【导学教程】（教师用书）2015届高考化学总复习【精品课件】（考点核心突破）3-4金属材料及金属矿物

第四节金属材料及金属矿物 考点一合金的概念及其重要应用1 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 高 2 常见金属材料 1 黑色金属材料 钢铁 是用量最大 用途最广的合金 钢 2 有色金属材料 铜和铝 我国使用最早的合金是青铜 常见的铜合金有 和 黄铜 白铜 思维拓展1 合金只含有金属元素 这种说法对吗 请举例说明 提示 不对 合金并不是只含有金属元素 部分合金中还含有非金属元素 比如钢铁 铁碳合金 硅铝合金等 2 合金中各成分金属在形成合金后 其化学性质发生改变吗 提示 不改变 合金中各成分金属在形成合金时 并未改变物质结构 所以合金中各物质保持其原有的化学性质 题组一考查合金的概念理解1 下列对合金的说法正确的是A 合金中至少含有两种金属元素 不含非金属元素B 合金中的金属元素以化合物的形式存在C 合金中各种元素的含量一定 所以合金是纯净物D 合金的硬度一般大于成分金属 而熔点一般低于成分金属 解析合金是由两种或两种以上金属 或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质 A错误 合金中的金属以单质的形式存在 属于混合物 选项B C错误 答案D 2 镁铝合金质优体轻 又不易锈蚀 被大量用于航空工业 造船工业 日用化工等领域 下列关于镁铝合金性质的叙述中 正确的是A 此合金的熔点比镁和铝的熔点都高B 此合金能全部溶解于稀盐酸中C 此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D 此合金的硬度比镁和铝的硬度都小 解析合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低 硬度和强度比纯金属的都大 即A D不正确 合金中的镁铝都能与稀盐酸反应 但只有铝能与氢氧化钠溶液反应 所以该合金能全部溶解于稀盐酸中而只有部分金属溶解于氢氧化钠溶液中 即B正确而C不正确 答案B 题组二考查合金的选择及应用3 铝镁合金因坚硬 轻巧 美观 洁净 易于加工而成为新型建筑装潢材料 主要用于制作窗框 卷帘门 防护栏等 下列与这些用途无关的性质是A 不易生锈B 导电性好C 密度小D 强度高 解析合金材料在日常生活中使用很广泛 铝镁合金在家居装潢中经常会用到 铝镁合金强度高 制成的门窗 防护栏等坚硬牢固 密度小 同体积时比较轻 方便运输 搬运 不容易生锈 制成的装潢材料经久耐用 只有导电性好与这方面的用途无关 答案B 4 某合金与铁的物理性质的比较如下表所示 还知该合金耐腐蚀 强度大 从以上性能看 该合金不适合做A 导线B 门窗框C 炉具D 飞机外壳解析该合金与铁的性质比较可知 其导电性比Fe差很多 不适合做导线 答案A 反思归纳选用金属材料时要注意以下两个方面 1 某种金属能不能成为一种应用广泛的材料 主要取决于该金属的储量 冶炼成本 市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等 2 选择金属材料时 除了要考虑金属的用途 外观和价格等外 还要考虑金属的物理性质和化学性质 物理性质 密度 硬度 强度 导电性和导热性 这些性质决定了金属材料加工的难易程度 化学性质 对水的作用 耐腐蚀性等 这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响等 考点二金属矿物的开发和利用1 金属在自然界中的存在形态 1 在自然界中绝大多数金属以 的形式存在 2 金 铂等少数化学性质稳定的金属存在 2 金属的冶炼 1 实质 把金属从 2 方法 根据金属的活动性不同 金属冶炼的方法分为热分解法 热还原法 电解法等 化合态 游离态 化合态还原为游离态 2Hg O2 2Fe 3CO2 W 3H2O 3Mn 2Al2O3 4Al 3O2 Mg Cl2 3 铝热反应的原理及其应用 1 原理 高温下铝将 中的金属还原出来 2 实验装置 如图所示 金属氧化物 3 实验现象 镁条剧烈燃烧 放出一定的热量 使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 反应放出大量的热 并发出耀眼的强光 纸漏斗的下部被烧穿 有熔融物落入沙中 待熔融物冷却后 除去外层熔渣 仔细观察 可以发现落下的是铁珠 熔点较高 焊接钢轨 思维拓展1 工业上炼铁的反应原理是什么 铁的冶炼是否通过置换反应得到的单质铁 2 能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al Mg 提示 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 而MgO虽是离子化合物 但其熔点太高 熔融会消耗大量电能 成本较高 题组一考查金属冶炼的原理1 工业上冶炼金属 常用的方法有四种 热分解法 热还原法 电解法 湿法冶金 下表中金属与常用冶炼方法相符的是 解析K Ca Na Al等活泼金属使用电解法冶炼 Cu Fe等金属使用热还原法冶炼 Ag Hg等不活泼金属使用热分解法冶炼 答案B 2 2014 石家庄模拟 下列制备金属单质的方法或原理正确的是A 在高温条件下 