山东省高考化学一轮复习 第4章第3节 金属材料 复合材料课件

第第3节金属材料复合材料节金属材料复合材料 点面导图点面导图考向分析考向分析本节高考重点考查：本节高考重点考查： (1)铜及其重要化合物的性质；铜及其重要化合物的性质； (2)金属材料和复合材料。金属材料和复合材料。 高考对本节内容多以选择题的形式呈现，试题难度较小。预高考对本节内容多以选择题的形式呈现，试题难度较小。预计计2013年仍是命题的热点材料。基于此，我们在复习时应重视以年仍是命题的热点材料。基于此，我们在复习时应重视以下三点：下三点：(1)Cu及其化合物的性质；及其化合物的性质；(2)金属的冶炼和合金的性质；金属的冶炼和合金的性质；(3)与材料有关的与材料有关的STSE。一、铜及其化合物一、铜及其化合物1单质铜单质铜(1)物理性质物理性质_色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。紫红紫红2氧化铜氧化铜(1)物理性质：物理性质：_色色_状固体。状固体。(2)化学性质化学性质黑黑粉末粉末3氢氧化铜的重要性质氢氧化铜的重要性质(1)蓝色固体，不溶于水。蓝色固体，不溶于水。(2)氢氧化铜属于二元弱碱，能和酸氢氧化铜属于二元弱碱，能和酸(如盐酸如盐酸)反应，化学方程反应，化学方程式为：式为：_。(3)氢氧化铜不稳定，受热易分解，其反应的方程式为：氢氧化铜不稳定，受热易分解，其反应的方程式为：_。(4)氢氧化铜具有弱氧化性，新制氢氧化铜具有弱氧化性，新制Cu(OH)2悬浊液能和含有醛悬浊液能和含有醛基的有机物反应。基的有机物反应。Cu(OH)22HCl=CuCl22H2O4CuSO45H2OCuSO45H2O为为_色晶体，俗称蓝矾、胆矾。色晶体，俗称蓝矾、胆矾。(1)无水无水CuSO4遇水变蓝色遇水变蓝色(生成生成CuSO45H2O)，可作为，可作为_的检验依据；的检验依据；(2)CuSO4和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液，是一种和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病害。良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病害。蓝蓝水水1(填一填填一填)铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响，请完成成(1)(2)题。题。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜跟铁反应生成铜。试写出该反应的化学方程式：。试写出该反应的化学方程式：_。(2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：_这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物这层铜绿可以用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：的化学方程式：_。【答案【答案】(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O二、金属材料二、金属材料1合金合金(1)概念：一种金属与其他概念：一种金属与其他_或非金属形成的或非金属形成的具有具有_的物质。的物质。(2)特性特性熔点较各成分的熔点熔点较各成分的熔点_。合金比各成分金属具有更好的合金比各成分金属具有更好的_以及物理、以及物理、化学和机械加工性能等。化学和机械加工性能等。2金属材料金属材料(1)黑色金属材料：包括黑色金属材料：包括_以及它们的合金。以及它们的合金。一种或几种金属一种或几种金属金属特性金属特性低低硬度、强度硬度、强度铁、锰、铬铁、锰、铬生铁与钢生铁与钢生铁生铁钢钢主要成分主要成分FeFe含碳量含碳量2%4.3%0.03%2%硫、磷含量硫、磷含量少量少量极少或没有极少或没有硅、锰含量硅、锰含量少少适量适量不锈钢不锈钢普通钢中，加入铬、镍等多种元素，使其具有普通钢中，加入铬、镍等多种元素，使其具有_的特性。的特性。(2)有色金属材料有色金属材料除除_以外的其他金属材料及其合金，重要的有色以外的其他金属材料及其合金，重要的有色金属有：镁、铝、金、银、铜、钛等。金属有：镁、铝、金、银、铜、钛等。耐腐蚀耐腐蚀黑色金属黑色金属2(选一选选一选)新型镁合金被大量应用于制作笔记本电脑的外壳、新型镁合金被大量应用于制作笔记本电脑的外壳、竞赛自行车的框架等，这些实际应用充分体现了下列哪些镁竞赛自行车的框架等，这些实际应用充分体现了下列哪些镁合金的优异性能合金的优异性能()熔点低熔点低硬度大硬度大延展性好延展性好导电性强导电性强密度小密度小(质地轻盈质地轻盈)耐腐蚀耐腐蚀ABC D【答案【答案】D三、复合材料三、复合材料1概念概念将将_性质不同的材料经特殊加工而制成的性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。一种新型材料。2组成组成(1)基体：在复合材料中起基体：在复合材料中起_作用。作用。(2)增强体：在复合材料中起骨架作用。增强体：在复合材料中起骨架作用。两种或两种以上两种或两种以上黏结黏结4性能性能既保持或发展了原来材料的长处，又能弥补原材料的不足。既保持或发展了原来材料的长处，又能弥补原材料的不足。【答案【答案】(1)(2)(3)(4) 铜及其化合物之间的转化铜及其化合物之间的转化 (1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于灼烧时将瓷坩埚置于_上上(用以下所给仪器的编号填入，用以下所给仪器的编号填入，下同下同)，取用坩埚应使用，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。上，不能直接放在桌面上。 (2012长沙质检长沙质检)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：实验所用仪器：实验所用仪器：a蒸发皿蒸发皿b石棉网石棉网c泥三角泥三角d表面皿表面皿 e坩埚钳坩埚钳 f试管夹试管夹(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，用以 制 取 胆 矾 。 灼 烧 后 含 有 少 量 铜 的 可 能 原 因 是以 制 取 胆 矾 。 