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1、第4章材料家族中的元素 第2节 铝 金属材料第2课时【教学目标】1.通过对不锈钢不易锈蚀原理的认识，使学生进一步体会金属性质与金属材料的密切关系。2.使学生了解金、银、铜的主要性质以及它们作为材料在工业生产和高科技领域的应用。【教学过程】一、金 属 的 通 性1物理通性(1)除Cu、Au外，大多数金属呈银白色，不透明，有金属光泽。(2)大多数金属有延展性(Au的延展性最好)。(3)金属一般是热和电的良导体。2化学通性反应过程中金属只有还原性，没有氧化性。(1)与非金属单质反应与氧气反应：金属氧气金属氧化物。与硫反应变价金属与硫反应生成低价金属硫化物。与氯气反应变价金属与氯气反应生成高价金属氯化
2、物。(2)与水反应钠、钾等活泼金属能与水反应。2Na2H2O=2NaOHH22K2H2O=2KOHH2(3)与酸的反应非氧化性酸金属活动性顺序表中排在氢前面的金属能与盐酸、稀硫酸等反应生成氢气。氧化性酸金属遇硝酸、浓硫酸反应不生成氢气，反应时一般把浓硝酸还原成二氧化氮，把稀硝酸还原成一氧化氮，把浓硫酸还原成二氧化硫。(4)与盐反应2Al3CuSO4=Al2(SO4)33CuCu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag2FeCl3Fe=3FeCl22FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2(用于雕刻铜线电路板)(5)与氧化物反应2MgCO22MgOC铝热反应：2AlFe2O3Al2O32Fe二、金 属
3、 材 料1分类(1)黑色金属材料：包括铁、铬、锰以及它们的合金。(2)有色金属材料：除铁、铬、锰以外的其他金属材料及其合金。2重要的黑色金属材料钢铁(1)钢铁钢铁是铁的合金的总称，由铁转化为钢改变了铁中的碳及其他元素的含量，性能增强。由于钢铁中含有其他杂质，所以易被锈蚀。(2)重要的合金不锈钢在普通钢的基础上加入铬、镍等多种元素形成不锈钢，具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。三、几种有色金属材料金、银、铜1.物理性质颜色状态硬度延展性导电、热性金黄色固态较小良良银银白色固态较小良良铜紫红色固态较小良良2.铜及其化合物的化学性质(2)氧化铜分解：4CuO2Cu2OO2。(3)胆矾受热分解：CuSO4
4、5H2OCuSO45H2O(g)。3金、银、铜的主要用途(1)金：广泛应用于电子元件，制造飞机、航天器部件材料。(2)银：有机合成中的催化剂，制造化学电源。(3)铜：制造电线、电缆、铜芯片，制水管。四、探究升华1铜的化学性质与非金属反应O22Cu2CuO(黑色)S2CuCu2S(黑色)Cl2CuCuCl2(棕色烟)与金属阳离子反应2AgCu=Cu22Ag2Fe3Cu=Cu22Fe2与强氧化性酸反应8HNO3(稀)3Cu=3Cu(NO3)22NO4H2O2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O在潮湿空气中生锈2CuCO2H2OO2= Cu2(OH)2CO3(铜绿)2.氧化铜的化学性质3氢氧
5、化铜的性质4铜盐的性质(1)物理性质：铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐：CuSO4(白)、CuSO45H2O(蓝色)俗称蓝矾、胆矾。(2)化学性质Cu2五、【归纳总结】1.CuSO4可用于实验中检验水，但不能用作干燥剂。2铜盐溶液和Cu(OH)2沉淀的蓝色常用于鉴别Cu2的存在。3铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色变化。Cu：紫红色CuO：黑色Cu2O：红色Cu(OH)2：蓝色CuSO4：白色CuSO45H2O：蓝色CuCl2：棕黄色(溶于水蓝绿色)Cu2(OH)2CO3：绿色六、检测题1. 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实验(每一步中的试剂均过量)：由此可
