上杭一中高三一轮复习金属材料复合材料(修改)

1、第 3 节金属材料复合材料1.1.了解合金的概念及其重要应用。了解合金的概念及其重要应用。2.2.了解常见金属材料、复合材料及应用。了解常见金属材料、复合材料及应用。3.3.了解金属铜及其重要化合物的性质及应用。了解金属铜及其重要化合物的性质及应用。一、合金及常见的金属材料一、合金及常见的金属材料1.1.合金合金(1)(1)合金合金: :形成形成: :是由两种或两种以上的金属是由两种或两种以上的金属( (或金属与非金属或金属与非金属) )熔合而成熔合而成的。的。性质特点性质特点: :具有具有_。(2)(2)性能性能: :合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。合金具有不同于各成分金属的

2、物理、化学或机械性能。熔点熔点: :一般比它的各成分金属的一般比它的各成分金属的_。硬度和强度硬度和强度: :一般比它的各成分金属的一般比它的各成分金属的_。如生铁的熔点比纯铁的熔点如生铁的熔点比纯铁的熔点_。金属特性金属特性低低大大低低2.2.常见的金属材料常见的金属材料铁、铬、锰铁、铬、锰 黑色金属黑色金属 (1)(1)重要的黑色金属材料重要的黑色金属材料钢钢: :(2)(2)常见的有色金属材料。常见的有色金属材料。铝铝: :具有良好的具有良好的_性、性、_性和性和_性性, ,主要用于制导主要用于制导线。线。铝合金铝合金: :其密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺其密度小、强度高、塑

3、性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉简单、成本低廉, ,主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等。业、电子行业等。铜铜: :具有良好的具有良好的_性、性、_性和性和_性性, ,主要用于电气主要用于电气和电子工业、建筑业。和电子工业、建筑业。延展延展导热导热导电导电延展延展导电导电导热导热铜合金铜合金: :青铜是我国使用最早的合金青铜是我国使用最早的合金, ,常见的还有黄铜和白铜。常见的还有黄铜和白铜。金金: :具有极高的抗腐蚀性具有极高的抗腐蚀性, ,优良的导电和导热性以及稳定的化优良的导电和导热性以及稳定的化学性质学性质, ,主要用于电子工

4、业、航空和航天工业。主要用于电子工业、航空和航天工业。银银: :具有良好的延展性、导热性和导电性具有良好的延展性、导热性和导电性, ,广泛用于有机合成、广泛用于有机合成、能源开发、材料制造等。能源开发、材料制造等。合金成分的分析合金成分的分析【方法精要方法精要】1. 定性分析型形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性质，根据反应中的特殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象判断成分。2.定量分析型定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法。(1)定量集气法(2)沉淀法例题、某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物足量溶液A充分反应

5、测定生成气体的体积方案：铜铝混合物足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是 ( )A.溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B.溶液A和B均可以选用稀硝酸C.若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小D.实验方案更便于实施B下列说法中不正确的是()A.合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B.反应后用排水法收集到的V L气体可能全为NOC.操作是过滤，操作是洗涤，操作应是烘干D.因为铜银两种金属都能与稀硝酸反应，所以仅仅根据反应收集到的气体体积与样品质量，无法计算铜和银的质量分数例题： 某同学设计实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数：D二、金属铜及其

6、重要化合物的主要性质及应用二、金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1.1.单质铜的化学性质单质铜的化学性质(1)(1)与非金属的反应与非金属的反应( (写出化学方程式写出化学方程式):):与与O O2 2反应反应加热加热:_:_。常温下在潮湿的空气中常温下在潮湿的空气中: :2Cu+O2Cu+O2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2=Cu=Cu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3。2Cu+O2Cu+O2 2 2CuO 2CuO=如何除去如何除去CO2中中含有的少量含有的少量O2？写出铜的核外电写出铜的核外电子排布式，子排布式，Cu+、Cu2+的价电子排布的价电子排布式式与与S S反应

