8用途广泛的金属材料.ppt

第8讲用途广泛的金属材料,一、合金1概念由_或_熔合而成的具有_特性的物质。2性质特点合金具有许多良好的_、_或_性能，_一般比它的各成分金属的大，_一般比它的各成分金属的低。,合金的性能与成分有什么关系？提示：合金原料及原料的配比，制造合金的工艺，都影响着合金的性质，所以不同成分的合金会有不同的性质。如碳素钢中，碳的含量越高，硬度越大，脆性越大；含碳量越低，硬度越小，韧性越好。再如普通钢中加入铬、镍等会增强钢的抗腐蚀性，制成不锈钢，再如镁、铝合金密度小、机械强度大，常用于飞机、航天器等。,二、常见金属材料金属材料包括_和_，分为_材料和有色金属材料。1黑色金属材料钢铁钢是用量最大，用途最广的合金。,白色粉末,铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质_失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液这种常用的农药，杀灭植物的病毒。,变性,(3)铝合金常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝(含_元素)。性质特征：密度小、强度高、_、易于加工、成本低廉且表面易形成_而具有一定的抗腐蚀能力。主要用途：建筑业、容器和包装业、交通运输及电子行业。,3银及其重要化合物(1)物理性质：银是_金属，硬度小，熔点较高，有金属光泽、良好的延展性、导电性和导热性。(2)化学性质银属于不活泼金属，其金属活动性弱于铜，它与浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式：_；_。银属于重金属，它能使蛋白质变性，可以杀死细菌。它能制作成饰物挂在手上、脖子上等。,常见的金属合金及其用途1铁合金,2.铝合金,名师指点合金属于混合物，金属与非金属或金属与金属形成合金时，两者没有发生化学反应，各成分的化学性质没发生改变。合金既具有金属的性质，又具有优于组成合金各成分的性能。例如密度小于各成分质轻；熔点低于各成分易于加工；硬度大于各成分抗撞击；固体结构改变抗腐蚀。,(1)将10g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4g。则此铁碳合金是()A生铁B高碳钢C中碳钢D低碳钢,(2)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合金的导电性能比各成分金属强D多数合金比各成分金属熔点低，硬度大,【答案】(1)B(2)D,友情提醒合金是一类特别的混合物，只体现在物理性质和机械性能，但化学性质往往互不影响。,1下列关于合金性质的说法中，错误的是()A合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B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,解析：合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的物质，熔合过程中不发生化学变化，合金与各成分金属的物理性质不同，但化学性质不变。答案：D,铜及其化合物1铜(1)物理性质：紫红色，不能被磁铁吸引。(2)化学性质,2.氧化铜和氢氧化铜比较,名师指点(1)溶液中的Cu2常为蓝色(浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色)，可作为Cu2的判定依据。如CuSO4溶液呈蓝色。,(2)Cu2与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，Cu(OH)2溶于氨水形成深蓝色溶液，这是鉴定Cu2的原理之一。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。,(3)Cu2O是一种红色粉末，在非氧化性酸溶液中发生歧化反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。Cu2S、CuS均为黑色粉末，难溶于水和非氧化性酸，能被硝酸等氧化性酸溶解。,3常见的铜盐CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2铜盐晶体通常都呈蓝色或蓝绿色(无水CuSO4是白色的粉末)，大多数可溶于水，Cu2具有弱碱阳离子的共性和氧化性。,铜在自然界存在于多种矿石中，如：,(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)如表中，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】(1)根据四种矿石主要成分的化学式及元素的相对原子质量进行估算能快速选出Cu2S。