3-4用途廣泛的金屬材料.課件(26頁P(yáng)PT)

1、第四節(jié) 用途廣泛的金屬材料第1頁，共26頁。1了解金屬材料在生產(chǎn)和生活中的重要應(yīng)用。2了解常見金屬的活潑性順序。3了解合金的概念及其重要應(yīng)用。4. 了解銅及其重要化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用。5. 以銅及其化合物知識為載體，綜合考查氧化還原反應(yīng)、電化學(xué)、鹽類水解及除雜等。第2頁，共26頁。1以氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)的理論和視角來學(xué)習(xí)銅及其化合物的性質(zhì)，銅及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。2結(jié)合電化學(xué)把金屬材料、銅及其化合物知識和生活實(shí)際相聯(lián)系。3用“實(shí)驗(yàn)法”了解Cu的性質(zhì)、Cu2的顏色及Cu、CuO、Cu(OH)2、Cu2相互轉(zhuǎn)化時的現(xiàn)象。第3頁，共26頁。一、合金及常見金屬1、合金1）定義：合金是指兩種

2、或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有 特性的物質(zhì)。2）性能合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面不同于它的各成分金屬。(1)多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn) 。(2)合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度 。金屬低大第4頁，共26頁。2常見的金屬材料金屬材料包括 和 ，分為 材料和 材料鐵、鉻、錳及其合金純金屬合金黑色金屬有色金屬(1)黑色金屬材料：包括 。鐵的合金有生鐵和鋼，其中 是用量最大、用途最廣泛的合金。根據(jù)化學(xué)成分，可以把鋼分為兩大類：_和_。其中碳素鋼又可分為低碳鋼(含碳量低于0.3%)、中碳鋼(含碳量為0.3%0.6%)和高碳鋼(含碳量高于0.6%)，合

3、金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼。鋼碳素鋼合金鋼第5頁，共26頁。生鐵鋼主要成分FeFe含碳量2%4.3%0.03%2%含硫、磷量少量極少或沒有硅、錳含量少適量生鐵與鋼第6頁，共26頁。不銹鋼：普通鋼中，加入 、 等多種元素，使其具有 的特性。(2)有色金屬材料銅、鋁及其合金銅合金：我國使用最早的合金是 ，常見的銅合金還有 和 。CrNi不生銹黃銅白銅青銅合金主要成分主要用途青銅銅錫及少量鉛機(jī)器零件,如軸承齒輪等黃銅銅鋅及少量錫、鉛、鋁機(jī)器零件儀表日用品白銅銅鎳、鋅及少量錳錢幣代替銀做飾品第7頁，共26頁。鋁合金常見種類：硅鋁合金（Al、Si ）、 鎂鋁合金（Al 、Mg）、 硬鋁（Al、Mg、

4、Cu、Mn、Si）。性質(zhì)特征： 、 、 、易于加工、成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗腐蝕能力。致密的氧化物保護(hù)膜塑性好強(qiáng)度高密度小鎂鋁合金的強(qiáng)度大、硬度大，密度小，常用于飛機(jī)、火箭、輪船等制造業(yè)。特別提醒:合金屬于混合物,金屬與非金屬或金屬與金屬形成合金時,兩者沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),各成分的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變第8頁，共26頁。二、 銅的性質(zhì)1.物理性質(zhì)：銅具有 色金屬光澤，延展性、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性較好，且導(dǎo)電性在金屬中僅次于 ，其晶體堆積方式屬于 ，不能被磁鐵吸引。2.化學(xué)性質(zhì)銅是 的金屬，通常顯+1、+2價（1）與非金屬單質(zhì)反應(yīng) 與O2反應(yīng)： 與Cl2反應(yīng)： 與S反應(yīng)： 紫紅Ag面心立方最密堆積不

