高考化学总复习 第3章第四节 用途广泛的金属材料

第四节用途广泛的金属材料第四节用途广泛的金属材料 课堂互动讲练课堂互动讲练实验专项探究实验专项探究达标突破训练达标突破训练第第四四节节用用途途广广泛泛的的金金属属材材料料基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理自我自我诊诊断断判断下列判断下列说说法是否正确。法是否正确。A黑色金属材料通常包括黑色金属材料通常包括铁铁、铬铬、锰锰以及以及它它们们的合金。的合金。()(2011年年枣枣庄模庄模拟拟T4D)B金属活金属活动动性性顺顺序表中，排在汞以前的金序表中，排在汞以前的金属都能被冷的属都能被冷的浓浓HNO3氧化。氧化。()(2011年肇年肇庆检测庆检测T8A)清单清单合金及常见的金属材料合金及常见的金属材料C合金是重要的材料，其合金是重要的材料，其组组成只有金属。成只有金属。()(2010年南通年南通调调研研T2B)D铜铜合金表面生合金表面生锈锈后生成的后生成的铜绿铜绿Cu2(OH)2CO3不溶于酸。不溶于酸。()(2011年杭州年杭州检测检测T7C)E铝铝合金密度小、合金密度小、强强度大，常用于度大，常用于飞飞机制机制造造业业。()(2011年年苏锡苏锡常常镇镇四市四市T6B)答案：答案：A.BCDE基基础础回回归归1合金合金(1)概念：合金是指概念：合金是指_熔熔合而成的具有合而成的具有_的物的物质质。(2)性能性能熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属熔点：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点的熔点_；硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属硬度：合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度的硬度_。两种或两种以上的金属两种或两种以上的金属(或金属与非金属或金属与非金属)金属特性金属特性低低大大2常常见见金属材料金属材料金属材料包括金属材料包括纯纯金属和合金，可分金属和合金，可分为为_材料和材料和_材料。材料。(1)黑色金属材料黑色金属材料钢铁钢铁钢钢是用量最大、用途最广的合金。是用量最大、用途最广的合金。黑色金属黑色金属有色金属有色金属(2)有色金属材料有色金属材料铜铜和和铝铝铜铜合金合金我国使用最早的合金是我国使用最早的合金是_，常，常见见的的铜铜合合金金还还有有_和和_。青铜青铜黄铜黄铜白铜白铜密度小密度小强度高强度高塑性好塑性好致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜结结合你所了解的知合你所了解的知识识，思考，思考讨论讨论：合金的性：合金的性能与成分有什么关系？能与成分有什么关系？【提示提示】合金原料及原料的配比，制造合合金原料及原料的配比，制造合金的工金的工艺艺，都影响着合金的性，都影响着合金的性质质，所以不同，所以不同成分的合金会有不同的性成分的合金会有不同的性质质。如碳素。如碳素钢钢中，中，碳的含量越高，硬度越大，脆性越大；含碳碳的含量越高，硬度越大，脆性越大；含碳量越低，硬度越小，量越低，硬度越小，韧韧性越好。再如普通性越好。再如普通钢钢中加入中加入铬铬、镍镍等会增等会增强强钢钢的抗腐的抗腐蚀蚀性，制成性，制成不不锈钢锈钢，再如，再如镁镁、铝铝合金密度小、机械合金密度小、机械强强度度大，常用于大，常用于飞飞机、航天器等。机、航天器等。思考感悟思考感悟课堂互动讲练课堂互动讲练考点一金属活动性顺序表及其应用金属活动性顺序表及其应用【特特别别提醒提醒】1.Fe、Al常温下在常温下在浓浓硝酸、硝酸、浓浓硫酸中硫酸中钝钝化，加化，加热时发热时发生氧化生氧化还还原反原反应应，但无但无H2生成。生成。2Cu、Hg、Ag能与能与强强氧化性酸氧化性酸发发生氧化生氧化还还原反原反应应，但无，但无H2生成。生成。3Pt、Au只能与王水只能与王水(浓浓HNO3与与浓盐浓盐酸一酸一定体定体积积比的混合物比的混合物)反反应应。