内容正文:
第四节
用途广泛的金属材料
开发利用金属矿物
一、合金及常见的金属材料
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。
金属特性
(2)性能:
①熔点:一般比它的各成分金属的低;
②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。
【微点拨】
(1)常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。
(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金
中各成分金属的化学性质仍然不变。
(3)并非所有的金属都能形成合金。当一种金属的熔
点高于另一种金属的沸点时,则这两种金属不能形成
合金。
2.常见金属材料
(1)重要的黑色金属材料——钢铁
①___是用量最大,用途最广的合金。
②
钢
(2)有色金属材料——铜和铝
①我国使用最早的合金是_____,常见的铜合金有黄铜和白铜。
②铝合金
青铜
二、金属矿物的开发利用
1.金属在自然界中的存在
(1)在自然界中绝大多数金属以_______的形式存在。
(2)少数化学性质_____的金属存在游离态。
化合态
稳定
2.金属冶炼的步骤
3.金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从_____态还原为_____态的
过程。即:Mn++ne-====M(反应通式,用M表示金属)。
化合
游离
4.金属冶炼的方法
(1)电解法:适合于金属活动顺序表中K~Al的金属。
【微点拨】
电解法冶炼钠,电解熔融NaCl而不是NaCl溶液;电解法冶炼镁,电解熔融氯化镁而不是氧化镁,因为MgO熔点高;电解法冶炼铝,电解熔融氧化铝而不是氯化铝,因为氯化铝为共价化合物,熔融态不导电。
(2)热还原法:适合于金属活动顺序表中Zn~Cu的金属。
【微点拨】
热还原法冶炼金属,常见的热还原剂有C、CO、H2、Al。
(3)热分解法:适合于金属活动顺序表中Hg、Ag。
(4)铝热反应
实验
装置
2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3
实验
现象 ①镁带剧烈燃烧,放出一定的热,并发出耀眼的白光,氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈反应;
②纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中
实验
结论 高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程式为
______________________
原理
应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等;
②金属焊接,如野外焊接钢轨等
高温
====
三、铜及其化合物
1.单质铜
(1)物理性质:铜是_____色金属,具有良好的_____性、
_____性和延展性。
紫红
导电
导热
(2)化学性质
2.氧化铜和氧化亚铜
CuO+2H+====Cu2++H2O
Cu2O+2H+====Cu2++Cu+H2O
名称 氧化铜 氧化亚铜
颜色 黑色 砖红色
与酸反应
(H+) __________________ ______________________
与H2反应 H2+CuO Cu+H2O H2+Cu2O 2Cu+H2O
转化关系 4CuO 2Cu2O+O2↑
高温
====
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:
4.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石
的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,其受热分
解的化学方程式为Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热
分解的化学方程式为CuSO4·5H2O CuSO4+5H2O,蓝
色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色
(生成CuSO4·5H2O),据此可用来检验水的存在。
【微点拨】
无水CuSO4只能作为水的检验试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂。
1.(RJ必修1·P66改编)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材料
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。铜是人类使用最早的金属材料,A错;铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料,B错;银的导电性比铜好,D错。
2.(RJ必修1·P67改编)下列说法错误的是 ( )
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料
C.氢气通过灼热的CuO粉末,反应后固体物质质量减轻
D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液,反应后固体物质增重
【解析】选D。Zn与Cu(NO3)2的反应:Zn+Cu(NO3)2==== Cu+Zn(NO3)2固体物质由Zn变成Cu,质量减轻。
3.(RJ必修2·P89改编)用铝热反应还原下列物质,