《高考a计划2018年新高考化学一轮复习 3.4 用途广泛的金属材料 开发金属矿物课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考a计划2018年新高考化学一轮复习 3.4 用途广泛的金属材料 开发金属矿物课件（46页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 用途广泛的金属材料 开发金属矿物,一、铜及其化合物 1.单质铜 (1)物理性质: 紫红 色固体,有良好的延展性、导电、导热性,不能被磁铁吸引。,(2)化学性质,【小题自测】 下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是 ( D ) A.CuSO4变成CuSO45H2O是物理变化 B.一定条件下,新制的Cu(OH)2悬浊液不能与乙酸反应 C.CuO是黑色固体,与水反应可生成Cu(OH)2 D.Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2+ 【解析】CuSO4变成CuSO45H2O属于化学变化,A项错误;Cu(OH)2是碱,能与乙酸发生中和反应,B项错误;CuO不能与水反应,C项错误;Cu2O中铜处于低
2、价态,能被强氧化剂硝酸氧化。,二、合金 金属材料 1.合金 (1)概念:由金属与 金属 或金属与 非金属 熔合而成的具有金属特性的物质。 (2)性质:一般来说,与它的各成分金属相比,合金的熔点 低 ,硬度 大 。合金的许多物理性质都优于其成分金属,日常生活中所使用的金属制品大都是合金。 2.常见金属材料 (1)金属材料包括纯金属和合金,可分为黑色金属材料和有色金属材料。 (2)黑色金属材料主要指铁、锰、铬及其合金,钢是用量最大、用途最广的合金。,(3)有色金属材料是指铁、锰、铬三种金属以外的所有金属及其合金,主要有铜合金和铝合金。 铜合金: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。
3、 铝合金,【小题自测】 1.判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“”或“”表示。 (1)水银属于合金。 ( ) 【解析】水银是单质汞的俗称,常温下为液态。 (2)合金材料中不可能含有非金属元素。 ( ) 【解析】合金可以由金属和非金属熔炼而成。,2.下列有关金属的说法不正确的是 ( B ) A.合金的性质与其组成金属的性质不完全相同 B.工业上金属Mg、Al都是用电解熔融氯化物制得的 C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 D.越活泼的金属越难冶炼 【解析】合金的性质与其成分金属的性质不完全相同,如强度、硬度更大、熔点更低,A项正确;AlCl3是共价化合物,熔融时不导电,故冶炼铝应
4、用电解熔融Al2O3的方法,B项错误;金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子,越活泼的金属,其阳离子的氧化性越弱,越难被还原,C、D项正确。,【小题自测】 1.判断下列叙述是否正确,在题后括号内用“”或“”表示。 (1)(2015北京高考)我国古代铁的冶炼不涉及化学反应。 ( ) 【解析】铁的冶炼是将铁由化合态转化为游离态,发生了化学变化。 (2)(2013安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。 ( ) 【解析】工业上通过电解熔融NaCl制取金属钠。,2.下列有关热还原法冶炼金属的说法不正确的是 ( A ) A.肯定发生的是置换反应 B.肯定发生的是氧化还原反应 C.H2、CO、
5、C都可作热还原法冶炼金属的还原剂 D.H2作还原剂冶炼金属所得产品纯度高 【解析】热还原法冶炼金属的实质是用还原剂将金属从其化合物中还原出来,必定发生氧化还原反应,但不一定是置换反应,如用CO还原Fe2O3的反应,H2作还原剂冶炼金属时,其氧化产物为H2O,通常以水蒸气的形式逸出,所得产品纯度高,综上,A项符合题意。,考点二,考点一,考点一 金属冶炼中的易错点 1.忽视金属还原性的强弱:一般来说,活泼金属要用电解法,较活泼金属可用热还原法,不活泼金属可用热分解法等。铝热法只能冶炼活泼性较铝弱的金属,如铝粉和MgO粉末的混合物不能称为铝热剂。 2.忽视盐类的水解:如由MgCl26H2O获得MgC
6、l2或从MgCl2溶液中获得MgCl2要注意防止Mg2+的水解,要在HCl气氛中加热。 3.忽视物质的熔点和导电性:如工业上通过电解熔融的MgCl2冶炼金属镁而不是电解熔融的MgO,是因为MgO熔点高,熔融时耗能多;工业上通过电解熔融的Al2O3冶炼金属铝,而不是电解熔点较低的熔融的AlCl3,是因为AlCl3为共价化合物,熔融状态下不能导电。 4.金属冶炼中的特例:利用金属单质间的置换反应冶炼金属时,一般是活泼性较强的金属置换出活泼性较弱的金属,但工业上在850 下利用金属Na与KCl反应制取金属钾,其原因是反应体系中只有金属钾是气态,可以从体系中逸出,利于反应向生成K的方向进行。,考点二,
7、考点一,典例1 (2014天津高考节选)已知: 工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 。 制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是 。 【解题思路】MgO和MgCl2均为离子化合物,但MgO的熔点太高,熔融时需要消耗大量能量,故使用熔点较低的MgCl2。AlCl3属于共价化合物,熔融时不导电,故不能用电解AlCl3的方法冶炼Al。 【参考答案】MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本 AlCl3是共价化合物,熔融态难导电,考点二,考点一,1.下列有关金属冶炼的说法正确的是 ( B ) A.制钛:用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛 B.炼铁:用焦炭和空气反应产
