魯科版必修1 第4章第2節(jié) 鋁 金屬材料（第3課時） 學(xué)案.doc

第3課時金屬與金屬材料 細讀教材記主干一、金屬的通性1物理通性(1)狀態(tài)：常溫下除汞是液體外都是固體。(2)色澤：除cu、au外，大多數(shù)為銀白色，有金屬光澤。(3)三性能：有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性。2化學(xué)通性反應(yīng)過程中金屬單質(zhì)只有還原性，沒有氧化性。二、金屬材料1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雜質(zhì)，所以易被銹蝕。(2)不銹鋼：在普通鋼的基礎(chǔ)上加入鉻、鎳等多種元素形成不銹鋼，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。三、幾種有色金屬材料金、銀、銅1金、銀、銅的物理性質(zhì)及主要用途金銀銅顏色黃色銀白色紫紅色硬度質(zhì)地柔軟質(zhì)地柔軟硬度較小導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性金、銀、銅均具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性。導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的是銀，延展性最好的是金用途制電子元件，制造飛機和航天器部件制造化學(xué)電源，做有機合成中的催化劑制造電線、電纜，制“銅芯片”，制造水管2銅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)(1)銅： (2)氧化銅與硫酸銅晶體：氧化銅高溫下分解：4cuo2cu2oo2。藍礬受熱分解：cuso45h2ocuso45h2o。四、幾種新型金屬材料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”，是一種“親生物金屬”。重點剖析1銅的化學(xué)性質(zhì)反應(yīng)物化學(xué)方程式(或離子方程式)與非金屬反應(yīng)o22cu2cuo(黑色)s2cucu2s(黑色)cl2cucucl2(棕色煙)與金屬陽離子反應(yīng)2agcu=cu22ag2fe3cu=cu22fe2與強氧化性酸反應(yīng)8hno3(稀)3cu=3cu(no3)22no4h2o2h2so4(濃)cucuso4so22h2o在潮濕空氣中生銹2cuco2h2oo2= cu2(oh)2co3(銅綠)2.氧化銅的化學(xué)性質(zhì)(1)高溫(超過1 000 )分解：4cuo(黑色)o22cu2o(紅色)。(2)與酸反應(yīng)：cuo2h=cu2h2o。(3)與還原劑(如co、h2)反應(yīng)：3銅鹽的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：銅鹽溶液呈藍色。常見的銅鹽為硫酸銅，白色粉末狀，溶于水或形成藍礬(或膽礬)晶體后呈藍色。(2)化學(xué)性質(zhì)：與堿反應(yīng)：cu22oh=cu(oh)2(藍色絮狀沉淀)。與h2s(或s2)反應(yīng)：cu2h2s=cus2h。特別提醒(1)因cuso4cuso45h2o時，白色粉末變?yōu)樗{色，故cuso4常用于實驗中水的檢驗，但不做為干燥劑。(2)銅鹽溶液的藍色常用于檢驗cu2的存在。典例印證例題中學(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)的化學(xué)方程式_。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)的離子方程式_。寫出反應(yīng)的任意一個離子方程式_。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)是cu與稀硝酸的反應(yīng)。答案(1)cu2h2so4(濃)cuso4so22h2oso22h2s=3s2h2o(2)否(3)3cu8h2no=3cu22no4h2ocu2fe=fe2cu(其他合理答案也可)無機化學(xué)推斷題的解題技巧做推斷題的關(guān)鍵是找“突破口”。推斷題目一般具有一個較明顯的“突破口”，故解題時要有“全局觀”，首先完整閱讀題目，以尋求著手點，然后進行分析、推理。解答好此類題目的關(guān)鍵是能夠?qū)λ鶎W(xué)物質(zhì)性質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系熟練運用，并要有較強的發(fā)散思維能力。常見的突破口有：物質(zhì)的顏色。如一些特殊單質(zhì)或者化合物的顏色。物質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)。物質(zhì)之間的一些特殊轉(zhuǎn)化關(guān)系。另外一些特殊的反應(yīng)現(xiàn)象、特殊物質(zhì)的特殊顏色、存放的特殊方法、實驗室制取的特殊方法等都可以成為做推斷題的“突破口”。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()a濃硝酸b稀鹽酸c氫氧化鈉溶液 d加熱解析：選b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。題組金屬與金屬材料1下列有關(guān)金屬的說法正確的是()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、延展性答案：d2在金、銀、銅、鐵、鈉、鎂、鋁幾種金屬中：(1)導(dǎo)電性能最好的是_。(2)在空氣中最穩(wěn)定的是_。