2017版高考化学一轮复习-第3章-常见金属及其化合物-第11讲-金属材料及复合材料鲁科版.ppt
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1、第11讲金属材料及复合材料考点二考纲要求1.知道铜及其重要化合物的性质。2.了解金属材料(合金)、复合材料。3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。考点一考点三探究高考明确考向练出高分考点一铜及其化合物1.单质铜(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)化学性质知识梳理1 1常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的_。有关化学方程式_。写出下列化学方程式:铜在空气中加热:_;铜丝在硫蒸气中反应:_。铜锈2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3答案2.铜的重要化合
2、物(1)Cu2(OH)2CO3的名称为,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学方程式:,可溶于稀硫酸,离子方程式:。碱式碳酸铜CO2H2OCu2(OH)2CO34H=2Cu2CO23H2O答案(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为。(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为。(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为。Cu2O2H=CuCu2H2O答案题组一铜及其化合物的性质题组一铜及其化合物的性质1.下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是()A.CuSO4变成CuSO45H2O是物理变化B.一定
3、条件下,新制的Cu(OH)2悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应C.CuO是黑色固体,与水反应可生成Cu(OH)2D.Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2解析解析CuSO4变成CuSO45H2O属于化学变化,A错;Cu(OH)2是碱,能与酸反应,B错;CuO不能与水反应,C错;Cu2O中铜处于低价态,能被强氧化剂硝酸氧化。D解题探究2 2123456解析答案2.铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有:黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B.硫酸铜溶液可用作游泳池的
4、消毒剂C.工业上常采用电解法制取粗铜D.在上述几种含铜化合物中,铜的质量分数最高的是Cu2S解析解析CuSO4是重金属盐,能使蛋白质变性,B项正确;工业上常用电解法精炼铜,C项不正确。C123456解析答案3.已知CuO经高温灼烧生成Cu2O,Cu2O与H 发生反应:Cu2O2H=CuCu2H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中,下列有关说法中正确的是()A.如果溶液变为蓝色,同时有紫红色固体出现,说明样品全部生成Cu2OB.溶液中最终可能有紫红色固体出现C.这种实验的结果无法说明CuO分解的程度D.如果溶液中出现蓝色,最终没有紫红色固体出现,说明CuO没有分解解解析析解
5、答此题的关键是,明确稀硝酸具有酸性和强氧化性,能溶解CuO、Cu2O和单质Cu,因而该实验结果无法说明CuO分解的程度。C123456解析答案题组二铜及其化合物的制取题组二铜及其化合物的制取4.Cu2S是火法炼铜的重要原料之一,下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的流程图:(1)Cu2S中 铜 元 素 的 化 合 价 为 _,火 法 炼 铜 的 反 应 原 理 是_(用化学方程式表示)。123456解析答案(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色,且有红色物质生成,请写出生成红色物质的离子方程式:_。解解析析依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2(蓝色)和单
6、质铜(红色),写出反应物和生成物,配平方程式。(3)若将A中红色物质反应掉,操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。A.适量的NaNO3B.适量的HNO3C.适量的H2O2解析解析H2O2不产生污染物。Cu2O2H=CuCu2H2OC123456解析答案5.孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸):(1)反应能观察到的现象是_,有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_,有关反应的离子方程式为_。123456解析答案6.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精制CuO,其设计的实验过程为(1
7、)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_(填字母)。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123456解析答案(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO,与途径相比,途径有明显的两个优点是_。耗酸少;无污染性气体SO2产生123456解析答案1.熟记铜及其化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO45H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色练后反思 方法指导2.铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜:FeCuSO
8、4=FeSO4Cu。(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):粗铜中铜的含量为99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。(3)生物炼铜:“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性,并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石,然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点:a.成本低;b.污染小;c.反应条件简单;d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。返回考点二合金、复合材料的概念 及重要应用1.熟记金属活动性顺序金属活动性顺序K、Ca、NaMgAl、ZnFe、Sn、Pb(H)Cu、Hg、AgPt、Au与O2
9、反应常温下易被氧化,点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应知识梳理1 1与H2O反应常温下生成碱和氢气与热水反应有碱存在与水反应与高温水蒸气反应不反应不反应与非氧化性酸反应生成盐和氢气不反应与盐溶液反应先与水反应,生成的碱再与盐反应排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来自然界存在形态化合态(Fe有游离态)游离态2.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:合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。熔点:一般比它的各成分金属的;硬度和强度:一般比它的各成分金属的。金属特性低大答案3.常见金属材料(
