精修版魯科版化學(xué)必修1 第四章 材料家族中的元素 第2節(jié) 鋁 金屬材料 第2課時

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1、 精品資料 第2課時　金屬與金屬材料 1．了解不銹鋼特性，了解金屬性質(zhì)與金屬材料的關(guān)系。 2．了解金、銀和銅的主要性質(zhì)及在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 3．了解金屬材料在生產(chǎn)及高科技領(lǐng)域的應(yīng)用。 一、金屬材料 1．金屬材料的分類。 (1)黑色金屬材料：包括鐵、鉻、錳以及它們的合金。 (2)有色金屬材料：除鐵、鉻、錳以外的其他金屬材料及其合金。 2．重要的黑色金屬材料——鋼鐵。 (1)鋼鐵。 鋼鐵是鐵、碳的合金的總稱，由鐵轉(zhuǎn)化為鋼改變了鐵中的碳及其他元素的含量，性能增強。由于鋼鐵中含有其他物質(zhì)，所以易被腐蝕。

2、 生鐵鋼 (2)重要的合金——不銹鋼。 在普碳鋼的基礎(chǔ)上加入鉻、鎳等多種元素形成不銹鋼，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。 　　1.鐵的三種重要的合金是生鐵、鋼、不銹鋼，三者成分的主要區(qū)別是什么？ 答案：含碳量較高的是生鐵，含碳量較低并增加硅錳等的是鋼，在普通鋼中加入鉻、鎳成為不銹鋼。 二、金屬的通性 1．金屬的物理通性。 ―→常溫下，汞呈液態(tài)，其余呈固態(tài)。 　| ―→有金屬光澤，大部分為銀白色。 　| ―→良好的導(dǎo)電性性、導(dǎo)熱性性、延展性。 2．金屬的化學(xué)通性。 (1)金屬元素在反應(yīng)中的主要化合價為正價。 (2)反應(yīng)過程中金屬單質(zhì)只有還原性，沒有氧化性。

3、三、幾種有色金屬材料——金、銀、銅 1．金、銀、銅的重要物理性質(zhì)、性能及應(yīng)用比較。 名稱 金 銀 銅 色澤 黃色 銀白色 紫紅色 硬度 較小，且Au＜Ag＜Cu 延展性 Au＞Ag＞Cu 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性 Ag＞Cu＞Au 密度 Au＞Ag＞Cu 性能 極高的抗腐蝕性 催化、抗腐蝕性 在潮濕空氣中易銹蝕 應(yīng)用 電子工業(yè)，航空、航天工業(yè) 有機合成、能源開發(fā)、醫(yī)用材料制造 電氣和電子工業(yè)、建筑材料 2.銅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)。 (1)銅。 ①常溫下，銅在潮濕空氣里發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO

4、3。 ②銅與氧氣在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Cu＋O22CuO。 ③銅與硫在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 2Cu＋SCu2S。 (2)銅的化合物。 ①氧化銅。 氧化銅在高溫下分解：4CuO2Cu2O＋O2↑。 ②硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)。 俗名藍礬或膽礬，受熱分解的化學(xué)方程式為： CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O↑。 2．鋁、鐵等金屬在地殼中的含量遠大于銅，為什么人們使用銅器的歷史更長久？ 答案：鋁、鐵等均為較活潑金屬，難冶煉，所以使用歷史短，而銅是不活潑金屬，冶煉方便，成為人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬。 四、幾種新型金屬材料

5、 1．鈾(U)用做核電廠反應(yīng)堆的核燃料。 2．镅(Am)在煙霧探測器中用做煙霧監(jiān)測材料。 3．鈦(Ti)被譽為“21世紀(jì)的金屬”， 具有一定的抗腐蝕能力，還具有熔點高，硬度大，可塑性強， 密度小等優(yōu)點，可以制成“人造骨骼”，是一種“親生物金屬”。 1．下列有關(guān)金屬的說法正確的是(D) A．生鐵與鋼的區(qū)別在于生鐵含碳雜質(zhì)，而鋼不含 B．銅在自然界中的含量高，所以銅是人類最早使用的金屬 C．黑色金屬材料包括鐵、鉻、錳及其化合物 D．金屬一般都具有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性 2．下列各項性質(zhì)中，均屬于金屬共性的是(D) A．易與水反應(yīng)；易導(dǎo)電 B．可與NaOH溶液反應(yīng)；熔

6、點低 C．遇濃硫酸鈍化；銀白色 D．易表現(xiàn)還原性；可導(dǎo)熱 解析：只有Na、K、Ca等活潑金屬與水反應(yīng)，A錯；大多數(shù)金屬與NaOH不反應(yīng)， B錯；大多數(shù)金屬遇濃H2SO4不表現(xiàn)鈍化性質(zhì)，C錯；在化學(xué)反應(yīng)中，金屬表現(xiàn)還原性，金屬是熱的導(dǎo)體，D正確。 3．Cu及其化合物之間相互轉(zhuǎn)化時常伴隨著顏色的變化。下列符合黑色→紅色變化的是(D) A．Cu(OH)2→CuO　　　　　B．Cu→Cu2S C．Cu2(OH)2CO3→CuO D．CuO→Cu2O 解析：A項Cu(OH)2是藍色，CuO是黑色；B項Cu是紫紅色，Cu2S是黑色；C項Cu2(OH)2CO3是綠色，CuO是黑色；D項C