(3)最活潑的是_。(4)常溫下與水能劇烈反應(yīng)的有_。(5)既能跟強酸溶液反應(yīng)，又能跟強堿溶液反應(yīng)的是_。答案：(1)銀(2)金(3)鈉(4)鈉(5)鋁3長期以來，仍有不法人員用銅鋅合金制成假金元寶欺騙行人，實驗室中能分辨真?zhèn)畏椒尚械氖牵篲。(1)觀察外觀(2)放入硝酸中(3)放入鹽酸中(4)用儀器測定其密度(5)放入濃硫酸加熱解析：銅鋅合金顏色與金相似，但其密度、性質(zhì)與金不同，金不能與硝酸、濃h2so4()、鹽酸反應(yīng)，鋅銅均能溶于硝酸中，鋅能與鹽酸反應(yīng)，加熱時銅、鋅都能與濃h2so4反應(yīng)。金、銅都不與強堿反應(yīng)，利用這些不同均可辨真?zhèn)巍４鸢福?2)(3)(4)(5)4銅是生命必需的元素之一，也是人類最早使用的金屬。銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面產(chǎn)生了深遠的影響。在化學(xué)反應(yīng)中，銅元素可表現(xiàn)為0價、1價、2價三種化合價。(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅即曾青(cuso4)與鐵反應(yīng)生成銅，試寫出該反應(yīng)的離子方程式：_。(2)雖然銅比鐵穩(wěn)定，但銅器表面經(jīng)常會生成銅銹即銅綠，化學(xué)式為cu2(oh)2co3，其中生成銅綠的反應(yīng)物除銅外還有o2、co2和h2o。試寫出保護銅制品的方法：_。解析：(1)鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)；(2)銅生銹的反應(yīng)物有cu、o2、co2、h2o，所以保持空氣干燥，可以減緩銅的銹蝕。答案：(1)fecu2=fe2cu(2)將銅制品置于干燥空氣中保存一、選擇題1下列對金、銀、銅的描述錯誤的是()a金在電子工業(yè)中的用量占金及其合金在工業(yè)中用量的90%以上b金在自然界中主要以游離態(tài)存在，可用物理方法提取c銀在有機合成、能源開發(fā)、材料制造等方面有廣泛的應(yīng)用前景d因為銅的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性不如金和銀，故制造電線、電纜的材料絕大部分換成了金或銀答案：d2下列關(guān)于合金性質(zhì)的說法中，錯誤的是()a合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高b合金的熔點一般比其各成分金屬的熔點低c合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的物理性質(zhì)不同d合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同解析：選d合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì)，熔合過程中不發(fā)生化學(xué)變化，合金與各成分金屬的物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)不變。3下列關(guān)于生鐵和鋼的敘述正確的是()a由鐵礦石煉成鐵是化學(xué)變化，由生鐵煉成鋼是物理變化b用鐵制容器盛放硫酸銅溶液，容器易被腐蝕c生鐵和鋼都是鐵、碳合金，它們在性能和用途上差別不大d它們都能完全溶解在鹽酸中解析：選b鐵礦石煉鐵和生鐵煉鋼都是化學(xué)變化，a錯誤；用鐵制容器盛放硫酸銅溶液，因為發(fā)生化學(xué)反應(yīng)要消耗鐵，所以容器易被腐蝕，b正確；生鐵和鋼都是鐵、碳合金，它們含碳量不同，在機械性能和用途上存在很大的差異，c錯誤；因生鐵和鋼中的碳常溫下穩(wěn)定性好，不與稀鹽酸反應(yīng)，故生鐵和鋼不能全部溶于稀鹽酸中，d錯誤。4cu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()acu(oh)2cuobcucu2sccu2(oh)2co3cuo dcuocu2o解析：選da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cuo是黑色，cu2o是紅色。5下列說法中，正確的是()a鐵是人類在生產(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：選c人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬是銅而不是鐵，a錯誤；應(yīng)用最廣泛的金屬材料是黑色金屬材料，即鐵、錳、鉻以及它們的合金，而不是金、銀、銅等有色金屬材料，b錯誤；金屬鈦因性能優(yōu)良、蘊藏量大，被譽為“21世紀(jì)的金屬”，應(yīng)用前景廣闊，c正確；銀的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性是金屬中最好的，銅的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性僅次于銀，d錯誤。6下列反應(yīng)的離子方程式中正確的是()acuo與稀硫酸反應(yīng)：cuoh=cu2h2obcu2o與稀硝酸反應(yīng)：cu2o2h=2cuh2occu(oh)2與鹽酸反應(yīng)：ohh=h2odcuso4溶液與na2s溶液混合：cu2s2=cus解析：選da項，應(yīng)為cuo2h=cu2h2o；b項，應(yīng)為3cu2o14h2no=6cu22no7h2o；c項，應(yīng)為cu(oh)22h=cu22h2o。