【优化方案】高考化学总复习 4.3金属材料 复合材料课件 鲁科版.ppt

一 金属和材料1 合金 1 概念一种金属与其他或形成的具有的物质 2 特性 熔点较各成分的熔点 合金比各成分金属具有更好的 以及物理 化学和机械加工性能等 一种或几种金属 非金属 金属特性 硬度 强度 低 2 金属材料 1 黑色金属材料包括 生铁与钢 铁 锰 铬以及它们的合金 不锈钢普通钢中 加入等多种元素 使其具有的特性 2 有色金属材料除以外的其他金属材料及其合金 重要的有色金属有 镁 铝 金 银 铜 钛等 铬 镍 耐腐蚀 黑色金属 二 铜及其化合物1 铜 1 物理性质色金属 具有良好的 和 2 化学性质 紫红 导电性 导热性 延展性 2 氧化铜 1 物理性质 色粉末状固体 2 化学性质 黑 三 复合材料1 概念将性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料 2 组成 1 基体 在复合材料中起作用 2 增强体 在复合材料中起作用 两种或两种以上 黏结 骨架 4 生产生活中常用的复合材料 1 玻璃钢 以做增强体 做基体的复合材料 2 碳纤维增强复合材料 在的基体中加入了做增强体 具有韧性好 强度高而质轻的特点 纤维 合成树脂 合成树脂 碳纤维 铜及其常见化合物 1 胆矾化学式 cuso4 5h2o 蓝色晶体 受热易分解转化为白色粉末 cuso4 5h2ocuso4 5h2o 无水硫酸铜吸水后变蓝 cuso4 5h2o cuso4 5h2o 常用该反应检验水的存在 2 碱式碳酸铜 1 化学式为 cu2 oh 2co3 俗名 孔雀石 为绿色固体 2 铜在潮湿的空气中被氧化为铜锈 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 2008年广东高考 铜在自然界存在于多种矿石中 如 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 采用火法熔炼工艺生产铜 该工艺的中间过程会发生反应 2cu2o cu2s6cu so2 反应的氧化剂是 3 so2尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是 处理该尾气可得到有价值的化学品 写出其中1种酸和1种盐的名称 4 黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量fe ag au等金属杂质 需进一步采用电解法精制 请简述粗铜电解得到精铜的原理 5 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 解析 2 根据价态分析 可知cu2o cu2s是氧化剂 cu2s也是还原剂 3 工业上一般用氨水或naoh溶液吸收so2 首先转化为 nh4 2so3或na2so3 它们可以用于生产工业上制备h2so4所用的so2或转化为 nh4 2so4或na2so4 4 根据电解原理 粗铜连接到电源正极而溶解 电解液中的cu2 在阴极获得电子转化为精铜 答案 1 cu2s 2 cu2s和cu2o 3 形成酸雨 会对植物和建筑物等造成严重危害硫酸 硫酸钠 4 以硫酸铜 硫酸溶液为电解液 电解时 粗铜 阳极 中的铜以及比铜活泼的金属失去电子进入溶液 不如铜活泼的金属沉入电解槽形成 阳极泥 溶液中cu2 得到电子沉积在精铜 阴极 上 5 ad 5 选项a 铜在空气中生锈而成为铜绿 其主要成分为cu2 oh 2co3 cu2 oh 2co3溶解在盐酸中生成cucl2 co2和h2o 选项b cuo不是致密氧化膜 能溶解在浓硫酸中 选项c 根据金属活动性顺序可知fe比cu活泼 cu fe在潮湿的空气中形成原电池加速铁钉生锈 选项d 硫酸铜晶体在加热过程中有新物质产生 属于化学变化 1 2009年启东模拟 下列说法中不正确的是 a 人类历史上使用最早的合金是青铜b 司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器c 目前世界上使用量最大的合金是铝合金d 目前世界上用途最广的合金是钢 解析 目前使用量最大的合金仍是钢铁 答案 c 2 2009年广东揭阳高三测试 下列物质中 不属于合金的是 a 硬铝b 