2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第4章 第2节铝 第3课时 金属与金属材料(含答案).doc

2019-2020年高一化学（鲁科版）必修1教学案：第4章 第2节铝 第3课时 金属与金属材料(含答案) 细读教材记主干一、金属的通性1物理通性(1)状态：常温下除汞是液体外都是固体。(2)色泽：除Cu、Au外，大多数为银白色，有金属光泽。(3)三性能：有良好的导电、导热和延展性。2化学通性反应过程中金属单质只有还原性，没有氧化性。二、金属材料1分类(1)黑色金属材料：包括铁、铬、锰以及它们的合金。(2)有色金属材料：除铁、铬、锰以外的其他金属材料及其合金。2重要的黑色金属材料钢铁(1)钢铁：钢铁是铁的合金的总称，由铁转化为钢改变了铁中的碳及其他元素的含量，性能增强。由于钢铁中含有其他杂质，所以易被锈蚀。(2)不锈钢：在普通钢的基础上加入铬、镍等多种元素形成不锈钢，具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。三、几种有色金属材料金、银、铜1金、银、铜的物理性质及主要用途金银铜颜色黄色银白色紫红色硬度质地柔软质地柔软硬度较小导电、导热和延展性金、银、铜均具有良好的导电性、导热性和延展性。导电、导热性最好的是银，延展性最好的是金用途制电子元件，制造飞机和航天器部件制造化学电源，做有机合成中的催化剂制造电线、电缆，制“铜芯片”，制造水管2铜及其化合物的化学性质(1)铜： (2)氧化铜与硫酸铜晶体：氧化铜高温下分解：4CuO2Cu2OO2。蓝矾受热分解：CuSO45H2OCuSO45H2O。四、几种新型金属材料1铀(U)用做核电厂反应堆的核燃料。2镅(Am)在烟雾探测器中用做烟雾监测材料。3钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”。重点剖析1铜的化学性质反应物化学方程式(或离子方程式)与非金属反应O22Cu2CuO(黑色)S2CuCu2S(黑色)Cl2CuCuCl2(棕色烟)与金属阳离子反应2AgCu=Cu22Ag2Fe3Cu=Cu22Fe2与强氧化性酸反应8HNO3(稀)3Cu=3Cu(NO3)22NO4H2O2H2SO4(浓)CuCuSO4SO22H2O在潮湿空气中生锈2CuCO2H2OO2= Cu2(OH)2CO3(铜绿)2.氧化铜的化学性质(1)高温(超过1 000 )分解：4CuO(黑色)O22Cu2O(红色)。(2)与酸反应：CuO2H=Cu2H2O。(3)与还原剂(如CO、H2)反应：3铜盐的性质(1)物理性质：铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐为硫酸铜，白色粉末状，溶于水或形成蓝矾(或胆矾)晶体后呈蓝色。(2)化学性质：与碱反应：Cu22OH=Cu(OH)2(蓝色絮状沉淀)。与H2S(或S2)反应：Cu2H2S=CuS2H。特别提醒(1)因CuSO4CuSO45H2O时，白色粉末变为蓝色，故CuSO4常用于实验中水的检验，但不做为干燥剂。(2)铜盐溶液的蓝色常用于检验Cu2的存在。典例印证例题中学化学中有很多物质可以实现下图中物质之间的转化，其中反应条件和部分反应的产物已略去。液体B和C可能是单一溶质的溶液，也可能是纯净物。(1)若A是一种紫红色金属，气体D能使品红溶液退色，加热时又恢复原色。写出反应的化学方程式_。该气体D与另一种气体H混合后生成一种淡黄色固体W，写出该反应的化学方程式_。(2)若A是一种金属单质，D是密度最小的气体，B能否是水_(填“能”或“否”)。(3)若A是金属单质，D是一种无色气体，遇到空气变为红棕色，液体C呈蓝色。写出反应的离子方程式_。写出反应的任意一个离子方程式_。解析(1)A为紫红色金属，是Cu，D能使品红溶液退色，加热时又恢复原色，D为SO2。(2)D是密度最小的气体，为H2，B若是水，则A是很活泼金属的碱金属，以钠为例，则液体C为NaOH溶液，NaOH不能再转化为单质钠，因此B不能是水。(3)D是无色气体，遇空气变为红棕色，D为NO，液体C呈蓝色，含有Cu2，则反应是Cu与稀硝酸的反应。答案(1)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OSO22H2S=3S2H2O(2)否(3)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2OCu2Fe=Fe2Cu(其他合理答案也可)无机化学推断题的解题技巧做推断题的关键是找“突破口”。推断题目一般具有一个较明显的“突破口”，故解题时要有“全局观”，首先完整阅读题目，以寻求着手点，然后进行分析、推理。解答好此类题目的关键是能够对所学物质性质的转化关系熟练运用，并要有较强的发散思维能力。常见的突破口有：物质的颜色。如一些特殊单质或者化合物的颜色。物质的特殊结构。物质之间的一些特殊转化关系。另外一些特殊的反应现象、特殊物质的特殊颜色、存放的特殊方法、实验室制取的特殊方法等都可以成为做推断题的“突破口”。