1、考点研析 题组冲关 体验高考 演练提升 课时规范训练 第 4 讲 用途广泛的金属材料考纲要求 1.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。2.了解合金的概念及重要应用。3.知道铜及其重要化合物的性质。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。考点一 金属材料1熟记金属活动性顺序2.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、化学性能或机械性能。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。金属特性低大3常见金属材料金属材料黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金有色金属材料：除黑色金属
2、以外的其他金属及其合金(1)重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢碳素钢低碳钢：韧性、焊接性好，强度低中碳钢：强度高，韧性及加工性好高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢 及各种特种钢(2)几种有色金属材料 铝及铝合金铝性能：良好的延展性和导电性用途：制导线铝合金性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等铜及铜合金铜性能：良好的导电性和导热性用途：主要用于电器和电子工业、建筑业铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的 还有黄铜和白铜思维深化1正误判断，正确的划“”，错
3、误的划“”。(1)合金中一定含金属元素()(2)在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质()(3)所有金属都能形成合金()(4)合金一定是混合物()提示：(1)(2)(3)(4)2由铜锌合金制成的“假金”常常能欺骗善良的人们，原因是铜锌合金的外观和黄金相似，鉴别铜锌合金和真金的物理方法是测其密度，密度小的是_；化学方法是用稀硝酸溶解，不溶解的是_，能溶解的是_。提示：铜锌合金 真金 铜锌合金题组1 合金的性能特点及应用1钛和钛的合金被誉为“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、耐腐蚀等，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生
4、物相容性”。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是()A用来做保险丝B用来制造航天飞机C用于制造人造骨D用于家庭装修，做钛合金装饰门解析：选A。由于钛和钛的合金密度小、可塑性好，因此可用于航天领域，B正确；由于钛和钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”，可与人体的组织相容，不引起排异反应，因此可以用来制造人造骨，C正确；由于其密度小、可塑性好、易于加工，因此可用于家庭装修，做钛合金装饰门，D正确；只有A错误，由于其熔点高，不适合做保险丝。2新型镁合金被大量应用于制造笔记本电脑的外壳、竞赛自行车的框架等，这些实际应用充分体现了下列哪些镁合金的优异性能()熔点低 硬度大 延展性好 导电性强
5、密度小(质地轻盈)耐腐蚀A BCD答案：D题组2 有关合金成分的分析与计算3某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应为绿色)。(1)外观暗灰色，表面光滑；(2)在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；(3)取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到标准状况下的H2 9.96 L；(4)另取刮去表皮的金属10.0 g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H2 9.96 L。试据此判断，合金中一定含有的元素是_(写元素符号)；下列元素可能含有的是_(填选项编号)。aAg bMgcPb dFe如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是_。解析：根据
6、(2)可以判断，合金中一定含有Al和Cu。由(3)(4)可得，能与硫酸反应放出H2的只是Al，而不能含Mg、Pb、Fe。m(Al)9.96 L22.4 Lmol12327 gmol18.0 g。所以m(Cu)2.0 g其质量之比为m(Al)m(Cu)41。答案：Cu、Al a m(Al)m(Cu)41考点二 铜、银、金及化合物1铜及其化合物(1)铜的物理性质铜是硬度较小的 色金属，具有良好的延展性、导电导热性，因其具有良好的导电性而广泛应用于电器和电子工业中。紫红(2)铜的化学性质铜的化学性质不太活泼，自然界中有少量单质铜存在，在潮湿的环境下，铜能发生锈蚀生成铜绿Cu2(OH)2CO3。在一定
7、条件下铜能与多种物质发生化学反应，写出下列有关反应的方程式。(是离子反应的写离子方程式)3Cu8H2NO3=3Cu22NO4H2OCu4H2NO3=Cu22NO22H2OCu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OCuCl2=点燃 CuCl22CuO2=2CuO2CuS=Cu2SCu2Ag=Cu22AgCu2Fe3=Cu22Fe2(3)铜的常见化合物颜色、溶解性CuO黑色、难溶；Cu2O砖红色、难溶：Cu2S黑色、难溶；CuSO4白色、易溶；CuSO45H2O蓝色、易溶；Cu2(OH)2CO3绿色、难溶；Cu(OH)2蓝色、难溶。(4)氧化铜和氧化亚铜(5)氢氧化铜物理性质蓝色不溶于水的固
8、体。化学性质及应用(6)CuSO45H2OCuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。2金、银的性质金、银、铜的活动性依次增强，其中金不能被硝酸等强氧化性酸氧化，但金可溶解在王水中，在电化学中常做惰性电极。银虽然不能与盐酸、稀硫酸反应，但却能溶解在硝酸等强氧化性酸中，如：Ag2HNO3(浓)=；3Ag4HNO3(稀)=。AgNO3NO2H2O3AgNO3NO2H2O思维深化1铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈Cu2(OH)2CO3，其方程式为_，若要除去铜绿而不