黄铜c 钢铁d 水银 答案 d 金属的冶炼 由于金属的化学活动性不同 金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同 因此冶炼不同的金属必须采用不同的冶炼方法 1 热分解法适用于冶炼金属活动性较差的金属 如汞和银 2 热还原法用还原剂 c co h2 al等 还原金属氧化物 适合于金属活动性介于al cu之间的大多数金属的冶炼 不包括al 如fe2o3 3co2fe 3co22cuo c2cu co2 2al cr2o32cr al2o3wo3 3h2w 3h2o 若这类金属以硫化物或碳酸盐的形式存在时 应首先将其转化成氧化物后再还原 如2zns 3o22zno 2so2zno czn co 3 电解法适合冶炼金属活动性很强的金属 一般是在金属活动性顺序表中铝及排在铝前边的金属 例如 2al2o3 熔融 4al 3o2 mgcl2 熔融 mg cl2 1 有些活泼性很强的金属也可以用还原法来冶炼 如na kclk nacl2rbcl mgmgcl2 2rb等 在此主要运用了化学平衡移动原理 利用k rb沸点低 先汽化离开反应体系 使化学反应得以向正反应方向进行 2 化学性质很稳定的金属如au pt等 在自然界中呈游离态 用物理方法即可得到 冶炼金属一般有下列方法 焦炭法 水煤气 或氢气或一氧化碳 法 活泼金属置换法 电解法 四种方法在工业上均有应用 1 请对下表中的金属冶炼方法进行分析 从上述四种方法中选择相应的序号填入表中空格 火烧孔雀石炼铜所发生反应的化学方程式 写主要的两个 2 写出以下化学方程式 用焦炭法炼铁 用水煤气法炼钨 用铝热法炼锰 用电解法冶炼钠 解析 选择金属的冶炼方法 要依据金属的活动性及金属在自然界中的存在状态 孔雀石的主要成分是cu2 oh 2co3 火烧时易分解 木柴或煤炭中有碳 能还原出cu 3 下列用于制备相应金属的反应原理中 不可行的是 a 用氢气还原氧化铝制备铝b 湿法炼铜 fe cuso4 feso4 cuc 用铝热法可制备铁 锰 钒 铬等金属 但不能制镁d 用金属钠与agno3溶液反应制银 答案 ad 无机材料 美国航天飞机 哥伦比亚号 爆炸 是震惊世界的航天惨案 专家推测 哥伦比亚 航天飞机的失事原因之一 覆盖在航天飞机外层的一片微不足道的隔热瓦脱离 引起飞机外表金属温度迅速升高而熔化解体 1 其中照片显示 在 哥伦比亚号 机翼下方有几片小瓷片脱落 引起了科学家的注意 这是一种覆盖在航天飞机表面的特殊的陶瓷片 其主要作用是 a 增加航天飞机的强度 防止流星和太空垃圾撞击而损坏航天飞机b 将太阳能转化为电能供航天飞机使用c 便于雷达跟踪 接受地面指挥中心的指令d 在返回大气层时 陶瓷耐高温隔热 有效地保护航天飞机平安返回地面 2 隔热瓦是一种金属陶瓷 金属陶瓷是由陶瓷和黏结金属组成的非均质的复合材料 陶瓷主要是al2o3 zro2等耐高温氧化物等 黏结金属主要是cr mo w ti等高熔点金属 下列关于复合材料的说法不正确的是 a 由两种或两种以上金属 或金属与非金属 熔合而成的物质叫复合材料b 复合材料一般具有强度高 质量轻 耐高温 耐腐蚀等优良性能 在综合性能上超过了单一材料c 玻璃钢是以玻璃纤维和树脂组成的复合材料 它可做船体 汽车车身等 也可做印刷电路板d 复合材料的熔 沸点一般比它的各组成成分的熔 沸点低 3 将陶瓷和黏结金属研磨 混合均匀 成型后在不活泼气氛中烧结 就可制得金属陶瓷 金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点 其密度小 硬度高 耐磨 导热性好 不会因为骤冷或骤热而脆裂 实验室有一金属陶瓷制成的容器 可用来盛放下列哪些物质 a naoh溶液b kno3溶液c 氢氟酸d 盐酸 解析 1 复合材料最早用于航天航空领域 最主要的应用领域也是宇宙航空工业 当航天飞机穿入大气层时 外壳与大气层摩擦产生几千摄氏度的高温 因此覆盖航天飞机表面的陶瓷应是耐高温的复合材料 并且是隔热材料 由题干也可看出 航天飞机失事的原因 隔热瓦脱离 使机体熔化 故正确答案为d 2 复合材料是将两种或两种以上性质不同的材料经过加工制成 而a项是合金的概念 注意二者的区别 复合材料隔热瓦的特性就是耐高温 d项显然错误 3 金属陶瓷是金属和陶瓷熔合而成 