《初升高衔接教材初高中化学衔接暑期教程》专题33 用途广泛的金属材料.docx

1、初升高衔接教材初高中化学衔接暑期教程专题33 用途广泛的金属材料目标导学1以钢铁、铜合金为例，认识合金的性能及合金材料在生活中的应用.2学会正确选用金属材料的方法温故知新物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：导热性、导电性、还原性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上对应的序号。（1）用铝定制成包装用的铝箔 ；（2）用铝制成的高压铝锅 ；（3）用铁粉回收照相业废液中的银 ；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆 。 知识精讲一、常见的合金1合金： （1）概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。（2）性能：合金具有不同于各

2、成分金属的物理、化学性能或机械性能。良好的物理、化学或机械性能；熔点：一般比它的各成分金属的低；硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。2常见的合金（1）铜合金：青铜：最早的合金，Cu、Sn、Pb，硬而脆，强度大，古人用来制刀具、祭器、酒具等。铜合金 黄铜：Cu、Zn(少量Sn、Pb、Al等)，硬度较青铜差，耐磨、耐腐蚀，可塑性强，主要用作饰品、制耐压设备等。白铜：Cu、Ni、Zn少量的Mn，常用酒具、饰品等。（2）钢：低碳钢：Fe、C(低于0.3%),韧性、焊接性好，强度低，制钢板、钢丝、钢管等。碳素钢 中碳钢：Fe、C(0.3%0.6%)，强度高，韧性及加工性好，制钢轨、车轮和建材等。钢 高

3、碳钢：Fe、C(高于0.6%)，硬而脆，热处理后弹性好，制器械、弹簧、刀具。锰钢：Fe、Mn，韧性好，强度大，钢轨、轴承、钢磨、坦克装甲。合金钢 硅钢：Fe、Si，导磁性好，变压器、发电机和电动机中的铁芯。不锈钢：Fe、Cr、Ni,抗腐蚀性好，医疗器械、炊具、反应釡、容器。二、正确选用金属材料1金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。 2我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需要我们每个人都必须付出努力的。3常见金属材料铝合金：含有10%30%

4、的镁，强度和硬度都比纯铝和纯镁大，火箭、飞机、轮船等制造业。硬铝：含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%，强度和硬度都比纯铝大，火箭、飞机、轮船等制造业。钛合金：含铝6%、钒4%，耐高温、耐腐蚀、高强度，用于宇航、飞机、造船、化学工业。实验探究例铜器久置，表面会生成一层绿色固体，为了解铜在空气中的腐蚀情况，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，猜想该绿色物质可能是铜的碳酸盐。该小组同学利用下图装置进行实验(部分夹持仪器略)。对试管内的绿色固体进行加热，至完全分解，观察到A装置中绿色固体逐渐变成黑色，B装置中无水硫酸铜变成蓝色，C装置中澄清石灰水变浑浊。取少量加

5、热后生成的黑色固体于试管中，加入稀硫酸，观察到黑色固体逐渐溶解，溶液变成蓝色。取少量上述蓝色溶液于试管中，浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。请回答下列问题：（1）绿色固体中含有的元素是 。（2）加热后试管中剩余的黑色物质是 。（3）假设该绿色物质是一种纯净物，则其化学式可能是 ，加热分解的化学方程式为 。（4）上述实验步骤中的反应的离子方程式为 。（5）实验装置最后的干燥管的作用是 。（6）如果将B、C两装置对调，能否达到实验目的 (填“能”或“不能”)，为什么？ 。思维训练 1.基础练习:思维的准确性训练(Accuracy of thinking training) 1下列关

6、于金属元素的叙述正确的是 ()A金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性B金属元素的单质在常温下均为固体C金属元素在不同化合物中化合价均相同D大多数金属元素的单质为电的良导体2下列物质中，不属于合金的是 ()A硬铝 B黄铜 C钢铁 D水银3下列物质中，可称为合金的是 ()A钠和氯气熔合而成的物质 B铝粉和铁粉的混合物C铁的表面镀上了锌 D铁和少量石墨熔合而成的物质4关于合金性质的说法中，错误的是 ()A多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同D合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同5下列说法不正

7、确的是 ()A青铜是我国使用最早的合金 B生铁是合金，钢是纯铁C生铁的熔点比纯铁低 D合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大思维的敏捷性训练(Thinking agility training) 1我国在春秋战国时期就懂得将白口铁（含碳量2）经淬火热处理得到相当于铸钢的器物（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早近两千年；白口铁淬火热处理的主要作用是 ()A除硫、磷杂质 B适当降低了含碳量C掺进合金元素 D改善表面的结构性质2制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2。向盛氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现的是 (