7、反应:2Cu+S Cu:2Cu+S Cu2 2S S与与ClCl2 2反应反应:_(_:_(_色烟色烟) )。(2)(2)与氧化性酸的反应与氧化性酸的反应( (写出相应的化学方程式写出相应的化学方程式):):与浓硫酸的反应与浓硫酸的反应: :_。与浓硝酸的反应与浓硝酸的反应: :_。与稀硝酸的反应与稀硝酸的反应: :_。Cu+ClCu+Cl2 2 CuCl CuCl2 2=Cu+2HCu+2H2 2SOSO4 4( (浓浓) CuSO) CuSO4 4+SO+SO2 2+2H+2H2 2O OCu+4HNOCu+4HNO3 3( (浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3) )2 2+2NO+2

8、NO2 2+2H+2H2 2O O3Cu+8HNO3Cu+8HNO3 3( (稀稀)=3Cu(NO)=3Cu(NO3 3) )2 2+2NO+4H+2NO+4H2 2O O=棕黄棕黄(3)(3)与盐溶液的反应与盐溶液的反应( (用离子方程式表示用离子方程式表示):):与硝酸银溶液的反应与硝酸银溶液的反应:_:_。与氯化铁溶液的反应与氯化铁溶液的反应:_:_。Cu+2AgCu+2Ag+ +=Cu=Cu2+2+2Ag+2Ag2Fe2Fe3+3+Cu=2Fe+Cu=2Fe2+2+Cu+Cu2+2+2.2.铜的化合物的主要性质铜的化合物的主要性质(1)(1)氧化铜和氢氧化铜氧化铜和氢氧化铜: :物质物

9、质氧化铜氧化铜氢氧化铜氢氧化铜化学式化学式CuOCuOCu(OH)Cu(OH)2 2状态状态不溶于水的不溶于水的_色固体色固体( (粉粉末末) )不溶于水的不溶于水的_色固体色固体黑黑蓝蓝(2)(2)硫酸铜硫酸铜: :CuSOCuSO4 45H5H2 2O O为蓝色晶体为蓝色晶体, ,俗称俗称_,_,受热易分解为白受热易分解为白色粉末色粉末CuSOCuSO4 4和水和水, ,反应为反应为CuSOCuSO4 45H5H2 2O O CuSOCuSO4 4+5H+5H2 2OO。无水无水CuSOCuSO4 4遇水变遇水变_(_(生成生成_),_),可作为水的检验可作为水的检验试剂。试剂。CuSOC

10、uSO4 4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液, ,是一种良是一种良好的杀菌剂好的杀菌剂, ,可以用来防治多种作物的病虫害。可以用来防治多种作物的病虫害。蓝矾或胆矾蓝矾或胆矾=蓝色蓝色CuSOCuSO4 45H5H2 2O O配制配制CuSO4溶液时应加入少量的硫酸，为什么？溶液时应加入少量的硫酸，为什么？三、复合材料三、复合材料1.1.概念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一种新将两种或两种以上性质不同的材料经特殊加工而制成的一种新型材料。型材料。2.2.组成组成(1)(1)基体基体: :在复合材料中起在复合材料中起_作用。作用。(

11、2)(2)增强体增强体: :在复合材料中起在复合材料中起_作用。作用。黏结黏结骨架骨架例：钢筋混凝土、玻璃钢、碳纤维复合材料等例：钢筋混凝土、玻璃钢、碳纤维复合材料等3.3.分类分类4.4.性能性能既保持或发展了原来材料的长处既保持或发展了原来材料的长处, ,又能弥补原材料的不足。又能弥补原材料的不足。【思考辨析思考辨析】考点考点 1 1 金属的活动性顺序金属的活动性顺序 金属金属活动性活动性顺序顺序K K、CaCa、NaNaMgMgAlAl、ZnZnFeFe、SnSn、Pb(H)Pb(H)CuCu、HgHg、AgAgPtPt、AuAu与与O O2 2反应反应常温下易常温下易氧化氧化, ,点点

