内容正文:
大主题整合
(三)
常见的金属材料
|课|标|要|求|
1.能列举、描述、辨识铜、铝及其化合物的主要性质及应用。
2.知道合金的组成及其主要应用,能根据合金的性质分析生产、生活及环境中的某些常见问题。
3.结合实例认识合金、金属及其化合物的多样性,了解通过化学反应可以探索物质,实现物质的转化。
微课时突破 1 基础知识一课过
(零散知识系统化,为深化学习奠基)
一、
二、
逐点清(一) 铜及其化合物
三、
目 录
逐点清(二) 金属材料
逐点清(三)金属矿物的开发利用
四、
课时跟踪检测
逐点清(一) 铜及其化合物
(一)铜的主要性质
1.(1)生成铜绿的化学方程式:
___________________________________;
(2)Cu与S反应的化学方程式:__________________。
输入你的标题
系统知识
2Cu+O2+H2O+CO2 === Cu2(OH)2CO3
2Cu+S Cu2S
2.与氧化性酸反应
(1)与浓硫酸共热的化学方程式:
_______________________________________;
(2)与稀硝酸反应的离子方程式:
_______________________________________;
(3)与浓硝酸反应的离子方程式:
________________________________________。
3Cu+8H++2N === 3Cu2++2NO↑+4H2O
Cu+4H++2N === Cu2++2NO2↑+2H2O
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
3.与某些盐溶液反应
(1)与硝酸银溶液反应的离子方程式:
_____________________;
(2)与FeCl3溶液反应的离子方程式:
______________________。
[注意] Cu与稀H2SO4不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO4 === 2CuSO4+2H2O。
Cu+2Ag+ === 2Ag+Cu2+
Cu+2Fe3+ === 2Fe2++Cu2+
(二)铜的重要化合物的转化与性质
1.氧化物
CuO 黑色难溶于水的固体,与酸反应,可以用H2、CO、Al还原出Cu
Cu2O ①红色难溶于水的固体;
②与酸反应(H+):Cu2O+2H+ === Cu+Cu2++H2O;
③Cu2O遇到HNO3发生氧化反应生成Cu2+;
④与H2反应:Cu2O+H2 2Cu+H2O;
⑤CuO加强热的反应:4CuO 2Cu2O+O2↑
2.氢氧化铜
[注意] 反应CuSO4+H2S === CuS↓+H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸,但不能说明酸性:H2S>H2SO4。
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2 ( )
(2)将铜片置于干燥的空气中,不易被腐蚀 ( )
(3)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 ( )
(4)常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 ( )
(5)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成 ( )
×
×
√
×
×
(6)用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率 ( )
(7)加入稀硝酸溶解,过滤、洗涤、干燥,可除去Cu粉中混有的CuO ( )
(8)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体
( )
×
×
√
2.(2023·浙江1月选考)硫酸铜应用广泛,下列说法不正确的是 ( )
A.Cu元素位于周期表p区
B.硫酸铜属于强电解质
C.硫酸铜溶液呈酸性
D.硫酸铜能使蛋白质变性
√
解析:Cu为29号元素,位于ⅠB族,属于ds区元素,故A错误;硫酸铜属于盐类,在水溶液中能完全电离,属于强电解质,故B正确;硫酸铜为强酸弱碱盐,铜离子水解使溶液呈酸性,故C正确;铜离子为重金属离子,能使蛋白质变性,故D正确。
3.(2025·广东汕头模拟)为解决铜与稀硝酸反应过程中装置内氧气对实验现象的干扰,以及实验后装置内氮氧化物的绿色化处理问题,某实验小组对装置进行微型化改造,设计如图所示的装置(试管底部有孔隙)。下列说法错误的是 ( )
A.装置内发生的化学反应方程式为3Cu+8HNO3 === 3Cu(NO3)2 +2NO↑+4H2O
B.实验开始前需除去试管内的氧气,可拉动注射器B
C.该装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止
D.实验终止时,需将铜丝提拉上来后再拉动注射器A
√
解析:装置内铜与稀硝酸反应,即3Cu+8HNO3 === 3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O,故A正确;实验开始时先拉注射器A活塞,其目的是除去反应前试管内的空气,故B错误;该实验装置可通过控制止水夹和注射器来控制反应的开始与停止,故C正确;实验停止后,提拉粗铜丝,使粗铜丝下端靠近软胶塞,再打开止水夹,缓慢拉注射器A活塞,可观察到试管内的无色气体被吸入注射器A内,试管内稀硝酸液面逐渐上升,注射器B活塞缓慢向内移动,如不提拉铜丝会继续反应,故D正确。