铜在潮湿的空气里长期放置表面会生成一层绿色的铜锈，除去铜锈最好的试剂或方法是()A浓硝酸B稀盐酸C氢氧化钠溶液 D加热解析：选B绿色铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，能与稀盐酸反应，且Cu与稀盐酸不反应，所以用稀盐酸除去铜表面的铜锈。题组金属与金属材料1下列有关金属的说法正确的是()A生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含B铜在自然界中的含量高，所以铜是人类最早使用的金属C黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物D金属一般都具有导电性、导热性、延展性答案：D2在金、银、铜、铁、钠、镁、铝几种金属中：(1)导电性能最好的是_。(2)在空气中最稳定的是_。(3)最活泼的是_。(4)常温下与水能剧烈反应的有_。(5)既能跟强酸溶液反应，又能跟强碱溶液反应的是_。答案：(1)银(2)金(3)钠(4)钠(5)铝3长期以来，仍有不法人员用铜锌合金制成假金元宝欺骗行人，实验室中能分辨真伪方法可行的是：_。(1)观察外观(2)放入硝酸中(3)放入盐酸中(4)用仪器测定其密度(5)放入浓硫酸加热解析：铜锌合金颜色与金相似，但其密度、性质与金不同，金不能与硝酸、浓H2SO4()、盐酸反应，锌铜均能溶于硝酸中，锌能与盐酸反应，加热时铜、锌都能与浓H2SO4反应。金、铜都不与强碱反应，利用这些不同均可辨真伪。答案：(2)(3)(4)(5)4铜是生命必需的元素之一，也是人类最早使用的金属。铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响。在化学反应中，铜元素可表现为0价、1价、2价三种化合价。(1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青(CuSO4)与铁反应生成铜，试写出该反应的离子方程式：_。(2)虽然铜比铁稳定，但铜器表面经常会生成铜锈即铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，其中生成铜绿的反应物除铜外还有O2、CO2和H2O。试写出保护铜制品的方法：_。解析：(1)铁与硫酸铜发生置换反应；(2)铜生锈的反应物有Cu、O2、CO2、H2O，所以保持空气干燥，可以减缓铜的锈蚀。答案：(1)FeCu2=Fe2Cu(2)将铜制品置于干燥空气中保存一、选择题1下列对金、银、铜的描述错误的是()A金在电子工业中的用量占金及其合金在工业中用量的90%以上B金在自然界中主要以游离态存在，可用物理方法提取C银在有机合成、能源开发、材料制造等方面有广泛的应用前景D因为铜的导电性、导热性不如金和银，故制造电线、电缆的材料绝大部分换成了金或银答案：D2下列关于合金性质的说法中，错误的是()A合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同D合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同解析：选D合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的物质，熔合过程中不发生化学变化，合金与各成分金属的物理性质不同，但化学性质不变。3下列关于生铁和钢的叙述正确的是()A由铁矿石炼成铁是化学变化，由生铁炼成钢是物理变化B用铁制容器盛放硫酸铜溶液，容器易被腐蚀C生铁和钢都是铁、碳合金，它们在性能和用途上差别不大D它们都能完全溶解在盐酸中解析：选B铁矿石炼铁和生铁炼钢都是化学变化，A错误；用铁制容器盛放硫酸铜溶液，因为发生化学反应要消耗铁，所以容器易被腐蚀，B正确；生铁和钢都是铁、碳合金，它们含碳量不同，在机械性能和用途上存在很大的差异，C错误；因生铁和钢中的碳常温下稳定性好，不与稀盐酸反应，故生铁和钢不能全部溶于稀盐酸中，D错误。4Cu及其化合物之间相互转化时常伴随着颜色的变化。下列符合黑色红色变化的是()ACu(OH)2CuOBCuCu2SCCu2(OH)2CO3CuO DCuOCu2O解析：选DA项Cu(OH)2是蓝色，CuO是黑色；B项Cu是紫红色，Cu2S是黑色；C项Cu2(OH)2CO3是绿色，CuO是黑色；D项CuO是黑色，Cu2O是红色。5下列说法中，正确的是()A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属B金、银、铜是应用最广泛的金属材料C钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D铜是导电性、导热性最好的有色金属解析：选C人类在生产、生活中最早使用的金属是铜而不是铁，A错误；应用最广泛的金属材料是黑色金属材料，即铁、锰、铬以及它们的合金，而不是金、银、铜等有色金属材料，B错误；金属钛因性能优良、蕴藏量大，被誉为“21世纪的金属”，应用前景广阔，C正确；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银，D错误。