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,第4讲 用途广泛的金属材料,考点突破题型透析,学科素养技能提升,考点二 铜、银、金及化合物,考纲要求,第三章 金属及其化合物,考点三 金属矿物的开发和利用,备选素材,考 纲 要 求,1.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。 2.了解合金的概念及重要应用。 3.知道铜及其重要化合物的性质。 4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。,考点一 金属材料,知识梳理 思维深化,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_。,金属特性,低,大,知识梳理 思维深化,考点一 金属材料,2常见金属材料 (1)黑色金属材料钢铁： _是用量最大，用途最广的合金。,钢,知识梳理 思维深化,考点一 金属材料,(2)有色金属材料铜和铝： 我国使用最早的合金是_，常见的铜合金有_和_。 铝合金：,青铜,黄铜,白铜,考点一 金属材料,(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。 (2)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 (3)并非所有的金属都能形成合金，两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。 (4)合金一定是混合物。,知识梳理 思维深化,考点一 金属材料,由铜锌合金制成的“假金”常常能欺骗善良的人们，原因是铜锌合金的外观和黄金相似，鉴别铜锌合金和真金的物理方法是测其密度，密度小的是_；化学方法是用稀硝酸溶解，不溶解的是_，能溶解的是_。 提示：铜锌合金 真金 铜锌合金,知识梳理 思维深化,1钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( ) A用来做保险丝 B用来制造航天飞机 C用于制造人造骨 D用于家庭装修，做钛合金装饰门,由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。,题组设计 思维建模,题组一 合金的性能特点及应用,解析,答案,A,2新型镁合金被大量应用于制造笔记本电脑的外壳、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合金的优异性能( ) 熔点低 硬度大 延展性好 导电性强 密度小(质地轻盈) 耐腐蚀 A B C D,题组一 合金的性能特点及应用,题组设计 思维建模,答案,D,3某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应为绿色)。 (1)外观暗灰色，表面光滑； (2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落； (3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到标准状况下的H2 9.96 L； (4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。,题组二 有关合金成分的分析与计算,题组设计 思维建模,试据此判断，合金中一定含有的元素是_(写元素符号)；下列元素可能含有的是_(填选项编号)。 aAg BMg cPb DFe 如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是_。,解析,题组二 有关合金成分的分析与计算,题组设计 思维建模,Cu、Al,a,m(Al)m(Cu)41,正误判断，正确的打“”，错误的打“”。 (1)(2012天津高考，1D)镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料( ) (2)(2012广东高考，7D)新型复合材料使手机、电脑等电子产品更轻巧、实用和新潮( ),题组二 有关合金成分的分析与计算,高考真题 明确考向,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,1铜及其化合物 (1)铜的物理性质 铜是硬度较小的_色金属，具有良好的延展性、导电导热性，因其具有良好的导电性而广泛应用于电器和电子工业中。 (2)铜的化学性质 与非金属的反应 分别写出Cu与O2、S、Cl2反应的化学方程式： _。,紫红,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,与酸反应：与银相似，铜不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中。 分别写出Cu与浓硝酸、稀硝酸、浓硫酸反应的化学方程式_,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,与盐溶液的反应 写出Cu与FeCl3溶液、AgNO3溶液反应的离子方程式： _ 铜的锈蚀：铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈：_。 (3)铜的常见化合物颜色、溶解性 CuO黑色、难溶；Cu2O砖红色、难溶：Cu2S黑色、难溶；CuSO4白色、易溶；CuSO45H2O蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3绿色、难溶；Cu(OH)2蓝色、难溶。,Cu2Fe3=Cu22Fe2、Cu2Ag=2AgCu2,2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,(4)氧化铜和氧化亚铜,Cu2H2O,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,(5)氢氧化铜 物理性质 蓝色不溶于水的固体。 化学性质及应用 (6)CuSO45H2O 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。,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,2金、银的性质 金、银、铜的活动性依次增强，其中金不能被硝酸等强氧化性酸氧化，但金可溶解在王水中，在电化学中常做惰性电极。银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中，如：Ag2HNO3(浓)=_；3Ag4HNO3(稀)=_。,AgNO3NO2H2O,3AgNO3NO2H2O,(1)溶液中的Cu2常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2的鉴别依据。如CuSO4溶液呈蓝色。 (2)Cu2与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这是鉴定Cu2的原理之一。 (3)Cu2作为重金属离子能使蛋白质变性，此性质可用来配制农药，如波尔多液就是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液。 (4)CuSO4溶液可除去H2S气体CuSO4H2S=CuSH2SO4,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,考点二 铜、银、金及化合物,知识梳理 思维深化,1下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( ),题组设计 思维建模,题组一 铜及其化合物的性质,解析,答案,D,稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，、有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，、均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。,2已知酸性条件下可发生反应：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作了验证，实验操作和实验现象记录如下： 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,题组一 铜及其化合物的性质,题组设计 思维建模,答案,D,因为是红色固体，所以排除未反应的CuO(黑色)的存在。根据加入稀H2SO4产生蓝色溶液，所以一定有Cu2O存在，根据后续现象，也可能有Cu生成。,3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： (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，灼烧时将瓷坩埚置于_上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。