4.碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]是一种用途广泛的化工原料,实验室中以废铜屑为原料,制取碱式碳酸铜的流程如图。下列说法错误的是 ( )
A.“加热”步骤可选用水浴加热
B.“酸浸”产生的气体可用NaOH溶液吸收
C.“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3
D.可用盐酸和BaCl2溶液检验“滤液”中是否有C
√
解析:废铜屑与稀HNO3反应,产生的气体为NO;过滤除去难溶性滤渣,滤液中含Cu(NO3)2和HNO3,加入Na2CO3溶液加热,生成NaNO3和铜盐,再加NaOH溶液调节适当pH值,经过一系列反应得到碱式碳酸铜。加热的温度为70 ℃,可选用水浴加热,A正确;酸浸产生的气体为NO,与NaOH溶液不反应,不能用NaOH 溶液吸收,B错误;由分析可知,“滤液”中溶质的主要成分为NaNO3等,C正确;C的检验是先加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再往白色沉淀中加入盐酸,沉淀完全溶解,且产生无色无味气体,D正确。
逐点清(二) 金属材料
输入你的标题
系统知识
(一)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 特性的物质。
2.特性
(1)具有许多优良的物理、化学或机械性能。
(2)熔点:一般比它的各成分金属的 。
(3)硬度和强度:一般比它的各成分金属的 。
金属
低
大
[注意] ①常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。②合金的物理性质相对于各成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。③熔、沸点温度范围完全没有重叠的金属不能形成合金,即一种金属还未熔化时,另一种金属已经汽化,则一般不能熔合在一起,如Cu与Na、Fe与Na等不能形成合金。
(二)常见金属材料
1.分类
合金
2.常见合金材料
(1)铁合金:属于黑色金属材料,是当今用量最大、用途最广泛的合金。
含碳量
(2)铜合金:包括青铜(主要含Cu、Sn、Pb等,我国使用最早)、黄铜(主要含Cu、Zn等,外观似黄金)、白铜(主要含Cu、Ni、Zn等)。
(3)铝合金:如硬铝。它的密度小,强度高,具有较强的抗腐蚀能力,是制造飞机和宇宙飞船的理想材料。
(4)新型合金:新型储氢材料Ti-Fe合金和La-Ni合金。钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·广东卷)机械表中由钼钴镍铬等元素组成的发条,其材质属于合金 ( )
(2)(2024·河北卷)青铜铺首主要成分是铜锡合金 ( )
(3)(2024·河北卷)Mg(OH)2和Al(OH)3中均分别加入NaOH溶液和盐酸,Mg(OH)2只溶于盐酸,Al(OH)3都能溶,说明Mg(OH)2比Al(OH)3碱性强 ( )
√
√
√
(4)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 ( )
(5)(2023·重庆卷)Mg分别与空气和氧气反应,生成的产物相同 ( )
(6)镁合金密度较小、强度较大,可用于制造飞机部件 ( )
×
√
√
2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是 ( )
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
解析:纸的主要成分是纤维素,不是金属材料,A错误;沙的主要成分是二氧化硅,不是金属材料,B错误;金和铁都是金属,C正确;甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜,糖类是有机物,不是金属材料,D错误。
√
3.(2025·山东济南一模)镧镍合金是一种具有实用价值的新型储氢合金材料。下列说法不正确的是 ( )
A.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物
B.镍属于过渡元素,位于元素周期表d区
C.氢能是理想能源,具有来源广、热值高、无污染等优点
D.合金的熔点一定比各成分金属的熔点低
√
解析:镧镍合金能大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物,金属氢化物稍稍加热又容易分解,所以可用作储氢材料,A正确;镍是28号元素,属于过渡元素,位于元素周期表d区,B正确;氢能是理想能源,具有来源广、热值高、无污染等优点,C正确;合金的熔点一般比各成分金属的熔点低,但不是一定低,比如汞合金的熔点比汞高,D错误。
4.(苏教版教材习题)考古出土的吴王夫差剑为春秋末期制造的青铜剑,历经2 500余年,剑的表面虽有一层蓝色薄锈,但仍寒光逼人,剑刃锋利。查阅资料回答下列问题。
(1)青铜是一种金属材料,该合金的主要成分是 (填元素符号)。
(2)从上述信息可以看出,青铜具有的性质有 (填字母)。
A.强度高 B.可塑性好
C.耐腐蚀 D.易加工
Cu、Sn
AC
(3)青铜剑表面的蓝色薄锈,其主要成分为碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],这层蓝色薄锈形成的可能原因是什么?
