山东省高考化学一轮复习 第4章第3节 金属材料 复合材料课件.ppt

第第3节金属材料复合材料节金属材料复合材料 点面导图点面导图2021/8/8 星期日1考向分析考向分析本本节节高考重点考高考重点考查查：(1)铜铜及其重要化合物的性及其重要化合物的性质质；(2)金属材料和复合材料。金属材料和复合材料。高考对本节内容多以选择题的形式呈现，试题难度较小。预高考对本节内容多以选择题的形式呈现，试题难度较小。预计计2013年仍是命题的热点材料。基于此，我们在复习时应重视以年仍是命题的热点材料。基于此，我们在复习时应重视以下三点：下三点：(1)Cu及其化合物的性质；及其化合物的性质；(2)金属的冶炼和合金的性质；金属的冶炼和合金的性质；(3)与材料有关的与材料有关的STSE。2021/8/8 星期日2一、铜及其化合物一、铜及其化合物1单质铜单质铜(1)物理性质物理性质_色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性。紫红紫红2021/8/8 星期日32021/8/8 星期日42氧化铜氧化铜(1)物理性质：物理性质：_色色_状固体。状固体。(2)化学性质化学性质黑黑粉末粉末2021/8/8 星期日53氢氧化铜的重要性质氢氧化铜的重要性质(1)蓝蓝色固体，不溶于水。色固体，不溶于水。(2)氢氢氧氧化化铜铜属属于于二二元元弱弱碱碱，能能和和酸酸(如如盐盐酸酸)反反应应，化化学学方方程程式式为为：_。(3)氢氢氧化氧化铜铜不不稳稳定，受定，受热热易分解，其反易分解，其反应应的方程式的方程式为为：_。(4)氢氢氧氧化化铜铜具具有有弱弱氧氧化化性性，新新制制Cu(OH)2悬悬浊浊液液能能和和含含有有醛醛基的有机物反基的有机物反应应。Cu(OH)22HCl=CuCl22H2O2021/8/8 星期日64CuSO45H2OCuSO45H2O为为_色晶体，俗称色晶体，俗称蓝矾蓝矾、胆、胆矾矾。(1)无无水水CuSO4遇遇水水变变蓝蓝色色(生生成成CuSO45H2O)，可可作作为为_的的检验检验依据；依据；(2)CuSO4和和石石灰灰乳乳的的混混合合液液即即为为无无机机农农药药波波尔尔多多液液，是是一一种种良好的良好的杀杀菌菌剂剂，可以用来防治多种作物的病害。，可以用来防治多种作物的病害。蓝蓝水水2021/8/8 星期日71(填填一一填填)铜铜是是生生命命必必需需的的元元素素，也也是是人人类类最最早早使使用用的的金金属属之之一一，铜铜的的生生产产和和使使用用对对国国计计民民生生各各个个方方面面产产生生了了深深远远的的影影响响，请请完完成成(1)(2)题题。(1)在在西西汉汉古古籍籍中中曾曾有有记记载载：曾曾青青得得铁铁则则化化为为铜铜即即曾曾青青(CuSO4)跟跟铁铁反反应应生成生成铜铜。试试写出写出该该反反应应的化学方程式：的化学方程式：_。(2)铜铜器器表表面面有有时时会会生生成成铜铜绿绿，请请写写出出生生成成铜铜绿绿的的化化学学方方程程式式：_这这层层铜铜绿绿可可以以用用化化学学方方法法除除去去。试试写写出出除除去去铜铜绿绿而而不不损损伤伤器器物物的化学方程式：的化学方程式：_。2021/8/8 星期日8【答案】【答案】(1)FeCuSO4=FeSO4Cu(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O2021/8/8 星期日9二、金属材料二、金属材料1合金合金(1)概概念念：一一种种金金属属与与其其他他_或或非非金金属属形形成成的的具有具有_的物质。的物质。(2)特性特性熔点较各成分的熔点熔点较各成分的熔点_。合合金金比比各各成成分分金金属属具具有有更更好好的的_以以及及物物理理、化学和机械加工性能等。化学和机械加工性能等。2金属材料金属材料(1)黑色金属材料：包括黑色金属材料：包括_以及它们的合金。以及它们的合金。