2012屆高考化學(xué)復(fù)習(xí)教案:用途廣泛的金屬材料

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高三 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
第三單元第4講用途廣泛的金屬材料
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
1.了解常見金屬的活動(dòng)性順序。
2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。
3.了解銅及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。  常見的考查形式:①常見鐵、銅、鋁合金的主要應(yīng)用;②結(jié)合基本理論考查金屬活動(dòng)性順序。
梳理與整合
一、合金
導(dǎo)學(xué)誘思
合金一定是金屬與金屬熔合而成的嗎?答:___________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
1.概念
由____或__________________________熔合而成的具有____特性的物質(zhì)。
2.性質(zhì)特點(diǎn)
(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____。
戰(zhàn)場(chǎng)上的指路明燈 在電視或電影里,我們經(jīng)常看到軍隊(duì)作戰(zhàn)時(shí),靠信號(hào)彈傳遞消息。信號(hào)彈發(fā)射后,會(huì)發(fā)出五顏六色的焰火,你知道這利用的是什么原理嗎?其實(shí)這些信號(hào)彈里裝的是普普通通的化學(xué)藥品――金屬鹽類。原來,許多金屬鹽類在高溫下能夠發(fā)射出各種彩色的光芒。例如,硝酸鈉與碳酸鈉會(huì)發(fā)出黃光,硝酸鎂發(fā)出紅光,硝酸鋇發(fā)出綠光,碳酸銅、硫酸銅會(huì)發(fā)出藍(lán)光,鋁粉、鋁鎂合金會(huì)發(fā)出白光等,這種現(xiàn)象在化學(xué)上叫做焰色反應(yīng)! 《、常見的金屬材料
導(dǎo)學(xué)誘思
碳素鋼的硬度為什么不同?答:__________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
金屬材料包括______和____,分為________材料和________材料。
1.黑色金屬材料――鋼鐵
鋼是用量最大、用途最廣的合金。

2.有色金屬材料――銅和鋁的合金
(1)銅合金
我國(guó)使用最早的合金是____,常見的銅合金有____和____。
(2)鋁合金
①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。
②主要用途:建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運(yùn)輸及電子行業(yè)。
梳理與整合
一、金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用

金屬活動(dòng)性順序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au
原子失電子能力由大到小,還原性由強(qiáng)到弱
陽離子得電子能力由小到大,氧化性由弱到強(qiáng)
和O2反應(yīng)常溫易被氧化常溫能被氧化常溫干燥空氣中不易被氧化加熱時(shí)能被氧化不能被氧化
和H2O反應(yīng)常溫置換出氫加熱或與水蒸氣反應(yīng)置換出氫不能置換出水中的氫
和酸反應(yīng)劇烈反應(yīng)并置換出酸中的氫能置換出酸中的氫,F(xiàn)e、Al常溫下在濃硝酸、濃硫酸中鈍化不能置換稀酸中的氫
與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)只與王水反應(yīng)
和堿反應(yīng)與堿液中的水反應(yīng)僅Al、Zn能跟強(qiáng)堿水溶液反應(yīng)
和鹽反應(yīng)先與水反應(yīng)排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬
冶煉方法電解法熱還原法加熱分解法物理方法
 
【例1】 2012年,第三十屆夏季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在英國(guó)首都倫敦舉行,該屆運(yùn)動(dòng)會(huì)設(shè)計(jì)的金牌別具特色。某化學(xué)興趣小組對(duì)金牌中金屬的成分提出猜想:甲認(rèn)為該金屬是由純金制成的;乙認(rèn)為該金屬是由金銀合金制成的;丙認(rèn)為該金屬是由黃銅(銅鋅合金)制成的。為了驗(yàn)證他們的猜想,取少量制造這種金牌的材質(zhì)粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn),加入下面一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤,該試劑應(yīng)是(  )。
A.硫酸銅溶液 B.鹽酸
C.稀硝酸 D.硝酸銀溶液
二、銅及其化合物的性質(zhì)
1.銅
(1)物理性質(zhì)
紫紅色,不能被磁鐵吸引。
(2)化學(xué)性質(zhì)

反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式
非金屬O22Cu+O2=====△2CuO(黑色固體)

Cl2Cu+Cl2=====點(diǎn)燃CuCl2(棕黃色煙)

氧化性酸濃硫酸Cu+2H2SO4(濃)=====△CuSO4+SO2↑+2H2O

濃硝酸Cu+4HNO3(濃)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
稀硝酸3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
鹽AgNO3、FeCl3Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2
  2.氧化銅和氫氧化銅
物質(zhì)氧化銅氫氧化銅
化學(xué)式CuOCu(OH)2
狀態(tài)不溶于水的黑色固體(粉末)不溶于水的藍(lán)色固體
化學(xué)
性質(zhì)CuO+2H+===Cu2++H2O
CuO+H2=====△Cu+H2O
CuO+CO=====△Cu+CO2
Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
Cu(OH)2=====△CuO+H2O