6下列反应的离子方程式中正确的是()ACuO与稀硫酸反应：CuOH=Cu2H2OBCu2O与稀硝酸反应：Cu2O2H=2CuH2OCCu(OH)2与盐酸反应：OHH=H2ODCuSO4溶液与Na2S溶液混合：Cu2S2=CuS解析：选DA项，应为CuO2H=Cu2H2O；B项，应为3Cu2O14H2NO=6Cu22NO7H2O；C项，应为Cu(OH)22H=Cu22H2O。7某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SO无关，进行下列实验无意义的是()A观察硫酸钠溶液没有颜色B向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失C向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失D加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅解析：选D加水稀释，铜离子和硫酸根离子的浓度均会降低，无法证明硫酸铜溶液显蓝色与SO无关。8甲、乙、丙、丁、戊分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种，(1)甲、丙均能与稀硫酸反应放出气体；(2)乙与丁的硝酸盐反应置换出单质丁；(3)丙与强碱反应放出气体；(4)丙、戊能被浓硫酸钝化，由此判断甲、乙、丙、丁、戊依次为()AAl、Cu、Mg、Ag、FeBMg、Cu、Al、Ag、FeCMg、Ag、Al、Cu、Fe DFe、Cu、Al、Ag、Mg解析：选B由(1)知甲、丙为氢前金属，由(2)知乙的金属活动性大于丁，由(3)知丙为Al，由(4)知丙、戊分别为Al、Fe中的一种，综合以上各项可得甲是Mg，乙是Cu，丙是Al，丁是Ag，戊是Fe。9双选下列对不锈钢和普通钢的认识，你认为正确的是()A由于不锈钢在耐腐蚀等诸多方面的性能比普通钢强，故不锈钢的用量比普通钢大B二者物理性质与化学性质差不多C普通钢与不锈钢都是合金D普通钢在制造时设法将生铁的含碳量降低而增加硅、锰等元素，而不锈钢是在普通钢的基础上加入铬、镍等多种元素制成的解析：选C、D不锈钢在化工生产、医疗器械制造、建筑装饰业及人类生活中得到广泛的应用，但不锈钢的用量比普通钢小。不锈钢和普通钢的物理性质、化学性质有较大的差别。10制备CuSO4的下列方案中合理的是()ACuCuSO4BCD解析：选CA项，反应为Cu2H2SO4(浓) CuSO4SO22H2O，产生污染性气体；B项，铜和硝酸反应产生污染性气体(NO或NO2)；D项，CuO不溶于水。11只用胶头滴管和试管，就能区别的溶液(均为0.1 molL1)是()ACaCl2和Na2CO3BBa(OH)2和NaHCO3C稀盐酸和NaHCO3DNaOH和AlCl3解析：选DNaOH溶液逐滴滴入AlCl3溶液时开始产生沉淀，后沉淀增多，再减少至全部消失；AlCl3溶液逐滴滴入NaOH溶液时开始无沉淀，后产生沉淀。12在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是()A若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2B若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，一定不含Cu2和Fe3C若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2，可能含有Cu2和Fe3D若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3和Fe2，一定不含 Cu2解析：选B混合溶液中加入一定量铁屑，发生的反应是先：Fe2FeCl3=3FeCl2后：FeCuCl2=CuFeCl2若滤出固体中只有铜，可能式中Fe不足，溶液中可能含Cu2，A错。若滤出固体中含铁和铜，说明、反应彻底，铁有余一定不含Cu2和Fe3，B正确。滤出固体中有铜则一定无Fe3，C、D错。二、非选择题13历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的_。A硬度适中B密度适中C在自然界里都可得到纯净的单质D不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，则这肯定是_币，黑色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，绿色物质是_，形成这种物质的化学方程式为_，这枚金属币的真面目为_色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是_币，表面一直未被氧化的原因是_。