2021届高考化学一轮复习用途广泛的金属材料　开发利用金属矿物学案

2021届高考化学一轮复习用途广泛的金属材料　开发利用金属矿物学案

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)熔合而成的具有金 属特性的物质。 (2)性能: ①熔点:一般比它的各成分金属的低; ②硬度和强度:一般比它的各成分金属的大。 (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 ①钢是用量最大,用途最广的合金。 ② (2)有色金属材料——铜和铝 ①我国使用最早的合金是青铜,常见的铜合金有黄铜和白铜。 ②铝合金 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化合态的形式存在。 (2)少数化学性质稳定的金属存在游离态。 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化合态还原为游离态的过程。即:Mn++ne- M(反应 通式,用 M 表示金属)。 4.金属冶炼的方法 (1)富集法:如 Au、Pt 等。 (2)电解法:适合于金属活动顺序表中 K～Al 的金属。 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,因为氯化铝为共价化合物,熔融态不导电。 (3)热还原法:适合于金属活动顺序表中 Zn～Cu 的金属。 热还原法冶炼金属,常见的热还原剂有 C、CO、H2、Al。 (4)热分解法:适合于金属活动顺序表中 Hg、Ag。 (5)铝热反应 实验 装置 实验 现象 ①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; ②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 2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3 原理 应用 ①制取熔点较高、活泼性弱于 Al 的金属铬、锰、钨等; ②金属焊接,如野外焊接钢轨等 三、铜及其化合物 1.单质铜 (1)物理性质:铜是紫红色金属,具有良好的导电性、导热性和延展性。 (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+) CuO+2H+ Cu2++H2O Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O 与 H2 反应 H2+CuO Cu+H2O H2+Cu2O 2Cu+H2O 转化关系 4CuO 2Cu2O+O2↑ 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)2CO3 2CuO+CO2↑+H2O。 (2)CuSO4·5H2O 为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热分解的化学方程式为 CuSO4·5H2O 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 CuSO4·5H2O),据此可用来检验水的存在。 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 1·P68 改编)《天工开物》中记载:“凡铜供世用,出山与出炉只有 赤铜。以炉甘石或倭铅参合,转色为黄铜,以砒霜等药制炼为白铜,矾、硝等药制 炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是 (　　) A.青铜 B.黄铜 C.赤铜 D.白铜 【解析】选 C。合金的熔点低于其组成成分金属的熔点。青铜是铜锡合金,熔点 比铜低,故 A 错误;黄铜是铜锌合金,熔点比铜低,故 B 错误;赤铜是纯度较高的 铜,熔点比合金高,故 C 正确;白铜是铜镍合金,熔点比铜低,故 D 错误。 2.下列说法中正确的是 (　　) A.Cu→CuO→Cu(OH)2 每步转化均能通过一步反应实现 B.铝合金是一种混合物,它比纯铝的熔点高 C.金属铜放置在潮湿的空气中会被锈蚀,生成绿色的铜锈——碱式碳酸铜 D.金属铝、铁、铜都有一定的抗腐蚀性能,其抗腐蚀的原因都是表面形成氧化物 薄膜,阻止反应的进一步进行 【解析】选 C。A 选项,CuO→Cu(OH)2 不能通过一步反应实现,错误;B 选项,铝合 金比纯铝的熔点低,错误;D 选项,铜表面不能形成致密的氧化膜,错误。 3.(RJ 必修 1·P67 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。 4.(RJ 必修 1·P64 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。 关闭 Word 文档返回原板块