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1、第8講用途廣泛的金屬材料,一、合金 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) 合金具有許多良好的_、_或_性能,_一般比它的各成分金屬的大,_一般比它的各成分金屬的低。,合金的性能與成分有什么關(guān)系? 提示:合金原料及原料的配比,制造合金的工藝,都影響著合金的性質(zhì),所以不同成分的合金會(huì)有不同的性質(zhì)。如碳素鋼中,碳的含量越高,硬度越大,脆性越大;含碳量越低,硬度越小,韌性越好。再如普通鋼中加入鉻、鎳等會(huì)增強(qiáng)鋼的抗腐蝕性,制成不銹鋼,再如鎂、鋁合金密度小、機(jī)械強(qiáng)度大,常用于飛機(jī)、航天器等。,二、常見(jiàn)金屬材料 金屬材料包括_和_,分為_(kāi)材料和有色金屬材料。 1黑色金屬材料鋼鐵 鋼是用量

2、最大,用途最廣的合金。,白色粉末,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)_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、水配成了波爾多液這種常用的農(nóng)藥,殺滅植物的病毒。,變性,(3)鋁合金 常見(jiàn)種類:硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁(含_元素)。 性質(zhì)特征:密度小、強(qiáng)度高、_、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。 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)。,3銀及其重要化合物 (1)物理性質(zhì):銀是_金屬,硬度小,熔點(diǎn)較高,有金屬光澤、良好的延展性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。 (2)化學(xué)性質(zhì) 銀屬于不活潑金屬,其金屬活動(dòng)性弱于銅,它與濃硝酸

3、、稀硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:_; _ 。 銀屬于重金屬,它能使蛋白質(zhì)變性,可以殺死細(xì)菌。它能制作成飾物掛在手上、脖子上等。,常見(jiàn)的金屬合金及其用途 1鐵合金,2.鋁合金,名師指點(diǎn) 合金屬于混合物,金屬與非金屬或金屬與金屬形成合金時(shí),兩者沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),各成分的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)發(fā)生改變。 合金既具有金屬的性質(zhì),又具有優(yōu)于組成合金各成分的性能。例如密度小于各成分質(zhì)輕;熔點(diǎn)低于各成分易于加工;硬度大于各成分抗撞擊;固體結(jié)構(gòu)改變抗腐蝕。,(1)將10 g鐵碳合金放入氧氣中高溫灼燒,反應(yīng)后的氣體通入過(guò)量石灰水中得到沉淀1.4 g。則此鐵碳合金是() A生鐵B高碳鋼 C中碳鋼 D低碳鋼,(2)有關(guān)合金的敘述正確

4、的是() A合金的密度比各成分金屬小 B合金的抗腐蝕性能都很好 C合金的導(dǎo)電性能比各成分金屬?gòu)?qiáng) D多數(shù)合金比各成分金屬熔點(diǎn)低,硬度大,【答案】(1)B(2)D,友情提醒 合金是一類特別的混合物,只體現(xiàn)在物理性質(zhì)和機(jī)械性能,但化學(xué)性質(zhì)往往互不影響。,1下列關(guān)于合金性質(zhì)的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是() A合金的硬度一般比其各成分金屬的硬度高 B合金的熔點(diǎn)一般比其各成分金屬的熔點(diǎn)低 C合金的物理性質(zhì)一般與其各成分金屬的物理性質(zhì)不同 D合金的化學(xué)性質(zhì)一般與其各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)不同,解析:合金是兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的物質(zhì),熔合過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)變化,合金與各成分金屬的物理性質(zhì)不同,但化學(xué)

5、性質(zhì)不變。 答案:D,銅及其化合物 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),2.氧化銅和氫氧化銅比較,名師指點(diǎn) (1)溶液中的Cu2常為藍(lán)色(濃CuCl2為綠色,稀CuCl2為藍(lán)色),可作為Cu2的判定依據(jù)。如CuSO4溶液呈藍(lán)色。,(2)Cu2與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2,Cu(OH)2溶于氨水形成深藍(lán)色溶液,這是鑒定Cu2的原理之一。無(wú)水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O),可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。,(3)Cu2O是一種紅色粉末,在非氧化性酸溶液中發(fā)生歧化反應(yīng):Cu2O2H=CuCu2H2O。Cu2S、CuS均為黑色粉末,難溶于水和非氧化性酸,能被硝酸等

