高三化學(xué)總復(fù)習(xí)實(shí)用 必考33 用途廣泛的金屬材料課件 新人教版.ppt

第三講用途廣泛的金屬材料 一 合金1 概念 合金是指熔合而成的具有的物質(zhì) 2 性能 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 兩種或兩種以上的金屬 或金屬與非金屬 金屬特性 低 大 二 常見金屬材料金屬材料分為材料和材料 包括和它們的合金 1 有色金屬材料 銅和鋁 1 我國使用最早的合金是 常見的銅合金還有和它們的合金 2 鋁合金 常見種類 硅鋁合金 鎂鋁合金 硬鋁 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 有色金屬 黑色金屬 純金屬 青銅 黃銅和白銅 密度小 強(qiáng)度高 塑性好 氧化膜 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) 2 黑色金屬材料 鐵鐵的合金有 其中是用量最大 用途最廣泛的合金 根據(jù)化學(xué)成分 把鋼分為兩大類 其中的碳素鋼可分為 含碳量低于0 3 含碳量為0 3 0 6 含碳量高于0 6 含碳量越低 鋼的越好 含碳量越高 鋼的越大 合金鋼可用于制不銹鋼及各種特種鋼 生鐵和鋼 鋼 碳素鋼和合金鋼 低 碳鋼 中碳鋼 高碳鋼 韌性 強(qiáng)度 3 正確選用金屬材料 1 選擇材料時(shí) 常常需要考慮以下幾個(gè)方面 價(jià)格 加工難度 日常維護(hù) 對(duì)環(huán)境影響等 2 稀土元素是周期表中原子序數(shù)從的15種元素以及共17種元素 它們?cè)诳萍?生產(chǎn)上有廣泛的用途 被譽(yù)為的寶庫 在合金中加入適量的稀土金屬 能大大改善合金的性能 因而稀土金屬又被稱為冶金工業(yè)的 主要用途 外觀 物理性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì) 57 71 釔和鈧 新材料 維生素 考點(diǎn)金屬合金成分的判斷 例 2009 三亞 鋁鎂合金已成為輪船制造 化工生產(chǎn)等行業(yè)的重要材料 研究性學(xué)習(xí)小組的三位同學(xué) 為測(cè)定某含鎂3 5 的鋁鎂合金 不含其他元素 中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 設(shè)計(jì)下列三種不同實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究 填寫下列空白 探究一 實(shí)驗(yàn)方案 鋁鎂合金測(cè)定剩余固體質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是 實(shí)驗(yàn)步驟 稱取5 4g鋁鎂合金粉末樣品 投入vml2 0mol l 1naoh溶液中充分反應(yīng) naoh溶液的體積v 過濾 洗滌 干燥 稱量固體 該步驟中若未洗滌固體 測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將 填 偏高 或 偏低 探究二 實(shí)驗(yàn)方案 鋁鎂合金測(cè)定生成氣體的體積 實(shí)驗(yàn)裝置如圖 問題討論 1 某同學(xué)提出該實(shí)驗(yàn)裝置不夠完善 應(yīng)在a b之間添加一個(gè)干燥 除酸霧的裝置 你的意見是 填 需要 或 不需要 2 為使測(cè)定結(jié)果盡可能精確 實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的問題是 寫出兩點(diǎn) 探究三 實(shí)驗(yàn)方案 稱量xg鋁鎂合金粉末 放在如下圖所示裝置的惰性電熱板上 通電使其充分灼燒 問題討論 1 欲計(jì)算mg的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 該實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)定的數(shù)據(jù)是 2 若用空氣代替o2進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 對(duì)測(cè)定結(jié)果是否有影響 填 是 或 否 實(shí)驗(yàn)拓展 參照探究一 探究二實(shí)驗(yàn)方案 請(qǐng)你另設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案 測(cè)定該鋁鎂合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 書寫形式可以模仿探究一 二 解析 本題是實(shí)驗(yàn)探究題 探究一 實(shí)驗(yàn)原理是利用金屬鋁與堿反應(yīng) 假設(shè)5 4g樣品中鋁的含量達(dá)到最高 為97 則n al 0 194mol 則n naoh 0 194mol v naoh 97ml 若沒有洗滌固體 稱得鎂的質(zhì)量偏高 測(cè)得鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高 探究二 1 不需要除酸霧的裝置 因?yàn)槁然瘹錃怏w易溶于水 不會(huì)影響氫氣體積的測(cè)量 2 調(diào)整量氣管c的高度 使c中液面與b中液面相平 恢復(fù)到室溫后再讀數(shù) 讀數(shù)時(shí)保證視線與凹液面的最低點(diǎn)相平 檢查裝置的氣密性 加入足量鹽酸保證合金完全溶解等 探究三 1 還需要測(cè)定灼燒后固體的質(zhì)量 根據(jù)灼燒前后的質(zhì)量 列二元一次方程組可解 2 有影響 因?yàn)榭諝庵杏械獨(dú)?