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第四节 金属材料 开发利用金属矿物,考纲要求 1.了解常见金属的活动性顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用。,一、金属材料 1合金 (1)概念： 合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有 的物质。 (2)性能： 多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 。 合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 。 如生铁的熔点比纯铁的熔点 ，硬度比纯铁的大。,考点一 金属材料、铜及化合物,金属特性,低,大,低,2常见金属材料 (1)重要的黑色金属材料钢铁： 是用量最大，用途最广的合金。 钢的分类：,钢,(2)有色金属材料铜和铝： 我国使用最早的合金是 ，常见的铜合金还有 和_。 铝合金：,青铜,黄铜,白铜,点拨 生铁和钢都属于铁碳合金。含碳量0.03%2%的铁碳合金是钢，含碳量在2%4.3%的铁碳合金是生铁。,二、铜及化合物 1单质铜 (1)物理性质： 色固体，具有良好的延展性、导热性和_性。 (2)化学性质：,紫红,导电,绿色,黑色,2氧化铜和氧化亚铜,3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用,4CuSO45H2O (1)CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。 (2)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。,1波尔多液是一种杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题： (1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？ (2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？ 提示：(1)不能。原因是Fe能和波尔多液中的Cu2发生反应，使铁桶被腐蚀，同时降低波尔多液的杀菌能力。 (2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。,2判断正误，正确的画“”，错误的画“” (1)铝合金的熔点比纯铝高。( ) (2)Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物。( ) (3)合金材料中可能含有非金属元素。( ) (4)可用稀硝酸清洗铜器上的铜绿( ) 答案：(1) (2) (3) (4),1下列对合金的说法正确的是( ) A合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素 B合金中的金属元素以化合物的形式存在 C合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物 D合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属 答案：D,合金的性能特点及应用,2下列金属材料中，最适合制造飞机外壳的是( ) A镁铝合金 B铜合金 C碳素钢 D铅锡合金 解析：镁铝合金密度小，强度大。 答案：A,3所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔融状态下形成的一种熔合物，根据下列四种金属的熔、沸点判断： 下列不能形成合金的是( ) ACu和Al BFe和Cu CFe和Na DAl和Na,解析：合金是两种金属(或金属与一些非金属)在熔融状态下熔合后，再冷却形成的，分析表中熔、沸点数据可得出：当Na熔化时，Fe还没有熔化；当Fe熔化时，Na已气化，所以无法熔合在一起，即C项不能形成合金。 答案：C,4已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验现象记录如下：,铜及其化合物,由此推出，本次氢气还原氧化铜实验的产物是( ) ACu BCu2O C一定有Cu，可能有Cu2O D一定有Cu2O，可能有Cu 解析：H2还原CuO生成红色的固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4变蓝和得到红色固体，证明原固体中含Cu2O，而Cu不能证明其有无。 答案：D,5(2014年济宁模拟)氢化亚铜(CuH)是一种难溶物，能在Cl2中燃烧生成CuCl2和HCl，与盐酸反应生成CuCl和H2。下列关于氢化亚铜的推断正确的是( ) ACuH与盐酸的反应属于置换反应 BKsp(CuH)随浓度和温度的变化而变化 CCuH在Cl2中燃烧时铜元素和氢元素均被氧化 DCuH与盐酸反应的离子方程式：HH=H2 解析：A项反应物中没有单质，不属于置换反应，A错误；Ksp只随温度的变化而变化，B错误；CuH在氯气中燃烧时，铜元素与氢元素的化合价都升高，故都被氧化，C正确；CuH与CuCl难溶或微溶于水，不能写成离子形式，D错误。 答案：C,1金属在自然界中的存在形式 2金属冶炼的一般步骤,考点二 金属矿物的开发利用,3金属冶炼的实质 金属冶炼的过程就是把金属从 还原为 的过程。即：Mnne=M。 4金属冶炼的方法(用化学方程式表示),化合态,游离态,5铝热反应 (1)原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。 (2)实验装置：如图所示。,(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，而不是盐溶液。 (2)铜除了用热还原法冶炼，还可以用湿法炼铜或用电解法进行冶炼。,1回答下列两个问题 (1)冶炼Mg时只能电解MgCl2，为什么不电解MgO? (2)冶炼Al时只能电解Al2O3，为什么不电解AlCl3？加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是什么？ 提示：(1)MgO熔点太高，难熔化。 (2)AlCl3是共价化合物，熔融时不导电，加入冰晶石的目的是降低Al2O3的熔化温度。,答案：(1) (2) (3) (4) (5) (6),1下列有关金属的工业制法中正确的是( ) 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：钠与水反应，不能从溶液中置换出钛，A错；电解NaCl溶液得不到Na，C错；用粗铜电解精炼，而不是用黄铜矿，D错。 答案：B,金属的冶炼原理,2(2015年石家庄质检)下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是( ) A电解氯化镁水溶液制备金属镁 B利用铝热反应制备金属铝 C加热分解Fe2O3的方法制备金属铁 D用火法或湿法均可制备金属铜 答案：D,3(双选)下列制备单质的方法中，需要加入还原剂才能实现的是( ) A高炉炼铁 B电解法制金属镁 C加热氧化汞制金属汞 D从海带灰浸取液中(含I)提取碘单质 答案：AD,(1)选择金属冶炼的方法要依据金属在自然界中的存在形态和金属的活泼性。金属活动性顺序表中，金属的位置越靠后，越容易被还原；金属的位置越靠前，越难被还原，因此需采用不同的冶炼方法。,4下列叙述错误的是( ) A高温下铝粉和二氧化锰粉末的混合物能发生铝热反应 B高温下铝粉和氧化镁粉末的混合物能发生铝热反应 C镁能在二氧化碳气体中燃烧置换出碳 D惰性电极电解氯化镁溶液能生成Mg(OH)2、H2和Cl2 答案：B,对铝热反应的考查,5(2014年合肥模拟)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验： 取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成； 另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L盐酸中，得溶液C； 将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B； 用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。 请回答下列问题： (1)中引发铝热反应的实验操作是_， 产物中的单质B是_。 (2)中所发生的各反应的化学方程式是：_。 (3)中所发生的各反应的离子方程式是：_。 (4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。,1铝热反应中镁条和KClO3的作用是：镁条燃烧放出大量热，使KClO3分解放出O2，二者共同作用引发反应。,金属与酸的反应计算题的解题策略 一、酸碱抵消法在计算中的应用 1一般格式,典例1 Al和Al2O3的混合物15 g，加入稀H2SO4 150 mL，在标准状况下放出氢气1.68 L，Al和Al2O3均不剩余，为中和过量的硫酸，并使溶液中的Al3恰好完全转化为Al(OH)3沉淀，需要消耗3 molL1的NaOH溶液200 mL，则该稀硫酸的物质的量浓度为( ) A2.25 molL1 B2 molL1 C0.3 molL1 D0.6 molL1 解析,答案 B,即时训练 1将Mg、Cu组成的2.64 g混合物投入适量稀硝酸中恰好反应，固体完全溶解时收集到的还原产物NO气体0.896 L(标准状况)，向反应后的溶液中加入2 mol/L的NaOH溶液60 mL时金属离子恰好沉淀完全。则形成沉淀质量为( ) A4.32 g B4.68 g C5.36 g D6.38 g,答案：B,特别提示 金属与一定量的酸溶液反应，要先判断金属和H谁过量，按不足量计算生成H2的量！,典例2 物质的量均为0.3 mol的钠、镁、铝，分别与100 mL 1.0 mol/L盐酸反应，则生成的H2在同温同压下的体积比为( ) A111 B123 C311 D632,答案 C,即时训练 2(2013年高考四川卷)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( ) A该合金中铜与镁的物质的量之比是21 B该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L CNO2和N2O4的混合气体中，NO2的体积分数是80% D得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL,答案：D,3(2015年哈尔滨质检)将某份铁铝合金样品均分为两份，一份加入足量盐酸，另一份加入足量NaOH溶液，同温同压下产生的气体体积比为32，则样品中铁、铝物质的量之比为( ) A32 B34 C21 D43,答案：B,答案：C,52.4 mol金属M与1.8 L 2 molL1的HnA酸溶液恰好完全反应生成H2，M和HnA均无剩余，则M是_价金属，HnA中n_。 答案：3 2,
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