧化铜的重要性质(1)黑色固体，不溶于水。(2)属于碱性氧化物，能和酸(如盐酸)反应，化学方程式为：CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O。3．氢氧化铜的重要性质(1)蓝色固体，不溶于水。(2)氢氧化铜属于二元弱碱，能和酸(如盐酸)反应，化学方程式为：Cu(OH)2＋2HCl===CuCl2＋2H2O。-1--1-【案例3】

(2008·广东化学)铜在自然界存在于多种矿石中，如：请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是________。-1-矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是____________________；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称________。(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：________。-1-(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。-1-选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；有B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有C铁比铜活泼铆在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈Ⅰ对；Ⅱ对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂Ⅰ错；Ⅱ对；无【解析】本题考查金属冶炼、氧化还原、环保、铜的化合物等知识。(2)根据价态分析，可知Cu2O、Cu2S是氧化剂，Cu2S也是还原剂。(3)工业上一般用氨水或NaOH溶液吸收SO2，首先转化为(NH4)2SO3、NH4HSO3或Na2SO3、NaHSO3，它们可以用于生产工业上制备H2SO4所用的SO2或转化为(NH4)2SO4或Na2SO4。(4)根据电解原理，粗铜连接到电源正极而溶解，电解液中的Cu2＋在阴极获得电子转化为精铜。-1-(5)选项A，铜在空气中生锈而成为铜绿，其主要成分为Cu2(OH)2CO3，Cu2(OH)2CO3溶解在盐酸中生成CuCl2、CO2和H2O。选项B，CuO不是致密氧化膜，能溶解在浓硫酸中。选项C，根据金属活动顺序可知Fe比Cu活泼，Cu、Fe在潮湿的空气中形成原电池加速铁钉生锈。选项D，硫酸铜晶体与硫酸铜粉末属于不同的物质，二者之间的转化为化学变化。-1-【答案】

(1)Cu2S(2)Cu2S和Cu2O(3)形成酸雨，会对植物和建筑物等造成严重危害硫酸、硫酸钠(4)以硫酸铜—硫酸溶液为电解液。电解时，粗铜(阳极)中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液，不如铜活泼的金属沉入电解槽形成“阳极泥”；溶液中的Cu2＋得到电子沉积在纯铜(阴极)上(5)AD-1-【即时巩固3】铜是重要的金属材料。(1)工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为________。电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是________，电解液中必须含有的阳离子是________。(2)在100mL1