1、第三章金屬及其化合物第三章金屬及其化合物第四節用途廣泛的金屬材料第四節用途廣泛的金屬材料必修部分考綱展示考綱展示核心要點核心要點1.了解合金的概念及其重了解合金的概念及其重要應用。要應用。2.了解銅及其化合物的主了解銅及其化合物的主要性質及應用。要性質及應用。1.合金的物理性質合金的物理性質(熔點、熔點、硬度硬度)與各成分金屬比較。與各成分金屬比較。2.常見鐵、銅、鋁合金的應常見鐵、銅、鋁合金的應用。用。3.由金屬活動性判斷金屬冶由金屬活動性判斷金屬冶煉方法。煉方法。一、合金一、合金(1)合金材料中一定沒有非金屬嗎？合金材料中一定沒有非金屬嗎？(2)青銅的熔點與純銅相比誰高？青銅的熔點與純銅相

2、比誰高？提示提示(1)不一定，如生鐵。不一定，如生鐵。(2)純銅高。純銅高。1概念概念合金是指兩種或兩種以上的合金是指兩種或兩種以上的 熔合熔合而成的具有而成的具有 的物質。的物質。2性能性能(1)熔點：多數合金的熔點比它的各成分金屬的熔點熔點：多數合金的熔點比它的各成分金屬的熔點 ；(2)硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度硬度：合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度 。金屬金屬(或金屬與非金屬或金屬與非金屬)金屬特性金屬特性低低大大二、常見的金屬材料二、常見的金屬材料1重要的黑色金屬材料重要的黑色金屬材料鋼鋼2常見的有色金屬材料常見的有色金屬材料銅、鋁及其合金銅、鋁及其合金(1)銅合金

3、：銅合金：我國使用最早的合金是我國使用最早的合金是 ，常見的銅合金還有，常見的銅合金還有 和和。(2)鋁合金：鋁合金：青銅青銅黃銅黃銅白銅白銅密度小密度小 強度高強度高 塑性好塑性好 致密的氧化物保護膜致密的氧化物保護膜 1下列關于合金性質的說法中，錯誤的是下列關于合金性質的說法中，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合金的物理性質一般與其各成分金屬的物理性質不同合金的物理性質一般與其各成分金屬的物理性質不同D合金的化學性質一般與其各成分金屬的化學性質不同合金的化學性質

4、一般與其各成分金屬的化學性質不同解析：解析：合金的化學性質與其各成分金屬的化學性質是相同合金的化學性質與其各成分金屬的化學性質是相同的。的。答案：答案：D2人類歷史上大量生產和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單人類歷史上大量生產和使用鋁、鈦、鐵、銅四種金屬單質的時間順序是質的時間順序是()A銅、鐵、鋁、鈦銅、鐵、鋁、鈦B鐵、鋁、鈦、銅鐵、鋁、鈦、銅C銅、鐵、鈦、鋁銅、鐵、鈦、鋁D鐵、銅、鋁、鈦鐵、銅、鋁、鈦解析：解析：金屬活潑性越強，越難以冶煉，生產和使用的時間金屬活潑性越強，越難以冶煉，生產和使用的時間越晚。越晚。答案：答案：A3下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是下列金屬材料中，最適合制造飛機

5、外殼的是()A鎂鋁合金鎂鋁合金B銅合金銅合金C碳素鋼碳素鋼D鉛錫合金鉛錫合金答案：答案：A4銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產和使用對國計民生各個方面產生了深遠的影響，請完銅的生產和使用對國計民生各個方面產生了深遠的影響，請完成成(1)(3)題：題：(1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅即曾青即曾青(CuSO4)跟鐵反應生成銅跟鐵反應生成銅。試寫出該反應的化學方程式：。試寫出該反應的化學方程式：_。(2)銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學方程銅器表面有時會生成銅綠，請寫出

6、生成銅綠的化學方程式：式：_。這層銅綠可以用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷這層銅綠可以用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學方程式：器物的化學方程式：_。(3)銅錢在歷史上曾經是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性銅錢在歷史上曾經是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質和化學性質的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。質和化學性質的角度分析為什么銅常用于制造貨幣。(銅的熔點銅的熔點是是1 183.4，鐵的熔點是，鐵的熔點是1 534.8)解析：解析：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3；要除去銅器表；要除去銅器表面的銅綠，考慮選擇酸，強氧化性

7、酸能和裸露的銅繼續反應，面的銅綠，考慮選擇酸，強氧化性酸能和裸露的銅繼續反應，而鹽酸不和銅繼續反應，并且鹽酸具有揮發性。有關方程式如而鹽酸不和銅繼續反應，并且鹽酸具有揮發性。有關方程式如下：下：Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O。(3)根據題給信息以及作貨幣的實際，選擇銅作貨幣是因為根據題給信息以及作貨幣的實際，選擇銅作貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學性質比較穩銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學性質比較穩定，不易被腐蝕。定，不易被腐蝕。答案：答案：(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(

