山东省高密市第三中学高三化学一轮复习 第四章 第2节 铝 金属材料2导学案.doc

山东省高密市第三中学高三化学一轮复习 第四章 第2节 铝 金属材料2学案【考纲要求】1.认识铜其及重要化合物的主要性质。 2.能列举合金材料的重要应用。 3.了解复合材料的形成、组成和主要应用【课前预习案】一、金属和金属材料1. 金属的物理通性：大多数金属在常温下是固体，呈银白色，不透明，有金属光泽，易导电，易导热，有延展性等。注意：常温下汞为液态；金呈黄色，铜呈紫红色。2. 金属的分类按密度分：密度大于4.5g/cm3为重金属。如cu、fe、ag；密度小于4.5g/cm3为轻金属。如mg、al 冶金工业：黑色金属材料： 、 、 以及它们的合金 有色金属材料：黑色金属材料以外的其他金属材料及其合金黑色金属材料的颜色不一定是黑色，如纯净的铁、铬的颜色是银白色。3. 重要的黑色金属材料钢铁：钢铁是铁和碳等元素组成的合金的总称。铁的应用经历的演变过程：铁一普通钢一不锈钢一特种钢。钢铁种类其它元素含量性能生铁含碳量24.3%硬度大，但较脆且不易机械加工普通钢含碳量0.03%2%，增加了硅锰等元素改善了铁的性能，但易锈蚀不锈钢在普通钢基础上，加入铬镍等元素，含铬在12以上在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性说明：不锈钢防锈的原因：铬元素的加入，能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部铁与外界物质接触。镍元素的加入，使不锈钢在酸碱盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。二、合金1.定义：两种或两种以上的 （或金属和 ）熔合而成的具有金属特性的物质。2.特点： （1）合金一般具有优于纯金属的物理、化学或机械性能。（2）合金的硬度一般大于它的纯金属成分。（3）合金的熔点一般低于它的成分金属。熟记：我国使用最早的合金是 青 铜 ；用量最大，用途最广的合金是 钢 ，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢 和 合金钢。【练习1】关于合金性质的说法中，错误的是（ ）a多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 b多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低c合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同 d合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同三、几种有色金属材料金、银、铜（一）几种有色金属材料金、银、铜金属物 理 性 质性 能应 用金质地柔软的黄色金属，具有优良的导热性、导电性、延展性极高的抗腐蚀性电子工业、航天、航空工业银质地柔软的银白色金属，具有优良的导热性、导电性、延展性催化、抗腐蚀性有机合成、能源开发、医用材料制造铜硬度较小的紫红色金属，具有良好的导电、导热性、延展性在空气中易锈蚀、杀菌电气和电子工业、建筑材料金、银、铜都属于不活泼金属，其中金的化学性质尤为稳定，均可作为货币金属。铜的熔点较低、容易冶炼铸造成型，使它成为人类在生产、生活中最早使用的金属。铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方面应用占铜的工业总用量的一半左右，半导体器件中的硅芯片上用铜代替铝线；建筑业上用铜制造水管及其它排水设施，具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。（二）铜的性质1、原子结构：原子序数为29，位于元素周期表中第4周期、第ib族，最外层有1个电子，常见化合价有+1、+2价。2、物理性质：纯铜呈紫红色，属有色金属，导电、导热性、延展性良好。3、化学性质：铜是一种较不活泼的金属，位于金属活动性顺序表中氢原子之后。（1）与o2的反应在空气中或o2中加热表面变黑： 利用此反应可除去混在h2、co中的少量o2。（2）与o2、co2、h2o的作用在潮湿的空气中铜可生成铜绿： （3）与其他非金属的反应cu在cl2中燃烧生成棕黄色烟： 在硫蒸气里燃烧生成黑色固体：（4）与酸的反应与稀盐酸、稀h2so4不反应。为什么？与浓h2so4反应： 与浓、稀硝酸的反应 （5）与盐溶液的反应：cu+ag+ cu+fe3+ （三）铜的化合物1、氧化物cuo：黑色固体，不溶于水的碱性氧化物，具有较强的氧化性。与稀硫酸反应： 与氢气反应 ： 在高温下分解为 色的 ： cu2o呈砖红色，可用于制红色玻璃，cu2o本身较稳定，但在酸溶液中易发生歧化反应生成铜和铜离子。离子方程式为： 与稀硝酸反应的离子方程式为： 铜及其化合物颜色小结：金属的通性小结：大多数金属在常温下是固体 大多数金属呈银白色，具有金属光泽大多数金属具有延展性，是电和热的良导体大多数金属可以与氧气.氯气等非金属单质以及酸等物质发生反应，在反应中金属原子失去电子。【练习2】（09广东理基）下列有关金属及其合金的说法不正确的是 （ ） a目前我国流通的硬币是由合金材料制造的 b铜锡合金熔点比纯铜低 c生铁、普通钢和不锈钢中的碳含量依次增加 d日用铝制品表面覆盖着氧化膜，对内部金属起保护作用2.