1.了解合金的組成、性能及用途的關(guān)系,了解金屬的冶煉方法及原理。2.了解通過化學(xué)反應(yīng)可以探索物質(zhì)性質(zhì)、實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化,認(rèn)識物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。
考點二　金屬材料和金屬的冶煉
1.銅單質(zhì)的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):銅是________色固體,具有良好的延展性、________性和________性。?
寫出圖中下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:①在潮濕空氣中反應(yīng): _______________________________ (綠色固體)。②與S反應(yīng): _______________________。?寫出圖中下列反應(yīng)的離子方程式:③與稀硝酸反應(yīng): ______________________________________;?與濃硝酸反應(yīng): ________________________________。?④與FeCl3溶液反應(yīng): ________________________________。?
2Cu+O2+CO2+H2O══ Cu2(OH)2CO3
Cu+2Fe3+══ 2Fe2++Cu2+
2.氧化銅和氧化亞銅
3.氫氧化銅(1)物理性質(zhì):藍色固體, ________溶于水。?(2)化學(xué)性質(zhì)(寫出化學(xué)方程式)
反應(yīng)①: ______________________________________________。?反應(yīng)②: ______________________________________________。?
Cu(OH)2+2H+══ Cu2++2H2O
4.銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3名稱為____________,是銅綠、孔雀石的主要成分。?
(2)CuSO4·5H2O俗稱________、________。無水CuSO4遇水變藍色,可用于檢驗水的存在。?
Cu2(OH)2CO3+4H+══ 2Cu2++CO2↑+3H2O
藍礬　 膽礬
考向 銅及其化合物的性質(zhì)例某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì),下列操作正確且能達到實驗?zāi)康牡氖?　　)A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱,反應(yīng)后再加入水,觀察硫酸銅溶液的顏色B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,觀察CuCl2的生成C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,可得到無水CuCl2固體D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡,可除去銅綠
解析 Cu與濃硫酸反應(yīng)后的溶液中可能還存在濃硫酸,不能向其中加水,A錯誤;Cu與Cl2在常溫下不反應(yīng),需要加熱才能發(fā)生反應(yīng),B錯誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā),加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到CuCl2固體,C錯誤。
[對點訓(xùn)練] 某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O晶體的工藝流程如下:
下列說法正確的是(　　)A.“焙燒”過程中每消耗1.0 ml CuS,則消耗1.0 ml O2B.“焙燒”后的“廢氣”能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.“濾渣”中主要含鐵的氧化物D.將獲得的CuCl2·2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體
情境思考2023年5月30日我國神舟十六號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。金屬材料的技術(shù)突破,助力我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展。(1)飛船整體結(jié)構(gòu)使用了大量鋁合金,是利用了其密度小、強度高、抗腐蝕能力強等特性。(2)航空發(fā)動機的壓氣機葉片、發(fā)動機艙等使用了鈦合金,是利用了其耐高溫、熱導(dǎo)率高等性能。(3)航空發(fā)動機的殼體、軸承和傳動齒輪等使用了超高強度特種鋼,其硬度比組分金屬鐵的硬度大、熔點比鐵的熔點低。
1.合金的定義及性能
2.常見的金屬材料(1)金屬材料的分類
(2)三種常見的合金
3.金屬在自然界中的存在形式
4.金屬的冶煉(1)金屬冶煉的實質(zhì)金屬的冶煉是指將金屬從其________中還原出來,用于生產(chǎn)各種金屬材料的過程,即___________________________(寫反應(yīng)通式,用R表示金屬)。?
