第08讲 金属材料- 2024年高考化学大一轮复习【精讲精练+专题讲座】

第08讲 金属材料 【化学学科素养】 1.宏观辨识与微观探析：认识金属材料的性能和应用，根据金属及其化合物的性质理解常见金属的冶炼原理。 2.科学态度与社会责任：根据金属的冶炼原理及方法，认识开发利用金属矿物应具有可持续性，培养绿色环保意识。 3.科学探究与创新意识：科学领悟铜、铝及其化合物的性质及探究方案并进行实验探究，得出其主要性质。 【必备知识解读】 一、铝镁的性质及应用 1．金属铝的物理性质 银白色有金属光泽的固体，有良好的延展性、导电性和导热性等，密度较小，质地柔软。 2．金属铝的化学性质 ①4Al＋3O22Al2O3 ②2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3 ③2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑ ④2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ 3．铝热反应 实验装置 实验现象 ①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；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：Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3 原理应用 ①制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等， 3MnO2＋4Al3Mn＋2Al2O3； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等 4.铝的制备和用途 (1)制备原理 电解熔融Al2O3：2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑。 【特别提醒】工业上冶炼Al用电解熔融Al2O3而不用AlCl3的原因是AlCl3是共价化合物，熔融态不导电。 (2)铝的用途 纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。 二、铝的重要化合物 1．氧化铝 (1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。 (2)化学性质 与H+反应Al2O3+6H+＝2Al3++3H2O  与强碱反应Al2O3+2OH-＝2AlO2-+H2O  2．氢氧化铝 (1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。 (2)化学性质(用化学方程式表示) Al(OH)3的电离方程式为 酸式电离：Al(OH)3＋H2O [Al(OH)4]－＋H＋ 碱式电离：Al(OH)3Al3＋＋3OH－ 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： ①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。 ②Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。 ③2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。 (3)制备 ①向铝盐中加入氨水，离子方程式为Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NH。 ②Na[Al(OH)4]溶液中通入足量CO2，离子方程式为 [Al(OH)4]－＋CO2===Al(OH)3↓＋HCO。 ③Na[Al(OH)4]溶液与AlCl3溶液混合：3[Al(OH)4]－＋Al3＋===4Al(OH)3↓。 3．常见的铝盐 (1)硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的复盐。 (2)明矾的化学式为KAl(SO4)2·12H2O，它是无色晶体，可溶于水，水溶液pH＜(填“＜”“>”或“＝”)7。明矾可以净水，其净水的原理是Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中的杂质形成沉淀而净水。 三、铜及其化合物 1．铜 (1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属 O2 ①潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色) ②　2Cu＋O22CuO　(黑色固体) Cl2 　Cu＋Cl2CuCl2　(棕黄色烟) S 　2Cu＋SCu2S　 氧化 性酸 浓硫酸 　Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　 浓硝酸 　Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O　 稀硝酸 　3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O　 盐 AgNO3、 FeCl3 　Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag　、　 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2　 2.铜的氧化物和氢氧化物 氧化铜 氧化亚铜 氢氧化铜 化学式 CuO Cu2O Cu(OH)2 状态 不溶于水的黑色固体(粉末) 不溶于水的红色固体 不溶于水的蓝色固体 化学 性质 ①CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O ②CuO＋H2Cu＋H2O ③CuO＋COCu＋CO2 ①Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O ②Cu2O＋H22Cu＋H2O ①Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O ②Cu(OH)2 CuO＋H2O 3.铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为