用H2还原MgO制备单质MgB 在通电条件下 电解熔融Al2O3制备单质AlC 在通电条件下 电解饱和食盐水制备单质NaD 加强热 使CuO在高温条件下分解制备单质Cu 解析Mg的活泼性强 不能用H2还原法制备Mg 而是用电解熔融MgCl2的方法制备 电解饱和食盐水得到NaOH而不是Na CuO强热分解生成Cu2O而不是Cu 答案B 题组二考查铝热反应的原理及应用3 用铝热法冶炼难熔的金属 其优越性在于A 铝有很强还原性 高温下可将难熔金属从其氧化物中还原出来B 氧化铝熔点低 容易与难熔金属分离C 反应放出大量热量 使还原出来的金属熔化 便于分离D 氧化铝熔点高 容易与难熔金属一起熔化解析铝热反应放出大量热量 用来冶炼高熔点的金属 C正确 答案C 4 工业上由含钒 铬和锰的矿物冶炼难熔的金属钒 铬和锰 通常采用的方法是A 炭还原法B 铝热还原法C 直接加热法D 盐的水溶液与活泼金属置换法解析冶炼活泼性比Al差且熔点高的金属 通常利用铝热反应进行冶炼 答案B 考点三铜及其化合物1 单质铜 1 物理性质 色固体 具有导电 导热和延展性 不能被磁体吸引 2 化学性质 紫红 2Cu O2 CO2 H2O Cu2 OH 2CO3 2 氧化铜和氧化亚铜 黑色 砖红色 3 氢氧化铜 1 物理性质 色 溶于水的固体 2 化学性质及应用 蓝 不 4 硫酸铜 1 CuSO4 5H2O为蓝色晶体 俗称蓝矾或胆矾 受热易分解为白色粉末CuSO4和水 2 无水CuSO4遇水变蓝色 生成CuSO4 5H2O 可作为水的检验试剂 但不适于作干燥剂 3 CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液 是一种良好的杀菌剂 可以用来防治多种作物的病虫害 思维拓展1 波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂 它是由硫酸铜 生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液 思考下列问题 1 波尔多液能否用铁桶盛放 为什么 2 波尔多液能杀菌的可能原因是什么 提示 1 不能 原因是铁能置换波尔多液中的Cu2 降低杀菌能力 2 CuSO4是重金属盐 能使蛋白质变性 提示 方案3为最佳方案 原因是制得相同量的Cu NO3 2 方案3所用的HNO3最少 且不产生污染环境的氮氧化物 题组一考查铜及其化合物的性质1 某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质 操作正确且能达到目的的是A 将铜丝插入浓硫酸中加热 反应后把水加入反应器中 观察硫酸铜溶液的颜色B 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中 观察CuCl2的生成C 将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干 得到无水CuCl2固体D 将表面有铜绿 Cu2 OH 2CO3 的铜器放入盐酸中浸泡 除去铜绿 解析A项反应后应将反应后液体倒入盛水的烧杯中 B项应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛装氯气的集气瓶中 C项CuCl2水解生成的盐酸易挥发 加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体 答案D 2 2014 威远中学月考 向27 2gCu和Cu2O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0 5L 固体物质完全反应 生成NO和Cu NO3 2 在所得溶液中加入1 0mol L 1的NaOH溶液1 0L 此时溶液呈中性 金属离子已完全沉淀 沉淀质量为39 2g 下列有关说法不正确的是A Cu与Cu2O的物质的量之比为2 1B 硝酸的物质的量浓度为2 6mol L 1C 产生的NO在标准状况下的体积为4 48LD Cu Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0 2mol 答案B 若用这两种方法制得的铜质量相等 则下列有关说法符合实际情况的是A 消耗氧化铜的质量不同B 消耗铁的质量相同C 消耗硫酸的质量相同D 生成硫酸亚铁的质量不同 解析途径 1 中用H2还原CuO时 实验前先通H2排出装置中的空气 实验结束时要继续通H2至试管冷却 故利用途径 1 制取1molCu 消耗的H2大于1mol 即Fe和H2SO4的消耗量 1 2 生成FeSO4的质量 1 2 但两途径中消耗CuO的质量相等 答案D 4 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 3 操作a可能的方法是 欲除掉的杂质为 要从操作a所得到的溶液中得到溶质的晶体 需要的操作是 解析孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解 溶液由无色变为蓝色 且有气泡产生 反应的化学方程式为Cu2 OH 2CO3 2H2SO4 2CuSO4 CO2 3H2O 经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质