一种或几种金属一种或几种金属金属特性金属特性低低硬度、强度硬度、强度铁、锰、铬铁、锰、铬2021/8/8 星期日10生铁与钢生铁与钢生生铁铁钢钢主要成分主要成分FeFe含碳量含碳量2%4.3%0.03%2%硫、磷含量硫、磷含量少量少量极少或没有极少或没有硅、硅、锰锰含量含量少少适量适量2021/8/8 星期日11不不锈钢锈钢普普通通钢钢中中，加加入入铬铬、镍镍等等多多种种元元素素，使使其其具具有有_的特性。的特性。(2)有色金属材料有色金属材料除除_以以外外的的其其他他金金属属材材料料及及其其合合金金，重重要要的的有有色色金属有：金属有：镁镁、铝铝、金、金、银银、铜铜、钛钛等。等。耐腐蚀耐腐蚀黑色金属黑色金属2021/8/8 星期日122(选选一一选选)新新型型镁镁合合金金被被大大量量应应用用于于制制作作笔笔记记本本电电脑脑的的外外壳壳、竞竞赛赛自自行行车车的的框框架架等等，这这些些实实际际应应用用充充分分体体现现了了下下列列哪哪些些镁镁合金的合金的优优异性能异性能()熔熔点点低低硬硬度度大大延延展展性性好好导导电电性性强强密密度度小小(质质地地轻轻盈盈)耐腐耐腐蚀蚀ABC D【答案】【答案】D2021/8/8 星期日13三、复合材料三、复合材料1概念概念将将_性性质质不不同同的的材材料料经经特特殊殊加加工工而而制制成成的的一种新型材料。一种新型材料。2组成组成(1)基体：在复合材料中起基体：在复合材料中起_作用。作用。(2)增强体：在复合材料中起骨架作用。增强体：在复合材料中起骨架作用。两种或两种以上两种或两种以上黏结黏结2021/8/8 星期日144性能性能既保持或既保持或发发展了原来材料的展了原来材料的长处长处，又能弥，又能弥补补原材料的不足。原材料的不足。2021/8/8 星期日15【答案】【答案】(1)(2)(3)(4)2021/8/8 星期日16铜及其化合物之间的转化铜及其化合物之间的转化 2021/8/8 星期日17(1)杂铜杂铜中含有大量的有机物，可采用灼中含有大量的有机物，可采用灼烧烧的方法除去有机物，的方法除去有机物，灼灼烧时烧时将瓷坩将瓷坩埚埚置于置于_上上(用以下所用以下所给仪给仪器的器的编编号填入，号填入，下同下同)，取用坩，取用坩埚应埚应使用使用_，灼，灼烧烧后的坩后的坩埚应埚应放在放在_上，不能直接放在桌面上。上，不能直接放在桌面上。(2012长沙质检长沙质检)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：2021/8/8 星期日18实验实验所用所用仪仪器：器：a蒸蒸发发皿皿b石棉网石棉网c泥三角泥三角d表面皿表面皿 e坩坩埚钳埚钳 f试试管管夹夹(2)杂杂铜铜经经灼灼烧烧后后得得到到的的产产物物是是氧氧化化铜铜及及少少量量铜铜的的混混合合物物，用用以以 制制 取取 胆胆 矾矾。灼灼 烧烧 后后 含含 有有 少少 量量 铜铜 的的 可可 能能 原原 因因 是是_。a灼灼烧过烧过程中部分氧化程中部分氧化铜铜被被还还原原b灼灼烧烧不充分不充分铜铜未被完全氧化未被完全氧化c氧化氧化铜铜在加在加热过热过程中分解生成程中分解生成铜铜d该该条件下条件下铜铜无法被氧气氧化无法被氧气氧化(3)通通过过途途径径实实现现用用粗粗制制氧氧化化铜铜制制取取胆胆矾矾，必必须须进进行行的的实实验验操操作作步步骤骤：酸酸溶溶、加加热热通通氧氧气气、过过滤滤、_、冷冷却却结结晶晶、_、自然干燥。、自然干燥。2021/8/8 星期日19(4)由由粗粗制制氧氧化化铜铜通通过过两两种种途途径径制制取取胆胆矾矾，与与途途径径相相比比，途途径径有明有明显显的两个的两个优优点是：点是：_。(5)在在测测定定所所得得胆胆矾矾(CuSO4xH2O)中中结结晶晶水水x值值的的实实验验过过程程中中，称量操作至少称量操作至少进进行行_次。次。(6)若若测测定定结结果果x值值偏高，可能的原因是偏高，可能的原因是_。