10、1)重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。(2)几种有色金属材料4.复合材料(1)概念:将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。黏结骨架(3)性能:既保持或发展了原有材料的长处,又能弥补原材料的不足。答案(4)熟悉几种常见的复合材料名称基体增强体玻璃钢合成树脂玻璃纤维碳纤维增强复合材料合成树脂碳纤维飞机、火箭、导弹壳体Ti、Al、Mg碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维隔热陶瓷瓦陶瓷碳纤维、碳化硅纤维、氧化硅纤维深度思考 合金是复合材料吗?某复合材料以碳纤维为增强体,金属钛为基体复合而成,这种材料会有哪些优良性能和用途?答答案案不是,合金是金属材料。该复合材料耐高温、导
11、电、导热性能好,可用于飞机制造,也可用于制造导弹的壳体等。答案题组一金属的性质和应用题组一金属的性质和应用1.下列关于金属元素的叙述正确的是()A.金属元素的单质只有还原性,其离子只有氧化性B.金属元素的单质在常温下均为固体C.金属元素在不同化合物中化合价均相同D.大多数金属元素的单质为电的良导体解析解析金属离子中的中间价态离子,比如Fe2,既有氧化性又有还原性,A错;常温下金属汞呈液态,B错;有的金属元素存在变价,比如Fe、Cu等,C错。D解题探究2 21234567解析答案2.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
12、“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解析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。C1234567解析答案题组二合金、复合材料的特点及应用题组二合金、复合材料的特点及应用3.下列叙述不正确的是()A.碳纤维增强复合材料可用于人体组织中韧带的制作B.成功发射的“天宫”一号目标飞行器使用了大量的复合材料C.硬铝、钢、水银都属于合金D.碳化硅陶瓷是新型无机非金属材料,具有较高的硬度和耐磨性C1234567答案4.C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是()A.铝锂合金
13、是铝与锂形成的混合物B.铝锂合金的硬度比锂大C.铝锂合金的熔沸点比铝低D.铝锂合金耐酸碱腐蚀解解析析铝锂合金中的铝能与酸和碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。D1234567解析答案5.合金与纯金属制成的金属材料相比,优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地,合金的熔点比它的各成分金属的更低改变原料的配比、改变生成合金的条件,得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛A.B.C.D.B1234567答案题组三合金组成的分析题组三合金组成的分析6.现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可
14、以推知硬铝的组成可能为(提示:Si2OHH2O=SiO2H2)()A.Al、Mg、Si、ZnB.Al、Fe、Zn、NaC.Al、Na、Cu、FeD.Al、Cu、Mg、Si、Mn1234567解析答案7.某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数:下列说法中不正确的是()A.合金的熔点比其成分金属低,通常比成分金属具有更优良的金属特性B.铜、银都能与稀硝酸反应,收集到的VL气体一定全为NOC.操作是过滤,操作是洗涤,操作是烘干D.根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数D1234567答案1.定性分析型形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性质(例如铝合金中的铝既能溶
15、于酸又能溶于碱的性质不变,铜能溶于稀硝酸,且硝酸的还原产物为NO气体等性质不变),一般是将合金酸溶或碱溶,根据反应中的特殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象判断其成分。此类试题常以流程的形式呈现,解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。方法指导2.定量分析型定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法。(1)定量集气法定量集气法是指收集合金中某种物质溶解时所产生的气体的量,应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理的关键点是根据某组分的特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体),其操作要点和注意事项有:保证装置的气密性良好,注意收集气体的读数方法。(2)沉淀法沉淀法测定物质
16、含量是常用的一种方法,采用沉淀法时,涉及到的基本实验操作和主要问题有:称量、溶解(溶解试剂);沉淀(重点是沉淀试剂的选择);过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量;数据的处理(包括测定结果的误差分析)。返回考点三金属矿物的开发和利用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。金铂化合物正得还原知识梳理1 1答案3.金属冶炼的一般步骤4.金属冶炼方法(1)热分解法冶炼金属用热分解冶炼法冶炼金属的特点:金属元素的金属性,金属元素的原子失去电子,
17、其金属离子 得到电子,该金属元素所形成的化合物稳定性。弱不易容易较差答案(2)热还原法冶炼金属焦炭还原法。例如:C还原ZnO、CuO,其化学方程式依次为。一氧化碳还原法。例如:CO还原Fe2O3、CuO,其化学方程式依次为。氢气还原法。例如:H2还原WO3、Fe3O4,其化学方程式依次为。活泼金属还原法。例如:Al还原Cr2O3、V2O5,其化学方程式依次为。答案(3)电解法冶炼金属例如:电解Al2O3、MgCl2、NaCl,其化学方程式依次为。答案深度思考 1.能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg?答答案案不能。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;
18、而MgO虽是离子化合物,但其熔点太高,熔融会消耗大量的电能,成本较高。答案2.铝是地壳中含量最高的金属元素,为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多?答答案案铝的金属活动性比铁、铜强,难于冶炼,古代人们的技术条件达不到,不能冶炼铝,故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。答案题组一金属冶炼原理的考查题组一金属冶炼原理的考查1.下列关于金属的一些说法不正确的是()A.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应B.工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C.金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D.越活泼的金属越难冶炼解解析析冶炼铝由化合态变游离态,有化合价变化属于氧化还原反应,A正确;
19、Mg在工业上用电解法冶炼,Cu用热还原法冶炼,B错误;金属冶炼的实质是Mnne=M,C正确;金属越活泼,则金属离子的氧化性越弱,越难被还原,D正确。B解题探究2 21234解析答案2.下列金属冶炼的反应原理中错误的是()解解析析金属冶炼的方法很多,由于金属离子得电子的能力不同,因此必须采取不同的冶炼方法。在金属活动性顺序表中,位于氢后面的金属(Hg、Ag等)的氧化物受热就能分解得到单质;位于前面的几种金属(如K、Na、Ca、Al等)的还原性太强,这些金属都很容易失去电子,只能用通电电解其熔融盐或氧化物的方法冶炼。B1234解析答案题组二金属冶炼原理的应用题组二金属冶炼原理的应用3.下列关于金属
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