2021-2021学年高中化学第四章第2节第2课时金属与金属材料练习鲁科版必修1

第2课时金属与金属材料1．了解不锈钢特性，了解金属性质与金属材料的关系。2．了解金、银和铜的主要性质及在工农业生产中的应用。3．了解金属材料在生产及高科技领域的应用。eq\x(知)eq\x(识)eq\x(清)eq\x(单)一、金属材料1．金属材料的分类。(1)黑色金属材料：包括铁、铬、锰以及它们的合金。(2)有色金属材料：除铁、铬、锰以外的其他金属材料及其合金。2．重要的黑色金属材料——钢铁。(1)钢铁。钢铁是铁、碳的合金的总称，由铁转化为钢改变了铁中的碳及其他元素的含量，性能增强。由于钢铁中含有其他物质，所以易被腐蚀。生铁eq\o(→,\s\up7(降低碳元素含量),\s\do5(调整硅、锰等元素含量))钢(2)重要的合金——不锈钢。在普碳钢的基础上加入铬、镍等多种元素形成不锈钢，具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性。1.铁的三种重要的合金是生铁、钢、不锈钢，三者成分的主要区别是什么？答案：含碳量较高的是生铁，含碳量较低并增加硅锰等的是钢，在普通钢中加入铬、镍成为不锈钢。二、金属的通性1．金属的物理通性。eq\x(状态)→常温下，汞呈液态，其余呈固态。|eq\x(色泽)→有金属光泽，大部分为银白色。|eq\x(三性)→良好的导电性性、导热性性、延展性。2．金属的化学通性。(1)金属元素在反应中的主要化合价为正价。(2)反应过程中金属单质只有还原性，没有氧化性。三、几种有色金属材料——金、银、铜1．金、银、铜的重要物理性质、性能及应用比较。名称金银铜色泽黄色银白色紫红色硬度较小，且Au＜Ag＜Cu延展性Au＞Ag＞Cu导电、导热性Ag＞Cu＞Au密度Au＞Ag＞Cu性能极高的抗腐蚀性催化、抗腐蚀性在潮湿空气中易锈蚀应用电子工业，航空、航天工业有机合成、能源开发、医用材料制造电气和电子工业、建筑材料2.铜及其化合物的化学性质。(1)铜。①常温下，铜在潮湿空气里发生反应的化学方程式为：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3。②铜与氧气在加热条件下反应的化学方程式为：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO。③铜与硫在加热条件下反应的化学方程式为：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。(2)铜的化合物。①氧化铜。氧化铜在高温下分解：4CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu2O＋O2↑。②硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)。俗名蓝矾或胆矾，受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O↑。2．铝、铁等金属在地壳中的含量远大于铜，为什么人们使用铜器的历史更长久？答案：铝、铁等均为较活泼金属，难冶炼，所以使用历史短，而铜是不活泼金属，冶炼方便，成为人类在生产、生活中最早使用的金属。四、几种新型金属材料1．铀(U)用做核电厂反应堆的核燃料。2．镅(Am)在烟雾探测器中用做烟雾监测材料。3．钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”，具有一定的抗腐蚀能力，还具有熔点高，硬度大，可塑性强，密度小等优点，可以制成“人造骨骼”，是一种“亲生物金属”。eq\x(活)eq\x(学)eq\x(活)eq\x(用)1．下列有关金属的说法正确的是(D)A．生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含B．铜在自然界中的含量高，所以铜是人类最早使用的金属C．黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物D．金属一般都具有导电性、导热性、延展性2．下列各项性质中，均属于金属共性的是(D)A．易与水反应；易导电B．可与NaOH溶液反应；熔点低C．遇浓硫酸钝化；银白色D．易表现还原性；可导热解析：只有Na、K、Ca等活泼金属与水反应，A错；大多数金属与NaOH不反应，B错；大多数金属遇浓H2SO4不表现钝化性质，C错；在化学反应中，金属表现还原性，金属是热的导体，D正确。3．Cu及其化合物之间相互转化时常伴随着颜色的变化。下列符合黑色→红色变化的是(D)A．Cu(OH)2→CuOB．Cu→Cu2SC．Cu2(OH)2CO3→CuOD．CuO→Cu2O解析：A项Cu(OH)2是蓝色，CuO是黑色；B项Cu是紫红色，Cu2S是黑色；C项Cu2(OH)2CO3是绿色，CuO是黑色；D项CuO是黑色，Cu2O是红色。eq\x(水)eq\x(平)eq\x(测)eq\x(试)1．铜在潮湿的空气里长期放置表面会生成一层绿色的铜锈，除去铜锈最好的试剂或方法是(B)A．浓硝酸B．稀盐酸C．氢氧化钠溶液D．加热解析：绿色铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，能与稀盐酸反应，且Cu与稀盐酸不反应，所以用稀盐酸除去铜表面的铜锈。2．普通铜器时间稍久便容易出现铜绿[主要成分为Cu2(OH)2CO3]。而圆明园两件1760年铜铸的鼠首和兔首在今天看上去仍然熠熠生辉不生锈。下列对其原因的分析，最可能的是(D)A．它们的表面都电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、锡、锌的铜合金解析：1760年铸的鼠首和兔首不可能使用电镀技术，A项错；酸雨会加快金属的腐蚀，B项错；铜的金属活动性弱，在潮湿空气中易被氧化生成铜绿，C项错。3．某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色与SOeq\o\al(2－,4)无关，进行下列实验无意义的是(D)A．观察硫酸钠溶液没有颜色B．向硫酸铜溶液中滴加适量的氯化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色未消失C．向硫酸铜溶液中滴加适量的氢氧化钠溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失D．加水稀释硫酸铜溶液，溶液蓝色变浅解析：加水稀释，铜离子和硫酸根离子的浓度均会降低，无法证明硫酸铜溶液显蓝色与SOeq\o\al(2－,4)无关。4．(双选)金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法正确的是(AC)A.铜是人类在生产、生活中最早使用的金属B．金、银、铜是应用最广泛的金属材料C．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D．铜是导电性、导热性最好的有色金属解析：人类在生产、生活中最早使用的金属是铜，所以A正确；应用最广泛的金属材料是钢铁，所以B错误；钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔，C正确；导电性、导热性最好的有色金属是银，所以D错误。