1、第四节 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物 一、合金及常见的金属材料 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。金属特性(2)性能:熔点:一般比它的各成分金属的低;硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。【微点拨】(1)常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金 中各成分金属的化学性质仍然不变。(3)并非所有的金属都能形成合金。当一种金属的熔 点高于另一种金属的沸点时,则这两种金属不能形成 合金。2.常见金属材料(1)重要的黑色金属材料钢铁 _是用量最大,用途最广的合金。钢(2)有色金属材料铜和
2、铝 我国使用最早的合金是_,常见的铜合金有黄铜和白铜。铝合金 青铜 二、金属矿物的开发利用 1.金属在自然界中的存在(1)在自然界中绝大多数金属以_的形式存在。(2)少数化学性质_的金属存在游离态。化合态 稳定 2.金属冶炼的步骤 3.金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属从_态还原为_态的 过程。即:Mn+ne-=M(反应通式,用M表示金属)。化合 游离 4.金属冶炼的方法(1)电解法:适合于金属活动顺序表中KAl的金属。【微点拨】电解法冶炼钠,电解熔融NaCl而不是NaCl溶液;电解法冶炼镁,电解熔融氯化镁而不是氧化镁,因为MgO熔点高;电解法冶炼铝,电解熔融氧化铝而不是氯化铝,因为氯化
3、铝为共价化合物,熔融态不导电。(2)热还原法:适合于金属活动顺序表中ZnCu的金属。【微点拨】热还原法冶炼金属,常见的热还原剂有C、CO、H2、Al。(3)热分解法:适合于金属活动顺序表中Hg、Ag。(4)铝热反应 实验 装置 实验 现象 镁带剧烈燃烧,放出一定的热,并发出耀眼的白光,氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈反应;纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中 实验 结论 高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热,反应的化学方程式为 _ 原理 应用 制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等;金属焊接,如野外焊接钢轨等 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 高温=三、铜及其化合物 1.单质
4、铜(1)物理性质:铜是_色金属,具有良好的_性、_性和延展性。紫红 导电 导热(2)化学性质 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应(H+)_ _ 与H2反应 H2+CuO Cu+H2O H2+Cu2O 2Cu+H2O 转化关系 4CuO 2Cu2O+O2 CuO+2H+=Cu2+H2O Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O 高温=3.氢氧化铜(1)物理性质:蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用:4.铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石 的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,其受热分 解的化学方程式为Cu2(OH)2CO
5、3 2CuO+CO2+H2O。(2)CuSO45H2O为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热 分解的化学方程式为CuSO45H2O CuSO4+5H2O,蓝 色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O),据此可用来检验水的存在。【微点拨】无水CuSO4只能作为水的检验试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂。1.(RJ必修1P66改编)下列说法中正确的是()A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料 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】选C。铜是人类使用最早的金属材料,A错
6、;铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料,B错;银的导电性比铜好,D错。2.(RJ必修1P67改编)下列说法错误的是()A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金 B.镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物,可作储氢材料 C.氢气通过灼热的CuO粉末,反应后固体物质质量减轻 D.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液,反应后固体物质增重【解析】选D。Zn与Cu(NO3)2的反应:Zn+Cu(NO3)2=Cu+Zn(NO3)2固体物质由Zn变成Cu,质量减轻。3.(RJ必修2P89改编)用铝热反应还原下列物质,制得金属各1 mol 时,消耗铝最少的是()A.MnO2 B.Cr2O3 C.V2O5 D.Fe3O
7、4【解析】选D。制得Mn、Cr、V、Fe金属各1 mol 时,分别转移电子4 mol、3 mol、5 mol、mol,根据得 失电子守恒可知Fe3O4消耗铝最少。834.(RJ必修1P64改编)C919机身部分采用第三代新型铝锂合金材料。下列关于铝锂合金的认识不正确的是()A.铝锂合金密度较小,强度较大,硬度大于纯铝,熔点低于锂单质 B.改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金 C.铝锂合金具有金属光泽,可导电导热 D.铝锂合金的性质与各成分金属的性质完全相同 【解析】选D。A.合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,故A正确;B.合金的性质与成分的含量有关,所以改变原料的配比,可以制得性能不同的铝锂合金,故B正确;C.铝锂合金具有金属材料的一些通性,有金属光泽,可导电导热,故C正确;D.合金的熔点比它的各成分金属的熔点低,硬度大于其成分金属,所以铝锂合金的性质与各成分金属的性质不完全相同,故D错误。
