高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第3节复合材料第2课时金属与金属材料复合材料教学案.docx

第2课时 金属与金属材料复合材料课标要求1了解金属的通性，了解金属材料的分类。2了解不锈钢等合金的性质。3掌握铜的性质。了解金、银的性质及其应用。4了解复合材料的概念。5了解复合材料的基本组成、优点。6认识常见的复合材料及其用途。,1延展性最好的金属Au；导电性最强的金属Ag；熔点最高的金属W。2铜化合物的颜色：Cu2(蓝色)、Cu2O(砖红色)、CuSO4(白色)、Cu(OH)2(蓝色)、CuSO45H2O(蓝色)、Cu2(OH)2CO3(绿色)、CuO(黑色)。3可用无水CuSO4检验H2O的存在，CuSO4白色粉末遇水变蓝色。4重要反应的化学方程式：2CuO22CuO,2CuSCu2S，Cu22OH=Cu(OH)2，Cu(OH)2CuOH2O，2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。 1金属的通性(1)物理通性常温下，除汞是液体外，其余金属都是固体。大多数金属呈银白色(除Cu、Au外)，不透明，有金属光泽。大多数金属有延展性(Au的延展性最好)。金属一般是电和热的良导体。(2)化学通性反应过程中金属只有还原(填氧化或还原)性，没有氧化(填还原或氧化)性。2金属材料(1)重要的黑色金属材料黑色金属材料通常包括铁、铬、锰以及它们的合金。不锈钢是在普通钢的基础上，加入铬、镍等元素。(2)几种有色金属材料金、银、铜金银铜颜色黄色银白色紫红色硬度软软较小导电、导热和延展性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Ag，延展性最好的是Au用途电子元件，制造飞机和航天器部件制造化学电源，有机合成中的催化剂制造电线、电缆，“铜芯片”，水管(3)新型金属材料铀用做核电厂反应堆的核燃料。镅在烟雾监测器中用做烟雾监测材料。钛被誉为“21世纪的金属”，是一种“亲生物金属”。1请将金属与相应内容进行连线。铜a生产、生活中应用最广泛的金属铁b人类使用最早的金属银c延展性最好的金属金d熔点最高的金属钨e导电性最好的金属答案：b，a，e，c，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 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氧化铜的性质CuO3氢氧化铜的性质Cu(OH)24铜盐的性质(1)物理性质：铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐：CuSO4(白色)、CuSO45H2O(蓝色)俗称蓝矾、胆矾。(2)化学性质Cu2特别提醒(1)CuSO4不能用作干燥剂。(2)铜盐溶液的蓝色常用于鉴别Cu2的存在。1Cu及其化合物之间相互转化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D铜及其化合物的颜色物质铜CuOCu2OCu(OH)2Cu2SCuS颜色紫红色黑色红色蓝色黑色黑色物质CuSO45H2OCuSO4CuCl2Cu2(OH)2CO3颜色蓝色白色棕黄色绿色2下列含铜物质中，铜元素既有氧化性又有还原性的是()ACu BCu2OCCuO DCuSO4解析：选BCu元素常见化合价有0、1、2,0价Cu只有还原性；1价Cu元素为中间价态，既有氧化性又有还原性；2价Cu元素只有氧化性。 1复合材料的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材料。2组成3特性(1)复合材料既能保持原有材料的长处，又能弥补它们的不足。(2)各组分之间相互协同作用，形成优于原材料的新性能。(3)复合材料是基体和增强体经过特殊加工复合而成，并非简单混合。4生产、生活中常用的复合材料(1)玻璃钢组成性能：具有强度高、密度小、韧性好、耐腐蚀、耐磨、耐撞、绝缘、产品美观、制造方便等优良特性。应用：可广泛用于制作小型娱乐设施、管道、化工设施、小型建筑等。(2)碳纤维增强复合材料组成性能：韧性好、强度高、质轻。