3.銅鹽
(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅,是銅綠的成分,它是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果,它受熱易分解:Cu2(OH)2CO3=====△2CuO+H2O+CO2↑。
(2)無水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4?5H2O),可作為水的檢驗(yàn)依據(jù);CuSO4?5H2O受熱易分解:CuSO4?5H2O=====△CuSO4+5H2O↑,藍(lán)色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。
(3)銅鹽溶液有毒,主要是因?yàn)殂~離子作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液,用來殺滅植物的病毒。
【例2】 (改編組合)下表中,對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是(  )。
選項(xiàng)陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷
A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Ⅰ對(duì);Ⅱ
對(duì);無
B銅表面易形成致密的氧化膜銅容器可以盛放濃硫酸Ⅰ對(duì);Ⅱ
對(duì);有
C向硫酸銅溶液通入氨氣,有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,過濾后灼燒濾渣,最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒,銅絲表面變黑Ⅰ對(duì);Ⅱ
對(duì);有
D藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑Ⅰ錯(cuò);Ⅱ
對(duì);無
實(shí)驗(yàn)與探究
探究銅的化合物的組成
近幾年高考經(jīng)常對(duì)銅的化合物的組成進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,如銅綠、紅色的含銅化合物Cu2O、黑色的氧化銅等。
實(shí)驗(yàn)典例
堿式碳酸銅可表示為xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O,測(cè)定堿式碳酸銅組成的方法有多種〔已知M(Cu)=63.5 g?mol-1〕。

(1)現(xiàn)采用氫氣還原法,請(qǐng)回答如下問題:
①寫出xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________;
②實(shí)驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號(hào)):(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)
③稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品,充分反應(yīng)后得到12.7 g殘留物,生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為______ g,化學(xué)式為____________。
(2)某同學(xué)以氮?dú)獯鏆錃,并用上述全部或部分儀器來測(cè)定堿式碳酸銅的組成,你認(rèn)為是否可行?請(qǐng)說明理由。
答案與解析
梳理與整合
一、
導(dǎo)學(xué)誘思
不是,也可以是金屬與非金屬熔合而成
教材回歸
1.兩種 兩種以上的金屬(或金屬與非金屬) 金屬
2.(1)低 (2)大
二、
導(dǎo)學(xué)誘思
碳素鋼含碳量不同,硬度不同,含碳量越高,硬度越大
教材回歸
純金屬 合金 黑色金屬 有色金屬
1.碳素鋼 低碳鋼 中碳鋼 高碳鋼
2.(1)青銅 黃銅 白銅
(2)①?gòu)?qiáng)度大 密度小 塑性好 保護(hù)膜(Al2O3)
理解與深化
【例1】C 解析:金不能與硝酸反應(yīng),而銀、銅、鋅都能與硝酸反應(yīng),故用硝酸檢驗(yàn)時(shí),若甲的猜想正確,則不能溶解,若乙的猜想正確,則部分溶解,若丙的猜想正確,則全部溶解。
【例2】D 解析:稀鹽酸可以同Cu(OH)2、CuCO3反應(yīng),而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng),所以稀鹽酸可以除銅器表面的銅綠CuCO3?Cu(OH)2,Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系,A錯(cuò)誤;銅表面不能形成致密氧化膜,銅和濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸,B錯(cuò)誤;硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,Ⅰ、Ⅱ均正確,但沒有因果關(guān)系,C錯(cuò)誤;藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒有因果關(guān)系,D正確。
實(shí)驗(yàn)與探究
答案:(1)①xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O+(x+y)H2=====△(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O
②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→(l)
③1.8 CuCO3?Cu(OH)2?H2O
(2)可行。根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O=====△(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量),即可計(jì)算出其組成。
解析:(1)本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息,其實(shí)只要把它理解為CuCO3和Cu(OH)2受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng),第①問便可以解決。對(duì)于②要能分析出測(cè)定反應(yīng)后CO2和H2O質(zhì)量,由反應(yīng)物可知?dú)錃庵羞有氯化氫和水蒸氣,因此氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣;氫氣與氧化銅反應(yīng)后,首先用濃硫酸吸收水,然后用堿石灰吸收CO2,為防止空氣干擾,所以最后接l。③n(CO2)=0.1 mol、n(Cu)=0.2 mol、n(H2O)=0.4 mol,所以結(jié)晶水質(zhì)量為23.9 g-m(CuCO3)-m〔Cu(OH)2〕=23.9 g-0.1 mol×123.5 g?mol-1-(0.2 mol-0.1 mol)×97.5 g?mol-1=1.8 g。
(2)其實(shí)在分析(1)①方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解的化學(xué)方程式。

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