新型金属材料铀（u）用作 核电厂反应堆的核燃料 ，镅用做 烟雾监测材料 ；特别是被誉为“ 21世纪的金属 ”的钛（ti ），应用前景更为广阔。四复合材料1.定义：将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而成的材料2.组成： ，在复合材料中起粘结作用。 ，在复合材料中起骨架作用。3.阅读（p126-130），了解玻璃钢，碳纤维复合材料，航空、航天领域的复合材料。玻璃钢：基体： ；增强体： 。玻璃钢的强度可达到甚至超过合金钢的强度，而密度只有钢铁的1/5左右；同时，这种材料保持着较好的耐化学腐蚀性、电绝缘性和机械加工性能，而且不像普通玻璃那么硬脆。碳纤维复合材料：基体：合成树脂；增强体：碳纤维。【预习检测】1.下列物质中，不属于合金的是 （ ） a、硬铝 b、黄铜 c、钢铁 d、水银2.复合材料制成的防弹头盔能抵御多种手枪子弹的射击，最大限度的保护使用人员的安全，这利用了复合材料的 （ ） a高强质轻 b耐热抗高温 c耐腐蚀稳定性好 d导电导热性好3. 下列对金、银、铜的描述错误的是（ ）a.金在电子工业中的用量占金的工业用量的90%以上b.金在自然界中主要以游离态形式存在，可用物理方法提取c.银在有机合成、能源开发、材料制造等方面有广泛的应用前景d.因为铜导电、导热性不如金和银，故制造电线、电缆的材料绝大部分换成金和银。4. （双选）金、银自古以来，吸引人们的目光，曾长期作为货币进行流通。目前，一个国家的黄金储备仍然是这个国家经济实力的象征，你认为原因是（ ）a.金、银的延展性好 b.金、银的导热性和导电性好c.金、银的化学性质稳定 d.金、银在地壳中含量少5.（2011海南）铜（cu）是重要金属，cu的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如cuso4溶液常用作电解液、电镀液等。请回答以下问题：（1）cuso4可由金属铜与浓硫酸反应制备，该反应的化学方程式为_ _ _；（2）cuso4粉末常用来检验一些有机物中的微量水分，其原因是_ _ 。【课堂探究案】【探究1】铜的化学性质1、铜及其化合物之间的相互转化 cuso4 cus cu2(oh)2co3 cu cuo cucl2 cu(oh)2 cu2o cu(no3)2 【练习1】铜器表面有时会生成铜绿cu2(oh)2co3，这层铜绿可用化学方法除去。除去铜绿而不损伤器物可选用 （稀硫酸 稀硝酸 稀盐酸 浓硝酸 fecl3溶液），写出除去铜绿涉及的离子方程式 2、铜在金属活动顺序中排在h后，活动性较弱，不能从酸中置换h。但能与非金属发生反应，一定条件下也能与强氧化剂反应。铜的性质方程式书写与o2反应与s反应与cl2反应生成铜锈与浓h2so4反应与浓、稀hno3反应与fe3+溶液反应【练习2】下列物质不能由铜单质跟其它物质发生化合反应得到的是( ) acuo bcus ccu2(oh)2co3 dcucl2【探究2】金属活动性顺序表及其应用金属活动性顺序表k ca namg alznfe sn pb (h）cu hg agptau原子失电子能力由大到小，还原性由强到弱阳离子得电子能力由小到大，氧化性由弱到强（fe对应fe2+)和氧气反应常温易被氧化常温能被氧化常温干燥空气中不易被氧化，加热时能被氧化不能被氧化和水反应常温置换出氢加热或与水蒸气反应置换出氢不能置换出水中的氢和酸反应剧烈反应并置换出酸中的氢能置换出酸中的氢不能置换酸中的氢和碱溶液反应与水反应仅铝、锌能与强碱溶液反应和盐溶液反应先与水反应排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来冶炼方法电解法热还原法加热分解法物理方法【练习3】下列金属属于有色金属，且在常温下不溶于浓硝酸的是 （ ）a铁 b镁 c铝 d铜【练习4】a、b、c、d、e分别是cu、ag、fe、al、mg五种金属中的一种。已知：a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；b与d的硝酸盐反应，置换出单质d；c与强碱反应放出气体；c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断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【探究3】金属的冶炼：冶炼方法：热分解法：适用很不活泼金属。hgo ag2o 热还原法：适用中等活泼金属的冶炼。常用的还原剂有：c、co、h2、活泼金属如a等cuo+c ，fe2o3+ co wo3+ h2 电解法：适用极活泼金属的冶炼。mgcl2 al2o3 【练习5】现有cuo和fe2o3组成的混合物ag，向其中加入2moll1的硫酸溶液50ml，恰好完全反应。若将ag该混合物在足量h2中加热，使其充分反应，冷却后剩余固体质量为（ ）a1.6a g b(a1.6) g c(a3.2) g d1.6 g【当堂检测】1. 下列关于金属元素特征的叙述正确的是（ ）a. 金属元素的原子只有还原性，离子只有氧化性 b. 金属元素在化合物中一定显正价 c. 金属元素在不同化合物中化合价均不同 d. 金属单质在常温下均是固体2、在fecl3、cucl2、fecl2的混合溶液中，fe3+、cu2+、fe2+的物质的量浓度之比为4:2:1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为1：3：9，则投入的铁粉与原溶液中cu2+的物质的量之比为（ ）a5：6b4：5c3：5d5：43、能实现下列物质间直接转化的元素是（ ）a. 