Rn++ne-══ R
(2)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)
考向1 金屬材料的性能及應(yīng)用例1合金在生產(chǎn)和科學(xué)研究中發(fā)揮著重要作用。下列有關(guān)合金的性質(zhì)與用途不具有對應(yīng)關(guān)系的是(　　)A.生鐵容易被腐蝕,可用于煉鋼和制造各種鑄件B.鈉鉀合金常溫下呈液態(tài)、導(dǎo)熱性好,可用于快中子反應(yīng)堆的熱交換劑C.鎂鋰合金密度小、硬度和強度大,可用于制造火箭、導(dǎo)彈、航天器等D.鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,可用于制備電路中的精密元件
解析 生鐵用于煉鋼和制造各種鑄件,是由于生鐵具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能,A錯誤;鈉鉀合金用于快中子反應(yīng)堆的熱交換劑,是由于鈉鉀合金導(dǎo)熱性好,B正確;鎂鋰合金用于制造火箭、導(dǎo)彈、航天器等,是由于鎂鋰合金具有密度小、硬度和強度大的特點,C正確;鎳鉻鋁銅合金用于制備電路中的精密元件,是由于鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,D正確。
[對點訓(xùn)練1] 殲-20、運-20等裝備集體亮相,展示了我國現(xiàn)代化戰(zhàn)略空軍建設(shè)的階段性成果和軍工領(lǐng)域的最新科研成果。航空航天領(lǐng)域成果的取得離不開金屬材料的貢獻。下列關(guān)于金屬材料的說法中不正確的是(　　)A.金屬材料包括純金屬和它們的合金B(yǎng).合金的硬度一般比其成分金屬大,但熔點一般比其成分金屬低C.鋁合金應(yīng)用十分廣泛,因為它不僅價格合適,耐酸、堿腐蝕,而且具有優(yōu)良的機械性能D.新型鈦合金強度高、質(zhì)量輕、耐高溫,廣泛用于航空航天領(lǐng)域
解析 金屬材料包括純金屬和它們的合金,A正確;合金的硬度一般比各成分金屬大,熔點一般比各成分金屬低,B正確;鋁易與酸、堿溶液發(fā)生反應(yīng),不耐酸、堿,C錯誤;新型鈦合金強度高、質(zhì)量輕、耐高溫,可廣泛用于航空航天領(lǐng)域,D正確。
考向2 金屬活動性與冶煉方法的關(guān)系例2(2023·廣東江門期末)自然資源的開發(fā)利用為人類社會發(fā)展提供物質(zhì)基礎(chǔ),下列有關(guān)說法正確的是(　　)A.鋁熱反應(yīng)采用了熱分解法B.MgCl2溶液通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2C.煤的氣化和液化、石油的常壓蒸餾和減壓蒸餾均是物理變化D.冶金工業(yè)上,Na、Mg、Al均不能用焦炭、CO和H2等常用還原劑制得
解析 鋁熱反應(yīng)是指利用鋁的還原性獲得高熔點的金屬單質(zhì),不屬于熱分解, A錯誤;電解氯化鎂溶液,陽極產(chǎn)生氯氣,而陰極產(chǎn)生氫氣,B錯誤;煤的氣化和液化過程中有新物質(zhì)產(chǎn)生,屬于化學(xué)變化,C錯誤;冶煉性質(zhì)較活潑的金屬,例如Na、Mg、Al,采用電解法冶煉,D正確。
[對點訓(xùn)練2] 《秋浦歌》中的一首“爐火照天地,紅星亂紫煙。赧郎明月夜,歌曲動寒川”描寫的是我國古代勞動人民“冶煉金屬”的熱烈場面。下列有關(guān)金屬冶煉的說法錯誤的是(　　)A.應(yīng)用熱還原法可以冶煉鐵B.應(yīng)用鋁熱法可以冶煉鎂C.應(yīng)用電解法可以冶煉鋁D.應(yīng)用熱分解法可以冶煉汞
解析 Mg的還原性強于鋁,不能采用鋁熱法冶煉Mg,可采用電解熔融MgCl2的方法冶煉鎂。