8、)A烧杯中有铜无铁 B烧杯中有铁无铜C烧杯中铁、铜都有 D烧杯中铁、铜都无3下列适合于制作不锈钢用具的铁合金是 ()A低碳钢 B中碳钢 C高碳钢 D合金钢4两种1价金属形成的合金7.8 g，与足量水反应后生成0.2 g氢气，此合金可能是 ()ALiNa合金 BNaK合金 CLiK合金 DLiRb合金5汞合金是目前使用较多的补牙材料。英国新科学家杂志发表了一篇文章，对汞合金补牙材料的安全性提出了质疑。汞合金补牙材料中除了水银外，还含有锌、锡、铜等金属。下列有关汞合金的说法不正确的是 ()A汞合金是一种具有金属特性的物质 B汞合金的强度和硬度比锡的大C汞合金的熔点比汞的低 D汞合金的毒性远低于汞的

9、毒性思维的广阔性训练(Width of thinking training) 1用于飞机制造业的重要材料是 ()AMgAl合金 BCuSn合金 CAlSi合金 D不锈钢2下列说法中正确的是 ()A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B金、银、铜是应用最广泛的金属材料C钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D铜是导电性、导热性最好的有色金属3纯铁的熔点为1535，而高炉中炼铁时生铁（含碳量较高的铁的合金）在1200左右就熔化了，这是因为 ()A铁的纯度越高熔点越低 B合金的熔点比其成分物质的熔点高C因为形成了铁碳合金，所以熔点变低 D在高炉中熔化的过程中发生了化学反应4钛和钛的合金被誉为

10、“21世纪最有发展前景的金属材料”，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体器官具有很好的“生物相容性”。关于钛和钛的合金的用途中，不切合实际的是 ()A用来作保险丝 B用于制造航天飞机C用来制造人造骨 D用于家庭装修，作钛合金装饰门5下列说法正确的是 ()A所有的不锈钢都只含有金属元素 B我国流通的硬币材质是金属单质C广东打捞出的明代沉船上存在大量铝制餐具 D镁合金的硬度和强度均高于纯镁思维的灵活性训练(Flexibility of thinking training) 1将10 g铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4

11、 g。则此铁碳合金是 ()A生铁 B高碳钢 C中碳钢 D低碳钢2不锈钢餐具光亮如新，长期使用不会生锈，原因是炼钢过程中加入了下列物质中的 ()A铬、锰 B铬、铁 C铬、镍 D铬、碳3下列有关厨房中铝制品使用合理的是 ()A盛放食醋 B烧煮开水 C用碱水洗涤 D用金属丝擦洗表面的污垢4铁和铁合金是生活中常见的材料，下列说法正确的是 ()A铁与盐酸反应，铁合金不与盐酸反应 B一定条件下，铁粉可与水蒸气反应C不锈钢是铁合金，只含金属元素 D纯铁的硬度和熔点均高于铁合金5金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是 ()A合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B工业上金

12、属Mg、Cu都是用热还原法制得的C金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子D越活泼的金属越难冶炼2.能力拓展思维的批判性训练(Critical thinking training) 1下列关于镁、铝的叙述中不正确的是 ()A铝是较活泼的金属，能跟盐酸、稀硫酸、氢氧化钠溶液反应放出氢气B镁铝合金的强度和硬度都比纯铝和纯镁大C在高温下，可以用铝制的容器装运浓硫酸或浓硝酸D常温下，铝能和空气里的氧气反应生成一层致密的氧化膜，从而失去光泽2放在手心就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2403 ，更奇妙的是镓熔化后在120 仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应，但能溶于强酸和强碱；与其他金属熔合可改

13、善合金性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的性质和用途的叙述错误的是 ()A镓的熔点高 B镓的性质与铝类似C镓能够与盐酸反应生成气体 D镓可与多种金属形成合金3拟晶(Al65Cu23Fe12)是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质，具有合金的某些优良物理性能。下列有关该拟晶的说法错误的是 ()AAl65Cu23Fe12的硬度比金属Al、Cu、Fe的大 BAl65Cu23Fe12中三种金属的化合价均可视作0CAl65Cu23Fe12不可用作长期浸泡在海水中的材料D1 mol Al65Cu23Fe12溶于过量的盐酸时共失去265 mol电子4用铜锌合金制成的黄铜制

14、品常被误认为是黄金，下列方法中不能区分其真伪的是 ()A观察外观 B放入盐酸中 C测定密度 D高温灼烧5碲锌镉(TeZnCd)晶体可以用于制造红外探测器的基础材料，下列有关它的叙述中不正确的是 ()A它是由Te、Zn、Cd按一定比例混合而成的，无固定的熔沸点B它易导电、导热，具有延展性C它的熔沸点比Zn的低D它的硬度和强度比Cd的大思维的深刻性训练(Thinking profundity training) 1流失海外的圆明园兽首鼠首和兔首铜像被中国商人拍得，普通铜器时间长容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3。这两件1760年铜铸的国宝在240年后看上去依然熠熠生辉，最可能的原因是