8、OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O(3)選擇銅作貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成選擇銅作貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學性質比較穩定，不易被腐蝕。型；銅的化學性質比較穩定，不易被腐蝕。金屬活動性金屬活動性順序順序K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au原子失電子原子失電子能力能力由大到小，還原性由強到弱由大到小，還原性由強到弱陽離子得電陽離子得電子能力子能力由小到大，氧化性由弱到強由小到大，氧化性由弱到強和和O2反應反應常溫易被氧化常溫易被氧化常溫能被常溫能被氧化氧化常溫干燥空常溫干燥空氣中不易被氣中不易被氧化氧

9、化加熱時能被加熱時能被氧化氧化不能不能被氧被氧化化和和H2O反應反應常溫置換出氫常溫置換出氫加熱或與水蒸氣反應置加熱或與水蒸氣反應置換出氫換出氫不能置換出水中的氫不能置換出水中的氫金屬活動金屬活動性順序性順序K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au和酸反應和酸反應劇烈反應劇烈反應并置換出并置換出酸中的氫酸中的氫能置換出酸中的氫，能置換出酸中的氫，常溫下常溫下Fe、Al在濃在濃HNO3、濃硫酸中鈍化、濃硫酸中鈍化不能置換稀酸中的氫不能置換稀酸中的氫與強氧化性與強氧化性酸反應酸反應只與王水只與王水反應反應和堿反應和堿反應僅僅Al、Zn能跟強堿水溶液反應能跟強堿

10、水溶液反應和鹽反應和鹽反應先與水反先與水反應應排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬冶煉方法冶煉方法電解法電解法熱還原法熱還原法加熱分解法加熱分解法物理方法物理方法(1)Fe、Al遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化，該反應依然屬于氧化遇冷濃硝酸、濃硫酸鈍化，該反應依然屬于氧化還原反應。還原反應。(2)金屬與硝酸反應時，不產生金屬與硝酸反應時，不產生H2。(3)Pt、Au只能溶于王水只能溶于王水(濃濃HNO3、濃鹽酸的混合物、濃鹽酸的混合物)。 X、Y、Z、M、N代表五種金屬。有以下化學反應：代表五種金屬。有以下化學反應：水溶液中：水溶液中：XY2=X2YZ2H

11、2O(冷冷)=Z(OH)2H2M、N為電極與為電極與N鹽溶液組成原電池，發生的電極反應鹽溶液組成原電池，發生的電極反應為：為：M2e=M2Y可以溶于稀可以溶于稀H2SO4中，中，M不被稀不被稀H2SO4氧化。氧化。則這五種金屬的活潑性由弱到強的順序是則這五種金屬的活潑性由弱到強的順序是AMNYXZ BNMXYZCNMYXZDXZNMY解析：解析：由由知知X活潑性大于活潑性大于Y，且，且X、Y都不與水反應。由都不與水反應。由知知Z為很活潑的金屬，由為很活潑的金屬，由及原電池原理知活潑性及原電池原理知活潑性MN。由。由知活潑性知活潑性YM，綜合上述結論可知活潑性，綜合上述結論可知活潑性ZXYMN，

12、故選，故選C。答案：答案：C【遷移應用【遷移應用】1.在含有在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和和AgNO3的溶的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是液中加入適量鋅粉，首先置換出的是()AMgBCuCAgDH2解析：解析：金屬越活潑，還原性越強，其陽離子的氧化性越金屬越活潑，還原性越強，其陽離子的氧化性越弱，所以氧化性強弱順序為：弱，所以氧化性強弱順序為：AgCu2Zn2Mg2；同一；同一種還原劑與不同氧化劑反應時，氧化性強的先反應，鋅與種還原劑與不同氧化劑反應時，氧化性強的先反應，鋅與Mg2不反應，先與不反應，先與Ag反應，所以首先置換出的是反應，所以首先置換出的是Ag。答案：答案：C1

13、.銅銅(1)物理性質：紫紅色，不能被磁鐵吸引。物理性質：紫紅色，不能被磁鐵吸引。(2)化學性質：化學性質：2.氧化銅和氧化亞銅氧化銅和氧化亞銅3.氫氧化銅氫氧化銅(1)物理性質：藍色不溶于水的固體。物理性質：藍色不溶于水的固體。(2)化學性質：化學性質：Cu(OH)2屬于弱堿，能與酸反應生成鹽和屬于弱堿，能與酸反應生成鹽和水。水。4硫酸銅硫酸銅(1)CuSO45H2O為藍色晶體，俗稱藍礬和膽礬，受熱易分為藍色晶體，俗稱藍礬和膽礬，受熱易分解為白色粉末解為白色粉末CuSO4和水。和水。(2)無水無水CuSO4遇水變藍色遇水變藍色(生成生成CuSO45H2O)，可作為水的，可作為水的檢驗試劑。檢驗

