高中化学总复习用途广泛的金属材料 新人教版必修1

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1、 用途广泛的金属材料 一、合金 1概念：合金是指 熔合而成的具有的物质。 2性能 (1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔 点 ； (2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬 度 。两种或两种以上的金属(或金属与非金属)金属特性低大 二、常见金属材料 金属材料分为 材料和材料，包 括和它们的合金。 1有色金属材料铜和铝 (1)我国使用最早的合金是，常见的铜合 金还有和它们的合金。 (2)铝合金 常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。 性质特征：易于加工 ，成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗腐 蚀能力。有色金属黑色金属纯金属青铜 黄铜和白铜密度小、强度高、塑性好 氧化膜 主要用途：建筑业，容器和包

2、装业、交通运 输及电子行业。 2黑色金属材料铁 铁的合金有，其中是用量最 大、用途最广泛的合金。根据化学成分，把钢分 为两大类：。其中的碳素 钢可分为 (含碳量低于0.3%)、 (含碳量为0.3%0.6%)、 (含碳量高于 0.6%)，含碳量越低，钢的 越好；含碳量越高 ，钢的越大。合金钢可用于制不锈钢及 各种特种钢。生铁和钢钢碳素钢和合金钢 低碳钢 中碳钢高碳钢 韧性 强度 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：、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的15种元素以及共17种元素 ，它们在科技、生产上有广泛的用途，被

3、誉为的宝库。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。主要用途、外观、物理性质、化学性质5771钇和钪新材料维生素 考点 金属合金成分的判断 例(2009三亚)铝镁合金已成为轮船制造 、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。 探究一实验 方案：铝镁 合金 测定剩余固体质量。 实验 中发生反应的化学方程式是 _。 实验 步骤：称取5.4g铝镁 合金粉末样品， 投入V mL2.0mol/L1NaOH溶液中充分反 应，NaOH

4、溶液的体积V_。 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”)。 探究二实验 方案：铝镁 合金 测定 生成气体的体积，实验 装置如图，问题讨 论： (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 测定的数据是_ 。

5、 (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) _ _ _ 解析本题是实验探究题。 探究一实验原理是利用金属铝与碱反应，假设5.4g样品 中铝的含量达到最高，为97%，则n(Al) 0.194 mol，则n(NaOH)0.194mol，V(NaOH)97 mL； 若没有洗涤固体，称得镁的质量偏高，测得镁的质量分 数偏高。 探究二(1)不需要除酸雾的装置，因为氯化氢 气体易溶于水，不会影响氢气体积的测量；(2)调整量 气管

6、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，读数时保证视线与凹液面的最低点相平 ，检查装置的气密性，加入足量盐酸保证合金完全 溶解等。 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AlO ，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 。 答案探究一2Al2NaOH 2H2O=2NaAlO23H2 97 偏高 探究二(1)不需要 上(2)调整量气管C的高度，使C中液面

7、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 金属活动性顺序表及其应用金属活动 性顺序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au原子失 电子能力由大到小，还原性由强到弱阳离子得 电子能力由小到大，氧化性由弱到强金属活动 性顺序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au和O2反应常温易 被氧化常温能 被氧化常温干燥 空气中不 易被氧化加热时 能被氧化不能 被氧化和H2O 反应常温 置换出 氢加热或水蒸气 反应置换出氢不能置换出水中的氢和酸反应剧烈反 应并置 换出酸 中的

8、氢能置换出酸中的氢， Fe、Al常温在浓 HNO3、浓硫酸中钝 化不能置换稀酸中的氢与强氧化 性酸反应只与王 水反应金属活动 性顺序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au和碱 反应仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应和盐 反应先与水 反应排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边 的金属 冶炼 方法电解法热还 原法加热分解法物理方法 金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后 ，越容易被还原，一般的还原方法就能使 金属还原；金属的位置越靠前，越难被还 原，最活泼金属只能用最强的还原手段来 还原。 1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

9、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Fe3 C若金属全部溶解，且产生336 mL气体(标准状况)， 则b0.3 D当溶液中金属离子只有Fe3、Cu2时，则a与b的关 系为： 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 应生成了硝酸盐，再加入硫酸，提供了H，在酸性条件 下，硝酸盐中的NO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

10、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，则起氧化剂作用的硝酸为 答案AD 2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

11、)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_。 2004年2月3日，美国“机遇”号火星车向地球传回了火星 土壤的显微照片，照片显示的是“机遇”号火星车的着陆 区域“梅里迪亚尼平面”。 试回答下列问题。 (1)人们从“机遇”号火星车所发回的实物照片的红色和 桔色来推断火星上可能存在着赤铁矿(主要成分是Fe2O3) ，

12、这是利用了物质的颜色这一_(填“物理”或“ 化学”)性质对物质的存在进行推测的。如果要进一步 确定这种推测是否正确，必须通过实验验证 。 (2)假设有一块火星矿物样品，请同学们用学过的知识 设计化学实验来证明该火星矿物中是否有三价铁元素 。 实验原理：_。 实验用品：锤头、研钵(研杵)、烧杯、玻璃棒、漏斗、 铁架台、滤纸、试管、滴管、稀盐酸、KSCN溶液 实验步骤及方法： _； _； _； _ 实验结 果分析及结论：_。 解析可加入KSCN溶液检验Fe3。 答案(1)物理 (2)实验原理：Fe2O36H=2Fe3 3H2O，Fe3遇到KSCN溶液变为红 色 实验步骤及方法： 样品处理：将样品用

13、锤头敲碎，放置在研钵中研细 备用 溶解：将研磨好的样品粉末倒入烧杯，加入10mL稀盐 酸，用玻璃棒搅拌片刻 过滤：取中的混合液体过滤 检验：取2 mL滤液加入到试管中，然后向试管 中滴加2滴KSCN溶液。观察溶液的颜色变化 实验结 果分析及结论：若溶液变为红 色，则原 火星矿物样品中含有三价铁元素；如果溶液不变 色，则原火星矿物样品中不含三价铁元素 1下列物质中，不属于合金的是( ) A硬铝 B黄铜 C钢铁 D水银 解析硬铝为AlCuMgMnSi合金，黄铜为CuZn 合金，水银即单质汞。 答案D 2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”，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C 3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，