5、活潑Cu+Cl2 CuCl2(有棕黃色的煙)2Cu+O2 2CuO(黑色)2Cu+S Cu2S(黑色)第9頁，共26頁。常溫下，銅在干燥的空氣中不發(fā)生反應(yīng)，但潮濕的空氣里，表面易形成銅綠。反應(yīng)方程式為： 思考：CuCl2無水固體、濃溶液、稀溶液分別呈什么顏色?寫出有關(guān)反應(yīng)式 ： （2）與酸反應(yīng) 一般不與非氧化性酸（如稀硫酸、鹽酸）反應(yīng)產(chǎn)生氫氣 氧化性酸：（a）與稀HNO3反應(yīng)現(xiàn)象： 反應(yīng)方程式： 2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO33Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O有氣泡產(chǎn)生，銅片逐漸溶解溶液變藍(lán)第10頁，共26頁。無水氯化銅呈棕黃色，常以(CuCl2)n

6、的形式存在，溶于少量水時形成Cu(H2O)42+和CuCl42-絡(luò)離子： (CuCl2)2+4H2O Cu(H2O)42+CuCl42- Cu(H2O)42+顯藍(lán)色，CuCl42-顯綠色，它們共存時的混合色則為綠色，所以濃的CuCl2溶液顯綠色。 稀釋時由于水增加，電離平衡向右移動，CuCl42-離子減少，Cu(H2O)42+離子增加，綠色向藍(lán)色變化。當(dāng)溶液相當(dāng)稀時，幾乎均為Cu(H2O)42+，CuCl42-很少，所以顯藍(lán)色。第11頁，共26頁。（b） 與濃 HNO3反應(yīng) 現(xiàn)象： 反應(yīng)方程式： （c） 與濃硫酸共熱現(xiàn)象： 反應(yīng)方程式： （3）與鹽溶液反應(yīng)與AgNO3反應(yīng)： 與FeCl3反應(yīng)：

7、 三、 銅的重要化合物1.氧化銅 氧化銅是 色粉末狀固體（區(qū)別于氧化亞銅 色），難溶于水 Cu+4HNO3(濃) Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2Cu+2FeCl3 2FeCl2+CuCl2黑磚紅Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O有紅棕色氣體產(chǎn)生，銅片逐漸溶解溶液變藍(lán)有氣泡產(chǎn)生，銅片逐漸溶解溶液變藍(lán)第12頁，共26頁。 與還原劑（H2 、CO、C）反應(yīng)與H2反應(yīng) 與C 反應(yīng) 與酸反應(yīng)（如HNO3、HCl、H2SO4等）離子方程式2.銅的氫氧化物 氫氧化銅是 色固體，難溶于水，但可溶于氨水思考：為什么氫氧化銅能溶于氨水？ 不穩(wěn)定

8、性（受熱易分解） CuO+H2 Cu+H2OCuO+2H+ Cu2+H2O藍(lán)Cu(OH)2 CuO+H2O氫氧化銅與氨水會發(fā)生金屬離子的絡(luò)合反應(yīng)Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2O 2CuO+C 2Cu+CO2高溫第13頁，共26頁。 與酸反應(yīng)（如HNO3、HCl、H2SO4等）離子方程式 弱氧化性（如與葡萄糖反應(yīng)） 思考：真正與葡萄糖反應(yīng)的微粒是什么？3.硫酸銅 無水硫酸銅是 色固體，能溶于水，水溶液呈 色，因此，無水硫酸銅可用于 Cu(OH)2+2H+ Cu2+2H2O白藍(lán)Cu2O+CH3COONa+3H2O2Cu(OH)2+CH3CHO+NaOHCu2+

9、;銅離子具有弱氧化性，可以與葡萄糖中的醛基反應(yīng)檢驗(yàn)水的存在第14頁，共26頁。 硫酸銅晶體是 色，俗稱 、 ， 化學(xué)式為CuSO45H2O，實(shí)際為 硫酸銅晶體受熱易分解 CuSO4是制銅鹽的重要原料，如波爾多液（原料 、 ）思考：為什么硫酸銅可用于游泳池消毒？4.銅的配合物Cu()一般易形成配位數(shù)為4的正方形構(gòu)型的絡(luò)離子如Cu(H2O)42+（ 色）、 CuCl42-（ 色）、Cu(NH3)42+（ 色）等藍(lán)膽礬藍(lán)礬CuSO45H2O CuSO4+5H2O藍(lán)綠深藍(lán)硫酸銅中的銅離子屬于重金屬離子硫酸銅石灰乳Cu(H2O)4SO4H2O第15頁，共26頁。例1、在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入