X、Y、Z、M、N代表五种金属，有代表五种金属，有以下化学反以下化学反应应：水溶液中：水溶液中：XY2=X2Y；Z2H2O(冷冷)=Z(OH)2H2；M、N为电为电极与极与N盐盐溶液溶液组组成原成原电电池，池，发发生的生的电电极反极反应为应为：M2e=M2；Y可以溶于稀硫酸中，可以溶于稀硫酸中，M不被稀硫酸氧化。不被稀硫酸氧化。则这则这五种金属的活五种金属的活泼泼性由弱到性由弱到强强的的顺顺序是序是()例例例例1 1AMNYXZBNMXYZCNMYXZDXZNMN。由。由知活知活泼泼性性YM，综综合上述合上述结论结论可知活可知活泼泼性性ZXYMN，故，故选选C。【答案答案】C【规规律方法律方法】元素的金属性元素的金属性强强弱的判断弱的判断跟踪跟踪训练训练(随学随随学随练练，轻轻松松夺夺冠冠)1(2011年北京市年北京市东东城区高三城区高三综综合合练习练习)下列下列化学反化学反应应在金属冶在金属冶炼炼工工业业中中还还没有得到没有得到应应用用的是的是()解析：解析：选选B。冶。冶炼炼金属主要依据金属的活金属主要依据金属的活泼泼性而采用不同的方法，如性而采用不同的方法，如K、Na、Al等活等活泼泼的金属采用的金属采用电电解法；解法；Fe、Cu等可采取等可采取热还热还原法；原法；Ag、Hg等不活等不活泼泼的金属可采用的金属可采用热热分分解法，所以可知解法，所以可知Al的冶的冶炼应炼应采用采用电电解法，而解法，而不采用不采用热还热还原法，且原法，且该该法需要温度太高，法需要温度太高，难难以以实现实现。故。故B在金属冶在金属冶炼炼工工业业中中还还没有得到没有得到应应用。用。1铜铜(1)物理性物理性质质：紫：紫红红色，不能被磁色，不能被磁铁铁吸引。吸引。(2)化学性化学性质质考点二铜及其化合物铜及其化合物2.氧化氧化铜铜和和氢氢氧化氧化铜铜3.CuSO45H2OCuSO45H2O为蓝为蓝色晶体，俗称色晶体，俗称蓝矾蓝矾、胆、胆矾矾。(1)无水无水CuSO4遇水遇水变蓝变蓝色色(生成生成CuSO45H2O)，可作可作为为水的水的检验检验依据；依据；(2)CuSO4和石灰乳的混合液即和石灰乳的混合液即为为无机无机农药农药波波尔尔多液，是一种良好的多液，是一种良好的杀杀菌菌剂剂，可以用来防治多，可以用来防治多种作物的病害。种作物的病害。【特特别别提醒提醒】1.溶液中的溶液中的Cu2常常为蓝为蓝色色(浓浓CuCl2溶液溶液为蓝绿为蓝绿色，稀色，稀CuCl2溶液溶液为蓝为蓝色色)，可，可作作为为Cu2的判定依据。如的判定依据。如CuSO4溶液呈溶液呈蓝蓝色。色。2Cu2与碱反与碱反应应生成生成蓝蓝色沉淀色沉淀Cu(OH)2，这这是是鉴鉴定定Cu2的原理之一。的原理之一。铜铜在自然界存在于多种在自然界存在于多种矿矿石中，如：石中，如：例例例例2 2矿矿石名称石名称 黄黄铜矿铜矿斑斑铜矿铜矿辉铜矿辉铜矿孔雀石孔雀石主要成分主要成分 CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3Cu(OH)2请请回答下列回答下列问题问题：(1)上表所列上表所列铜铜化合物中，化合物中，铜铜的的质质量百分含量量百分含量最高的是最高的是_。(2)工工业业上以黄上以黄铜矿为铜矿为原料，采用火法熔原料，采用火法熔炼炼工工艺艺生生产铜产铜。该该工工艺艺的中的中间过间过程会程会发发生反生反应应：反反应应的氧化的氧化剂剂是是_。(3)SO2尾气直接排放到大气中造成尾气直接排放到大气中造成环环境境污污染染的后果是的后果是_；处处理理该该尾气可得到有价尾气可得到有价值值的化学品，写出其中的化学品，写出其中1种种酸和酸和1种种盐盐的名称的名称_。(4)黄黄铜矿铜矿熔熔炼炼后得到的粗后得到的粗铜铜含少量含少量Fe、Ag、Au等金属等金属杂质杂质，需，需进进一步采用一步采用电电解法精制。解法精制。请简请简述粗述粗铜电铜电解得到精解得到精铜铜的原理：的原理：_。(5)下表中，下表中，对陈对陈述述、的正确性及其有无的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是因果关系的判断都正确的是_(填字填字母母)。