(2)Cu2S和Cu2O中1价的铜化合价都降低了，所以二者都是氧化剂。(3)结合SO2的性质和用途来回答。(4)回忆课本电解原理的应用粗铜的精炼。,(5)A项，铜绿主要成分是Cu2(OH)2CO3，可视为Cu(OH)2CuCO3，所以铜绿能和盐酸反应，所以A项判断是正确的。B项，铜表面生锈生成的是铜绿，不是致密的氧化物。铜和浓硫酸在温度较高时能反应，不能用铜容器盛放浓H2SO4，所以B项判断是错误的。C项，陈述正确，陈述中铁铜在潮湿的空气中能组成原电池，发生电化腐蚀。所以C项的判断是错误的。D项，CuSO45H2O受热失水是化学变化。因为Cu2是重金属离子，可使蛋白质变性，有杀菌能力，故能作游泳池的消毒剂。所以D项判断是正确的。,【答案】(1)Cu2S(2)Cu2S和Cu2O(3)形成酸雨，会对植物和建筑物造成严重危害硫酸、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”；溶液中的Cu2得到电子沉积在纯铜(阴极)上(5)AD,2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)(2)题。(1)在化学反应中，铜元素可表现为0、1、2价。在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即：曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜。试写出该反应的化学方程式：_。,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。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式：_。,(2)铜和氮、磷、钾一样，也是植物必需的矿质元素。根吸收矿质元素的过程与呼吸作用密切相关，因为呼吸作用为矿质元素的离子从土壤溶液进入根细胞内提供_和_。,解析：结合铜及铜的化合物的基础知识，不难写出相应反应的化学方程式；对于铜在植物体内的作用，属于化学与生活中植物体内微量元素作用的知识，是化学与生物相结合的综合性内容。,1(2010年北京)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是(),ACuS的溶解度大于PbS的溶解度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应,解析：因CuS、PbS的化学式相似且PbS能转化为CuS，说明CuS的溶解度小于PbS的溶解度，故A错；原生铜的硫化物为Cu2S，根据价态规律可知Cu2S、CuS都有还原性，故B错；ZnS属于难溶物，在离子方程式中不能写成离子形式，故C错；故只有D正确。答案：D,2(多选)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是()A锡青铜的熔点比纯铜高B在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程,解析：A项，合金的熔点低于各成分金属的熔点。B项，活泼金属作负极，活泼金属易腐蚀。D项，电化学腐蚀过程一定是化学反应过程。答案：BC,3(2010年浙江)一水硫酸四氨合铜()的化学式为Cu(NH3)4SO4H2O，是一种重要的染料及农药中间体，某学习小组在实验室以氧化铜为主要原料合成该物质，设计的合成路线为：,相关信息如下：Cu(NH3)4SO4H2O在溶液中存在以下电离(解离)过程：Cu(NH3)4SO4H2O=Cu(NH3)42SOH2OCu(NH3)42Cu24NH3(NH4)2SO4在水中可溶，在乙醇中难溶。Cu(NH3)4SO4H2O在乙醇水混合溶剂中的溶解度随乙醇体积分数的变化曲线示意图如下所示：,请根据以上信息回答下列问题：(1)方案1的实验步骤为：a.加热蒸发b.冷却结晶c.抽滤d.洗涤e.干燥步骤c的抽滤装置如下图所示，该装置中的错误之处是_；抽滤完毕或中途停止抽滤时，应先_，然后_。,该方案存在明显缺陷，因为得到的产物晶体中往往含有_杂质，产生该杂质的原因是_。(2)方案2的实验步骤为：a.向溶液C加入适量_，b._，c.洗涤，d.干燥,请在上述空格内填写合适的试剂或操作名称。下列选项中，最适合作为步骤c的洗涤液是_。A乙醇B蒸馏水C乙醇和水的混合液D饱和硫酸钠溶液步骤d不宜采用加热干燥的方法，可能的原因是_。,(2)由信息溶解度图像可知，乙醇的含量越高，Cu(NH3)4SO4H2O的溶解度越小，因此可向溶液中加入适量乙醇，让大部分Cu(NH3)4SO4析出，然后进行抽滤。因Cu(NH3)4SO4在乙醇中溶解度较小，故用乙醇和水的混合液作洗涤剂最理想。结晶水合物受热不稳定，受热易分解，干燥时不能采用加热方式。