7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()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：選d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)。8甲、乙、丙、丁、戊分別是cu、ag、fe、al、mg五種金屬中的一種，(1)甲、丙均能與稀硫酸反應(yīng)放出氣體；(2)乙與丁的硝酸鹽反應(yīng)置換出單質(zhì)?。?3)丙與強堿反應(yīng)放出氣體；(4)丙、戊能被濃硫酸鈍化，由此判斷甲、乙、丙、丁、戊依次為()aal、cu、mg、ag、febmg、cu、al、ag、fecmg、ag、al、cu、fe dfe、cu、al、ag、mg解析：選b由(1)知甲、丙為氫前金屬，由(2)知乙的金屬活動性大于丁，由(3)知丙為al，由(4)知丙、戊分別為al、fe中的一種，綜合以上各項可得甲是mg，乙是cu，丙是al，丁是ag，戊是fe。9雙選下列對不銹鋼和普通鋼的認(rèn)識，你認(rèn)為正確的是()a由于不銹鋼在耐腐蝕等諸多方面的性能比普通鋼強，故不銹鋼的用量比普通鋼大b二者物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)差不多c普通鋼與不銹鋼都是合金d普通鋼在制造時設(shè)法將生鐵的含碳量降低而增加硅、錳等元素，而不銹鋼是在普通鋼的基礎(chǔ)上加入鉻、鎳等多種元素制成的解析：選c、d不銹鋼在化工生產(chǎn)、醫(yī)療器械制造、建筑裝飾業(yè)及人類生活中得到廣泛的應(yīng)用，但不銹鋼的用量比普通鋼小。不銹鋼和普通鋼的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)有較大的差別。10制備cuso4的下列方案中合理的是()acucuso4bcd解析：選ca項，反應(yīng)為cu2h2so4(濃) cuso4so22h2o，產(chǎn)生污染性氣體；b項，銅和硝酸反應(yīng)產(chǎn)生污染性氣體(no或no2)；d項，cuo不溶于水。11只用膠頭滴管和試管，就能區(qū)別的溶液(均為0.1 moll1)是()acacl2和na2co3bba(oh)2和nahco3c稀鹽酸和nahco3dnaoh和alcl3解析：選dnaoh溶液逐滴滴入alcl3溶液時開始產(chǎn)生沉淀，后沉淀增多，再減少至全部消失；alcl3溶液逐滴滴入naoh溶液時開始無沉淀，后產(chǎn)生沉淀。12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()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cu2b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fe3c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fe3d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：選b混合溶液中加入一定量鐵屑，發(fā)生的反應(yīng)是先：fe2fecl3=3fecl2后：fecucl2=cufecl2若濾出固體中只有銅，可能式中fe不足，溶液中可能含cu2，a錯。若濾出固體中含鐵和銅，說明、反應(yīng)徹底，鐵有余一定不含cu2和fe3，b正確。濾出固體中有銅則一定無fe3，c、d錯。二、非選擇題13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)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４鸢福?1)d(2)銅氧化銅2cuo2=2cuocu2(oh)2co32cuo2co2h2o=cu2(oh)2co3紅金金不活潑，不易被氧化(3)d14銅在自然界存在于多種礦石中，如：礦石名稱黃銅礦斑銅礦輝銅礦孔雀石主要成分cufes2cu5fes4cu2scuco3cu(oh)2請回答下列問題：(1)上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是_。(2)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：2cu2ocu2s6cuso2，反應(yīng)的氧化劑是_。(3)so2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是_；處理該尾氣可得到有價值的化學(xué)品，寫出其中酸的名稱_。解析：(1)根據(jù)四種礦石主要成分的化學(xué)式及元素的相對原子質(zhì)量進行估算能快速選出cu2s中銅的質(zhì)量百分含量最高。 (2)cu2s和cu2o中1價的銅化合價降低，所以二者都是氧化劑。(3)結(jié)合so2的性質(zhì)和用途來回答。答案：(1)cu2s(2)cu2s和cu2o(3)形成酸雨，對植物和建筑物等造成嚴(yán)重危害硫酸15冶煉金屬一般有下列方法：焦炭法；水煤氣(或氫氣或一氧化碳)法；活潑金屬置換法；電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用。(1)請對下表中的金屬冶煉方法進行分析，從上述四種方法中選擇相應(yīng)的序號填入表中空格。(2)請再舉出使用上述方法冶煉金屬的例子各一個(用化學(xué)方程式表示)：_；_；_；_。解析：(1)火燒孔雀石煉銅是用c還原孔雀石分解得到的cuo，故選；濕法煉銅和鋁熱法煉鉻都是利用活潑金屬置換較不活潑金屬，故選；光鹵石煉鎂的反應(yīng)為mgcl2mgcl2，故選。(2)根據(jù)金屬性較強金屬、活潑性介于zncu之間的金