進階1 練易錯·避陷阱1.(2023·廣東江門統(tǒng)考)鼻梁條可增強口罩的密封性,部分鼻梁條的成分是鋁合金。關(guān)于鋁合金說法正確的是(　　)A.鋁合金是純凈物B.高溫下熔煉鋁合金時,不需要隔絕空氣C.鼻梁條使用鋁合金,利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點D.鋁合金可與強酸和強堿溶液反應(yīng),因此鋁制炊具不宜長時間存放酸性或堿性食物
解析 鋁合金中含有多種金屬,屬于混合物,A錯誤;鋁化學(xué)性質(zhì)較為活潑,高溫下能被氧氣氧化生成氧化鋁,因此熔煉鋁合金時需要隔絕空氣,B錯誤;鼻梁條使用鋁合金,利用了其密度小、抗腐蝕性好的優(yōu)點,C錯誤;鋁能與強酸和強堿反應(yīng),因此鋁制炊具不宜長時間存放酸性或堿性食物,D正確。
2.金屬是人類生產(chǎn)生活中不可缺少的材料之一,下列有關(guān)金屬的說法錯誤的是(　　)A.銅比鋁先成功冶煉的原因是鋁比銅活潑,更難獲得其單質(zhì)B.扔掉廢棄鋁制包裝既浪費金屬材料,又易造成環(huán)境污染,應(yīng)回收循環(huán)利用C.生鐵易生銹,不耐腐蝕,而純鐵具有耐腐蝕性,所以常用的鐵質(zhì)器具大多數(shù)是用高純度的鐵制造的D.目前已制得的純金屬只有80多種,但制得的合金已有幾千種,大量使用的不是純金屬而是各種合金
解析 活潑的金屬冶煉難度大,銅比鋁先成功冶煉的原因是鋁比銅活潑,更難獲得鋁單質(zhì),A正確;扔掉廢棄鋁制品不僅是浪費金屬鋁資源,而且鋁的廢棄物難降解,還污染了環(huán)境,B正確;常用的鐵質(zhì)器具大多是用鐵合金制造的,C錯誤;合金一般具有熔點低、硬度大、抗腐蝕性強等方面的優(yōu)點,現(xiàn)制得的合金已達幾千種,所以大量使用的不是純金屬而是其合金,D正確。
進階2 練熱點·提素能3.下列有關(guān)金屬冶煉的說法不正確的是(　　)A.在歷史上金屬冶煉的先后順序主要取決于金屬的活動性強弱B.煉鐵時,加入石灰石的作用是除去鐵礦石中的二氧化硅C.金屬冶煉的過程就是被冶煉的金屬得電子被還原的過程D.工業(yè)上用電解氯化鎂溶液的方法冶煉金屬鎂
解析 金屬活動性越強越難冶煉,金屬活動性越弱越容易冶煉,故在歷史上金屬冶煉的先后順序主要取決于金屬的活動性強弱,A正確;煉鐵時,石灰石中的碳酸鈣在高溫條件下分解能生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣能和二氧化硅反應(yīng)生成硅酸鈣,從而除去鐵礦石中的二氧化硅,B正確;金屬冶煉就是金屬化合物變?yōu)榻饘賳钨|(zhì)的過程,就是金屬得電子被還原的過程,C正確;電解氯化鎂溶液不能得到金屬鎂,D錯誤。
4.(2023·廣東湛江二模)部分含銅物質(zhì)的分類與相應(yīng)銅元素的化合價關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　)A.a、d均易溶于水B.b既有氧化性又有還原性C.常溫下,f與單質(zhì)硫反應(yīng)生成eD.向固體c中通入H2S氣體生成e
解析 a為CuO,b為Cu2O,c為Cu(OH)2,d為CuS,e為Cu2S,f為Cu。a為CuO,d為CuS,二者均為難溶于水的黑色粉末,A錯誤;b為Cu2O,Cu的化合價為+1價,處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性,B正確;Cu在常溫下不與S反應(yīng),需要加熱才能反應(yīng),C錯誤;向固體Cu(OH)2中通入H2S氣體生成CuS,D錯誤。
6.(2023·廣東卷)部分含Na或含Cu物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是(　　)
A.可存在c→d→e的轉(zhuǎn)化B.能與H2O反應(yīng)生成c的物質(zhì)只有bC.新制的d可用于檢驗葡萄糖中的醛基D.若b能與H2O反應(yīng)生成O2,則b中含共價鍵

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