7、uO是黑色，Cu2O是紅色。 1．銅在潮濕的空氣里長期放置表面會生成一層綠色的銅銹，除去銅銹最好的試劑或方法是(B) A．濃硝酸 B．稀鹽酸 C．氫氧化鈉溶液 D．加熱 解析：綠色銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3，能與稀鹽酸反應(yīng)，且Cu與稀鹽酸不反應(yīng)，所以用稀鹽酸除去銅表面的銅銹。 2．普通銅器時間稍久便容易出現(xiàn)銅綠。而圓明園兩件1760年銅鑄的鼠首和兔首在今天看上去仍然熠熠生輝不生銹。下列對其原因的分析，最可能的是(D) A．它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金 B．環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去 C．銅的金屬活動性比氫小

8、，因此不易被氧化 D．它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的銅合金 解析：1760年鑄的鼠首和兔首不可能使用電鍍技術(shù)，A項錯；酸雨會加快金屬的腐蝕，B項錯；銅的金屬活動性弱，在潮濕空氣中易被氧化生成銅綠，C項錯。 3．某同學(xué)想用實驗證明硫酸銅溶液顯藍色與SO無關(guān)，進行下列實驗無意義的是(D) A．觀察硫酸鈉溶液沒有顏色 B．向硫酸銅溶液中滴加適量的氯化鋇溶液，振蕩后靜置，溶液藍色未消失 C．向硫酸銅溶液中滴加適量的氫氧化鈉溶液，振蕩后靜置，溶液藍色消失 D．加水稀釋硫酸銅溶液，溶液藍色變淺 解析：加水稀釋，銅離子和硫酸根離子的濃度均會降低，無法證明硫酸銅溶液顯藍色與SO無關(guān)。

9、 4．(雙選)金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說法正確的是(AC) A .銅是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬 B．金、銀、銅是應(yīng)用最廣泛的金屬材料 C．鈦被譽為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊 D．銅是導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬 解析：人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬是銅，所以A正確；應(yīng)用最廣泛的金屬材料是鋼鐵，所以B錯誤；鈦被譽為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景很廣闊，C正確；導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的有色金屬是銀，所以D錯誤。 5．人類歷史上大量生產(chǎn)和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬單質(zhì)的時間順序是(A) A．銅　鐵　鋁　鈦 B．鐵　銅　鋁　鈦

10、C．鐵　銅　鈦　鋁 D．銅　鐵　鈦　鋁 6.(雙選)向稀H2SO4中加入銅粉不反應(yīng)，若再加入某種鹽，則銅粉可逐漸溶解，符合此條件的鹽是(AD) A．NaNO3 B．KCl C．ZnSO4 D．Fe2(SO4)3 解析：加入NaNO3后，NO在酸性條件下與Cu反應(yīng)。加入Fe2(SO4)3后，Cu與Fe3＋反應(yīng)生成Fe2＋和Cu2＋，而加入KCl和ZnSO4不反應(yīng)。 7．歷史上金、銀、銅主要是作為貨幣金屬或裝飾品被應(yīng)用。 (1)金、銀、銅常被作為錢幣流通，從化學(xué)角度來看，主要是利用它們的________。 A．硬度適中 B．密度適中 C．在自然界里都可得到純凈的單質(zhì)

11、 D．不活潑性 (2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量綠色銹狀物的貨幣，則這肯定是________幣，黑色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為____________________，綠色物質(zhì)是________，形成這種物質(zhì)的化學(xué)方程式為____________________，這枚金屬幣的真面目為________色。 另外一枚是閃閃發(fā)光的黃色金屬幣，它肯定是________幣，表面一直未被氧化的原因是________________________________________________________________________。 (3)不法分子有時用銅

12、鋅合金制成假金幣行騙。下列方法中，能有效鑒別其真假的是________________________________________________________________________。 A．觀察顏色 B．查看圖案 C．用手掂量輕重 D．滴一滴硝酸在此金幣的表面，觀察現(xiàn)象 解析：(1)金、銀、銅化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定可作為錢幣長時間流通。 (2)銅為紅色，其表面黑色物質(zhì)是CuO，綠色物質(zhì)是Cu2(OH)2CO3。 (3)金與硝酸不反應(yīng)，而銅、鋅與硝酸反應(yīng)，故可用硝酸鑒別金幣真?zhèn)巍? 答案：(1)D (2)銅　氧化銅　2Cu＋O22CuO　Cu2(OH)2CO3 2Cu＋