因此 它具有金属的性质 又具有非金属氧化物sio2的性质 所以不能用来盛放盐酸 naoh溶液 氢氟酸溶液 答案 1 d 2 ad 3 b 4 下列说法错误的是 a 玻璃钢是以玻璃纤维做增强体 合成树脂做基体的复合材料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做增强体d 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 解析 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 而b项中将基体与增强体颠倒了 答案 b 5 把下列材料与其特性用短线连接起来 a 金属材料a 易破碎b 有机合成材料b 强度高 耐磨损 绝缘性好c 陶瓷材料c 易老化 不易耐高温d 复合材料d 易被腐蚀 答案 a d b c c a d b 1 有关合金的叙述正确的是 a 合金的密度比各成分金属小b 合金的抗腐蚀性能都很好c 合金的导电性能比成分金属强d 多数合金比成分金属熔点低 硬度大 解析 生铁属于合金 易发生电化腐蚀 b错 生铁的密度大于碳 a错 合金的导电性比成分金属差 c错 答案 d 2 2009年豫南模拟 在cuo和fe粉的混合物中 加入一定量的稀硫酸 并微热 当反应停止后 滤出不溶物 并向滤液中插入一枚铁钉 发现铁钉并无任何变化 根据上述现象 确定下面结论正确的是 a 不溶物一定是cub 不溶物一定含铜 但不一定含铁c 不溶物一定是fed 溶液中一定含有fe2 但不一定含有cu2 解析 由题意知滤液中一定没有cu2 和h 所以不溶物中一定有cu 可能有fe 溶液中一定有fe2 一定无cu2 答案 b 3 某复合材料是由碳纤维为增强体 金属钛为基体复合而成的 估计这种材料 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a b c d 答案 a 4 下列叙述正确的是 a 碳纤维增强复合材料可用于人体组织中韧带的制作b 钢化玻璃是新型无机非金属材料c 银 铜 铁都是有色金属材料d 碳化硅陶瓷具有压电效应 解析 b项钢化玻璃与普通玻璃成分相同 是传统无机非金属材料 c项中的fe是黑色金属 d项中的碳化硅不具有压电效应 答案 a 5 下列对金 银 钛的描述错误的是 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 钛是一种活泼金属 它具有熔点高 硬度大 可塑性强 密度小等优点 但易被腐蚀 解析 钛不易被腐蚀 d错 答案 d 6 2009年滨州质检 铜是生命必需的元素 也是人类最早使用的金属之一 铜的生产和使用对国计民生各个方面产生了深远的影响 请完成 1 3 题 1 在西汉古籍中曾有记载 曾青得铁则化为铜 即曾青 cuso4 跟铁反应生成铜 试写出该反应的化学方程式 2 铜器表面有时会生成铜绿 请写出生成铜绿的化学方程式 这层铜绿可以用化学方法除去 试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式 3 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币 试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币 铜的熔点是1183 4 铁的熔点是1534 8 3 选择铜做货币是因为铜的熔点比较低 容易冶炼铸造成型 铜的化学性质比较稳定 不易被腐蚀 沉淀洗涤以及判断沉淀剂是否过量的方法 1 沉淀洗涤的目的除去沉淀表面附着或包夹的可溶性离子 2 洗涤方法 向漏斗内加蒸馏水至浸没沉淀 使水自然流出 重复操作2 3次 3 误差分析 若沉淀不洗涤或洗涤不干净 则使沉淀的质量偏高 若沉淀洗涤次数过多 则会使部分沉淀溶解而使其质量偏低 4 沉淀剂是否过量的判断方法 1 静置 向上层清液中继续滴加少量沉淀剂 若无沉淀产生 则证明沉淀剂已过量 否则沉淀剂不过量 2 静置 取上层清液适量于另一洁净试管中 向其中加入少量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂 若产生沉淀 证明沉淀剂已过量 否则沉淀剂不过量 