5航空、航天领域中的复合材料(1)飞机、火箭、导弹等用的复合材料，大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料。优点：耐高温、强度高、导电性好、导热性好、不吸湿和不易老化等。(2)航天飞机机身上使用的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。1某复合材料是以人工碳纤维为增强体、金属钛为基体复合而成的。估计这种材料具有的性质或用途是()耐高温不耐热导电、导热不导电、不导热可用于飞机机翼可用于导弹的壳体ABC D解析：选A以碳纤维为增强体、金属钛为基体的复合材料应兼有增强体和基体的优点。碳纤维熔点高、硬度大，金属钛熔点高、导电、导热，二者的密度都较小。因此，该碳纤维增强复合材料具有耐高温、导电、导热、密度小的特点，可用于制造飞机和导弹。2复合材料在我国神舟十号飞船成功返航的过程中，发挥了巨大的作用，其船身上使用的隔热陶瓷瓦是由()A金属与碳复合而成的B碳纤维与合成树脂复合而成的C纤维与SiO2陶瓷、Si3N4陶瓷等复合而成的D陶瓷与SiO2复合而成的解析：选C用于飞船表面的隔热陶瓷瓦是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的。其中纤维多为碳纤维、碳化硅纤维或氧化硅纤维，陶瓷为Al2O3陶瓷、SiO2陶瓷、Si3N4陶瓷、SiC陶瓷等。三级训练节节过关1以下四种金属中属于有色金属的是()A铁B铬C锰 D铜解析：选D铁、铬、锰属于黑色金属。2人类利用几种金属的先后顺序依次为铜、铁、铝，之所以有先后，主要取决于()A金属在地壳中的含量多少 B金属的熔沸点高低C金属的活泼性强弱 D金属的导电性强弱解析：选C铝是地壳中含量最多的金属元素，但在给出的金属中使用时间最晚，A项错误；题给金属的熔点高低顺序为FeCuAl，B项错误；金属使用的先后与导电性无关，D项错误。3除去铁制品表面镀层金属铜最好选用的试剂是()A稀硫酸 B稀硝酸C浓硝酸 D烧碱溶液解析：选C除去Cu且使Fe不参与反应，故选用浓硝酸，原因是常温下Fe遇浓硝酸发生钝化。4下列常用化学仪器的制作材料，属于复合材料的是()A铁架台 B烧杯C石棉网 D瓷坩埚解析：选C铁架台的制作材料为金属铁；烧杯、瓷坩埚的制作材料均为硅酸盐材料；石棉网是由石棉做基体，铁丝网做增强体形成的复合材料。5请写出实现下列转化的化学方程式，属于离子反应的写出离子方程式。_。_。_。_。_。_。_。_。答案：2CuO22CuOCuOH2CuH2OCuOH2SO4=CuSO4H2OCuO2H=Cu2H2OCuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4Cu22OH=Cu(OH)2Cu(OH)2H2SO4=CuSO42H2OCu(OH)22H=Cu22H2OCu(OH)2CuOH2OCu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OFeCuSO4=CuFeSO4FeCu2=Fe2Cu 1金、银曾长期作为货币进行流通，或被制成贵重的装饰品，你认为主要原因是()A金、银延展性好B金、银导电导热性好C金、银化学性质稳定 D金、银的光泽迷人解析：选C金、银化学性质稳定是其曾长期作为货币流通，或被制成装饰品的主要原因。2铜能够制成铜片或拉成铜丝，是因为铜具有良好的()A导热性 B导电性C延展性 D金属活动性解析：选C金属形状的改变均是体现其延展性。3我国使用最早的合金是()A青铜 B锰钢C生铁 D硬铝解析：选A商代的司母戊鼎是最早的青铜合金。4下列关于复合材料的说法正确的是()A将不同性质的材料经简单混合便成复合材料B合金属于复合材料C复合材料中的两部分作用相同D复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的解析：选D复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料经特殊加工而制成的，并不是材料的简单混合。复合材料的两部分作用是不同的，基体起黏结作用，增强体起骨架作用。5不锈钢是在普通钢中加入了()A碳、硫 B硅、锰C镍、铬 D硅、铬解析：选C不锈钢是在普通钢中加入镍、铬以增强其化学稳定性和抗腐蚀性。