2024高考化學一輪復(fù)習第三章第3課時金屬材料復(fù)合材料教案魯科版

PAGE14-第3課時金屬材料復(fù)合材料[課型標簽:學問課基礎(chǔ)課]學問點一銅及其化合物1.單質(zhì)銅(1)物理性質(zhì):紫紅色固體,具有良好的延展性、導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性。(2)化學性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學方程式或離子方程式:①2Cu+O2+CO2+H2OCu2(OH)2CO3(綠色固體)②S+2CuCu2S③Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O④Cu+2Fe3+2Fe2++Cu2+2.銅的重要化合物(1)氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(yīng)(H+)CuO+2H+Cu2++H2OCu2O+2H+Cu2++Cu+H2O與H2反應(yīng)CuO+H2Cu+H2OCu2O+H22Cu+H2O轉(zhuǎn)化關(guān)系4CuO2Cu2O+O2↑(2)氫氧化銅①物理性質(zhì):藍色不溶于水的固體。②化學性質(zhì)及應(yīng)用(3)銅鹽①Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅,是銅綠的成分,是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果,其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO32CuO+H2O+CO2↑。②CuSO4·5H2O為藍色晶體,俗稱藍礬、膽礬,其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O,藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O),可作為水的檢驗依據(jù)。[名師點撥](1)通常利用反應(yīng):2Cu+O22CuO除去混合氣體中的少量O2。(2)Cu與稀H2SO4不反應(yīng),但在通入O2的條件下,Cu可在稀H2SO4中漸漸溶解:2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O。(3)無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑,不能作為水蒸氣的汲取試劑而用于除雜。(4)銅鹽溶液有毒,主要是因為Cu2+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,用來殺滅植物病毒和病蟲害。1.(2024·湖北安陸一中月考)某同學通過系列試驗探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達到目的的是(C)A.將銅粉與硫粉混合勻稱加熱以制取CuSB.向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以視察CuSO4溶液的顏色C.向CuSO4溶液中加入過量的NaOH,過濾洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD.在淀粉溶液中加入適量稀H2SO4微熱,再加少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱,產(chǎn)生紅色沉淀解析:由于硫的氧化性弱,所以只能將銅氧化成+1價,故A錯誤;常溫下銅與濃硫酸不反應(yīng),因此視察不到現(xiàn)象,故B錯誤;向CuSO4溶液中加入過量的NaOH產(chǎn)生氫氧化銅沉淀,過濾、洗滌并灼燒,氫氧化銅分解生成氧化銅,故C正確;葡萄糖和新制氫氧化銅反應(yīng)必需在堿性條件下進行,該反應(yīng)在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱,在酸性條件下進行,所以試驗不勝利,故D錯誤。2.