6、推知，硬铝的组成为()AAl、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Si DAl、Si、Zn、Na2. 纯铁的熔点为1 535 ，而高炉中炼铁时生铁(含碳量较高的铁的合金)在1 200 左右就熔化了，这是因为()A铁的纯度越高熔点越低B合金的熔点比其成分物质的熔点高C因为形成了铁碳合金，所以熔点变低D生铁在高炉内熔化的过程中发生了化学反应3. 周杰伦在歌曲青花瓷中唱道：“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”。其中的“铜绿”即是铜锈，它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。下列有关该反
7、应的说法正确的是()A该反应不是氧化还原反应B该反应是氧化还原反应，变价的有两种元素C该反应中氧元素和碳元素化合价发生变化，所以是氧化还原反应D该反应中铜得电子，O2失电子，所以是氧化还原反应4. 向稀H2SO4中加入铜粉不反应，若再加入某种盐，则铜粉可逐渐溶解，符合此条件的盐是()NaNO3KClZnSO4Fe2(SO4)3ABCD5. 由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末，取样品进行下列实验(部分产物略去)：(1)取少量溶液X，加入过量的NaOH溶液，有沉淀生成。取上层清液，通入CO2，无明显变化，说明样品中不含有的物质是(填写化学式)_ ；(2)Z为一种或两种气
8、体：若Z只为一种气体，试剂a为饱和NaHCO3溶液，则反应中能同时生成两种气体的化学方程式是_；若Z为两种气体的混合物，试剂a为适量水，则Z中两种气体的化学式是_；(3) 向Y中通入过量氯气，并不断搅拌，充分反应后，溶液中的阳离子是(填写离子符号)_ _；(4)取Y中的溶液，调pH约为7，加入淀粉KI溶液和H2O2，溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。当消耗2 mol I时，共转移3 mol电子，该反应的离子方程式是_；(5)另取原样品，加入足量稀硫酸反应。若溶液中一定不会产生Y中的红色固体，则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中的物质用化学式表示)_。参考答案1. 【解析】此题考查各种单质的
9、性质(合金中各单质保持各自的化学性质)，以及对题中信息的捕捉能力。与酸反应产生气体，说明有较活泼的金属(如Al、Fe、Mg、Zn等)，反应完成后的固体不溶物与碱反应放出气体，只能是Si(因为Al、Zn虽与碱反应产生H2，但第一步与酸已反应完毕)，最后仍有不溶物，再结合题中“古铜色”，判断是Cu，结合答案，选A。【答案】A2. 【解析】合金的熔点一般比其成分金属的熔点低。【答案】C3. 【解析】分析该氧化还原反应：【答案】B4. 【解析】加入NaNO3时，NO在酸性条件下具有强氧化性，能使铜溶解；加入Fe2(SO4)3时，发生反应2Fe3Cu=2Fe2Cu2，使铜溶解；加入KCl、ZnSO4时，
10、Cu不反应。【答案】D5. 【解析】由题干中框图转化的关系可知，Y中必含Cu，另有Fe2；产生两种气体必须有C。(1)上层清液中通入CO2无明显现象说明无Al(OH)4，进一步说明样品中无Al。(2)Z为一种气体，则必为CO2，说明另一种气体为SO2，被NaHCO3溶液除去，浓酸为浓H2SO4，反应为：C2H2SO4(浓)CO22SO22H2OZ为两种气体的混合物，a为H2O，则说明浓酸为浓HNO3，Z中气体为NO和CO2。(3)Cl22Fe2=2Cl2Fe3，2Fe3Cu=2Fe2Cu2循环反应，则溶液中阳离子为Fe3、Cu2和过量酸余下的H。(4)据题目信息可推知氧化还原反应为：4I3H2
11、O22Fe2=2I22Fe(OH)3(5)由题意分析无Cu生成，则必定是不发生Cu2Fe=CuFe2或2Al3Cu2=3Cu2Al3的置换反应，说明混合物中无Fe和Al。由题干框图知必含CuO和C。则组合可能为CuO、C；CuO、C、Fe2O3。【答案】(1)Al(2)C2H2SO4(浓)CO22SO22H2ONO、CO2(3)Cu2、Fe3、H(4)2Fe23H2O24I=2Fe(OH)32I2(5)CuO、C(或CuO、C、Fe2O3)南洋兄弟烟草公司是以粤商简照南、简玉阶兄弟为主体，南洋华侨集资创办的在旧中国最大的一家民族资本烟草企业。简照南、简玉阶兄弟原在香港经营怡兴泰商号、贩运土洋新货于日本、香港、泰国之间，数年后积余资本3万多元。5