注意 若需称量沉淀的质量而进行有关定量计算时则只能选用法 1 一 选择题 每小题5分 共50分 1 2010年福建毕业班质量检查 工业生产中常将两种或多种金属 或金属与非金属 在同一容器中加热使其熔合 冷凝后得到具有金属特性的熔合物 合金 这是制取合金的常用方法之一 根据下表数据判断 不宜用上述方法制取合金的是 a fe cu合金b cu al合金c al na合金d cu na合金 解析 形成合金时两种金属要同时熔化后冷却 d项当cu熔化时na已完全汽化掉 二者不能形成合金 答案 d 2 某溶液中有nh mg2 fe2 和al3 四种离子 若向其中加入过量的氢氧化钠溶液 微热并搅拌 再加入过量盐酸 溶液中大量减少的阳离子是 a b mg2 c fe2 d al3 解析 加入naoh加热后生成nh3逸出 答案 ac fe2 3 下列对玻璃钢的叙述中正确的是 a 玻璃钢是由普通玻璃加强热然后骤冷得到的 所以其成分与普通玻璃相同b 玻璃钢是以玻璃为基体 钢纤维做增强体的复合材料c 玻璃钢的基体是合成树脂 增强体是玻璃纤维d 玻璃钢的强度和机械加工性能比合金钢稍差 但耐腐蚀性和绝缘性比合金钢好 答案 c 4 人类历史上大量生产和使用铝 钛 铁 铜四种金属单质的时间顺序是 a 铜 铁 铝 钛b 铁 铝 铜 钛c 铜 铁 钛 铝d 铁 铜 铝 钛 解析 根据金属的活动性可知 人类对金属单质的使用顺序与其活动性是相反的 所以由早到晚的顺序是铜 铁 铝 钛 答案 a 5 把金属铁加入氯化铁 氯化亚铁和氯化铜混合液中 反应后铁有剩余 则溶液中浓度最大的阳离子是 a cu2 b fe3 c fe2 d h 答案 c 6 cus和cu2s都能溶于硝酸 它们高温灼烧的产物相同 以下鉴别cus和cu2s两种黑色粉末的方法合理的是 a 将两种样品分别溶于硝酸 通过所产生的气体区别b 将两种样品分别溶于硝酸 通过溶液的颜色区别c 取两种同质量的样品分别高温灼烧 通过残留固体的质量区别d 取两种同质量的样品分别高温灼烧 通过残留固体的颜色区别 解析 与hno3反应产生的气体相同 溶液中均含cu2 颜色相同 故a b不正确 d项灼烧后产物相同颜色必相同 故不正确 答案 c 7 已知酸性条件下有如下反应 2cu cu2 cu 由于反应温度不同 用氢气还原氧化铜时 可能产生cu或cu2o 两者都是红色固体 一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证 实验操作和实验现象记录如下 解析 只有稀h2so4和cu不反应 若固体只有cu 加入稀h2so4不变蓝色 固体中含cu2o 加入稀h2so4变蓝色 由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 a cub cu2oc 一定有cu 可能有cu2od 一定有cu2o 可能有cu 答案 d 8 2010年德州质检 工业上冶炼金属一般用热分解法 热还原法和电解法 由于金属的化学活动性不同 因此选用的冶炼方法也就不同 你认为这些方法的选择主要是依据 a 金属在自然界里存在的形式b 金属元素在地壳中的含量c 金属阳离子得电子的能力d 金属熔点的高低 答案 c 9 下列说法正确的是 a 不锈钢中除了铁元素以外还含有多种其他元素 因此属于复合材料b 玻璃中含有钠 钙等金属元素 所以不属于无机非金属材料c 塑料的化学成分是有机物 并且是通过人工合成的 所以是有机合成材料d 碳纤维增强复合材料是由基体和增强体复合而成的 属于复合材料 解析 不锈钢属于合金 是金属材料 不是复合材料 玻璃属于传统无机非金属材料 答案 cd 10 2010年东营质检 在fe2 so4 3溶液中 加入ag铜 完全溶解后 再加bg铁 充分反应后得到cg残余固体 且a c 则下列说法正确的是 a 残余固体是铜和铁b 最后得到的溶液中一定含有cu2 c 将残余固体加入到稀h2so4中 有气泡产生d 最后得到的溶液中可能含有fe3 解析 若残余固体是铜和铁 则说明溶液中的铜被全部置换出来 则剩余的铁加上置换出来的铜的质量一定大于原来铜的质量 即c a 而a c 说明剩余固体不是铁和铜 而是全部为铜 故a错 若剩余固体全部是铜 并且a c 则说明铁未全部将溶液中的铜置换出来 故溶液中一定含cu2 所以b对 