13、O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 紅　金　金不活潑，不易被氧化 (3)D 8．中學(xué)化學(xué)中有很多物質(zhì)可以實現(xiàn)下圖中物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，其中反應(yīng)條件和部分反應(yīng)的產(chǎn)物已略去。液體B和C可能是單一溶質(zhì)的溶液，也可能是純凈物。 (1)若A是一種紫紅色金屬，氣體D能使品紅溶液退色，加熱時又恢復(fù)原色。寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式___________________________________________________________ ____________________________________________________________________

14、____。 該氣體D與另一種氣體H混合后生成一種淡黃色固體W，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)若A是一種金屬單質(zhì)，D是密度最小的氣體，B能否是水？________(填“能”或“否”)。 (3)若A是金屬單質(zhì)，D是一種無色氣體，遇到空氣變?yōu)榧t棕色，液體C呈藍色。 寫出反應(yīng)①的離子方程式________

15、________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 寫出反應(yīng)②的任意一個離子方程式________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________

16、__。 解析：(1)A為紫紅色金屬，是Cu，D能使品紅溶液退色，加熱時又恢復(fù)原色，D為SO2。 (2)D是密度最小的氣體，為H2，B若是水，則A是很活潑金屬的堿金屬，以鈉為例，則液體C為NaOH溶液，NaOH不能再轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鈉，因此B不能是水。 (3)D是無色氣體，遇空氣變?yōu)榧t棕色，D為NO，液體C呈藍色，含有Cu2＋，則反應(yīng)①是Cu與稀硝酸的反應(yīng)。 答案：(1)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O　SO2＋2H2S===3S↓＋2H2O　(2)否 (3)3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O Cu2＋＋Fe===Fe2＋＋Cu(其他合理答案也

17、可) 9．在FeCl3、CuCl2混合溶液中，加入一定量的鐵屑，反應(yīng)完全后將固體濾出，下列說法中正確的是(B) A．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋ B．若濾出的固體中含有鐵和銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，一定不含Cu2＋和Fe3＋ C．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe2＋，可能含有Cu2＋和Fe3＋ D．若濾出的固體中只有銅，則溶液中一定含有的陽離子是Fe3＋和Fe2＋，一定不含Cu2＋ 解析：由于氧化性Fe3＋>Cu2＋，所以反應(yīng)是：先2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，后Cu2＋＋Fe===Fe2＋

18、＋Cu，若濾出的固體中只有Cu，則溶液中一定不含F(xiàn)e3＋，Cu2＋可能有，也可能沒有，但Fe2＋一定有，故A、C、D三項均錯誤。若濾出的固體含有Fe和Cu，則Fe3＋、Cu2＋都完全反應(yīng)，故B正確。 10．孔雀石主要含CuCO3·Cu(OH)2，還含少量Fe、Si的化合物，實驗室以孔雀石為原料制備CuSO4·5H2O及CaCO3，步驟如下： 已知：向含有少量Fe3＋雜質(zhì)的銅鹽溶液中加入CuO后，生成Fe(OH)3，可除去Fe3＋。 請回答下列問題： (1)溶液A中的金屬離子有Cu2＋、Fe2＋、Fe3＋。從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中試劑①為__________(填代號)，

19、檢驗溶液A中Fe3＋的最佳試劑為__________(填代號)。 a．KMnO4　　 b．(NH4)2S　　 c．H2O2　　 d．KSCN (2)由溶液C獲得CuSO4·5H2O，需要經(jīng)過加熱蒸發(fā)、________、過濾等操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是________。 (3)制備CaCO3時，應(yīng)向CaCl2溶液中先加入________(填化學(xué)式)。若實驗過程中有氨氣逸出，應(yīng)選用下列________裝置回收(填代號)。 (4)欲測定溶液A中Fe2＋的濃度，需要用容量瓶配制某標(biāo)準(zhǔn)溶液，定容時視線應(yīng)_______________

20、_____，直到__________________________。 解析：(1)由題意分析可知試劑①應(yīng)為氧化劑，將Fe2＋氧化為Fe3＋且不能引入新的雜質(zhì)，故H2O2最合適；KSCN與Fe3＋反應(yīng)呈明顯的紅色。(2)由溶液到晶體的操作是加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾等基本操作；在過濾操作中用到的玻璃儀器除燒杯、漏斗外，還用到玻璃棒，它的主要作用是引流。(3)應(yīng)先使CaCl2溶液呈堿性與CO2反應(yīng)才能生成CaCO3并且不引入難以除去的新雜質(zhì)，故應(yīng)先加NH3·H2O。NH3在水中的溶解度很大，應(yīng)選用一套防止倒吸的裝置，故選用b。(4)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液時，視線應(yīng)與凹液面相切，且要平視。 答案：(1)c　d　(2)冷卻結(jié)晶 引流　(3)NH3·H2O　b (4)平視凹液面(或平視刻度線)　凹液面的最低點與刻度線相切