(2024·吉林省試驗中學模擬)工業(yè)上用洗凈的廢銅屑作原料制備硝酸銅。為節(jié)約原料和防止污染,宜實行的方法是(C)A.Cu+HNO3(濃)→Cu(NO3)2B.Cu+HNO3(稀)→Cu(NO3)2C.Cu→CuO→Cu(NO3)2D.Cu→CuSO4→Cu(NO3)2解析:利用Cu+HNO3(濃)→Cu(NO3)2,制取Cu(NO3)2既奢侈HNO3又會產(chǎn)生污染氣體NO2,故不選A;利用Cu+HNO3(稀)→Cu(NO3)2,制取Cu(NO3)2既奢侈HNO3又會產(chǎn)生污染氣體NO,故不選B;利用Cu→CuO→Cu(NO3)2,制取Cu(NO3)2能充分利用HNO3,且無污染,故選C;利用Cu→CuSO4→Cu(NO3)2,制取Cu(NO3)2既奢侈硫酸又產(chǎn)生污染物二氧化硫,故不選D。3.(2024·四川卷)下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述正確的是(A)A.該溶液中Na+、、、Mg2+可以大量共存B.通入CO2氣體產(chǎn)生藍色沉淀C.與H2S反應(yīng)的離子方程式:Cu2++S2-CuS↓D.與過量濃氨水反應(yīng)的離子方程式:Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2解析:CuSO4溶液顯酸性,Na+、、、Mg2+可以大量共存,A項正確;CO2與CuSO4溶液不發(fā)生反應(yīng),違反了強酸制弱酸的原理,B項錯誤;H2S屬于弱電解質(zhì),書寫離子反應(yīng)方程式時,要寫化學式,C項錯誤;CuSO4溶液與過量濃氨水反應(yīng)生成四氨基合銅離子[Cu(NH3)4]2+,D項錯誤。4.(2024·廣東深圳調(diào)研)用CuCl2·2H2O晶體制取無水CuCl2的試驗裝置如圖所示,下列說法錯誤的是(D)A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解B.先滴入濃硫酸,再點燃c處酒精燈C.硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部右側(cè)會出現(xiàn)白霧D.裝置d中上層為苯,下層為NaOH溶液解析:通入HCl抑制Cu2+水解,故A正確;先滴入濃硫酸,促使HCl揮發(fā)出來,再點燃c處酒精燈,故B正確;硬質(zhì)玻璃管內(nèi)部HCl遇水蒸氣出現(xiàn)白霧,故C正確;若上層為苯,下層為NaOH溶液,裝置d中會發(fā)生倒吸,應(yīng)上層為NaOH溶液,下層為四氯化碳,故D錯誤。學問點二鎂、鋁及其化合物一、鎂及其化合物性質(zhì)1.鎂的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):具有銀白色金屬光澤的固體,密度、硬度均較小,熔點較低,有良好的導(dǎo)電、傳熱和延展性。(2)化學性質(zhì):①與非金屬反應(yīng)a.與N2反應(yīng):3Mg+N2Mg3N2;b.與O2反應(yīng):2Mg+O22MgO(產(chǎn)生刺眼白光);c.與Cl2反應(yīng):Mg+Cl2MgCl2。②與CO2反應(yīng):2Mg+CO22MgO+C。③與H2O反應(yīng):Mg+2H2OMg(OH)2+H2↑。④與H+反應(yīng):Mg+2H+Mg2++H2↑。2.鎂的用途及制取(1)鎂的用途鎂合金用于制造火箭、導(dǎo)彈和飛機的部件鎂制造信號彈和焰火;冶金工業(yè)上用作還原劑和脫氧劑(2)工業(yè)制取工業(yè)電解MgCl2得到鎂:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。3.海水提鎂工藝(1)流程(2)步驟及主要反應(yīng)制熟石灰CaCO3CaO+CO2↑,CaO+H2OCa(OH)2沉淀Mg2++2OH-Mg(OH)2↓酸化Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶析出MgCl2·6H2O脫水在氯化氫氣流中使MgCl2·6H2O脫水制得無水氯化鎂電解電解熔融氯化鎂制得鎂[名師點撥](1)因鎂在高溫下能與O2、N2、CO2等氣體發(fā)生反應(yīng),故工業(yè)電解MgCl2得到的鎂,應(yīng)在H2氛圍中冷卻。