1、第3讲 金属材料 复合材料,【2020备考】 最新考纲：1.了解常见金属活动性顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的制备方法。4.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。 核心素养：1.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材料性质提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。2.科学探究与创新意识：能对金属的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。,考点一 铜及其化合物 (频数： 难度：),本考点主要考查：铜及其化合物的重要性质判断；铜的化合物的实,验探究；含铜矿
2、物的开发与利用。,1.铜的性质,(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,2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3,Cu2Ag=2AgCu2,Cu2Fe3=2Fe2Cu2,2.铜的重要化合物,(1)氧化铜和氧化亚铜,CuO2H=Cu2H2O,Cu2O2H=Cu2CuH2O,(2)氢氧化铜,Cu(OH)22H=Cu22H2O,(1)无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。 (2)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石
3、灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物病毒和病虫害。,速查速测,1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”,(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2( ) (2)将气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气( ) (3)CuSO45H2O失去结晶水属于物理变化( ) (4)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中铜不易生锈( ) (5)1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子( ) (6)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈( ),2.(教材基础探究)把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。,3.(思维探究题)设计实验证明H2还原氧化铜所
4、得的红色固体中是否含有Cu2O。 _,答案 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，且有红色固体生成，则固体中含有Cu2O。,A组 基础知识巩固,1.(2019黄冈模拟)某同学通过系列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是( ),A.将铜粉与硫粉混合均匀加热以制取CuS B.向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色 C.向CuSO4溶液中加入过量的NaOH，过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO D.在淀粉溶液中加入适量稀H2SO4微热，再加少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热，产生红色沉淀,解析 由于硫的氧化性弱，所以只能将铜氧化成1价，生成Cu2S
5、，故A错误；浓H2SO4过量不能直接向试管中加水，故B错误；向CuSO4溶液中加入过量的NaOH产生氢氧化铜沉淀，过滤洗涤并灼烧氢氧化铜分解生成氧化铜，故C正确；葡萄糖和新制氢氧化铜反应必须在碱性条件下进行，该反应在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热，在酸性条件下进行该实验，所以实验不成功，不能产生红色沉淀，故D错误。 答案 C,2.(2019周口模拟)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( ),解析 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
6、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。 答案 D,3.Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的流程图：,(1)Cu2S中铜元素的化合价为_，火法炼铜的反应原理是_ _ (用化学方程式表示)。 (2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_
7、 _。,(3)若将A中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。 A.适量的NaNO3 B.适量的HNO3 C.适量的H2O2,【归纳总结】 铜的冶炼“两方法”,B组 考试能力过关,4.(2015四川卷)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( ),答案 A,5.(2018海南化学，14)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：,(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_。 (2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式_。 配制的FeCl3溶液应保持_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是_。,答案 (1)CuH2O
8、2H2SO4=CuSO42H2O (2)Cu2Fe3=Cu22Fe2 酸性 防止Fe3水解生成Fe(OH)3 (3)Cu2 0.1250,考点二 金属材料与金属矿物的开发利用(频数： 难度：),本考点主要考点有：(1)铜及其化合物的性质，(2)铜的化合物的实,验探究，(3)以矿物加工为主线的工艺流程题。特别是工艺流程题是高考必考题，复习时应特别关注。,1.合金,低,大,常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 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。 并非所有的金属都能形成合金，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。,2.常见的金属材料
9、,(1)金属材料,(2)黑色金属材料钢铁, 是用量最大，用途最广的合金。,钢,(3)有色金属材料铜和铝,青铜,3.金属矿物开发利用的方法,(1)金属在自然界中的存在,(2)金属冶炼的一般步骤,(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示),1.金属冶炼与金属活动性的关系：,2.热还原法中使用的还原剂通常是碳单质、一氧化碳和氢气等。在高炉炼铁中，加入的还原剂是焦炭，但真正作还原剂的是CO。,速查速测,1.(易混点排查)正确的打“”，错误的打“”,(1)合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素( ) (2)合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物( ) (3)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低