9、损坏铜器，应怎样处理，试用化学方程式表示_。提示：2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O2一般情况下，不能用弱酸制备强酸，但用CuSO4溶液和H2S反应制备硫酸，试写出反应的化学方程式。_。提示：CuSO4H2S=CuSH2SO43波尔多液是怎样配制成的？能否用铁桶盛放？为什么？提示：波尔多液是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液。它不能用铁桶盛放，因为铁能置换波尔多液中的Cu2，降低杀菌能力。4由以铜和硝酸为原料制取Cu(NO3)2的三个实验方案判断最佳实验方案。方案一：Cu和浓HNO3反应方案二：Cu和稀HN
10、O3反应方案三：CuO2CuOHNO3Cu(NO3)2提示：方案三为最佳方案。原因是制得相同质量的Cu(NO3)2，此方案所用HNO3最少，且不产生污染。题组1 铜及其化合物的性质1下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述陈述判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无解析：选
11、D。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，、有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，、均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。2已知酸性条件下可发生反应：2Cu=Cu2Cu。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
12、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：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验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()ACuBCu2OC一定有 Cu，可能有 Cu2OD一定有 Cu2O，可能有 Cu解析：选 D。因为是红色固体，所以排除未反应的 CuO(黑色)的存在。根据加入稀 H2SO4 产生蓝色溶液，所以一定有 Cu2O 存在，根据后续现象，也可能有 Cu 生成。题组2 铜及其化合物的制备3某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程
13、为：(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于_上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a蒸发皿 b石棉网 c泥三角 d表面皿 e坩埚钳 f试管夹(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、_、自然干燥。(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取
14、胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是_、_。解析：(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径的反应化学方程式Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O和途径的反应化学方程式2CuO22H
15、2SO4(稀)=2CuSO42H2O，可以看出途径的优点是：产生等量的胆矾比途径耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体(SO2)。答案：(1)c e b(2)a、b(3)蒸发 过滤(4)产生等量胆矾途径消耗硫酸少 途径不会产生污染大气的气体1铜的冶炼(1)粗炼火法炼铜(以CuFeS2为例)：2CuFeS2O2=高温Cu2S2FeSSO2 2Cu2S3O2=高温2Cu2O2SO2 2Cu2OCu2S=高温 6CuSO2湿法炼铜：FeCuSO4=CuFeSO4(2)电解精炼电解时，以CuSO4作电解液，粗铜为阳极，纯铜为阴极。2用CuSO4溶液制备CuSO4晶体的方法加热浓缩，冷却结晶。3CuCl26
16、H2O晶体制备CuCl2的方法在HCl的气氛中加热失去结晶水。自然界中存在的形态除了、等极少数金属外，绝大多数金属以的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显化合价。2金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子电子被为金属单质的过程：Mnne=M。金铂化合物正得还原考点三 金属矿物的开发和利用3金属冶炼的一般步骤4金属冶炼的方法思维深化1铝是地壳中含量最高的金属元素，但人类对铝的使用比铁、铜晚的多？为什么？提示：因为铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代技术条件达不到，不能冶炼铝。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
17、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。3“沙里淘金”体现了什么冶炼方法？此方法体现了物理变化还是化学变化？提示：“沙里淘金”指的是“富集”，此过程是物理变化。4铝热反应的本质是利用铝的还原性，将难熔金属从其氧化物中置换出来，关于铝热反应思考下列问题：(1)是否所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应？提示：否，判断铝热反应能否发生，应首先看金属的活动性。例如MgO和Al不能发生铝热反应。(2)在铝热反应中，镁条、KClO3起_作用。提示：引燃(3)做铝热反应，应注意哪些事项？提示：要保证纸漏斗重叠时四周均为四层，且内层纸漏斗一定要用水润湿，