6、氧化性酸溶解。,3常見(jiàn)的銅鹽CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl2 銅鹽晶體通常都呈藍(lán)色或藍(lán)綠色(無(wú)水CuSO4是白色的粉末),大多數(shù)可溶于水,Cu2具有弱堿陽(yáng)離子的共性和氧化性。,銅在自然界存在于多種礦石中,如:,(3)SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是_;處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品,寫出其中1種酸和1種鹽的名稱_。 (4)黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì),需進(jìn)一步采用電解法精制。請(qǐng)簡(jiǎn)述粗銅電解得到精銅的原理:_。,(5)如表中,對(duì)陳述、的正確性及其有無(wú)因果關(guān)系的判斷都正確的是_(填字母)。,【解析】(1)根據(jù)四種礦石主要成分的化學(xué)式及元素的相對(duì)原子質(zhì)

7、量進(jìn)行估算能快速選出Cu2S。 (2)Cu2S和Cu2O中1價(jià)的銅化合價(jià)都降低了,所以二者都是氧化劑。 (3)結(jié)合SO2的性質(zhì)和用途來(lái)回答。 (4)回憶課本電解原理的應(yīng)用粗銅的精煉。,(5)A項(xiàng),銅綠主要成分是Cu2(OH)2CO3,可視為Cu(OH)2CuCO3,所以銅綠能和鹽酸反應(yīng),所以A項(xiàng)判斷是正確的。B項(xiàng),銅表面生銹生成的是銅綠,不是致密的氧化物。銅和濃硫酸在溫度較高時(shí)能反應(yīng),不能用銅容器盛放濃H2SO4,所以B項(xiàng)判斷是錯(cuò)誤的。C項(xiàng),陳述正確,陳述中鐵銅在潮濕的空氣中能組成原電池,發(fā)生電化腐蝕。所以C項(xiàng)的判斷是錯(cuò)誤的。D項(xiàng),CuSO45H2O受熱失水是化學(xué)變化。因?yàn)镃u2是重金屬離子,

8、可使蛋白質(zhì)變性,有殺菌能力,故能作游泳池的消毒劑。所以D項(xiàng)判斷是正確的。,【答案】(1)Cu2S (2)Cu2S和Cu2O (3)形成酸雨,會(huì)對(duì)植物和建筑物造成嚴(yán)重危害硫酸、硫酸鈉 (4)以硫酸銅硫酸溶液為電解液。電解時(shí),粗銅(陽(yáng)極)中的銅以及比銅活潑的金屬失去電子進(jìn)入溶液,不如銅活潑的金屬沉入電解槽形成“陽(yáng)極泥”;溶液中的Cu2得到電子沉積在純銅(陰極)上 (5)AD,2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(chǎn)和使用對(duì)國(guó)計(jì)民生各個(gè)方面產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響,請(qǐng)完成(1)(2)題。 (1)在化學(xué)反應(yīng)中,銅元素可表現(xiàn)為0、1、2價(jià)。 在西漢古籍中曾有記載:曾青得鐵則化為銅即:曾青(Cu

9、SO4)跟鐵反應(yīng)就生成銅。試寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。,銅器表面有時(shí)會(huì)生成銅綠Cu2(OH)2CO3,這層銅綠可用化學(xué)方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。,(2)銅和氮、磷、鉀一樣,也是植物必需的礦質(zhì)元素。根吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程與呼吸作用密切相關(guān),因?yàn)楹粑饔脼榈V質(zhì)元素的離子從土壤溶液進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)提供_和_。,解析:結(jié)合銅及銅的化合物的基礎(chǔ)知識(shí),不難寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式;對(duì)于銅在植物體內(nèi)的作用,屬于化學(xué)與生活中植物體內(nèi)微量元素作用的知識(shí),是化學(xué)與生物相結(jié)合的綜合性內(nèi)容。,1(2010年北京)自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液,向地下深層滲

10、透,遇到難溶的ZnS或PbS,慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是(),ACuS的溶解度大于PbS的溶解度 B原生銅的硫化物具有還原性,而銅藍(lán)沒(méi)有還原性 CCuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2S2=CuS D整個(gè)過(guò)程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng),解析:因CuS、PbS的化學(xué)式相似且PbS能轉(zhuǎn)化為CuS,說(shuō)明CuS的溶解度小于PbS的溶解度,故A錯(cuò);原生銅的硫化物為Cu2S,根據(jù)價(jià)態(tài)規(guī)律可知Cu2S、CuS都有還原性,故B錯(cuò);ZnS屬于難溶物,在離子方程式中不能寫成離子形式,故C錯(cuò);故只有D正確。 答案:D,2(多選)出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆

11、蓋在其表面。下列說(shuō)法正確的是() A錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高 B在自然環(huán)境中,錫青銅中的錫可對(duì)銅起保護(hù)作用 C錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快 D生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過(guò)程,但不是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程,解析:A項(xiàng),合金的熔點(diǎn)低于各成分金屬的熔點(diǎn)。B項(xiàng),活潑金屬作負(fù)極,活潑金屬易腐蝕。D項(xiàng),電化學(xué)腐蝕過(guò)程一定是化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。 答案:BC,3(2010年浙江)一水硫酸四氨合銅()的化學(xué)式為Cu(NH3)4SO4H2O,是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體,某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì),設(shè)計(jì)的合成路線為:,相關(guān)信息如下: Cu(NH3)4SO4H2O在溶液中存在以下電離(

12、解離)過(guò)程: Cu(NH3)4SO4H2O=Cu(NH3)42SOH2O Cu(NH3)42 Cu24NH3 (NH4)2SO4在水中可溶,在乙醇中難溶。 Cu(NH3)4SO4H2O在乙醇水混合溶劑中的溶解度隨乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化曲線示意圖如下所示:,請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題: (1)方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為: a. 加熱蒸發(fā)b. 冷卻結(jié)晶 c. 抽濾d. 洗滌 e. 干燥 步驟c的抽濾裝置如下圖所示,該裝置中的錯(cuò)誤之處是_;抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),應(yīng)先_,然后_。,該方案存在明顯缺陷,因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有_雜質(zhì),產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是_。 (2)方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為: a. 向溶液C加入適量

13、_,b._,c. 洗滌,d. 干燥,請(qǐng)?jiān)谏鲜隹崭駜?nèi)填寫合適的試劑或操作名稱。 下列選項(xiàng)中,最適合作為步驟c的洗滌液是_。 A乙醇B蒸餾水 C乙醇和水的混合液 D飽和硫酸鈉溶液 步驟d不宜采用加熱干燥的方法,可能的原因是_。,(2)由信息溶解度圖像可知,乙醇的含量越高,Cu(NH3)4SO4H2O的溶解度越小,因此可向溶液中加入適量乙醇,讓大部分Cu(NH3)4SO4析出,然后進(jìn)行抽濾。因Cu(NH3)4SO4在乙醇中溶解度較小,故用乙醇和水的混合液作洗滌劑最理想。結(jié)晶水合物受熱不穩(wěn)定,受熱易分解,干燥時(shí)不能采用加熱方式。,答案:(1)布氏漏斗的頸口斜面未朝向抽濾瓶的支管口斷開(kāi)連接安全瓶與抽氣裝

14、置間的橡皮管關(guān)閉抽氣裝置中的水龍頭Cu(OH)2或Cu2(OH)2SO4加熱蒸發(fā)過(guò)程中NH3揮發(fā),使反應(yīng)Cu(NH3)42Cu24NH3平衡往右移動(dòng),且Cu2發(fā)生水解 (2)乙醇抽濾(或減壓過(guò)濾、吸濾)C加熱易使Cu(NH3)4SO4H2O分解(失H2O、失NH3),1中國(guó)質(zhì)檢網(wǎng)訊:2010年7月12日下午,福建省環(huán)保廳通報(bào)稱,福建紫金山金銅礦濕法廠污水池滲漏,污水池中所含的銅、硫酸根離子的酸性廢水外滲,導(dǎo)致下游江水嚴(yán)重被污染,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是(),A此污染不會(huì)對(duì)下游的水產(chǎn)養(yǎng)殖造成什么影響 B可采用加適量生石灰的方法對(duì)此類污水進(jìn)行處理 C此污染屬于重金屬污染 D通過(guò)向污水中加適量鐵粉的方