(2)氧化鎂熔、沸點高,可作耐火材料。(3)MgCl2·6H2O加熱脫水制無水氯化鎂時,為了防止MgCl2水解生成Mg(OH)2,Mg(OH)2加熱分解得到MgO,需在HCl氣流中加熱。二、鋁及其化合物性質(zhì)1.鋁的單質(zhì)(1)鋁的原子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)(2)鋁的化學性質(zhì)(寫出化學方程式)(3)鋁熱反應(yīng)試驗裝置試驗現(xiàn)象(1)鎂帶猛烈燃燒(2)氧化鐵粉末和鋁粉猛烈反應(yīng),放出大量的熱,并發(fā)出刺眼的白光(3)紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中,液珠冷卻后變?yōu)楹谏腆w應(yīng)用a.野外焊接鋼軌;b.冶煉高熔點金屬留意事項(1)鎂帶打磨凈表面氧化膜有利點燃;氧化鐵粉末要干燥(2)助燃劑氯酸鉀可使鎂帶快速充分燃燒,要放在混合物的上面(3)要保證紙漏斗重疊時四周均為四層,且內(nèi)層紙漏斗肯定要用水潤濕,以防高溫物質(zhì)從四周濺出,同時損壞紙漏斗(4)蒸發(fā)皿中的細沙要適量,既要防止蒸發(fā)皿炸裂,又要防止熔融的液體濺出傷人(4)制備與用途①工業(yè)制取方法:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。②用途:純鋁用作導(dǎo)線,鋁合金用于制造汽車、飛機、生活用品等。[名師點撥](1)鋁的化學性質(zhì)活潑,但在日常生活中廣泛運用的鋁制品由于形成一層致密的氧化膜,愛護鋁不再被氧化,通常具有較好的抗腐蝕性能。(2)常溫下,能用鋁制容器盛放濃硫酸、濃硝酸的緣由是兩者能使鋁發(fā)生“鈍化”,而不是鋁與濃硫酸、濃硝酸不反應(yīng)。(3)能與鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的溶液可能呈強酸性也可能呈強堿性。2.鋁的重要化合物(1)氧化鋁(2)氫氧化鋁①物理性質(zhì)白色膠狀固體,有較強的吸附性。②化學性質(zhì)寫出上圖標號中有關(guān)反應(yīng)的化學方程式或離子方程式:a.Al(OH)3+3H+Al3++3H2O;b.Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-;c.2Al(OH)3Al2O3+3H2O。[名師點撥](1)Al(OH)3的電離Al(OH)3Al(OH)3具有兩性,能溶于強酸(如鹽酸)、強堿溶液(如NaOH溶液),但不溶于弱酸(如H2CO3)、弱堿溶液(如氨水)。(2)既能與鹽酸反應(yīng),又能與NaOH溶液反應(yīng)的物質(zhì)有:Al、Al2O3、Al(OH)3,多元弱酸的酸式鹽(如NaHCO3、NaHSO3、NaH2PO4等),弱酸的銨鹽(如CH3COONH4等)。1.(2024·江蘇卷)在CO2中,Mg燃燒生成MgO和C。下列說法正確的是(C)A.元素C的單質(zhì)只存在金剛石和石墨兩種同素異形體B.Mg、MgO中鎂元素微粒的半徑:r(Mg2+)>r(Mg)C.在該反應(yīng)條件下,Mg的還原性強于C的還原性D.該反應(yīng)中化學能全部轉(zhuǎn)化為熱能解析:A選項,元素C還存在足球烯等其他同素異形體,錯誤;B選項,鎂離子比鎂原子少一個電子層,其半徑也比鎂原子的小,錯誤;C選項,該反應(yīng)中鎂作還原劑,其還原性強于還原產(chǎn)物的還原性,正確;D選項,該反應(yīng)發(fā)光,因此化學能不行能全部轉(zhuǎn)化為熱能,錯誤。2.(2024·河北承德一中月考)下列有關(guān)鋁及其化合物的性質(zhì)說法正確的是(A)A.Al2O3熔點高,可用作耐高溫材料B.用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙細致打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,發(fā)覺熔化后的液態(tài)鋁滴落下來,所以金屬鋁的熔點較低C.把用砂紙打磨過的鋁條放入濃硝酸中,產(chǎn)生紅棕色氣體D.把氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中,產(chǎn)生大量白色沉淀解析:Al2O3熔點特別高,可用作耐高溫材料,故A正確;用坩堝鉗夾住一小塊用砂紙細致打磨過的鋁箔在酒精燈上加熱,發(fā)覺熔化后的液態(tài)鋁不會滴落下來,因為鋁表面生成氧化鋁,氧化鋁的熔點高,故B錯誤;常溫下,鋁單質(zhì)與濃硝酸發(fā)生鈍化,生成致密氧化膜阻擋反應(yīng)進一步進行,不會產(chǎn)生紅棕色氣體,故C錯誤;把氯化鋁溶液滴入濃氫氧化鈉溶液中,起先氫氧化鈉過量,不會產(chǎn)生白色沉淀,隨著反應(yīng)進行,產(chǎn)生白色沉淀,故D錯誤。3.從海水中提取鎂的工藝流程可表示如下:下列說法不正確的是(B)A.用此法提取鎂的優(yōu)點之一是原料來源豐富B.步驟⑥電解MgCl2時陰極產(chǎn)生氯氣C.步驟⑤可將晶體置于HCl氣體氛圍中脫水D.上述工藝流程中涉及化合、分解和復(fù)分解反應(yīng)解析:電解MgCl2時陽極產(chǎn)生氯氣,陰極產(chǎn)生Mg。4.(2024·河南周口月考)某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在肯定條件下可實現(xiàn)如圖所示的物質(zhì)之間的變更:據(jù)此回答下列問題:(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中對于溶液和沉淀的分別實行的方法是。(2)依據(jù)上述框圖反應(yīng)關(guān)系,寫出下列B、D所含物質(zhì)的化學式:固體B;沉淀D。(3)寫出①、②、③、④四個反應(yīng)的化學方程式:①;

②;

③;

④。

解析:(1)溶液和沉淀的分別利用過濾。(2)由題意可知B為Al2O3,C為Al2O3、Fe2O3,D為Fe2O3,E為K2SO4、(NH4)2SO4。(3)反應(yīng)①為Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4],反應(yīng)②為2KAl(SO4)2+6NH3·H2OK2SO4+3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓,反應(yīng)③為NaAlO2+HCl+H2OAl(OH)3↓+NaCl,反應(yīng)④為2Al(OH)3Al2O3+3H2O。答案:(1)過濾(2)Al2O3Fe2O3(3)①Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]②2KAl(SO4)2+6NH3·H2OK2SO4+3(NH4)2SO4+2Al(OH)3↓③Na[Al(OH)4]+HClAl(OH)3↓+NaCl+H2O④2Al(OH)3Al2O3+3H2O學問點三金屬通性與金屬冶煉1.金屬通性(1)物理通性狀態(tài)→常溫下,汞是液體,其余為固體。│色澤→除Cu、Au外,大多數(shù)為銀白色,不透亮,有金屬光澤。│三性→良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性。(2)化學通性①金屬元素只有正化合價和0價。②金屬單質(zhì)只有還原性、無氧化性。2.金屬冶煉(1)金屬在自然界中的存在(2)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的實質(zhì)金屬冶煉的過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程,即Mn++ne-M。(4)金屬冶煉方法(用化學方程式表示)1.下列關(guān)于金屬元素的敘述正確的是(D)A.金屬元素的單質(zhì)只有還原性,其離子只有氧化性B.金屬元素的單質(zhì)在常溫下均為固體C.金屬元素在不同化合物中化合價均相同D.大多數(shù)金屬元素的單質(zhì)為電的良導(dǎo)體2.金屬的運用是人類拓展自身實力的標記之一。人類利用幾種常用金屬的先后依次依次為金、銅、鐵、鋁,之所以有先后,主要取決于(C)A.金屬在地殼中的含量多少 B.金屬的熔沸點凹凸C.金屬的活潑性強弱 D.