a加加热热温度温度过过高高b胆胆矾矾晶体的晶体的颗颗粒粒较较大大c加加热热后放在空气中冷却后放在空气中冷却d胆胆矾矾晶体部分晶体部分风风化化2021/8/8 星期日20【精精讲讲精精析析】(1)因因坩坩埚埚加加热热时时温温度度较较高高，应应放放在在泥泥三三角角上上进进行行加加热热，且且取取用用坩坩埚埚时时要要用用坩坩埚埚钳钳，为为防防止止坩坩埚埚炸炸裂裂和和烧烧坏坏桌桌面面，灼灼烧烧后后的的坩坩埚埚要要在在石石棉棉网网上上冷冷却却，不不能能直直接接放放在在桌桌面上。面上。(2)灼灼烧烧后后产产物物中中含含有有少少量量铜铜其其原原因因可可能能是是灼灼烧烧不不充充分分，铜铜未未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利利用用途途径径制制取取胆胆矾矾时时，必必须须先先加加酸酸将将氧氧化化铜铜溶溶解解，加加热热通通氧氧气气将将Cu氧氧化化，过过滤滤除除去去粗粗制制氧氧化化铜铜中中的的不不溶溶物物杂杂质质后后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥。然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥。2021/8/8 星期日21【答案】【答案】(1)ceb(2)ab(3)蒸发过滤蒸发过滤(4)产产生生等等量量胆胆矾矾途途径径消消耗耗硫硫酸酸少少；途途径径不不会会产产生生污污染染大大气气的气体的气体(5)4(6)a2021/8/8 星期日222021/8/8 星期日231铜铜锈锈是是一一种种绿绿色色化化合合物物，它它的的成成分分为为碱碱式式碳碳酸酸铜铜，兼兼有有氢氢氧氧化化铜铜和和碳碳酸酸铜铜的的性性质质。试试推推测测：铜铜锈锈在在高高温温灼灼烧烧条条件件下下充充分分反反应后的固体物质是应后的固体物质是()A黑色的氧化铜黑色的氧化铜B红色的氧化亚铜红色的氧化亚铜C蓝色的氢氧化铜和碳酸铜蓝色的氢氧化铜和碳酸铜D黑色的氧化亚铜黑色的氧化亚铜【答案】【答案】B2021/8/8 星期日24金属的冶炼与铝热反应金属的冶炼与铝热反应 2021/8/8 星期日252021/8/8 星期日26 实实验验室室将将9 g铝铝粉粉跟跟一一定定量量的的金金属属氧氧化化物物粉粉末末混混合合形形成成铝铝热热剂剂。发发生生铝铝热热反反应应之之后后，所所得得固固体体中中含含金金属属单单质质为为18 g，则则该氧化物粉末可能是该氧化物粉末可能是()AFe2O3和和MnO2BMnO2和和V2O5CCr2O3和和V2O5 DFe3O4和和FeO2021/8/8 星期日27【答案】【答案】AD2021/8/8 星期日282021/8/8 星期日29【解解析析】金金属属冶冶炼炼的的方方法法很很多多，由由于于金金属属离离子子得得到到电电子子的的能能力力不不同同，因因此此必必须须采采取取不不同同的的冶冶炼炼方方法法。在在金金属属活活动动性性顺顺序序表表中中，位位于于氢氢后后面面的的金金属属(Hg、Ag等等)的的氧氧化化物物受受热热就就能能分分解解得得到到单单质质；位位于于前前面面的的几几种种金金属属(如如K、Na、Ca、Al等等)的的还还原原性性太太强强，这这些些金金属属都都很很容容易易失失去去电电子子，只只能能用用通通电电电电解解其其熔熔融融盐盐或或氧氧化化物物的的方法冶炼。方法冶炼。【答案】【答案】B 2021/8/8 星期日30热点探究热点探究探究探究H2还原还原CuO所得红色固体的成分所得红色固体的成分 铜铜及及其其化化合合物物一一般般都都具具有有特特殊殊的的颜颜色色，如如Cu、Cu2O呈呈红红色色，CuO呈呈黑黑色色，CuSO45H2O、Cu(OH)2呈呈蓝蓝色色，Cu2(OH)2CO3呈呈绿绿色色等等。