因剩余固体全部是铜 所以加入稀h2so4中 没有气泡产生 c项错 fe3 的氧化性大于cu2 fe首先与fe3 反应 所以溶液中一定不含fe3 d项错 答案 b 二 非选择题 共50分 11 10分 探究创新题 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 含杂质的铜中含有大量的有机物 可采取灼烧的方法除去有机物 灼烧时将瓷坩埚置于 上 用以下所给仪器的编号填入 下同 取坩埚应使用 灼烧后的坩埚应放在 上 不能直接放在桌面上 实验中所用的仪器 a 蒸发皿b 石棉网c 泥三角d 表面皿e 坩埚钳f 试管夹 2 含杂质的铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物 用以制取胆矾 灼烧后含有少量铜的原因可能是 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 3 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 4 有同学指出 由cuso4溶液到生成cuo少了一个环节 即应先生成cu oh 2沉淀 过滤洗涤后再加热分解cu oh 2得cuo 以下说法不可能成为减少该环节的理由的是 a cuo比cu oh 2颗粒粗大 更易于过滤从溶液中分离b cu oh 2分解温度较低 加热其浊液即可使其分解c 干态下分解cu oh 2 温度难以控制 可能因温度过高导致cuo进一步分解生成cu2od 过滤分离出的cuo不需洗涤就已非常纯净 解析 2 灼烧后含有少量铜 其原因可能是灼烧不充分 铜未被完全氧化 也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原 3 根据途径 的反应方程式cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o和途径 的反应方程式2cu o2 2h2so42cuso4 2h2o 可以看出途径 的 优点是 产生等量的cuso4 比途径 消耗硫酸少 途径 不产生污染大气的气体 so2 4 显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的 故d项一定不会成为本问题理由 答案 1 ceb 2 ab 3 耗酸少 无污染性气体 so2 产生 4 d 12 12分 铜是重要的金属材料 1 工业上可用cu2s和o2反应制取粗铜 该反应中氧化剂为 电解粗铜制取精铜 电解时 阳极材料是 电解液中必须含有的阳离子是 2 在100ml18mol l 1浓硫酸中加入过量的铜片 加热使之充分反应 反应中被还原的h2so4 mol 3 实验室有cuo和cu粉的混合物 请你利用给出的实验仪器及试剂 设计两种测定该样品 已称得其质量为mg 中氧化铜质量分数的方法 并填写表格中的有关内容 实验可能用到的主要仪器 托盘天平 启普发生器 硬质玻璃管 泥三角 烧杯 坩埚 酒精灯 玻璃棒 漏斗 干燥管实验可能用到的试剂 a 锌粒b 稀硫酸c 氯化钠溶液d 浓硫酸 解析 1 o2必定为氧化剂 而cu2s中 1价cu最终生成单质铜 故cu2s既是氧化剂又是还原剂 电解精炼铜时 一般粗铜做阳极 精铜做阴极 可溶性铜盐为电解质 2 随反应进行 h2so4浓度不断减小 而不能全部反应 故被还原h2so4的物质的量小于0 9mol 3 如果不加限制 方法有很多 注意所选方法用到的仪器和试剂不能超出题给范围 方法1 称量混合物质量 溶于足量稀硫酸 过滤 洗涤 干燥 称量cu的质量 换算得解 方法2 称量混合物质量 加热灼烧至完全变黑 冷却称量 差量法求出cu的质量 换算得解 答案 1 cu2s和o2粗铜cu2 2 0 9 3 13 14分 2009年西域区调研 某种碱式碳酸铜是孔雀绿色的固体粉末 cu2 oh 2co3 xh2o在加热条件下 在失去结晶水的同时发生分解 化学反应方程式为 cu2 oh 2co3 xh2o2cuo co2 x 1 h2o现取一定量 不准确称量其质量 该固体样品 先后完成两个实验 实验 测定该碱式碳酸铜粉末组成中x的值 实验 用实验 结束后的残留固体与乙醇蒸气反应 并检验反应产物 产物乙醛和葡萄糖一样可与新