金屬的導(dǎo)電性強弱3.(2024·湖南衡陽八中月考)金屬鉀的冶煉可采納如下方法:2KF+CaC2CaF2+2K↑+2C,下列有關(guān)說法合理的是(C)A.該反應(yīng)的氧化劑是KF,氧化產(chǎn)物是KB.該反應(yīng)能說明C的還原性大于KC.電解KF溶液不行能制備金屬鉀D.CaC2、CaF2均為離子化合物,且陰、陽離子個數(shù)比均為2∶1解析:該反應(yīng)中鉀元素的化合價由+1價降為0價,被還原,KF為氧化劑,K為還原產(chǎn)物,A不合理;碳元素的化合價由-1價上升到0價,被氧化,CaC2作還原劑,C是氧化產(chǎn)物,該反應(yīng)的還原劑為CaC2,還原產(chǎn)物為K,不能說明C的還原性大于K,B不合理;電解KF溶液,陽離子H+放電,陰離子OH-放電,不行能制備金屬鉀,C合理;CaC2、CaF2均為離子化合物,CaF2中陰、陽離子個數(shù)比為2∶1,而CaC2中陰、陽離子個數(shù)比為1∶1,D不合理。4.(2024·山東省試驗中學診斷)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中,正確的是(B)A.制銅:火法煉銅,即將黃銅礦CuFeS2受熱分解以獲得銅單質(zhì)B.制鐵:以鐵礦石為原料,CO還原得鐵C.制鎂:用海水為原料,經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體,H2還原得鎂D.制鋁:從鋁土礦制得氯化鋁固體,再電解熔融的氯化鋁得到鋁解析:黃銅礦(CuFeS2)中Fe的化合價為+2價,工業(yè)上用黃銅礦冶煉銅的反應(yīng)為8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2,故A錯誤;工業(yè)上常用CO在高溫下還原鐵礦石煉鐵:3CO+Fe2O32Fe+3CO2,故B正確;不能用氫氣還原氧化鎂制取鎂,工業(yè)制鎂是電解熔融氯化鎂:MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑,故C錯誤;因為氯化鋁是分子晶體,熔融狀態(tài)下氯化鋁不導(dǎo)電,工業(yè)制鋁是電解熔融的氧化鋁:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,故D錯誤。學問點四金屬材料與復(fù)合材料1.合金[名師點撥](1)常溫下,多數(shù)合金是固體,但鈉鉀合金是液體。(2)合金的物理性質(zhì)相比于成分金屬有所變更,但合金中各成分金屬的化學性質(zhì)仍舊不變。(3)并非全部的金屬都能形成合金。因為兩種金屬必需熔合在一起才能形成合金。若一種金屬的熔點大于另一金屬的沸點,則兩者不能形成合金,如Cu與Na、Fe與Na等不能形成合金。(4)合金肯定是混合物。2.常見金屬材料(1)重要的黑色金屬材料——鋼鋼是用量最大、用途最廣的合金。(2)幾種有色金屬材料3.復(fù)合材料(1)概念:將兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料經(jīng)特別加工而制成的一種新型材料。(2)組成①基體:在復(fù)合材料中起黏結(jié)作用。②增加體:在復(fù)合材料中起骨架作用。(3)分類①按基體②按增加體形態(tài)(4)性能:既保持或發(fā)展了原來材料的特長,又能彌補原材料的不足。1.(2024·甘肅蘭州一中月考)下列有關(guān)金屬及其合金的說法不正確的是(B)A.目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的B.生鐵、一般鋼和不銹鋼中的碳含量依次增加C.鎂在空氣中燃燒發(fā)出刺眼的白光,可用于制作照明彈D.日用鋁制品表面覆蓋著氧化膜,對內(nèi)部金屬起愛護作用解析:目前我國流通的硬幣是由合金材料制造的,故A正確;生鐵含碳量最高,一般鋼次之,不銹鋼最少,故B不正確;制造照明彈利用了鎂燃燒能發(fā)出刺眼的白光,故C正確;鋁表面覆蓋致密的氧化物薄膜,對內(nèi)部金屬起愛護作用,故D正確。2.下列關(guān)于合金的說法正確的是(C)①合金至少含兩種金屬②合金中元素以化合物形式存在③合金的熔點比組