,题组二 铜及其化合物的制备,题组设计 思维建模,(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。,解析,c,e,b,实验所用仪器： a蒸发皿 b石棉网 c泥三角 d表面皿 e坩埚钳 f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，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 b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 d该条件下铜无法被氧气氧化,题组二 铜及其化合物的制备,题组设计 思维建模,(2)灼烧后含有少量铜，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。,解析,a、b,解析,题组二 铜及其化合物的制备,题组设计 思维建模,(3)通过途径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、_、冷却结晶、_、自然干燥。 (4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是 _、 _。,蒸发,过滤,产生等量胆矾途径消耗硫酸少,途径不会产生污染大气的气体,题组二 铜及其化合物的制备,题组设计 思维建模,题组二 铜及其化合物的制备,题组设计 思维建模,1正误判断，正确的打“”，错误的打“” (1)(2014高考课标卷，9A)氢气通过灼热的CuO粉末，固体质量增加( ) (2)(2014高考课标卷，9D)将锌粒投入Cu(NO3)2溶液中，固体质量增加( ),高考真题 明确考向,题组二 铜及其化合物的制备,高考真题 明确考向,题组二 铜及其化合物的制备,(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_(注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。,解析,题组二 铜及其化合物的制备,高考真题 明确考向,答案,高考真题 明确考向,题组二 铜及其化合物的制备,(1)步骤()中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为_。 (2)步骤()所加试剂起调节pH作用的离子是_(填离子符号)。 (3)在步骤()发生的反应中，1molMnO2转移2mol电子，该反应的离子方程式为_。,解析,题组二 铜及其化合物的制备,高考真题 明确考向,答案,考点三 金属矿物的开发和利用,知识梳理 思维深化,1金属在自然界中存在的形态 除了_、_等极少数金属外，绝大多数金属以_的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显_化合价。 2金属冶炼的实质 使金属化合物中的金属离子_电子被_为金属单质的过程：Mnne=M。,化合物,金,铂,正,还原,得,3金属冶炼的一般步骤,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,4金属冶炼的方法,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,2HgO2,2Fe3CO2,W3H2O,3Mn2Al2O3,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,4Al3O2,MgCl2,考点三 金属矿物的开发和利用,(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外，还可以用湿法炼铜或用电解法进行冶炼。 (3)铝是地壳中含量最高的金属元素，但人类对铝的使用比铁、铜晚得多，是因为铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代技术条件达不到，不能冶炼铝。 (4)铁的冶炼也可通过置换反应得到，如铝热反应。,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,1铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题： (1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？ 提示：否，判断铝热反应能否发生，应首先看金属的活动性。例如MgO和Al不能发生铝热反应。 (2)在铝热反应中，镁条、KClO3起_作用。 提示：引燃,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,(3)做铝热反应，应注意哪些事项？ 提示：要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。 蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。 实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。 2能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg? 提示：不能。因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量电能，成本较高。,知识梳理 思维深化,考点三 金属矿物的开发和利用,3“沙里淘金”体现了什么冶炼方法？此方法体现了物理变化还是化学变化？ 提示：“沙里淘金”指的是“富集”，此过程是物理变化。,知识梳理 思维深化,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,A中不能用TiCl4溶液，要用熔融态的TiCl4；电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；电解法精炼铜的原料是粗铜。,题组设计 思维建模,题组一 金属的冶炼原理,解析,答案,B,2(2015石家庄模拟)下列制备金属单质的方法或原理正确的是( ) A在高温条件下，用H2还原MgO制备单质Mg B在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质Al C在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu,解析,题组一 金属的冶炼原理,题组设计 思维建模,答案,B,3被称为“国防金属”的镁，60%来自于海洋，从海水中提取镁的正确方法是( ),解析,题组一 金属的冶炼原理,题组设计 思维建模,答案,D,由MgCl2溶液制备无水MgCl2应在HCl氛围中加热，电解熔融MgCl2(不是MgO)制取Mg。,根据金属活动顺序表选择冶炼方法 (1)电解法KAl (2)热还原法ZnCu (3)热分解法HgAg (4)富集法PtAu,题组一 金属的冶炼原理,题组设计 思维建模,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,题组设计 思维建模,(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是_。 (2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，当观察到_的现象时，说明熔融物中含有金属铝。 (3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的_(填序号)。 A浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 D氢氧化钠溶液,(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金 (2)NaOH溶液 有气泡生成 (3)B,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,题组设计 思维建模,答案,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,题组设计 思维建模,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,题组设计 思维建模,高考真题 明确考向,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,2(2013高考山东卷节选)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。 aFe2O3 BNaCl cCu2S DAl2O3,题组二 金属冶炼的重要实验铝热反应,高考真题 明确考向,答案,b、d,
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