15、法可回收銅,解析:銅屬于重金屬,銅鹽有毒,會(huì)導(dǎo)致水生動(dòng)物中毒死亡。 答案:A,2(2010年深圳一模)“神七”飛天,標(biāo)志著中國(guó)的航空鋁材處于世界領(lǐng)先的行列。下面關(guān)于鋁合金的說(shuō)法中,錯(cuò)誤的是() A鋁合金是一種混合物,它比純鋁的熔點(diǎn)低 B高溫下鋁液易被氧化,鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉 C鎂鋁合金在冷的濃H2SO4中鈍化 D鎂鋁合金耐腐蝕,但能被燒堿溶液腐蝕,解析:合金的熔點(diǎn)一般比它的成分金屬熔點(diǎn)低,A項(xiàng)正確;高溫下鋁液易被氧化,鋁合金應(yīng)在熔劑層覆蓋下熔煉,B項(xiàng)正確;鎂在冷的濃H2SO4中不發(fā)生鈍化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;鎂鋁合金在燒堿(NaOH)溶液作電解質(zhì)溶液下,形成原電池,鎂鋁合金能被燒堿溶液腐蝕,D項(xiàng)

16、正確。 答案:C,3(2010年寧波模擬)某工廠排放的酸性廢水中含有較多的Cu2,對(duì)農(nóng)作物和人畜都有害,欲采用化學(xué)法除去有害成分,最好是加入下列物質(zhì)中的() A食鹽、硫酸 B膽礬、石灰水 C鐵粉、生石灰 D蘇打、鹽酸,解析:Cu2屬重金屬離子,應(yīng)除去,加入鐵粉,反應(yīng)為FeCu2=CuFe2,再加入CaO,發(fā)生反應(yīng)CaOH2O=Ca(OH)2,生成OH中和H。 答案:C,4在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉,首先置換出的是() AMg BCu CAg DH2,解析:金屬越活潑,還原性越強(qiáng),其陽(yáng)離子的氧化性越弱,所以氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)?,AgCu2Zn2Mg2;同

17、一種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)時(shí),氧化性強(qiáng)的先反應(yīng),鋅與Mg2不反應(yīng),先與Ag反應(yīng),所以首先置換出的是Ag。 答案:C,5某化學(xué)興趣小組用含鋁、鐵、銅的合金制取純凈的氯化鋁溶液、綠礬晶體和膽礬晶體,以探索工業(yè)廢料的再利用,其實(shí)驗(yàn)方案如下:,試問(wèn)答下列問(wèn)題: (1)過(guò)濾時(shí)用的器材已有:濾紙、鐵架臺(tái)、鐵圈和燒杯,還要補(bǔ)充的玻璃儀器是_。 (2)由濾液A制AlCl3溶液有途徑和兩條,你認(rèn)為合理的是_,理由是_。 (3)從濾液E中得到綠礬晶體的實(shí)驗(yàn)操作是_。,(4)寫出用濾渣F制備膽礬晶體的化學(xué)方程式_。 (5)有同學(xué)提出可將方案中最初用于溶解合金的燒堿改為鹽酸,重新設(shè)計(jì)方案,也能制得這三種物質(zhì),你認(rèn)為后

18、者的方案是否合理?_,理由是_。,答案:(1)漏斗、玻璃棒 (2)途徑因?yàn)闉V液A是NaAlO2溶液,按途徑直接向A加入鹽酸得到AlCl3中含有大量的NaCl雜質(zhì);按途徑通入C(CO2)氣體,得到DAl(OH)3沉淀,將Al(OH)3溶于鹽酸中得到的是純凈的AlCl3溶液,所以途徑更合理 (3)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,6銅及其化合物一般都具有特殊的顏色,例如Cu呈紫紅色,Cu2O呈紅色,CuO呈黑色,CuSO45H2O呈藍(lán)色等。研究性學(xué)習(xí)小組甲為檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室用H2還原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O進(jìn)行了認(rèn)真的探究。 .查閱資料:高溫灼燒CuO生成Cu2O;Cu2O在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng):Cu2O2H=CuCu2H2O。,.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案: 方案1:取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中,觀察溶液顏色變化。 方案2:取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中,觀察溶液是否呈藍(lán)色。 方案3:稱得干燥坩堝的質(zhì)量為a g,取紅色試樣置于坩堝中稱得總質(zhì)量為b g,在空氣中高溫灼燒至質(zhì)量恒定,稱得最后總質(zhì)量為c g。,(1)請(qǐng)你評(píng)價(jià)方案1

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