硅 b. 硫 c. 铜 d. 铁4、（2009江苏）化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是（ ）a明矾水解形成的al（oh）3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化b. 在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率c. mgo的熔点很高，可用于制作耐高温材料 d. 电解mgcl2饱和溶液，可制得金属镁5、在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质：fecl3 fe2o3 cu(no3)2 kno3，铜粉溶解的是( )a. 只有或 b. 只有或 c. 只有或或 d. 上述四种物质任意一种6.（2009广东理基）下列说法正确的是 （ ）a加入适量铜粉除去cu(no3)2溶液中的agno3 b铝是地壳中含量最多的元素 c相同条件下，溶液中fe3+、cu2+、zn2+的氧化性依次减弱d玻璃是由几种氧化物组成的混合物，成分可表示为na2ocao6sio27.（2010福建）下表各组物质中，满足下图物质一步转化关系的选项是 （ ）xyzananaohnahco3bcucuso4cu(oh)2cccoco2dsisio2h2sio3【课后拓展案】1.下列说法正确的是 ( )a我国流通的硬币材质是金属单质 b所有的不锈钢都只含有金属元素c广东正在打捞的明代沉船上存在大量铝制餐具 d镁合金的硬度和强度均高于纯镁2把ba(oh)2溶液滴入明矾溶液中，使so全部转化成baso4沉淀，此时铝元素的主要存在形式是（ ）aal3+ bal(oh)3 cal(oh)4- dal3+和al(oh)332000年5月，在香港拍卖会，保利集团花费3000多万港币购回火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。普通铜器时间较长容易出现铜绿，其主要成分是 cu2（oh）2co3。这三件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，不生锈，下列对其原因的分析，最可能的是（ ） a它们的表面都镀上了一层耐腐蚀的黄金b环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去 c铜的金属活动性比氢小，因此不易被氧化d它们是含一定比例金、银、锌的铜合金4.在200ml氯化镁和氯化铝的混合液中c（mg2）为0.2moll1,c（cl）为1.3moll1。要使mg2全部转化为沉淀分离出来，至少需加4moll1naoh溶液的体积为（ ）a40ml b72mlc80ml d128ml5.(2013四川理综)1.52 g铜镁合金完全溶解于50 ml密度为1.40 g/ml、质量分数为63%的浓硝酸中,得到no2和n2o4的混合气体1 120 ml(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/l naoh溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是()a.该合金中铜与镁的物质的量之比是21b.该浓硝酸中hno3的物质的量浓度是14.0 mol/lc.no2和n2o4的混合气体中,no2的体积分数是80%d.得到2.54 g沉淀时,加入naoh溶液的体积是600 ml6.已知cu2o是一种红色固体物质，在酸性溶液中，可发生反应生成cu2+和cu 。请用已学过的知识设计一个最简便的实验方案，来检验cuo经氢气还原所得到的红色产物中是否有cu2o. 实验步骤实验现象与结论有关离子方程式7（08广东）.铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分cufes2cu5fes4cu2scuco3cu(oh)2请回答下列问题：(1）上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是。(2）工业上以黄铜矿为原料。采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2cu2o+cu2s6cu+so2，反应的氧化剂是 ，电子转移数 。 (3）下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是(填字母）。选项陈述陈述判断a铜绿的主成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；有b铜表易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有c蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无8.（2011新课标全国 ）0.80gcuso45h2o样品受热脱水过程的热重曲线（样品质量随温度变化的曲线）如下图所示。请回答下列问题：（1）试确定200时固体物质的化学式_；（2）取270所得样品，于570灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为_ _。把该黑色粉末