金屬鎂會(huì)與氮?dú)夥磻?yīng) 影響產(chǎn)物的質(zhì)量 實(shí)驗(yàn)拓展 先將兩種金屬轉(zhuǎn)化為陽離子進(jìn)入溶液 再加足量的堿液 al3 轉(zhuǎn)化為alo mg2 轉(zhuǎn)化為沉淀 從而分離 通過測(cè)定沉淀的質(zhì)量可以求出金屬鎂的質(zhì)量 即得 答案 探究一 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 97偏高 探究二 1 不需要上 2 調(diào)整量氣管c的高度 使c中液面與b中液面相平恢復(fù)到室溫后再讀數(shù) 或其他合理答案 探究三 1 灼燒后固體的質(zhì)量 2 是 金屬活動(dòng)性順序表及其應(yīng)用 金屬活動(dòng)性順序表中 金屬的位置越靠后 越容易被還原 一般的還原方法就能使金屬還原 金屬的位置越靠前 越難被還原 最活潑金屬只能用最強(qiáng)的還原手段來還原 1 某合金 僅含銅 鐵 中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為ymol 其中cu的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為a 將其全部投入50mlbmol l 1的硝酸溶液中 加熱使其充分反應(yīng) 假設(shè)no是惟一的還原產(chǎn)物 下列說法正確的是 a 若金屬有剩余 在溶液中再滴入硫酸后 金屬又開始溶解b 若金屬全部溶解 則溶液中一定含有fe3 c 若金屬全部溶解 且產(chǎn)生336ml氣體 標(biāo)準(zhǔn)狀況 則b 0 3d 當(dāng)溶液中金屬離子只有fe3 cu2 時(shí) 則a與b的關(guān)系為 解析 本題考查了金屬及其化合物的性質(zhì) 氧化還原反應(yīng)的計(jì)算等知識(shí)的綜合運(yùn)用 金屬有剩余說明酸不足 反應(yīng)生成了硝酸鹽 再加入硫酸 提供了h 在酸性條件下 硝酸鹽中的no具有強(qiáng)氧化性 可以繼續(xù)溶解金屬 故a正確 若金屬全部溶解 溶液中不一定含有fe3 b不正確 c項(xiàng)中由于不清楚鐵被氧化的狀態(tài) 及硝酸是否過量 所以無法得出b的值 選項(xiàng)d 若溶液中的金屬離子全部是fe3 和cu2 時(shí) 則起氧化劑作用的硝酸為 答案 ad 2 某鋁合金中含有合金元素鎂 銅 硅 為了測(cè)定該合金中鋁的含量 設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn) 請(qǐng)回答有關(guān)問題 1 稱取樣品ag 稱量時(shí)應(yīng)該使用的主要儀器的名稱是 2 將樣品溶解于足量的稀鹽酸中 過濾 濾液中主要含有 濾渣中含有 溶解 過濾用到的玻璃儀器是 3 濾液中加過量氫氧化鈉溶液 過濾 有關(guān)的離子方程式是 4 步驟 3 的濾液中通入足量二氧化碳?xì)怏w 過濾 有關(guān)的離子方程式是 5 步驟 4 過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次 烘干并灼燒至恒重 冷卻后稱量 其質(zhì)量為bg 有關(guān)的化學(xué)方程式是 原樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 6 若步驟 3 中加入氫氧化鈉的量不足 則實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏 填 高 低 或 不影響 下同 若步驟 5 中濾渣沒有洗滌 則實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏 若濾渣灼燒不充分 則實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏 2004年2月3日 美國 機(jī)遇 號(hào)火星車向地球傳回了火星土壤的顯微照片 照片顯示的是 機(jī)遇 號(hào)火星車的著陸區(qū)域 梅里迪亞尼平面 試回答下列問題 1 人們從 機(jī)遇 號(hào)火星車所發(fā)回的實(shí)物照片的紅色和桔色來推斷火星上可能存在著赤鐵礦 主要成分是fe2o3 這是利用了物質(zhì)的顏色這一 填 物理 或 