灼 烧 后 含 有 少 量 铜 的 可 能 原 因 是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、冷却结晶、_、自然干燥。、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途相比，途径径有明显的两个优点是：有明显的两个优点是：_。(5)在测定所得胆矾在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)中结晶水中结晶水x值的实验过程中，值的实验过程中，称量操作至少进行称量操作至少进行_次。次。(6)若测定结果若测定结果x值偏高，可能的原因是值偏高，可能的原因是_。a加热温度过高加热温度过高b胆矾晶体的颗粒较大胆矾晶体的颗粒较大c加热后放在空气中冷却加热后放在空气中冷却d胆矾晶体部分风化胆矾晶体部分风化【精讲精析【精讲精析】(1)因坩埚加热时温度较高，应放在泥三角上因坩埚加热时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，为防止坩埚炸裂和烧进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，灼烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌坏桌面，灼烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。面上。(2)灼烧后产物中含有少量铜其原因可能是灼烧不充分，铜未灼烧后产物中含有少量铜其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径利用途径制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥。然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥。【答案【答案】(1)ceb(2)ab(3)蒸发过滤蒸发过滤(4)产生等量胆矾途径产生等量胆矾途径消耗硫酸少；途径消耗硫酸少；途径不会产生污染大气不会产生污染大气的气体的气体(5)4(6)a1铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳酸铜，兼有氢铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳酸铜，兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质。试推测：铜锈在高温灼烧条件下充分氧化铜和碳酸铜的性质。试推测：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物质是反应后的固体物质是()A黑色的氧化铜黑色的氧化铜B红色的氧化亚铜红色的氧化亚铜C蓝色的氢氧化铜和碳酸铜蓝色的氢氧化铜和碳酸铜D黑色的氧化亚铜黑色的氧化亚铜【答案【答案】B金属的冶炼与铝热反应金属的冶炼与铝热反应 实验室将实验室将9 g铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝铝粉跟一定量的金属氧化物粉末混合形成铝热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为热剂。发生铝热反应之后，所得固体中含金属单质为18 g，则该氧化物粉末可能是则该氧化物粉末可能是()AFe2O3和和MnO2BMnO2和和V2O5CCr2O3和和V2O5 DFe3O4和和FeO【答案【答案】AD【解析【解析】金属冶炼的方法很多，由于金属离子得到电子的能力金属冶炼的方法很多，由于金属离子得到电子的能力不同，因此必须采取不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，不同，因此必须采取不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中，位于氢后面的金属位于氢后面的金属(Hg、Ag等等)的氧化物受热就能分解得到单质；的氧化物受热就能分解得到单质；位于前面的几种金属位于前面的几种金属(如如K、Na、Ca、Al等等)的还原性太强，这些的还原性太强，这些金属都很容易失去电子，只能用通电电解其熔融盐或氧化物的方金属都很容易失去电子，只能用通电电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼。法冶炼。【答案【答案】B 热点探究热点探究探究探究H2还原还原CuO所得红色固体的成分所得红色固体的成分铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，如Cu、Cu2O呈呈红色，红色，CuO呈黑色，呈黑色，CuSO45H2O、Cu(OH)2呈蓝色，呈蓝色，Cu2(OH)2CO3呈绿色等。在铜及其化合物中，呈绿色等。在铜及其化合物中，Cu2O和铜绿和铜绿Cu2(OH)2CO3是重点内容，试题中除以信息题的形式出现外，是重点内容，试题中除以信息题的形式出现外，还常设置探究性题。还常设置探究性题。研究性学习小组为检测实验室用研究性学习小组为检测实验室用H2还原还原CuO所得红色固体中所得红色固体中是否含有是否含有Cu2O进行了探究：进行了探究：.查阅资料：查阅资料：Cu2O属于碱性氧化物；属于碱性氧化物；高温灼烧高温灼烧CuO生成生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。.设计实验方案：设计实验方案：方案方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。化。方案方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。蓝色。方案方案3：称得干燥坩埚的质量为：称得干燥坩埚的质量为a g，取红色试样置于坩埚中称，取红色试样置于坩埚中称得总质量为得总质量为b g，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为质量为c g。(1)请你评价方案请你评价方案1和方案和方案2。如果你认为该方案合。如果你认为该方案合理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述理，请简述其化学原理；如果你认为该方案不合理，请简述原因。原因。方案方案1：_。方案方案2：_。