在在铜铜及及其其化化合合物物中中，Cu2O和和铜铜绿绿Cu2(OH)2CO3是是重重点点内内容容，试试题题中中除除以以信信息息题题的的形形式式出出现现外外，还还常常设设置置探探究究性题。性题。研研究究性性学学习习小小组组为为检检测测实实验验室室用用H2还还原原CuO所所得得红红色色固固体体中中是否含有是否含有Cu2O进行了探究：进行了探究：.查查阅阅资资料料：Cu2O属属于于碱碱性性氧氧化化物物；高高温温灼灼烧烧CuO生生成成Cu2O；Cu2O在在酸酸性性条条件件下下能能发发生生下下列列反反应应：Cu2O2H=CuCu2H2O。2021/8/8 星期日31.设计实验设计实验方案：方案：方方案案1：取取该该红红色色试试样样溶溶于于足足量量的的稀稀硝硝酸酸中中，观观察察溶溶液液颜颜色色变变化。化。方方案案2：取取该该红红色色试试样样溶溶于于足足量量的的稀稀硫硫酸酸中中，观观察察溶溶液液是是否否呈呈蓝蓝色。色。方方案案3：称称得得干干燥燥坩坩埚埚的的质质量量为为a g，取取红红色色试试样样置置于于坩坩埚埚中中称称得得总总质质量量为为b g，在在空空气气中中高高温温灼灼烧烧至至质质量量恒恒定定，称称得得最最后后总总质质量量为为c g。(1)请请你你评评价价方方案案1和和方方案案2。如如果果你你认认为为该该方方案案合合理理，请请简简述述其其化化学学原原理理；如如果果你你认认为为该该方方案案不不合合理理，请请简简述述原因。原因。方案方案1：_。2021/8/8 星期日32方案方案2：_。(2)方方案案3中中，若若确确认认红红色色粉粉末末中中含含有有Cu2O，则则a、b、c应应符符合合的的数数学学关关系系为为_，该该实实验验方方案案最最少少得得进进行行_ 次次称量。称量。2021/8/8 星期日33【答答案案】(1)不不合合理理，因因为为铜铜和和氧氧化化亚亚铜铜均均可可与与稀稀硝硝酸酸反反应应形形成成蓝色溶液蓝色溶液合合理理，因因为为氧氧化化亚亚铜铜与与稀稀硫硫酸酸反反应应生生成成Cu和和Cu2，导导致致溶溶液液呈呈蓝蓝色，而铜不与稀硫酸反应色，而铜不与稀硫酸反应(2)c(9ba)/84 2021/8/8 星期日34高考题组一金属材料与金属冶炼高考题组一金属材料与金属冶炼1判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确(正确的打正确的打“”，错误的打，错误的打“”)(1)电电解解AlCl3、FeCl3、CuCl2的的混混合合溶溶液液时时阴阴极极上上依依次次析析出出Cu、Fe、Al(2010山东高考山东高考)()(2)电解熔融氯化镁制取金属镁电解熔融氯化镁制取金属镁(2010上海高考上海高考)()(3)电电解解饱饱和和氯氯化化镁镁溶溶液液，可可制制得得金金属属镁镁(2009上上海海高高考考)()(4)目前我国流通的硬币是由合金材料制造的目前我国流通的硬币是由合金材料制造的(2009广东理基广东理基)()2021/8/8 星期日35(5)生生铁铁、普普通通钢钢和和不不锈锈钢钢中中的的碳碳含含量量依依次次增增加加(2009广广东东理理基基)()【答案】【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2021/8/8 星期日36高考题组二铜及其化合物高考题组二铜及其化合物2(高考组合题高考组合题)下列说法是否正确？下列说法是否正确？(填填“”或或“”)(1)Cu单单质质放放置置在在空空气气中中生生成成氧氧化化物物，且且其其氧氧化化物物为为碱碱性性氧氧化化物物(2011山山东东高高考考)()(2)制制备备CuCl2可可采采用用将将CuCl2溶溶液液蒸蒸干干的的方方法法(2011山山东东高高考考)()(3)FeCl3能能利利用用置置换换反反应应得得到到CuCl2(2011福福建建高高考考)()(4)Cu的的金金属属活活泼泼性性比比铁铁的的弱弱，可可在在海海轮轮外外壳壳上上装装若若干干铜铜块块以以减减缓缓其其腐腐蚀蚀(2011江江苏苏高高考考)()(5)FeCl3溶液与溶液与Cu的反应离子方程式为的反应离子方程式为CuFe3=Cu2Fe2(2011江江苏苏高高考考)()【答案】【答案】(1)(2)(3)(4)(5)2021/8/8 星期日373(2011海海南南高高考考)铜铜是是重重要要金金属属，Cu的的化化合合物物在在科科学学研研究究和和工工业业生生产产中中具具有有许许多多用用途途，如如CuSO4溶溶液液常常用用作作电电解解液液、电电镀镀液等。