12、燃生成过燃生成过氧化物或氧化物或其他复杂其他复杂氧化物氧化物常温生成氧化膜常温生成氧化膜加热加热化合化合不反应不反应金属金属活动性活动性顺序顺序K K、CaCa、NaNaMgMgAlAl、ZnZnFeFe、SnSn、Pb(H)Pb(H)CuCu、HgHg、AgAgPtPt、AuAu与与H H2 2O O反反应应常温下常温下生成碱生成碱和氢气和氢气与热与热水反水反应应有碱有碱存在存在与水与水反应反应与高与高温水温水蒸气蒸气反应反应不反应不反应不不反反应应与与H H+ +反应反应生成盐和氢气生成盐和氢气不反应不反应金属金属活动性活动性顺序顺序K K、CaCa、NaNaMgMgAlAl、ZnZnFe

13、Fe、SnSn、Pb(H)Pb(H)CuCu、HgHg、AgAgPtPt、AuAu与盐溶液与盐溶液反应反应与水反与水反应应, ,不与不与盐反应盐反应, ,生成的生成的碱与盐碱与盐反应反应排在前面的金属能把排在后面的金属排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来从其盐溶液中置换出来自然界存自然界存在形态在形态化合态化合态游离游离态态【高考警示高考警示】(1)(1)在金属活动性顺序表中在金属活动性顺序表中, ,金属的位置越靠后金属的位置越靠后, ,其单质的还原其单质的还原性越弱性越弱, ,简单离子的氧化性越强简单离子的氧化性越强, ,但金属活动性顺序表中铁对应但金属活动性顺序表中铁对应的

14、阳离子是的阳离子是FeFe2+2+而不是而不是FeFe3+3+,Fe,Fe3+3+的氧化性介于的氧化性介于AgAg+ +和和CuCu2+2+之间之间, ,即即AgAg+ +FeFe3+3+CuCu2+2+。(2)Cu(2)Cu之后的金属不与非氧化性酸反应之后的金属不与非氧化性酸反应;Cu;Cu、HgHg、AgAg能与氧化性能与氧化性酸反应酸反应, ,但不产生氢气。但不产生氢气。【典例典例1 1】( (双选双选)(2012)(2012上海高考上海高考) )研究表明研究表明2626AlAl可以衰变为可以衰变为2626Mg,Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是可以比较这两种元素金属性强弱的方法

15、是( () )A.A.比较这两种元素的单质的硬度和熔点比较这两种元素的单质的硬度和熔点B.B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氢氧化钠溶液C.C.将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用将打磨过的镁带和铝片分别和热水作用, ,并滴入酚酞试液并滴入酚酞试液D.D.将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用将空气中放置已久的这两种元素的单质分别和热水作用归纳总结比较金属性非金属性强弱的方法？归纳总结比较金属性非金属性强弱的方法？金属性强弱的判断方法金属性强弱的判断方法1、由单质与水（或酸）反应转换出氢的难易程度判断，单质与水（或酸）置换出氢越

16、容易，元素的金属性越强。2、由最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱来判断。最高价氢氧化物碱性越强，元素的金属性越强。3、由金属活动性顺序表进行判断。按金属活动性顺序，金属元素的金属性依次减弱。4、由单质的还原性判断。或单质的还原性越强，则对应元素的金属性越强。5、由单质间的置换反应判断。遵循强制弱的规律。6、由金属阳离子的氧化性强弱判断。一般情况下，金属阳离子的氧化性越弱，对应元素的金属性越强。特例：三价铁的氧化性强于二价铜。7、由原电池的正负极判断。一般情况下，活泼性强金属电极做负极。8、由电解池的放电顺序判断。电解池的阳极失去电子发生氧化反应，其对应元素的金属性较强。9、由元素周期表进行