10、下列固體粉末：FeCl2； Fe2O3； Na； Ca(NO3)2。銅粉可溶解的是 （ ）A B C D例2、在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，F(xiàn)e3+、Cu2+、Fe2+的物質(zhì)的量濃度之比為：4:2:1，現(xiàn)加入適量的鐵粉，使溶液中的三種離子的物質(zhì)的量濃度之比為：1:3:9，則投入的鐵粉與原溶液中Cu2+的物質(zhì)的量之比為 （ ）A5:4 B4:5 C3:5 D5:6典型例題：B D 第16頁，共26頁。三、 銅的煉制1.粗煉 火法煉銅（以Cu2S為例）： 濕法煉銅 2.電解精煉 電解時，以 作電解液， 作陰極， 作陽極CuSO4溶液純銅粗銅Cu2S+O2 2Cu+SO2高溫Fe

11、+CuSO4 FeSO4+Cu 第17頁，共26頁。1.現(xiàn)有濃度各為1mol/L的FeCl3、FeCl2、CuCl2的混和溶液100ml，加入一定量的鐵粉，按下列情況填空。（1）反應(yīng)完畢，鐵粉有剩余。反應(yīng)完畢，溶液中一定含有 陽離子，是 mol，一定沒有 陽離子。 固體物質(zhì)烘干后，其中一定含有 和 ，和反應(yīng)前加入的鐵粉質(zhì)量比 （填多或少） 克。Fe2+0.35Fe3+、Cu2+FeCu少2.0（2）反應(yīng)完畢，有銅生成，鐵粉無剩余。反應(yīng)后的溶液中一定含有 陽離子，該陽離子在溶液中的物質(zhì)的量的范圍是 。Fe2+練習(xí)0.25moln(Fe2+)0.35mol第18頁，共26頁。溶液中可能含有 陽離子

12、,該陽離子在溶液中物質(zhì)的量的可能存在范圍是 。溶液中一定不含陽離子。溶液的質(zhì)量（填增加或減少）（3）反應(yīng)完畢后，無固體沉淀物質(zhì)存在，反應(yīng)后的溶液中一定含 _和 _陽離子，它們中物質(zhì)的量為定值的是 陽離子，為 mol，它們中的物質(zhì)的量為一數(shù)值范圍的是 _陽離子，該數(shù)值范圍是 。Cu2+Fe3+增加Fe2+Cu2+Cu2+0.1Fe2+0.1moln(Fe2+)0.25mol0 n(Cu2+) 0.1mol第19頁，共26頁。2.銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產(chǎn)和使用對國計(jì)民生各個方面都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響請完成(1)(3)題(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅即：曾青

13、(CuSO4)跟鐵反應(yīng)就生成銅試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_.(2)銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學(xué)方程式：_.FeCuSO4 FeSO4Cu2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO3第20頁，共26頁。這層銅綠可以用化學(xué)方法除去試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學(xué)方程式：_.(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣試從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣(銅的熔點(diǎn)是1183.4，鐵的熔點(diǎn)是1534.8)Cu2(OH)2CO34HCl 2CuCl2CO23H2O選擇銅作貨幣是因?yàn)殂~的熔點(diǎn)比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕. 第21頁，共26頁。

14、3.某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程為：第22頁，共26頁。(1)雜銅中含有大量的有機(jī)物，可采用灼燒的方法除去有機(jī)物，灼燒時將瓷坩堝置于_上(用以下所給儀器的編號填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用_，灼燒后的坩堝應(yīng)放在_上，不能直接放在桌面上。實(shí)驗(yàn)所用儀器：a蒸發(fā)皿b石棉網(wǎng)c泥三角d表面皿e坩堝鉗f試管夾bce第23頁，共26頁。(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是_。a灼燒過程中部分氧化銅被還原b灼燒不充分銅未被完全氧化c氧化銅在加熱過程中分解生成銅d該條件下銅無法被氧氣氧化(3)通過途徑實(shí)現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、_、冷卻結(jié)晶、_、自然