2023高考化学一轮复习教参+练案+课件第8讲　用途广泛的金属材料　铝、铜及其重要化合物

单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版文本样式第二级第三级第四级第五级2022-3-21�›第三章金属及其化合物第8讲用途广泛的金属材料 铝、铜及其重要化合物备考导航核心素养1．能说明常见金属元素及其化合物的应用(如金属冶炼等)、对社会的价值、对环境的影响。2．了解铝、铜及其重要化合物的性质及应用。3．了解常见金属的活泼性顺序和常见金属的制备方法。1．宏观辨识与微观探析：认识铝与强酸、强碱的反应及其化合物的两性，理解铝及其化合物的性质。2．证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材料性质提出可能的假设，通过分析推理加以证实，能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。3．科学探究与创新意识：能对金属的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。考点一考点二考点三考点一1．合金必备知识·梳理夯实考点一 金属材料与金属矿物的开发和利用①合金是混合物，合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质不变。②并非所有的金属都能相互形成合金，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。特别提醒2．常见金属材料(1)分类(2)常见合金材料③铝合金：密度______，强度高，塑性好、易于加工。具有较强的抗腐蚀能力，应用于建筑业、容器、包装业、交通运输业等。小 3．金属矿物开发利用的方法(1)金属在自然界中的存在化合 游离 Mn＋＋ne－═══M (4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)由于金属的化学活动性不同，金属离子得电子还原成金属原子的能力不同。必须采用不同的冶炼方法。常用方法如下：特别提醒(5)铝热反应实验现象①镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发出耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为_____________________________原理应用①制取熔点较高、活泼性______于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等。②金属焊接，如野外焊接________等弱 钢轨 铝热反应的三个注意事项①铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。②铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。Mg条、KClO3的作用是产生高温，引发铝热反应。③铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。特别提醒1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)任何金属之间都能形成合金。 ( )(2)钢与纯铁比较，钢不易生锈。 ( )(3)不锈钢、硬铝都是合金，青铜是铜单质，不属于合金。 ( )(4)高温铝易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼。 ( )× × × √ (5)镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料。 ( )[提示] 镧镍合金可作储氢材料。(6)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。 ( )(7)冶炼铝和钠都可以用电解法。 ( )(8)所有的金属氧化物都能和铝发生铝热反应。 ( )(9)用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。 ( )√ √ √ × √ (10)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al。 ( )(11)火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属。 ( )(12)可以用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛来制取单质钛。 ( )(13)金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来。 ( )(14)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应。 ( )× √ × × √ (15)工业上金属Al是用电解熔融的氯化物制得的。 ( )(16)金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属。 ( )(17)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。 ( )[提示] 人类历史上使用铝的时间比铁晚，是由于铝的活泼性大于铁。× × × 2．冶炼金属常用以下几种方法：①热分解法 ②以活泼金属Na、Mg等作为还原剂 ③以C、CO或H2作为还原剂 ④电解法 ⑤利用铝热反应原理还原下列金属各采用哪种方法冶炼最佳(用上述方法的序号填空)。(1)Fe、Zn、Cu等中等活泼金属______。(2)Na、Mg、Al等活泼或较活泼金属______。(3)Hg、Ag等不活泼金属______。(4)V、Cr、Mn、W等高熔点金属______。③ ④ ① ⑤ 3．深度思考：(1)下表中是四种金属的熔、沸点数据：①根据表中数据，归纳两种金属不能形成合金的有哪些组合？②概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。金属NaAlCuFe熔点/℃97.8166010381535沸点/℃883246725672750[提示] ①Na—Cu，Na—Fe②要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点。(2)明代《天工开物》记载“火法”冶炼锌：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷淀，毁罐取出……即倭铅也”(注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，泥罐中掺有煤炭)①倭铅是指金属锌和铅的混合物吗？②冶炼Zn的化学方程式是什么？③该冶炼锌的方法属于哪种方法？微考点1 合金及金属材料 (1)(2022·山东滨州高三检测)下列对合金的说法正确的是 ( )A．