答案:这种锈蚀是由于铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质发生反应形成的,反应方程式为2Cu+O2+H2O+CO2 === Cu2(OH)2CO3
逐点清(三) 金属矿物的开发利用
输入你的标题
系统知识
1.金属在自然界中的存在形式
2.金属冶炼的实质
金属冶炼的过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程,即Mn++ne- === M。
3.金属冶炼的方法(完成有关化学方程式)
金属活动性与冶炼方法的关系:
电
解
法 Na _____________________________
Mg _____________________________
Al _____________________________
2NaCl(熔融) 2Na+Cl2↑
2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑
MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑
续表
热还
原法 高炉炼铁 ___________________________
铝热反应制铁 ___________________________
焦炭还原铜 ___________________________
热分
解法 Hg ___________________________
Ag ___________________________
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C+2CuO 2Cu+CO2↑
2HgO 2Hg+O2↑
2Ag2O 4Ag+O2↑
[注意] ①冶炼Mg时只能电解MgCl2,不能电解MgO,原因是MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本。②冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3,原因是AlCl3是共价化合物,熔融态不导电;加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。
输入你的标题
基点查清
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)(2024·浙江6月选考)部分金属可在高温下用焦炭、一氧化碳、氢气等还原金属矿物得到 ( )
(2)(2024·江苏卷)金属Mg制备:Mg(OH)2 MgCl2溶液 Mg ( )
(3)(2023·辽宁卷)工业冶炼镁:2MgO(熔融) 2Mg+O2↑ ( )
(4)铝热反应非常剧烈,操作时要戴上石棉手套和护目镜 ( )
(5)氧化铝熔点高,常用于制造耐高温材料 ( )
√
×
×
√
√
2.(2025·湖南长沙模拟)将含氧化铜的矿石与焦炭混合,在高温条件下可以冶炼金属铜,该冶炼方法属于 ( )
A.电解冶炼法 B.热还原法
C.热分解法 D.物理分离法
解析:冶炼金属铜的反应为氧化铜与焦炭在高温条件反应生成铜和二氧化碳,该冶炼方法属于热还原法,故选B。
√
3.(2025·辽宁葫芦岛一模)下列有关金属的工业制法中,正确的是 ( )
A.制铜:火法炼铜,即将黄铜矿CuFeS2受热分解以获得铜单质
B.制铁:以铁矿石、焦炭、石灰石为原料,CO还原得铁
C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,H2还原得镁
D.制铝:从铝土矿制得氯化铝固体,再电解熔融的氯化铝得 到铝
√
解析:黄铜矿(CuFeS2)中Fe的化合价为+2价,工业上用黄铜矿冶炼铜的反应:8CuFeS2+21O2 8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,该反应不是分解反应,故A错误;工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,故B正确;工业上以海水为原料,经过一系列过程获得无水氯化镁,工业制镁是电解熔融氯化镁:MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑,故C错误;因为氯化铝是共价化合物,熔融状态下氯化铝不电离,也不导电,工业制铝是电解熔融的氧化铝:2Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑,故D错误。
|大|概|念|知|识|体|系|构|建|
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