【解析解析】(1)根据四种根据四种矿矿石主要成分的化学石主要成分的化学式及元素的相式及元素的相对对原子原子质质量量进进行估算能快速行估算能快速选选出出Cu2S。(2)Cu2S和和Cu2O中中1价的价的铜铜化合价都降低了，化合价都降低了，所以二者都是氧化所以二者都是氧化剂剂。(3)结结合合SO2的性的性质质和用途来回答。和用途来回答。(4)回回忆课忆课本本电电解原理的解原理的应应用用粗粗铜铜的精的精炼炼。(5)A项项，铜绿铜绿主要成分是主要成分是Cu2(OH)2CO3，可，可视为视为Cu(OH)2CuCO3，所以，所以铜绿铜绿能和能和盐盐酸反酸反应应，所以，所以A项项判断是正确的；判断是正确的；B项项，铜铜表面生表面生锈锈生成的是生成的是铜铜绿绿，不是致密的氧化物。，不是致密的氧化物。铜铜和和浓浓硫酸在温度硫酸在温度较较高高时时能反能反应应，不能用，不能用铜铜容器盛放容器盛放浓浓H2SO4，所以，所以B项项判断是判断是错误错误的；的；C项项，陈陈述述正确，正确，陈陈述述中中铁铁铜铜在潮湿的空气中能在潮湿的空气中能组组成原成原电电池，池，发发生生电电化学腐化学腐蚀蚀。所以。所以C项项的判断是的判断是错误错误的；的；D项项，CuSO45H2O受受热热失水是化学失水是化学变变化。因化。因为为Cu2是是重金属离子，可使蛋白重金属离子，可使蛋白质变质变性，有性，有杀杀菌能力，故菌能力，故能作游泳池的消毒能作游泳池的消毒剂剂。所以。所以D项项判断是正确的。判断是正确的。【答案答案】(1)Cu2S(2)Cu2S和和Cu2O(3)形成酸雨，会形成酸雨，会对对植物和建筑物等造成植物和建筑物等造成严严重重危害硫酸、硫酸危害硫酸、硫酸钠钠(4)以硫酸以硫酸铜铜硫酸溶液硫酸溶液为电为电解液。解液。电电解解时时，粗粗铜铜(阳极阳极)中的中的铜铜以及比以及比铜铜活活泼泼的金属失去的金属失去电电子子进进入溶液，不如入溶液，不如铜铜活活泼泼的金属沉入的金属沉入电电解解槽形成槽形成“阳极泥阳极泥”；溶液中的；溶液中的Cu2得到得到电电子子沉沉积积在在纯铜纯铜(阴极阴极)上上(5)AD【易易误误警示警示】(2)中容易漏掉中容易漏掉Cu2S为为氧化氧化剂剂，只注意到，只注意到S由由2价升至价升至4价，而忽略价，而忽略其中其中Cu由由1价降至价降至0价。价。(4)中叙述不准确，忽略中叙述不准确，忽略Ag、Au等不活等不活泼泼金金属属变为变为“阳极泥阳极泥”。跟踪跟踪训练训练(随学随随学随练练，轻轻松松夺夺冠冠)2(2011年南通模年南通模拟拟)某某课课外研究小外研究小组组，用含，用含有有较较多多杂质杂质的的铜铜粉，通粉，通过过不同的化学反不同的化学反应应制制取胆取胆矾矾。其。其设计设计的的实验过实验过程程为为：(1)铜铜中含有大量的有机物，可采用灼中含有大量的有机物，可采用灼烧烧的方的方法除去有机物，灼法除去有机物，灼烧时烧时将瓷坩将瓷坩埚埚置于置于_上上(用以下所用以下所给仪给仪器的器的编编号填入，号填入，下同下同)，取用坩，取用坩埚应埚应使用使用_，灼，灼烧烧后的坩后的坩埚应埚应放在放在_上，不能直接放在上，不能直接放在桌面上。桌面上。实验实验所用所用仪仪器：器：a.蒸蒸发发皿皿b石棉网石棉网c泥三角泥三角d表面皿表面皿e坩坩埚钳埚钳f试试管管夹夹(2)杂铜经杂铜经灼灼烧烧后得到的后得到的产产物是氧化物是氧化铜铜及少量及少量铜铜的混合物，用以制取胆的混合物，用以制取胆矾矾。灼。灼烧烧后含有少后含有少量量铜铜的可能原因是的可能原因是_。a灼灼烧过烧过程中部分氧化程中部分氧化铜铜被被还还原原b灼灼烧烧不充分不充分铜铜未被完全氧化未被完全氧化c氧化氧化铜铜在加在加热过热过程中分解生成程中分解生成铜铜d该该条件下条件下铜铜无法被氧气氧化无法被氧气氧化(3)通通过过途径途径实现实现用粗制氧化用粗制氧化铜铜制取胆制取胆矾矾，必必须进须进行的行的实验实验操作步操作步骤骤：酸溶、加：酸溶、加热热通氧通氧气、气、过滤过滤、_、冷却、冷却结结晶、晶、_、自然干燥。、自然干燥。(4)由粗制氧化由粗制氧化铜铜通通过过两种途径制取胆两种途径制取胆矾矾，与，与途径途径相比，途径相比，途径有明有明显显的两个的两个优优点是点是_、_。(5)在在测测定所得胆定所