15、 ()A它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金B环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去C铜的金属活动性比较差，因此不易被氧化D它们是含有一定比例金、银、锡、锌等金属的铜合金2工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金。这是制取合金的常用方法之一。根据下表数据判断，不宜用上述方法制取合金的是 ()金属NaAlCuFe熔点()97.816601 0831 535沸点()8832 2002 5953 000AFeCu合金 BCuAl合金 CAlNa合金 DCuNa合金3铝合金在日常生活、建筑装潢、航空航天和汽车制造等方面均有着广泛

16、的用途。下列关于铝合金具有广泛用途的分析不正确的是 ()A铝元素在地壳中的含量高，储量丰富 B铝容易形成致密的氧化膜，抗腐蚀性能好C铝化学性质稳定，常温下不与任何酸碱反应 D铝的冶炼技术基本成熟，可以大量生产4制造货币，应该根据下列哪些性质而选材 ()A从化学性质来看，金属材料化学性质应稳定B从物理性质来看，金属材料应有较低的熔点C从物理性质来看，金属材料应对强度、硬度无要求D制造货币的金属本身的价值应高于货币的面值5单质钛的机械强度高，抗腐蚀能力强，有“未来金属”之称工业上常用硫酸分解钛铁矿(FeTiO3)的方法来制取TiO2，再由TiO2制金属钛，主要反应有(未注明反应条件)：FeTiO3

17、3H2SO4=Ti(SO4)2FeSO43H2O ；Ti(SO4)23H2O=H2TiO32H2SO4；H2TiO3=TiO2H2O；TiO22C2Cl2=TiCl42CO；TiCl42Mg=2MgCl2Ti下列叙述不正确的是 ()A反应是非氧化还原反应 B反应是置换反应C反应中TiO2是氧化剂 D反应表现了金属镁的还原性比金属钛强思维的逻辑性训练(Logical thinking training) 1某金属与盐酸反应时，生成H2的质量与消耗金属质量的关系如下图所示，此金属可能是 ()A纯锌 B纯铁 C镁铝合金 D铜铁合金2将一定量的某MgAl合金放入足量稀盐酸中，生成H2的体积在标准状况下

18、是2240 mL；相同量的该MgAl合金放入足量的NaOH溶液中，生成H2的体积在标准状况下是2016 mL，则该合金中Mg、Al的质量之比是 ()A11 B61 C16 D4273所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物，下表为四种金属的熔、沸点：NaCuAlFe熔点()97.510836601535沸点()883259522003000根据以上数据判断其中不能形成合金的是 ()ACu和Al BFe和Cu CFe和Na DAl和Na4下列叙述正确的是 ()A镁铝合金的抗腐蚀能力强，不与稀硫酸反应BNa的金属活动性比Mg的强，故可用Na与MgCl2溶液反应制Mg

19、C钠可与冷水剧烈反应，而镁与热水才能反应，说明钠比镁活泼DFe在Cl2中燃烧生成FeCl3，故在与其他非金属反应的产物中，Fe也显3价5某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数：下列说法中不正确的是 ()A合金的熔点比其成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性B铜银都能与稀硝酸反应，收集到的VL气体一定全为NOC操作是过滤，操作是洗涤，操作是烘干D根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数思维的独创性训练(Originality of thinking training) 1合金有许多特点，如NaK合金为液体，而Na和K的单质均为固体。据此，试推测：生铁、纯铁、碳三种

20、物质中，熔点最低的是 ()A纯铁 B生铁 C碳 D无法确定2我国在春秋战国时期，就懂得将白铁淬火处理得到相当于铸钢的物品(如锋利的宝剑)，这一技术要比欧洲早近两千年，那么白铁淬火处理的主要作用是 ()A除硫、磷等杂质 B适当降低含碳量 C渗进合金元素 D改善表面的结构性质3金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命大为降低。因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。下面对金属及其制品的防护措施中错误的是 ()A铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存B通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜C对于易生锈的铁制品（如防护网）要定期

21、涂刷防护漆D把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢4化学在生产和日常生活中有着重要的应用，下列说法不正确的是 ()A氧化镁用作耐火材料BNa2O常用于潜水艇或呼吸面具的供氧剂C明矾溶于水形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化DFeCl3溶液可用于刻制印刷铜电路板5我国人民早在商代就已掌握青铜(铜、锡、铅合金)冶铸技术。在商代首都河南安阳，曾经出土多处炼铜遗址和大量青铜器件，其中有一件司母戊大鼎，高133 cm、长110 cm、宽78 cm，重875 kg，是迄今为止被发现的我国古代青铜器中最壮观的一件珍品。下列有关说法不正确的是 ()A铜是人类历史上使用最早的金属材料B青