6金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法正确的是()A铜是人类在生产、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铜被誉为“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A黑色金属材料及其合金是应用最广泛的金属材料，B项错误；被誉为“21世纪的金属”的为钛，C项错误；导电、导热性最好的金属是银，D项错误。7下列关于合金的叙述中正确的是()A所有不锈钢都只含有金属元素B我国流通的硬币材质属于合金C从广东打捞的明代沉船上存在铝合金餐具D镁合金的硬度和强度均低于纯镁解析：选BA项，不锈钢是在普通钢中加入Ni、Cr等元素，普通钢中含有碳元素，则不锈钢中也含有碳元素；C项，明代沉船上不可能存在铝合金餐具，原因是明代还未掌握铝的冶炼技术，且铝合金在海水中易被腐蚀。8下列说法错误的是()A玻璃钢是以玻璃纤维作增强体、合成树脂作基体的复合材料B飞机机身的复合材料大多是以金属为增强体、纤维为基体的复合材料C制造网球拍用的复合材料是在合成树脂的基体中加入了碳纤维作增强体D航天飞机机身使用的隔热陶瓷是由纤维和陶瓷复合而成的材料制成的解析：选B飞机机身的复合材料大多是以纤维为增强体、金属为基体的复合材料，B选项基体与增强体颠倒。9金币、银币、铜币等货币在我国历史上曾发挥过重要的作用。在一位收藏家的家中，陈列了很多金属货币。(1)其中有些货币表面是黑色，且有少量的绿色锈状物，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_。要除去这些物质应选用_，发生反应的离子方程式为_，充分反应后，这枚金属币的真面目为_色。(2)其中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)若将金币、银币、铜币分别放到稀硝酸中浸泡，能溶解的是_，不溶解的是_，写出溶解时的化学方程式：_。解析：金、银、铜都属于不活泼金属，很稳定，因此，在历史上都曾经用作货币。其中，金的化学性质最不活泼，不与硝酸等强氧化性酸反应，在空气中更稳定；银较金活泼，可与硝酸反应；铜较银活泼，不仅能和硝酸反应，在空气中也容易与氧气等物质反应而“生锈”。答案：(1)铜氧化铜2CuO2=2CuOCu2(OH)2CO32CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3稀盐酸CuO2H=Cu2H2O、Cu2(OH)2CO34H=2Cu2CO23H2O紫红(2)金金单质很稳定，不易发生化学反应(3)铜币、银币金币3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,3Ag4HNO3(稀)=3AgNO3NO2H2O10图是实验室用氢气还原氧化铜实验的简易装置，其中的铜质燃烧匙可以在试管M中上下移动，虚线框中需从图中选取装置。图中的细铜丝一端被弯成螺旋状，先在酒精灯火焰上加热，变黑后再迅速伸入制得的氢气中。(1)在图中，试管M中的液体应选用_。(2)在图的虚线框中，应选用图中的_(填“A”或“B”)装置。(3)上述制氢气的方法与将锌粒直接加入试管中相比，其优点主要是_。解析：(1)图中试管M用于H2的制取，原理为：Zn2HCl=ZnCl2H2或ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)图用于H2的收集和还原CuO，H2的密度比空气小，故用向下排空气法收集H2。(3)用图装置制H2的方法能控制反应随时进行和停止，节约了试剂。答案：(1)稀盐酸或稀硫酸(2)B(3)控制反应随时发生和停止、节约试剂1下列转化关系不能通过一步反应直接完成的是()ACuCuCl2 BCuOCu(OH)2CCu(OH)2CuO DCuOCu2O解析：选BA项，CuCl2CuCl2；B项，CuO和H2O不反应；C项，Cu(OH)2CuOH2O；D项，4CuO2Cu2OO2。