8、生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物 C.制钠:用海水为原料制得精盐,再电解纯净的NaCl溶液 D.炼铜:用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜 【解析】A项,不能用TiCl4溶液,应用熔融态的TiCl4;C项,电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2;D项,电解法精炼铜的原料是粗铜。,考点二,考点一,2.(2012山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下: (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 cd 吸收。 a.浓H2SO4 b.稀HNO3 c.NaOH溶液 d.氨水,考点二,考点一,(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、
9、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是 bd 。 a.电能全部转化为化学能 b.粗铜接电源正极,发生氧化反应 c.溶液中Cu2+向阳极移动 d.利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,3.反应特点 (1)引燃剂:镁条、氯酸钾。 (2)反应条件:高温。 (3)反应现象:镁带剧烈燃烧,放出大量的热,导致混合物剧烈反应后,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。 (4)结论:Al从Fe2O3中置换出Fe,说明金属性:AlFe;由熔融物及铁珠说明此反应放出大量的热。 4.应用 (1)野外焊接钢轨;(2)冶炼高熔点金属。,考点二,考点一,典例2 (2
10、015济南一模)按要求回答下列问题: (1)实验室用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验,铝热反应的化学方程式为 ,该实验中除用到铝粉和Fe2O3外,需要的试剂还有 (填编号)。 a.KClO3 b.Mg c.MnO2 d.KCl (2)据文献报道,在实际反应中铝热反应的产物成分较为复杂。某课题组对铝热反应产物的成分进行探究,经成分分析,发现主要得到甲和乙两种产物。甲由具有相同电子层结构的阴、阳离子构成;乙是一种铁铝的金属互化物(可用FexAly表示),取该合金粉末2.47 g,滴加足量浓NaOH溶液,充分搅拌、过滤、洗涤得固体,再将所得固体在空气中充分加热、灼烧得红棕色粉末1.60 g。 甲的化学
11、式为 ,乙中x= ,y= 。 甲的晶体是耐高温材料,用此材料做成的坩埚,不能用来熔融NaOH,用化学方程式解释其原因: 。,考点二,考点一,如图表示室温下相同组分的乙分别在两种不同的酸中的腐蚀情况,由图可知,乙在 中具有比较强的抗腐蚀性,原因可能是 。,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,考点二,考点一,铝热反应在工业生产中意义重大,在化学实验室中可以用铝粉和氧化铁的混合粉末等完成该实验。 (1)铝热反应实验中的漏斗是 c 。 a.普通漏斗 b.瓷制漏斗 c.滤纸做的漏斗 d.耐高温材料做成的 (2)取少量铝热反应得到的固体混合物,将其溶于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现
12、象, 不能 (填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是,考点二,考点一,考点二,考点一,1.(2015福建高考)下列制作铅笔的材料与相应工业不对应的是 ( C ) A.橡皮擦橡胶工业 B.铝合金片冶金工业 C.铅笔芯电镀工业 D.铅笔漆涂料工业 【解析】橡皮擦的主要成分为橡胶,与橡胶工业有关,A项正确;铝合金片的主要成分为铝合金,与冶金工业有关,B项正确;铅笔芯的主要成分为石墨,与电镀工业无关,C项错误;铅笔漆的主要成分为油漆,与涂料工业有关,D项正确。,2.(2015浙江高考)某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备七
13、水合硫酸亚铁(FeSO47H2O),设计了如下流程: 下列说法不正确的是 ( D ) A.溶解烧渣选用足量硫酸,试剂X选用铁粉 B.固体1中一定有SiO2,控制pH是为了使Al3+转化为Al(OH)3,进入固体2 C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解 D.若改变方案,在溶液1中直接加NaOH至过量,得到的沉淀用硫酸溶解,其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O,【解析】由于最终制备的是硫酸盐,所以溶解所用的酸应该为硫酸,且要将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,所以X应该为铁单质,A项正确;加硫酸后SiO2不能溶解,所以固体1中一定含有SiO2,用NaOH控
14、制溶液pH的目的是使Al3+转化为Al(OH)3沉淀,而Fe2+不受影响,B项正确;Fe2+极易被氧化,而FeSO47H2O易受热分解,故从溶液2得到产品的过程中需要做好防氧化和防分解,C项正确;改变后的方案中,Fe主要以Fe3+形式存在,且加入过量NaOH溶液生成Fe(OH)3,得到的不是FeSO47H2O,D项错误。,(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。 80.0 g Cu-Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为 83.1% 。 为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.
15、0、8.0时过滤沉淀。结合题8图信息推断该合金中除铜外一定含有 Al、Ni 。,4.(2013广东高考)银铜合金广泛用于航空工业。从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下: 注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 和80 ,5.(2012天津高考)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:,(4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O,探究小组设计了三种方案: 上述三种方案中, 甲 方案不可行,原因是 所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质 ;从原子利用率角度考虑, 乙 方案更合理。,