合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素B．合金中的金属元素以化合物的形式存在C．合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物D．合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属考点突破·训练提升典例1D [解析] 合金是由两种或两种以上金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质，A错误；合金中的金属以单质的形式存在，属于混合物，选项B、C错误。(2)(2022·河南郑州高三检测)金属钾和金属钠的金属性相近，但K比Na略强，当利用金属钠与KCl共熔制金属钾时，发现钾与钠的共熔体难以分离，如调整温度到一定程度，则可利用钠与KCl反应制取K，下面是四种物质的熔沸点： KNaKClNaCl熔点/℃63.697.8770801沸点/℃774882.915001413根据平衡移动原理，可推知用Na和KCl反应制取金属钾的适宜温度是 ( )A．低于770℃ B．850℃C．高于882.9℃ D．1413～1500℃[解析] 在金属活动性顺序中，Na虽然排在K的后面，但从表中提供的数据可知，钾的熔点和沸点都比钠低，当钠与KCl混合加热熔化后，温度升高到774℃以上，钾变成蒸气逸出，平衡右移，但温度不得高于882.9℃，所以B项正确。B 〔对点集训1〕 (1)(2022·福建莆田第七中学期中)明末科学家宋应星出版的《天工开物》中记载了有关“五金”的内容：“……黄金美者，其值去黑铁(生铁)一万六千倍，然使釜、鬵(xín，一种炊具)、斤(这里指菜刀、镰刀、锄头等)、斧不呈效于日用之间……贸迁有无，……”下列解释正确的是 ( )A．明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于青铜合金B．添加了铬、镍的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养，也不会生锈C．金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段D．黑铁在空气中发生的腐蚀主要是化学腐蚀C [解析] 明代使用的釜、鬵都属于铁合金，故A错误；不锈钢制作就是在普通钢中添加铬、镍等元素改变了钢铁内部结构，不锈钢不容易生锈；家里用的农具是铁合金，如果没及时洗干净后晾干，铁能与氧气、水分同时接触，容易发生电化学腐蚀而生锈，故B错误；金属可以用来铸成钱币作为贸易交往中的流通手段，故C正确；生铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，故D错误。A [解析] A项，铜鼎是由铜合金制成的，正确；B项，陶灶的主要成分是硅酸盐和二氧化硅，不正确；C项，玛瑙的主要成分是二氧化硅，不正确；D项，玉的主要成分有的是二氧化硅、有的是三氧化二铝等，不正确。(3)(2022·山东滨州高三检测)某课外活动小组，收集了一种合金进行研究(已知Cu的焰色反应为绿色)。①外观暗灰色，表面光滑；②在酒精灯上灼烧，火焰呈绿色；合金片熔化，但不滴落；③取刮去表皮的金属10.0g，放入足量稀硫酸溶液中，收集到标准状况下的H29.96L；④另取刮去表皮的金属10.0g，放入足量NaOH溶液中，也收集到标准状况下的H29.96L。试据此判断，合金中一定含有的元素是__________(写元素符号)；下列元素可能含有的是_____(填选项编号)。a．Ag b．Mg c．Pb d．Fe如果该合金中，只含两种元素，它们的质量比是__________________________。Cu、Al a m(Al)∶m(Cu)＝4∶1 合金的性能、组成小结萃取精华1①构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。②常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。③合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。定量测定合金组成的方法2微考点2 金属矿物的开发与利用 (1)(2022·河北邢台月考)古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是 ( )A．用焦炭热还原SnO2可得到SnB．用H2还原Fe2O3可得到FeC．Cu2S与过量O2共热产物中只含CuD．Ag2O直接热分解可得到AgC 典例2[解析] 根据金属活泼性顺序可知，可以用热还原法冶炼Sn，因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活泼性顺序可知，也可以用热还原法冶炼Fe，因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。(2)(2022·经典习题汇编)下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的 ( )D 选项金属存在形式冶炼方法A铜化合态铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼[解析] 铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜，故A项正确，不符合题意；银可以通过加热分解氧化银的方法制得，故B项正确，不符合题意；铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁，故C项正确，不符合题意；一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2，故D项错误，符合题意。电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，而不是盐溶液。铜除了用热还原法冶炼外，还可以用湿法炼铜或电解法进行冶炼。冶炼Mg时一般是电解熔融的MgCl2，不能电解MgO(熔点太高)。冶炼Al时一般是电解熔融的Al2O3，不能电解熔融的AlCl3(共价化合物，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。萃取精华1234〔对点集训2〕 (1)(2022·河北衡水高三检测)《五金·铁》中记载：“若造熟铁，则生铁流出时，相连数尺内，低下数寸，筑一方塘，短墙抵之。其铁流入塘内，数人执柳木排立墙上……众人柳棍疾搅，即时炒成熟铁。”以下说法不正确的是 ( )A．金属冶炼方法由金属活泼性决定B．熟铁比生铁质地更硬，延展性稍差C．炒铁是为了降低铁水中的含碳量D．该法与近代往生铁水中吹空气炼钢异曲同工B [解析] 活泼性不同的金属，其冶炼方法不同，即金属冶炼方法由金属活泼性决定，故A正确；熟铁比生铁质地更软，且延展性更好，故B错误；炒铁过程中降低了铁水中的含碳量，从而将生铁转化成熟铁，故C正确；该冶炼方法和近代往生铁水中吹空气炼钢，都是利用空气中