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中，能有效鉴别其真假的是_。A观察颜色B查看图案C用手掂量轻重D滴一滴硝酸在币的表面，观察现象解析：(1)金、银、铜化学性质较稳定可作为钱币长时间流通。(2)铜为红色，其表面黑色物质是CuO，绿色物质是Cu2(OH)2CO3。(3)金与硝酸不反应，而铜、锌与硝酸反应，故可用硝酸鉴别金币真伪。答案：(1)D(2)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO32CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3红金金不活泼，不易被氧化(3)D14铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3Cu(OH)2请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量分数最高的是_。(2)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2OCu2S6CuSO2，反应的氧化剂是_。(3)SO2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是_；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中酸的名称_。解析：(1)根据四种矿石主要成分的化学式及元素的相对原子质量进行估算能快速选出Cu2S中铜的质量百分含量最高。 (2)Cu2S和Cu2O中1价的铜化合价降低，所以二者都是氧化剂。(3)结合SO2的性质和用途来回答。答案：(1)Cu2S(2)Cu2S和Cu2O(3)形成酸雨，对植物和建筑物等造成严重危害硫酸15冶炼金属一般有下列方法：焦炭法；水煤气(或氢气或一氧化碳)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法在工业上均有应用。(1)请对下表中的金属冶炼方法进行分析，从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格。(2)请再举出使用上述方法冶炼金属的例子各一个(用化学方程式表示)：_；_；_；_。解析：(1)火烧孔雀石炼铜是用C还原孔雀石分解得到的CuO，故选；湿法炼铜和铝热法炼铬都是利用活泼金属置换较不活泼金属，故选；光卤石炼镁的反应为MgCl2MgCl2，故选。(2)根据金属性较强金属、活泼性介于ZnCu之间的金属、活泼性较弱金属分别采用电解法、热还原法、热分解法冶炼。答案：(1)(2)3C2Fe2O34Fe3CO23H2WO3W3H2O3MnO24Al3Mn2Al2O32NaCl2NaCl216Fe2O3和Cu2O都是红色粉末，常用作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究“红色”粉末是Fe2O3还是Cu2O或二者混合物。探究过程如下：【查阅资料】Cu2O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空气中加热生成CuO。【提出假设】假设1：红色粉末是Fe2O3。假设2：红色粉末是Cu2O。假设3：红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。【设计实验】取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN试剂。(1)若假设1成立，则实验现象是_。(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色，则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗？_。简述你的理由(不需写出反应的方程式)：_。(3)若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加KSCN试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是_，写出发生反应的离子方程式：_。解析：(1)若溶液中含Fe3，遇SCN显红色。(2)注意题给信息：Cu2O2H=CuCu2H2O的应用，若Fe2O3，Cu2O共存时，在酸性条件下：Cu2Fe3=2Fe2Cu2。答案：(1)固体完全溶解，溶液呈红色(2)不合理当原固体粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物时，加入稀硫酸后生成Cu和CuSO4，产生的Fe3与Cu反应生成Fe2，滴加KSCN溶液后也可以不变红色(3)Fe2O3和Cu2OFe2O36H=2Fe33H2O；Cu2O2H=CuCu2H2O,2Fe3Cu=2Fe2Cu2