2下列反应的离子方程式中正确的是()ACuO与稀硫酸反应：CuO2H=Cu2H2OBCu2O与稀硝酸反应：Cu2O2H=2CuH2OCCu(OH)2与盐酸反应：OHH=H2ODCuSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合：Cu22OH=Cu(OH)2解析：选AB项，应为3Cu2O14H2NO=6Cu22NO7H2O；C项，应为Cu(OH)22H=Cu22H2O；D项，应为Cu2SOBa22OH=BaSO4Cu(OH)2。3欲除去铜粉中少量的铁粉，可选用的试剂是()A水 B氢氧化钠溶液C稀硫酸 D稀硝酸解析：选CA项，铜粉和铁粉均不溶于水；B项，铜粉和铁粉均不溶于氢氧化钠溶液；C项，铜粉不溶于稀硫酸而铁粉溶于稀硫酸；D项，铜粉和铁粉均溶于稀硝酸。4在c(Cu2)0.5 molL1的溶液中，下列离子组可能大量存在的是()ANa、Fe3、SO、OHBH、Fe2、SO、S2CAl3、Mg2、Cl、NODH、Fe2、NO、CO解析：选CA项，OH与Cu2、Fe3不共存；B项，S2与H、Fe2、Cu2不共存；D项，CO与H、Cu2不共存，H、Fe2、NO三者不共存。5A、B、C、D、E分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：(1)A、C均能与稀H2SO4反应放出气体；(2)B与D的硝酸盐溶液反应，置换出单质D；(3)C与强碱反应放出气体；(4)C、E在冷的浓H2SO4中发生钝化现象。由此可以推断A、B、C、D、E依次为()AFe、Cu、Al、Ag、Mg BAl、Cu、Mg、Ag、FeCMg、Cu、Al、Ag、Fe DMg、Ag、Al、Cu、Fe解析：选C由“已知”(3)可知C为Al，继而由“已知”(4)推知E为Fe，结合“已知”(1)可知A为Mg，剩余的B、D分别是Cu、Ag中的一种，结合“已知”(2)可知B为Cu，D为Ag。6向稀H2SO4中加入铜粉不反应，若再加入某种盐，则铜粉可逐渐溶解，符合此条件的盐是()NaNO3KClZnSO4Fe2(SO4)3A BC D解析：选D加入NaNO3后：NaNO3=NaNO，NO在酸性条件下能氧化铜粉，加入Fe2(SO4)3后：Fe2(SO4)3=2Fe33SO，2Fe3Cu=Cu22Fe2。7由锌、铁、铝、铜四种金属中的两种组成的混合物10 g，与足量盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2 L，则混合物可能是()A锌、铁 B铁、铝C铁、铜 D铜、锌解析：选B生成11.2 L H2为0.5 mol，则H得到电子为1 mol，由此可知，两种金属组成的混合物失去1 mol电子所需金属的质量为10 g，而四种金属失去1 mol电子的质量分别是Zn为32.5 g，Fe为28 g，Al为9 g，Cu与盐酸不反应为无限大，其中只有Al的质量小于10 g，故一定含铝。8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向FeCl3、CuCl2混合溶液中加入一定量的铁屑，发生的反应依次为2Fe3Fe=3Fe2、Cu2Fe=CuFe2，若剩余的固体为铜，则反应后的溶液中含有的阳离子一定有Fe2，一定不含有Fe3，但不一定含有Cu2；若剩余的固体为铁和铜的混合物，则反应后的溶液中，阳离子只有Fe2。9化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质，为了保护环境，化学实验室产生的废液必须经处理后才能排放。某化学实验室产生的废液中含有Fe3、Cu2、Ag三种金属离子，实验室设计了下列方案对废液进行处理，以回收金属，保护环境。 (1)废液经操作得到的沉淀中含有的金属单质是_。(2)在操作中观察到的实验现象是_。(3)操作中发生反应的离子方程式为_。(4)若废液中含有Fe3、Cu2、Ba2三种金属离子，试设计处理该废液的实验方案。答案：(1)Ag、Cu、Fe(2)溶液由浅绿色变成棕黄色(3)Fe33OH=Fe(OH)3(4)10实验室利用下列装置，采用用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，已知反应的化学方程式为2NH33CuON23Cu3H2O。请思考并回答以下问题：(1)如果试图通过测定反应物CuO和生成物H2O的质量m(CuO)、m(H2O)的方法测定铜的近似相对原子质量，仪器连接顺序为_(用字母编号表示，仪器可重复使用)。(2)d中浓硫酸的作用是_。(3)实验完