,答案：(1)布氏漏斗的颈口斜面未朝向抽滤瓶的支管口断开连接安全瓶与抽气装置间的橡皮管关闭抽气装置中的水龙头Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4加热蒸发过程中NH3挥发，使反应Cu(NH3)42Cu24NH3平衡往右移动，且Cu2发生水解(2)乙醇抽滤(或减压过滤、吸滤)C加热易使Cu(NH3)4SO4H2O分解(失H2O、失NH3),1中国质检网讯：2010年7月12日下午，福建省环保厅通报称，福建紫金山金铜矿湿法厂污水池渗漏，污水池中所含的铜、硫酸根离子的酸性废水外渗，导致下游江水严重被污染，下列有关说法不正确的是(),A此污染不会对下游的水产养殖造成什么影响B可采用加适量生石灰的方法对此类污水进行处理C此污染属于重金属污染D通过向污水中加适量铁粉的方法可回收铜,解析：铜属于重金属，铜盐有毒，会导致水生动物中毒死亡。答案：A,2(2010年深圳一模)“神七”飞天，标志着中国的航空铝材处于世界领先的行列。下面关于铝合金的说法中，错误的是()A铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B高温下铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C镁铝合金在冷的浓H2SO4中钝化D镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱溶液腐蚀,解析：合金的熔点一般比它的成分金属熔点低，A项正确；高温下铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼，B项正确；镁在冷的浓H2SO4中不发生钝化，C项错误；镁铝合金在烧碱(NaOH)溶液作电解质溶液下，形成原电池，镁铝合金能被烧碱溶液腐蚀，D项正确。答案：C,3(2010年宁波模拟)某工厂排放的酸性废水中含有较多的Cu2，对农作物和人畜都有害，欲采用化学法除去有害成分，最好是加入下列物质中的()A食盐、硫酸B胆矾、石灰水C铁粉、生石灰D苏打、盐酸,解析：Cu2属重金属离子，应除去，加入铁粉，反应为FeCu2=CuFe2，再加入CaO，发生反应CaOH2O=Ca(OH)2，生成OH中和H。答案：C,4在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是()AMgBCuCAgDH2,解析：金属越活泼，还原性越强，其阳离子的氧化性越弱，所以氧化性强弱顺序为，AgCu2Zn2Mg2；同一种还原剂与不同氧化剂反应时，氧化性强的先反应，锌与Mg2不反应，先与Ag反应，所以首先置换出的是Ag。答案：C,5某化学兴趣小组用含铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体，以探索工业废料的再利用，其实验方案如下：,试问答下列问题：(1)过滤时用的器材已有：滤纸、铁架台、铁圈和烧杯，还要补充的玻璃仪器是_。(2)由滤液A制AlCl3溶液有途径和两条，你认为合理的是_，理由是_。(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是_。,(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_。(5)有同学提出可将方案中最初用于溶解合金的烧碱改为盐酸，重新设计方案，也能制得这三种物质，你认为后者的方案是否合理？_，理由是_。,答案：(1)漏斗、玻璃棒(2)途径因为滤液A是NaAlO2溶液，按途径直接向A加入盐酸得到AlCl3中含有大量的NaCl杂质；按途径通入C(CO2)气体，得到DAl(OH)3沉淀，将Al(OH)3溶于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液，所以途径更合理(3)蒸发浓缩，冷却结晶,6铜及其化合物一般都具有特殊的颜色，例如Cu呈紫红色，Cu2O呈红色，CuO呈黑色，CuSO45H2O呈蓝色等。研究性学习小组甲为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体中是否含有Cu2O进行了认真的探究。.查阅资料：高温灼烧CuO生成Cu2O；Cu2O在酸性条件下能发生下列反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。,.设计实验方案：方案1：取该红色试样溶于足量的稀硝酸中，观察溶液颜色变化。方案2：取该红色试样溶于足量的稀硫酸中，观察溶液是否呈蓝色。方案3：称得干燥坩埚的质量为ag，取红色试样置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后总质量为cg。,(1)请你评价方案1和