14、試劑。(3)CuSO4與石灰乳的混合溶液即為無機農藥波爾多液，是與石灰乳的混合溶液即為無機農藥波爾多液，是一種良好的殺菌劑，可以用來防治多種作物的病蟲害。一種良好的殺菌劑，可以用來防治多種作物的病蟲害。(1)溶液中的溶液中的Cu2常為藍色常為藍色(濃濃CuCl2溶液為藍綠色，稀溶液為藍綠色，稀CuCl2溶液為藍色溶液為藍色)，可作為，可作為Cu2的判斷依據。的判斷依據。(2)Cu2與堿反應生成藍色沉淀與堿反應生成藍色沉淀Cu(OH)2，這是鑒定，這是鑒定Cu2的原理之一。的原理之一。(3)無水無水CuSO4一般用于檢驗水，而不作為吸收水的干燥一般用于檢驗水，而不作為吸收水的干燥劑。劑。 (20

15、12山東高考山東高考)工業上由黃銅礦工業上由黃銅礦(主要成分主要成分CuFeS2)冶冶煉銅的主要流程如下：煉銅的主要流程如下：(1)氣體氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的中的大氣污染物可選用下列試劑中的_吸吸收。收。a濃濃H2SO4B稀稀HNO3cNaOH溶液溶液D氨水氨水(2)用稀用稀H2SO4浸泡熔渣浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加，取少量所得溶液，滴加KSCN溶溶液后呈紅色，說明溶液中存在液后呈紅色，說明溶液中存在_(填離子符號填離子符號)，檢驗溶液，檢驗溶液中還存在中還存在Fe2的方法是的方法是_(注明試劑、現象注明試劑、現象)。( 3 ) 由 泡 銅 冶 煉 粗 銅 的 化 學

16、反 應 方 程 式 為由 泡 銅 冶 煉 粗 銅 的 化 學 反 應 方 程 式 為_。(4)以以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅溶液為電解質溶液進行粗銅(含含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是的電解精煉，下列說法正確的是_。a電能全部轉化為化學能電能全部轉化為化學能b粗銅接電源正極，發生氧化反應粗銅接電源正極，發生氧化反應c溶液中溶液中Cu2向陽極移動向陽極移動d利用陽極泥可回收利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬等金屬(5)利用反應利用反應2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制備可制備CuSO4，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為，

17、若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為_。解析：解析：(1)焙燒時冰銅中的硫元素轉化為焙燒時冰銅中的硫元素轉化為SO2，所以氣體，所以氣體A為為SO2，應用堿液吸收，應用堿液吸收SO2。(2)滴加滴加KSCN溶液變紅色說明溶液中含有溶液變紅色說明溶液中含有Fe3，用，用KMnO4溶液檢驗溶液檢驗Fe3的溶液中的的溶液中的Fe2。(3)高溫下泡銅中的高溫下泡銅中的Cu2O與與Al發生置換反應。發生置換反應。 (4)電解精煉粗銅，粗銅接電源的正極，作陽極，發生氧化電解精煉粗銅，粗銅接電源的正極，作陽極，發生氧化反應，反應，b對；電解時電解質溶液中的陽離子對；電解時電解質溶液中的陽離子(Cu2)

18、向陰極移動，向陰極移動，c錯；陽極上比錯；陽極上比Cu活潑的活潑的Al、Zn優先失電子變成離子進入電解優先失電子變成離子進入電解質溶液，而比質溶液，而比Cu不活潑的不活潑的Ag、Pt、Au則不能參與電極反應，以則不能參與電極反應，以單質的形式沉積在陽極下方形成陽極泥，單質的形式沉積在陽極下方形成陽極泥，d對；電解時有一小部對；電解時有一小部分電能轉化為熱能，分電能轉化為熱能，a錯。錯。(5)電池反應的總方程式為電池反應的總方程式為2CuO24H=2Cu22H2O，負極電極反應式為，負極電極反應式為2Cu4e=2Cu2，將電池反應的，將電池反應的總方程式與負極電極反應式相減得正極電極反應式：總方