液等。请请回答以下回答以下问题问题：(1)CuSO4可可由由金金属属铜铜与与浓浓硫硫酸酸反反应应制制备备，该该反反应应的的化化学学方方程程式式为为_；(2)CuSO4粉粉末末常常用用来来检检验验一一些些有有机机物物中中的的微微量量水水分分，其其原原因因是是_。【解解析析】(2)CuSO4易易与与水水结结合合生生成成蓝蓝色色的的CuSO45H2O晶晶体体，白色粉末变成蓝色晶体，反应现象明显。白色粉末变成蓝色晶体，反应现象明显。2021/8/8 星期日382021/8/8 星期日394(2011江江苏苏高高考考)Mg2Cu是是一一种种储储氢氢合合金金。350 时时，Mg2Cu与与H2反反应应，生生成成MgCu2和和仅仅含含一一种种金金属属元元素素的的氢氢化化物物(其其中中氢氢的的质质量量分分数数为为0.077)。Mg2Cu与与H2反反应应的的化化学学方方程程式式为为_。【解解析析】根根据据原原子子守守恒恒和和金金属属元元素素氢氢化化物物中中氢氢的的质质量量分分数数为为0.077可判断，该金属元素的氢化物为可判断，该金属元素的氢化物为MgH2。2021/8/8 星期日40根据根据题题意完成下列填空：意完成下列填空：(1)向向含含铜铜粉粉的的稀稀硫硫酸酸中中滴滴加加浓浓硝硝酸酸，在在铜铜粉粉溶溶解解时时可可以以观观察察到的到的实验现实验现象：象：_、_。5(2011上海高考上海高考)CuSO45H2O是铜的重要化合物，有着广是铜的重要化合物，有着广泛的应用。以下是泛的应用。以下是CuSO45H2O的实验室制备流程图。的实验室制备流程图。2021/8/8 星期日41(2)如如果果铜铜粉粉、硫硫酸酸及及硝硝酸酸都都比比较较纯纯净净，则则制制得得的的CuSO45H2O中中可可能能存存在在的的杂杂质质是是_，除除去去这这种种杂杂质质的的实实验验操操作作称称为为_。(3)已知：已知：CuSO42NaOH=Cu(OH)2Na2SO4称称取取0.100 0 g提提纯纯后后的的CuSO45H2O试试样样于于锥锥形形瓶瓶中中，加加入入0.100 0 molL1氢氢氧氧化化钠钠溶溶液液28.00 mL，反反应应完完全全后后，过过量量的的氢氢氧氧化化钠钠用用0.100 0 molL1盐盐酸酸滴滴定定至至终终点点，耗耗用用盐盐酸酸20.16 mL，则则0.100 0 g该试样该试样中含中含CuSO45H2O_g。(4)如果采用重量法如果采用重量法测测定定CuSO45H2O的含量，完成下列步的含量，完成下列步骤骤：_，加加水水溶溶解解，加加氯氯化化钡钡溶溶液液，沉沉淀淀，过过滤滤(其余步其余步骤骤省略省略)在在过滤过滤前，需要前，需要检验检验是否沉淀完全，其操作是是否沉淀完全，其操作是_。2021/8/8 星期日42【答案】【答案】(1)溶液呈蓝色有红棕色气体产生溶液呈蓝色有红棕色气体产生(2)Cu(NO3)2重结晶重结晶(3)0.098 0(4)称取样品取少量上层清液于小试管中，在上层清液中继称取样品取少量上层清液于小试管中，在上层清液中继续加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生续加氯化钡溶液，观察有无沉淀产生 2021/8/8 星期日43课时知能训练课时知能训练2021/8/8 星期日442021/8/8 星期日452021/8/8 星期日46