22、铜合金具有比铜单质更好的机械性能C青铜不易生锈是因为铜的性质不活泼D铜被最早使用是因为铜的性质不活泼，易冶炼知识拓展第三章金属及其化合物对比总结一、金属的物理通性：常温下，金属一般为银白色晶体（汞常温下为液体），具有良好的导电性、导热性、延展性。二、金属的化学性质：多数金属的化学性质比较活泼，具有较强的还原性，在自然界多数以化合态形式存在。物质NaAlFe保存煤油（或石蜡油）中直接在试剂瓶中即可直接在试剂瓶中化性常温下氧化成Na2O：4Na+O2=2Na2O点燃生成Na2O22Na+O2Na2O2常温下生成致密氧化膜：4Al+3O2=2Al2O3致密氧化膜使铝耐腐蚀。纯氧中可燃，生成氧化铝：4

23、Al+3O2Al2O3潮湿空气中易受腐蚀：铁锈：主要成分Fe2O3纯氧中点燃生成：3Fe+2O2 Fe3O4与 O2与Cl22Na+Cl22NaCl2Al+3Cl22AlCl32Fe+3Cl2 2FeCl3与S常温下即可反应：2Na+S=Na2S加热时才能反应：2Al + 3SAl2S3加热只能生成亚铁盐：Fe + S FeS与水常温与冷水剧烈反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2去膜后与热水反应：2Al+6H2O2Al(OH)3+3H2常温下纯铁不与水反应。加热时才与水蒸气反应：3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2与 酸溶 液2Na+2HCl=2NaCl+H22Al+6HCl=2Al

24、Cl3+ 3H2Fe+2HCl=FeCl2+H2与 碱溶 液2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2与 盐溶 液与硫酸铜溶液：2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2+Na2SO4+H2与氯化铁溶液：6Na+6H2O+2FeCl3=2Fe(OH)3+6NaCl+3H2置换出较不活泼的金属单质置换出较不活泼的金属单质与 氧化 物镁条引燃时铝热反应：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe金属活泼性逐渐减弱三、金属化合物的性质：1氧化物Na2ONa2O2Al2O3Fe2O3性质碱性氧化物非碱性氧化物两性氧化物碱性氧化物颜色状态白色固体淡黄色固体白色固体赤红色固体与水反应Na2O+H2O

25、=2NaOH2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2与酸溶液Na2O+2HCl=2NaCl+H2O（溶液无色）2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O（溶液黄色）与碱溶液Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O其他Na2O+CO2=Na2CO32Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O22氢氧化物化性NaOHAl(OH)3Fe(OH)2Fe(OH)3属性碱性氢氧化物两性氢氧化物碱性氢氧化物碱性氢氧化物与酸溶液NaOH+HCl=NaCl+H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OFe

26、(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2OFe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O与碱溶液Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O稳定性稳定2Al(OH)3Al2O3+3H2O4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3Fe2O3+3H2O其他2NaOH+CO2=Na2CO3+H2ONaOH+CO2(过量)=NaHCO3制备金属钠与水即可铝盐溶液与过量浓氨水亚铁盐溶液与氢氧化钠溶液（液面下）铁盐溶液滴加氢氧化钠溶液3盐Na2CO3NaHCO3溶解度较大较小溶液碱性使酚酞变红，溶液呈碱性。使酚酞变淡粉色，溶液呈较弱的碱性。与酸反应迅速Na2CO3+2HCl=2

27、NaCl+2H2O+CO2反应更迅速NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2与碱NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O稳定性稳定，加热不分解。固体NaHCO3 ：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2相互转化Na2CO3溶液中通入大量CO2Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3固体NaHCO3 ：2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2其他溶液中：Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3溶液中：NaHCO3+Ca(OH)2=NaOH+CaCO3+H2O用途工业原料等中和胃酸、制糕点等金属离子检验：焰色反应呈黄色4FeCl2 与FeCl3FeCl2FeCl3颜色浅绿色黄色与碱溶液FeCl2+2NaOH=Fe(OH)2+2NaClFeCl3+3NaOH=Fe(OH)3+3NaCl相互转化2FeCl2+Cl2=2FeCl3 2FeBr2+Br2=2FeBr3主要表现：还原性2FeCl3+Fe=3FeCl2 2FeBr3+Fe=3FeBr2表现：氧化性检验遇KSCN不显血红色，加入氯水后显红色遇KSCN显血红色用途净水剂等印刷线路板等答案：温故知新（1） （2） （3） （4）实验探究答案：（1）Cu、H、O、C（2）CuO（3）Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2（4）FeCu2+=CuFe2+（