17、判断，同周期从左到右金属性逐渐减弱，同主族从上到下金属性逐渐增强。10、根据金属单质与氧气或与水反应的难易程度判断非金属性强弱的判断方法非金属性强弱的判断方法1、由元素原子的氧化性判断：一般情况下，氧化性越强，对应非金属性越强。2、由单质和酸或者和水的反应程度判断：反应越剧烈，非金属性越强。3、由对应氢化物的稳定性判断：氢化物越稳定，非金属性越强。4、由和氢气化合的难易程度判断：化合越容易，非金属性越强。5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断：酸性越强，非金属越强。（除氟元素之外，详见下面）6、由对应阴离子的还原性判断：还原性越强，对应非金属性越弱。7、由置换反应判断：强置弱。若依据置换反应

18、来说明元素的非金属性强弱，则非金属单质应做氧化剂，非金属单质做还原剂的置换反应不能作为比较非金属性强弱的依据值得注意的是：氟元素没有正价态，故没有氟的含氧酸，所以最高价氧化物对应水合物的酸性最强的是高氯酸，而不是非金属性高于氯的氟元素！故规律5只适用于氟元素之外的非金属元素。8、按元素周期律，同周期元素由左到右，随核电荷数的增加，非金属性增强；同主族元素由上到下，随核电荷数的增加，非金属性减弱。考点考点 2 2 铜及其化合物的性质与转化铜及其化合物的性质与转化 转化关系图中的各个化学反应转化关系图中的各个化学反应, ,除除CuO CuCuO Cu2 2O O外外, ,其他的其他的我们都很熟悉。

19、认真分析各物质间的转化我们都很熟悉。认真分析各物质间的转化, ,理解铜及其化合物理解铜及其化合物的性质。的性质。 高温【高考警示高考警示】(1)(1)溶液中的溶液中的CuCu2+2+常为蓝色常为蓝色( (浓浓CuClCuCl2 2溶液为蓝绿色溶液为蓝绿色, ,稀稀CuClCuCl2 2溶液溶液为蓝色为蓝色),),可作为可作为CuCu2+2+的判断依据。的判断依据。(2)Cu(2)Cu2+2+与碱反应生成蓝色沉淀与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)Cu(OH)2 2,这是鉴定这是鉴定CuCu2+2+的反应的反应之一。之一。(3)(3)无水无水CuSOCuSO4 4只能用于检验水只能用于检验水, ,不

20、能作为吸收水的干燥剂。不能作为吸收水的干燥剂。【典例典例2 2】(2014(2014福州模拟福州模拟) )部分氧化的部分氧化的Fe-CuFe-Cu合金样品合金样品( (氧化氧化产物为产物为FeFe2 2O O3 3、CuO)CuO)共共5.76 g,5.76 g,经如下处理经如下处理: :下列说法正确的是下列说法正确的是( () )A.A.滤液滤液A A中的阳离子为中的阳离子为FeFe2+2+、FeFe3+3+、H H+ +B.B.样品中铁元素的质量为样品中铁元素的质量为2.24 g2.24 gC.C.样品中样品中CuOCuO的质量为的质量为4.0 g4.0 gD.V=896 mLD.V=89

21、6 mL铜及其化合物性质的综合能力【例】已知酸性条件下有如下反应：2Cu=CuCu2。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：试剂稀硫酸浓硫酸(加热)稀硝酸浓硝酸现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是( )A.Cu B.Cu2OC.一定有Cu，可能有Cu2O D.一定有Cu2O，可能有Cu【能力解析能力解析】由题中信息得出Cu在酸性条件下会转变为Cu和Cu2，而Cu不与稀硫酸反应，就可以得出结论。本题

22、考查的是学生获取信息的能力。答案：D例题. 取CuO和足量碳粉充分混合平铺反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，如图所示。实验开始时缓级通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生反应，固体变为红色。(1)装置b中的现象应该为_待反应完全后，停止加热，仍继续通氮气，直至反应管冷却。(2)停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？_ 生成白色沉淀不需要，因为有氮气持续通入不会造成倒吸(3)某同学甲提出所得产物可能是Cu2O与铜的混合物，已知Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O甲同学将反应所得红色固体投入_，观察到_，说明产物中确实含有Cu2O。(4)本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回