19、程式與負極電極反應式相減得正極電極反應式：4HO24e=2H2O。(2)中易忽略重新取少量溶液，而直接在前面的溶液中繼續中易忽略重新取少量溶液，而直接在前面的溶液中繼續加加KMnO4溶液，而使現象不明顯。溶液，而使現象不明顯。(5)中易錯寫成中易錯寫成O24e=2O2而忽略了酸性環境。而忽略了酸性環境。【遷移應用【遷移應用】2.(2011新課標全國高考新課標全國高考)0.80 g CuSO45H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質量隨溫度變化的曲化樣品質量隨溫度變化的曲化)如下如下圖所示。圖所示。請回答下列問題：請回答下列問題：( 1 ) 試 確 定試 確 定 2

20、0 0 時 固 體 物 質 的 化 學 式時 固 體 物 質 的 化 學 式_(要求寫出推斷過程要求寫出推斷過程)；(2)取取270所得樣品，于所得樣品，于570灼燒得到的主要產物是黑色灼燒得到的主要產物是黑色粉 末 和 一 種 氧 化 性 氣 體 ， 該 反 應 的 化 學 方 程 式 為粉 末 和 一 種 氧 化 性 氣 體 ， 該 反 應 的 化 學 方 程 式 為_；把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經濃；把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學式為_，其存在，其存在的最高溫度是的最高溫度是_；(3)上述氧化性氣體與水反應生成一

21、種化合物，該化合物的上述氧化性氣體與水反應生成一種化合物，該化合物的濃 溶 液 與濃 溶 液 與 C u 在 加 熱 時 發 生 反 應 的 化 學 方 程 式 為在 加 熱 時 發 生 反 應 的 化 學 方 程 式 為_；(4)在在0.10 molL1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH8時，時，c(Cu2)_ molL1(KspCu(OH)22.21020)。若在。若在0.1 molL1硫酸銅溶液中通入過量硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使氣體，使Cu2完全沉淀為完全沉淀為

22、CuS，此時溶液中的，此時溶液中的H濃度是濃度是_ molL1。實驗探究實驗探究對氫氣還原氧化銅所得紅色物成分的探究對氫氣還原氧化銅所得紅色物成分的探究銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，如銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，如Cu呈紫紅色、呈紫紅色、Cu2O呈磚紅色，呈磚紅色，CuO呈黑色，呈黑色，CuSO45H2O、Cu(OH)2呈藍呈藍色，色，Cu2(OH)2CO3呈綠色等。在銅及其化合物中，呈綠色等。在銅及其化合物中，Cu2O和銅綠和銅綠Cu2(OH)2CO3是重點內容，試題中除以信息題的形式出現外，是重點內容，試題中除以信息題的形式出現外，還常設置探究性題。還常設置探究性題。 研究性學習

23、小組為檢測實驗室用研究性學習小組為檢測實驗室用H2還原還原CuO所得紅所得紅色固體中是否含有色固體中是否含有Cu2O進行了探究：進行了探究：.查閱資料：查閱資料：Cu2O屬于堿性氧化物；屬于堿性氧化物；高溫灼燒高溫灼燒CuO生成生成Cu2O；Cu2O在酸性條件下能發生下列反應：在酸性條件下能發生下列反應：Cu2O2H=CuCu2H2O。.設計實驗方案：設計實驗方案：方案方案1：取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色：取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化。變化。方案方案2：取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否：取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中，觀察溶液是否呈藍色。呈藍色。

24、方案方案3：稱得干燥坩堝的質量為：稱得干燥坩堝的質量為a g，取紅色試樣置于坩堝中，取紅色試樣置于坩堝中稱得總質量為稱得總質量為b g，在空氣中高溫灼燒至質量恒定，稱得最后總，在空氣中高溫灼燒至質量恒定，稱得最后總質量為質量為 c g。(1)請你評價方案請你評價方案1和方案和方案2。如果你認為該方案合理，請簡。如果你認為該方案合理，請簡述其化學原理；如果你認為該方案不合理，請簡述原因。述其化學原理；如果你認為該方案不合理，請簡述原因。方案方案1：_；方案方案2：_。(2)方案方案3中，若確認紅色粉末中含有中，若確認紅色粉末中含有Cu2O，則，則a、b、c應符應符合的數學關系為合的數學關系為_，該實驗方案最少需進行，該實驗方案最少需進行_次稱次稱量。量。解析：解析：(1)方案方案1不合理，因為稀硝酸具有強氧化性，若紅色不合理，因為稀硝酸具有強氧化性，若紅色物質中存在氧化亞銅，也會被氧化成物質中存在氧化亞銅，也會被氧化成Cu2，而，而Cu也能與硝酸反也能與硝酸反應生成應生成Cu2，使溶液始終呈現藍色，無法驗證；方案，使溶液始終呈現藍色，無法驗證；方案2可以證可以證明。明。解得解得c(9ba)/8，而紅色物質中存在，而紅色物質中存在Cu2O，則，則c(9ba)/8，稱量時，要保證高溫灼燒后質量不發生變化，則高溫灼燒，稱量時，要