18、以防止高温物质从四周溅出，同时损坏纸漏斗。蒸发皿中的细沙要适量，既要防止蒸发皿炸裂，又要防止熔融的液体溅出伤人。实验装置不要距人群太近，应远离易燃物。题组1 金属的冶炼原理1(2016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：选B。A项，Mg的还原性大于H2的还原性；C项，制取钠，应电解熔融NaCl；D项，4CuO=高温 2Cu2OO2。2被称为“国防金属”的镁，60%来自于海洋，从海水中提取镁的正确方
19、法是()物质氧化镁氯化镁熔点/2 852714A.海水石灰乳Mg(OH)2电解 MgB海水HCl MgCl2溶液MgCl2(熔融)电解 MgC海水石灰乳Mg(OH)2灼烧 MgO电解 MgD海水 石灰乳 Mg(OH)2 HCl MgCl2溶液 HCl MgCl2(熔融)电解 Mg解析：选D。由MgCl2溶液制备无水MgCl2应在HCl氛围中加热，电解熔融MgCl2(不是MgO)制取Mg。根据金属活动顺序表选择冶炼方法1电解法KAl2热还原法ZnCu3热分解法HgAg4富集法PtAu题组2 金属冶炼的重要实验铝热反应3铝热反应的化学方程式为：2AlFe2O3=高温Al2O32Fe。某同学对“铝热
20、反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并发出耀眼的光芒”、“纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知，Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下：物质AlAl2O3FeFe2O3熔点/6602 0541 5351 462沸点/2 4672 9802 750(1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。这种推测有一定的道理，理由是_。(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，当观察到_的现象时，说明熔融物中含有金属铝。(3)实验室溶解该熔融物，最好选用下列试剂中的_(填序号)。A浓硫酸 B稀硫酸C稀硝酸D氢氧
21、化钠溶液答案：(1)该反应温度下铝已熔化，未反应的铝可与生成的铁熔合在一起，形成合金(2)NaOH溶液 有气泡生成(3)B4(2016黄冈模拟)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 molL1盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请回答下列问题：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。(2)写出中所发生的各反应的化学方程式_。(3)写出中所发生的
22、各反应的离子方程式_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。答案：(1)加少量KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2Fe3=3Fe2Fe2H=Fe2H2(4)0.67 molL1 2.3 molL1有金属参加或生成的置换反应小结1活泼金属与水或酸反应置换出H2。如：2Na2H2O=2NaOHH2，2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2。2铁与水蒸气反应置换出H2：3Fe4H2O(g)=高温 Fe3O44H2。3水溶液中，金属活动性顺序表中排在前面的金属置
23、换出排在后面的金属。如：Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag。4镁置换出碳：2MgCO2=点燃 2MgOC。5铝热反应：Al置换出难熔的金属Fe、Cr、Mn等。如：8Al3Fe3O4=高温 4Al2O39Fe。6非水溶液中，非金属单质C、H2等可还原出Cu、Fe、W等金属。如：C2CuO=2CuCO2，3H2WO3=W3H2O。要点提取1特殊的颜色Cu、Cu2O红色，CuO黑色Cu(OH)2蓝色，CuSO4白色，CuSO45H2O蓝色，Cu2(OH)2CO3绿色2特殊的制法(1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al等活泼金属)(2)热还原法(ZnCu之间较活泼金属)(3)热分解法(Hg、Ag
24、等不活泼金属)3必记五反应(1)工业上冶炼 Mg：MgCl2(熔融)=电解 MgCl2(2)工业上冶炼 Al：2Al2O3(熔融)=电解 4Al3O2(3)工业上冶炼 Fe：3COFe2O3=高温 2Fe3CO2(4)铝热反应：Fe2O32Al=高温 Al2O32Fe(5)铜绿的生成：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3感悟高考1正误判断，正确的划“”，错误的划“”。(1)(2015高考重庆卷)用胆矾炼铜涉及化学变化()(2)(2015高考天津卷)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()(3)(2015高考天津卷)气体通过无水CuSO4，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气()(
25、4)(2015高考海南卷)稀硝酸可除去试管内壁的银镜()答案：(1)(2)(3)(4)2(2015高考四川卷)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是()A该溶液中Na、NH4、NO3、Mg2可以大量共存B通入CO2气体产生蓝色沉淀C与H2S反应的离子方程式：Cu2S2=CuSD与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu22NH3H2O=Cu(OH)22NH4解析：选A。B.无现象；C.H2S不拆；D.过量浓氨水反应产生Cu(NH3)42。3.(2015高考海南卷)银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照明器材等领域亦有广泛应用。回答下列问题。(1)久存的银制器皿表面会变黑，失去银白色的光泽，原因是_。(2)AgNO3溶液光照易分解，生成Ag和红棕色气体等物质，其光照分解的化学方程式为_。答案：(1)Ag与空气中氧及含硫化合物反应生成黑色硫化银(2)2AgNO3,=光照 2Ag2NO2 O24(2015高考重庆卷)(1)原子序数为29的铜元素位于元素周期表中第_周期。(2)某青铜器中Sn、Pb的质量分别为119 g、20.7 g，则该青铜器中Sn和Pb原子的数目之比为_。答案：(1)四(2)101课时规范训练