化學(xué) 性質(zhì)對(duì)物質(zhì)的存在進(jìn)行推測(cè)的 如果要進(jìn)一步確定這種推測(cè)是否正確 必須通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 2 假設(shè)有一塊火星礦物樣品 請(qǐng)同學(xué)們用學(xué)過的知識(shí)設(shè)計(jì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)來證明該火星礦物中是否有三價(jià)鐵元素 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)用品 錘頭 研缽 研杵 燒杯 玻璃棒 漏斗 鐵架臺(tái) 濾紙 試管 滴管 稀鹽酸 kscn溶液實(shí)驗(yàn)步驟及方法 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論 解析 可加入kscn溶液檢驗(yàn)fe3 答案 1 物理 2 實(shí)驗(yàn)原理 fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3 遇到kscn溶液變?yōu)榧t色實(shí)驗(yàn)步驟及方法 樣品處理 將樣品用錘頭敲碎 放置在研缽中研細(xì)備用 溶解 將研磨好的樣品粉末倒入燒杯 加入10ml稀鹽酸 用玻璃棒攪拌片刻 過濾 取 中的混合液體過濾 檢驗(yàn) 取2ml濾液加入到試管中 然后向試管中滴加2滴kscn溶液 觀察溶液的顏色變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及結(jié)論 若溶液變?yōu)榧t色 則原火星礦物樣品中含有三價(jià)鐵元素 如果溶液不變色 則原火星礦物樣品中不含三價(jià)鐵元素 1 下列物質(zhì)中 不屬于合金的是 a 硬鋁b 黃銅c 鋼鐵d 水銀 解析 硬鋁為al cu mg mn si合金 黃銅為cu zn合金 水銀即單質(zhì)汞 答案 d 2 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(yù)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 銅是人類在生產(chǎn) 生活中最早使用的金屬 a錯(cuò) 應(yīng)用最廣泛的金屬材料是鋼鐵 b錯(cuò) 金是導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性最好的有色金屬 d錯(cuò) 答案 c 3 近年來 科學(xué)家正在探索鋁粉作為新能源的可能性 以期望鋁能成為石油的一種替代物 假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用 下列關(guān)于其有利因素的說法中 你認(rèn)為錯(cuò)誤的是 a 鋁質(zhì)輕 便于運(yùn)輸 貯存且安全b 鋁燃燒時(shí)放出的熱量大 且燃燒后產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染容易得到有效的控制c 在地球上 鋁礦資源比較豐富d 現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術(shù)已為鋁作為新能源奠定了基礎(chǔ) 答案 d 4 根據(jù)下列金屬的熔 沸點(diǎn)判斷 其中不能形成合金的是 a cu與nab fe與cuc fe與nad al與na 解析 金屬熔合形成合金 要求一種金屬的沸點(diǎn)不能低于另一種金屬的熔點(diǎn) 答案 ac a al fe cu cb al mgc al cu mg si mnd al si zn mg 解析 既不溶于鹽酸 又不溶于naoh溶液的為cu 不溶于鹽酸 能溶于naoh溶液的是si 分析選項(xiàng)便可得出答案 答案 c 6 某學(xué)生用電子天平和必要的實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)定鐵鋁合金中各組分的含量 其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 實(shí)驗(yàn)時(shí) 取一塊鐵鋁合金 將其碾成碎塊后全部加入到盛有50ml5mol lnaoh溶液的燒杯中 試回答下列問題 1 不同時(shí)間電子天平的示數(shù)如下表所示 答案 1 30 8 2 9 75g 7 我國古代勞動(dòng)人民最早發(fā)明了 濕法煉銅 是濕法冶金的起源 在世界化學(xué)史上是一項(xiàng)重大貢獻(xiàn) 早在西漢時(shí)期 淮南萬畢術(shù) 里就有 曾青得鐵 則化為銅 的記載 曾青可能是碳酸銅這一類物質(zhì) 把其溶于酸中得溶液 當(dāng)把鐵粉投入此溶液即可得銅 1 根據(jù)學(xué)過的化學(xué)知識(shí) 寫出該過程的離子方程式 2 早在人們使用銅 鐵之前 人們就使用黃金和白銀作為飾物