5．人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属单质的时间顺序是(A)A．铜铁铝钛B．铁铜铝钛C．铁铜钛铝D．铜铁钛铝6.(双选)向稀H2SO4中加入铜粉不反应，若再加入某种盐，则铜粉可逐渐溶解，符合此条件的盐是(AD)A．NaNO3B．KClC．ZnSO4D．Fe2(SO4)3解析：加入NaNO3后，NOeq\o\al(－,3)在酸性条件下与Cu反应。加入Fe2(SO4)3后，Cu与Fe3＋反应生成Fe2＋和Cu2＋，而加入KCl和ZnSO4不反应。7．历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它们的________。A．硬度适中B．密度适中C．在自然界里都可得到纯净的单质D．不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，则这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为____________________，绿色物质是________，形成这种物质的化学方程式为____________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是________________________________________________________________________。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中，能有效鉴别其真假的是________________________________________________________________________。A．观察颜色B．查看图案C．用手掂量轻重D．滴一滴硝酸在此金币的表面，观察现象解析：(1)金、银、铜化学性质较稳定可作为钱币长时间流通。(2)铜为红色，其表面黑色物质是CuO，绿色物质是Cu2(OH)2CO3。(3)金与硝酸不反应，而铜、锌与硝酸反应，故可用硝酸鉴别金币真伪。答案：(1)D(2)铜氧化铜2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuOCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3红金金不活泼，不易被氧化(3)D8．中学化学中有很多物质可以实现下图中物质之间的转化，其中反应条件和部分反应的产物已略去。液体B和C可能是单一溶质的溶液，也可能是纯净物。(1)若A是一种紫红色金属，气体D能使品红溶液退色，加热时又恢复原色。写出反应①的化学方程式___________________________________________________________________________________________________________________________________。该气体D与另一种气体H混合后生成一种淡黄色固体W，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)若A是一种金属单质，D是密度最小的气体，B能否是水？________(填“能”或“否”)。(3)若A是金属单质，D是一种无色气体，遇到空气变为红棕色，液体C呈蓝色。写出反应①的离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。写出反应②的任意一个离子方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)A为紫红色金属，是Cu，D能使品红溶液退色，加热时又恢复原色，D为SO2。(2)D是密度最小的气体，为H2，B若是水，则A是很活泼金属的碱金属，以钠为例，则液体C为NaOH溶液，NaOH不能再转化为单质钠，因此B不能是水。(3)D是无色气体，遇空气变为红棕色，D为NO，液体C呈蓝色，含有Cu2＋，则反应①是Cu与稀硝酸的反应。答案：(1)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OSO2＋2H2S=3S↓＋2H2O(2)否(3)3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2OCu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu(其他合理答案也可)eq\x(素)eq\x(能)eq\x(提)eq\x(高)9．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的铁屑，反应完全后将固体滤出，下列说法中正确的是(B)A．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋B．若滤出的固体中含有铁和铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋C．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe2＋，可能含有Cu2＋和Fe3＋D．若滤出的固体中只有铜，则溶液中一定含有的阳离子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋解析：由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，所以反应是：先2Fe3＋＋Fe=3Fe2＋，后Cu2＋＋Fe=Fe2＋＋Cu，若滤出的固体中只有Cu，则溶液中一定不含Fe3＋，Cu2＋可能有，也可能没有，但Fe2＋一定有，故A、C、D三项均错误。若滤出的固体含有Fe和Cu，则Fe3＋、Cu2＋都完全反应，故B正确。10．孔雀石主要含CuCO3·Cu(OH)2，还含少量Fe、Si的化合物，实验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O及CaCO3，步骤如下：已知：向含有少量Fe3＋杂质的铜盐溶液中加入CuO后，生成Fe(OH)3，可除去Fe3＋。请回答下列问题：(1)溶液A中的金属离子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。从下列所给试剂中选择：实验步骤中试剂①为__________(填代号)，检验溶液A中Fe3＋的最佳试剂为__________(填代号)。a．KMnO4b．(NH4)2Sc．H2O2d．KSCN(2)由溶液C获得CuSO4·5H2O，需要经过加热蒸发、________、过滤等操作。除烧杯、漏斗外，过滤操作还用到另一玻璃仪器，该仪器在此操作中的主要作用是________。(3)制备CaCO3时，应向CaCl2溶液中先加入________(填化学式)。若实验过程中有氨气逸出，应选用下列________装置回收(填代号)。(4)欲测定溶液A中Fe2＋的浓度，需要用容量瓶配制某标准溶液，定容时视线应____________________，直到__________________________。解析：(1)由题意分析可知试剂①应为氧化剂，将F