23、答如何处理为如不需处理，请说明理由。_稀盐酸沉淀部分溶解，得到蓝色溶液需要，因为有CO残余，可以用气球进行收集【备选考点备选考点】金属的冶炼方法金属的冶炼方法由于金属的化学活动性不同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金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同子的能力也就不同, ,因此需采用不同的冶炼方法。因此需采用不同的冶炼方法。金属活动金属活动性顺序性顺序K K、CaCa、NaNa、MgMg、AlAlZnZn、FeFe、SnSn、Pb(H)Pb(H)、CuCuHgHg、AgAg冶炼方法冶炼方法电解法电解法热还原法热还原法热分解法热分解法1.1.热分解法热分解法对活泼

24、性较弱的金属对活泼性较弱的金属, ,用加热分解其氧化物的方法冶炼用加热分解其氧化物的方法冶炼, ,如如:2HgO 2Hg+O:2HgO 2Hg+O2 2,2Ag,2Ag2 2O 4Ag+OO 4Ag+O2 22.2.电解法电解法对一些非常活泼的金属对一些非常活泼的金属, ,用电解法冶炼用电解法冶炼, ,如如: :电解熔融电解熔融MgClMgCl2 2:MgCl:MgCl2 2( (熔融熔融) Mg+Cl) Mg+Cl2 2电解熔融电解熔融AlAl2 2O O3 3:2Al:2Al2 2O O3 3( (熔融熔融) 4Al+3O) 4Al+3O2 2 电解电解= 电解电解=冰晶石冰晶石 3.3.

25、热还原法热还原法对于大多数活泼性较强的金属对于大多数活泼性较强的金属, ,采用还原剂还原的方法冶炼采用还原剂还原的方法冶炼, ,如如: :H H2 2还原还原WOWO3 3:WO:WO3 3+3H+3H2 2 W+3H W+3H2 2O OAlAl还原还原CrCr2 2O O3 3:Cr:Cr2 2O O3 3+2Al 2Cr+Al+2Al 2Cr+Al2 2O O3 3COCO还原还原FeFe2 2O O3 3:Fe:Fe2 2O O3 3+3CO 2Fe+3CO+3CO 2Fe+3CO2 2高温高温=高温高温=高温高温=4.4.铝热反应铝热反应(1)(1)原理原理: :高温下铝将金属氧化物

26、中的金属还原出来。高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。(2)(2)实验装置实验装置: :如图所示。如图所示。(3)(3)实验现象实验现象: :镁条剧烈燃烧镁条剧烈燃烧, ,放出一定的热量放出一定的热量, ,使氧化铁粉末和铝粉在较高使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热反应放出大量的热, ,并发出耀眼的强光。并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿纸漏斗的下部被烧穿, ,有熔融物落入沙中。有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后待熔融物冷却后, ,除去外层熔渣除去外层熔渣, ,仔细观察仔细观察, ,可以发现落下的可以发现落下的是铁珠。是铁珠。(4)(4)铝热反

27、应的应用铝热反应的应用: :该反应为放热反应该反应为放热反应, ,铝在高温下还原出了单质铁铝在高温下还原出了单质铁, ,在冶金工业在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属上也常用这一原理制取熔点较高的金属, ,如铬、锰等如铬、锰等, ,3MnO3MnO2 2+4Al 2Al+4Al 2Al2 2O O3 3+3Mn+3Mn。该反应原理可以应用在生产上该反应原理可以应用在生产上, ,如焊接钢轨等。如焊接钢轨等。高温高温=【高考警示高考警示】(1)(1)电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物, ,而不是盐溶液。钠、镁的冶炼是电解熔融的而不是盐溶液。钠、镁的冶炼是电解熔融的NaClNaCl、MgClMgCl2 2, ,铝的铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融