(2)方案方案3中，若确认红色粉末中含有中，若确认红色粉末中含有Cu2O，则，则a、b、c应符合应符合的数学关系为的数学关系为_ ，该实验方案最少得进行，该实验方案最少得进行_ 次次称量。称量。【答案【答案】(1)不合理，因为铜和氧化亚铜均可与稀硝酸反应形成不合理，因为铜和氧化亚铜均可与稀硝酸反应形成蓝色溶液蓝色溶液合理，因为氧化亚铜与稀硫酸反应生成合理，因为氧化亚铜与稀硫酸反应生成Cu和和Cu2，导致溶液呈蓝，导致溶液呈蓝色，而铜不与稀硫酸反应色，而铜不与稀硫酸反应(2)c(9ba)/84 高考题组一金属材料与金属冶炼高考题组一金属材料与金属冶炼1判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确(正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)(1)电解电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al(2010山东高考山东高考) ()(2)电解熔融氯化镁制取金属镁电解熔融氯化镁制取金属镁(2010上海高考上海高考) ()(3)电解饱和氯化镁溶液，可制得金属镁电解饱和氯化镁溶液，可制得金属镁(2009上海高考上海高考) ()(4)目前我国流通的硬币是由合金材料制造的目前我国流通的硬币是由合金材料制造的(2009广东理基广东理基) ()(5)生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加(2009广东理广东理基基) ()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)高考题组二铜及其化合物高考题组二铜及其化合物2(高考组合题高考组合题)下列说法是否正确？下列说法是否正确？(填填“”或或“”)(1)Cu单质放置在空气中生成氧化物，且其氧化物为碱性氧化单质放置在空气中生成氧化物，且其氧化物为碱性氧化物物(2011山东高考山东高考) ()(2)制备制备CuCl2可采用将可采用将CuCl2溶液蒸干的方法溶液蒸干的方法(2011山东高考山东高考) ()(3)FeCl3能利用置换反应得到能利用置换反应得到CuCl2(2011福建高考福建高考) ()(4)Cu的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀减缓其腐蚀(2011江苏高考江苏高考) ()(5)FeCl3溶液与溶液与Cu的反应离子方程式为的反应离子方程式为CuFe3=Cu2Fe2(2011江苏高考江苏高考) ()【答案【答案】(1)(2)(3)(4)(5)3(2011海南高考海南高考)铜是重要金属，铜是重要金属，Cu的化合物在科学研究和的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：镀液等。请回答以下问题：(1)CuSO4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为式为_；(2)CuSO4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是是_。【解析【解析】(2)CuSO4易与水结合生成蓝色的易与水结合生成蓝色的CuSO45H2O晶晶体，白色粉末变成蓝色晶体，反应现象明显。体，白色粉末变成蓝色晶体，反应现象明显。4(2011江苏高考江苏高考)Mg2Cu是一种储氢合金。是一种储氢合金。350 时，时，Mg2Cu与与H2反应，生成反应，生成MgCu2和仅含一种金属元素的氢化物和仅含一种金属元素的氢化物(其中氢的其中氢的质量分数为质量分数为0.077)。Mg2Cu与与H2反应的化学方程式为反应的化学方程式为_。【解析【解析】根据原子守恒和金属元素氢化物中氢的质量分数为根据原子守恒和金属元素氢化物中氢的质量分数为0.077可判断，该金属元素的氢化物为可判断，该金属元素的氢化物为MgH2。根据题意完成下列填空：根据题意完成下列填空：(1)向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察向含铜粉的稀硫酸中滴加浓硝酸，在铜粉溶解时可以观察到的实验现象：到的实验现象：_、_。5(2011上海高考上海高考)CuSO45H2O是铜的重要化合物，有着广是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是泛的应用。以下是CuSO45H2O的实验室制备流程图。的实验室制备流程图。(2)如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的如果铜粉、硫酸及硝酸都比较纯净，则制得的CuSO45H2O中可能存在的杂质是中可能存在的杂质是_，除去这种杂质的实验操作称为，除去这种杂质的实验操作称为_。(3)已知：已知：CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4称取称取0.100 0 g提纯后的提纯后的CuSO45H2O试样于锥形瓶中，加入试样于锥形瓶中，加入0.100 0 molL1氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液28.00 mL，反应完全后，过量的，反应完全后，过量的氢氧化钠用氢氧化钠用0.100 0 molL1盐酸滴定至终点，耗用盐酸盐酸滴定至终点，耗用盐酸20.16 mL，则，则0.100 0 g该试样中含该试样中含CuSO45H2O_g。(4)如果采用重量法测定如果采用重量法测定CuSO45H2O的含量，完成下列步骤：的含量，完成下列步骤：_，加水溶解，加水溶解，加氯化钡溶液，沉淀，加氯化钡溶液，沉淀，过滤过滤(其余步骤省略其余步骤省略)在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是在过滤前，需要检验是否沉淀完全，其操作是_。【答案【答案】(1)溶液呈蓝色有红棕色气体产生溶液呈蓝色有红棕色气体产生(2)Cu(NO3)2重结晶重结晶(3)0.098 0(4)称取样品取少量上层清液于小试管中，在上层清液中继称取样品取少量上层清液于小试管中，在上层清液中继续加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生续加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生 课时知能训练课时知能训练