10、于成分金属( ) (4)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al( ) (5)用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛( ) (6)将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁( ),2.(规范简答练)(1)工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3？冶炼镁为什么用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO? _。 (2)铝是地壳中含量最高的金属元素，为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多？ _。 (3)热还原法用到的还原剂有焦炭、CO和H2，试从所得产物纯度及对环境污染的 角度考虑哪种还原剂更好？ _。,答案 (1)AlCl3为共
11、价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝。尽管MgO属于离子化合物，但其熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本，而MgCl2的熔点较低，更易熔融，故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl2的方法 (2)铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人们的技术条件达不到，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多 (3)最好的还原剂是H2；原因是焦炭会使产品的纯度降低，CO会污染环境,A组 基础知识巩固,1.(2019广东实验中学月考)下列有关金属的说法正确的是( ),A.湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生还原反应 B.加强热使CuO在高温条件下分解制备单质Cu C.黑色金属材料
12、包括铁、铬、锰及其化合物 D.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质，而钢不含,解析 湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素的化合价均降低，发生还原反应，故A项正确；CuO在高温条件下不能分解生成单质Cu，B项错误；黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金，C项错误；生铁和钢都是铁碳合金，D项错误。 答案 A,2.氧化还原反应广泛应用于金属冶炼，下列说法不正确的是( ),A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中，Na被还原 B.冶炼镁、铝采用电解法 C.用磁铁矿炼铁的反应中，1 mol Fe3O4被CO还原成Fe，转移9 mol电子 D.铝热法还原铁的反应中，放出的热量能使铁熔化,解析 用磁铁矿炼铁时，Fe3O4被
13、还原为Fe，当有1 mol Fe3O4被CO还原成Fe时，转移8 mol电子。 答案 C,3.某铝合金中含有元素镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，设计了如下实验，请回答有关问题：,(1)称取样品a g，称量时应该使用的主要仪器的名称是_ _。 (2)将样品溶解于足量的稀盐酸，过滤并洗涤。滤液中主要含有_，滤渣中含有_，溶解、过滤用到的玻璃仪器是_ _。 (3)滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。有关反应的离子方程式是_。,(4)步骤(3)的滤液中通入足量二氧化碳气体，过滤。有关反应的离子方程式是_。 (5)步骤(4)过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次，烘干并灼烧至恒重，冷却后称量，其质量为b g。有
14、关反应的化学方程式是_， 原样品中铝的质量分数是_。 (6)若步骤(3)中加入氢氧化钠的量不足，则实验结果_(填“偏高”“偏低”或“不影响”，下同)；若步骤(5)中滤渣没有洗涤，则实验结果_；若滤渣灼烧不充分，则实验结果_。,【归纳总结】 合金两大分析方法 1.定性分析型：确定成分研究性质,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，一般是将合金酸溶或碱溶，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其成分。此类试题常以流程的形式呈现，解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。,2.定量分析型：沉淀法,沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时，涉及
15、到的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)；沉淀(重点是沉淀试剂的选择)；过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量；数据的处理(包括测定结果的误差分析)。,B组 考试能力过关,4.(2018天津理综，1)以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例，运用化学知识对其进行的分析不合理的是( ),A.四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中只发生水解反应 B.商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎，该鼎属于铜合金制品 C.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为黏土 D.屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素,解析 谷物的主要成分为淀粉，用谷物酿造出酒和醋，酿造过程主要
16、包括淀粉水解为葡萄糖，葡萄糖发酵生成乙醇，乙醇被氧化为乙酸，因此酿造过程中涉及水解反应和氧化反应，A项错误；后(司)母戊鼎为商代后期的青铜器，属于铜合金制品，B项正确；陶瓷的主要原料为黏土，C项正确；青蒿素易溶于乙醚，而不易溶于水，因此，屠呦呦用乙醚提取青蒿素的过程包括萃取操作，D项正确。 答案 A,5.(重庆卷)合金是建造航空母舰的主体材料。,(1)航母升降机可由铝合金制造。 铝元素在周期表中的位置为_， 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。 AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。 焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。 (2)航母舰体材料为合金钢。 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。,答案 (1)第三周期第A族 CO2 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O Ar(其他合理答案均可) (2)吸氧腐蚀 CaCO3或CaO,
