专题复习 高考化学 考点17 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物 讲义

这是一份专题复习 高考化学 考点17 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物 讲义，共23页。试卷主要包含了铜及其重要化合物，合金及金属材料，金属矿物的开发利用等内容，欢迎下载使用。
一、铜及其重要化合物
1．铜
（1）物理性质
纯净的铜为紫红色，属于有色金属，密度较大，硬度较小，熔、沸点较高，具有良好的导电、导热性。
（2）化学性质
2．氧化铜和氧化亚铜
3．氢氧化铜
Cu(OH)2是一种不溶于水的蓝色固体。其化学性质主要有弱碱性，不稳定性和弱氧化性等。
Cu(OH)2的化学性质
（1）弱碱性：Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
（2）不稳定性：Cu(OH)2CuO+H2O
（3）弱氧化性：能氧化醛基。
4．铜盐
①Cu2(OH)2CO3：名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。
②CuSO4：白色粉末，可由蓝色的硫酸铜晶体受热分解得到，化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O。CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
③铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失活，利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，杀灭植物的病毒。
二、合金及金属材料
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：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
2．常见的金属材料
（3）几种有色金属材料
铝及铝合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铝\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的延展性和导电性,用途：制导线)),铝合金\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：密度小、强度高、塑性好、易于成, 型、制造工艺简单、成本低廉,用途：主要用于建筑业、容器和包装, 业、交通运输业、电子行业等))))
铜及铜合金eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(铜\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(性能：良好的导电性和导热性,用途：主要用于电器和电子工业、建筑业)),铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的, 还有黄铜和白铜))
三、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属元素以化合态的形式存在于自然界中。在这些金属化合物中，金属元素都显正化合价。
2．金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的一般步骤
4．金属冶炼方法
（1）热分解法冶炼金属
例如：2HgOeq \(=====,\s\up12(△))2Hg＋O2↑，2Ag2Oeq \(=====,\s\up12(△))4Ag＋O2↑。
用热分解法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。
（2）热还原法冶炼金属
①焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为C＋2ZnOeq \(=====,\s\up12(△))2Zn＋CO2↑，C＋2CuOeq \(=====,\s\up12(△))2Cu＋CO2↑。
②一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3CO＋Fe2O3eq \(=====,\s\up12(高温))2Fe＋3CO2，CO＋CuOeq \(=====,\s\up12(高温))Cu＋CO2。
③氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2＋WO3eq \(=====,\s\up12(高温))W＋3H2O，4H2＋Fe3O4eq \(=====,\s\up12(高温))3Fe＋4H2O。
④活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2Al＋Cr2O3eq \(=====,\s\up12(高温))Al2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5eq \(=====,\s\up12(高温))6V＋5Al2O3。
（3）电解法冶炼金属
例如：电解Al2O3、MgCl2、NaCl，其化学方程式依次为2Al2O3(熔融)eq \(=====,\s\up12(电解),\s\d12(冰晶石))4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)eq \(=====,\s\up12(电解))Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)eq \(=====,\s\up12(电解))2Na＋Cl2↑。
金属活动性顺序表中隐含的重要信息
5．铝热反应
考向一 合金的性质及其应用
典例1 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，根据下列四种金属的熔沸点：
其中不能形成合金的是
A．Cu和Na B．Fe与Cu
C．Fe与Al D．Al与Na
【解析】合金形成的条件是有共同的熔化状态，所以看两种金属的熔沸点的范围：A中钠达到沸点时Cu还没熔化，所以不能形成合金；而其他三项均可。
【答案】A
1．下列有关金属的说法中，不正确的是（ ）
A．青铜、不锈钢、硬铝都是合金
B．合金的硬度一般比它的各成分金属的大
C．金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性
D．一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低
【答案】C
【解析】
A. 青铜是铜锡合金、不锈钢是含铁、铬等的合金、硬铝含铝、硅、锰等的合金，故都是合金，A正确；
B. 合金的机械性能一般比成分金属要好，例如硬度一般比它的各成分金属的大，B正确；
C. 金属元素的单质只有还原性，其离子有氧化性，但有些离子也有还原性，例如亚铁离子，C错误；
D. 一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低，例如铁合金熔点低于纯铁，D正确；
答案选C。
考向二 合金成分的检验与测定
典例2 部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，经如下处理：
下列说法正确的是
A．滤液A中的阳离子为Fe2＋、Fe3＋、H＋
B．样品中Fe元素的质量为2.24 g
C．样品中CuO的质量为4.0 g
D．V＝896
【答案】B
【解析】生成的滤渣是铜，金属铜可以和三价铁反应，所以滤液A中一定不含Fe3＋，A错误；3.2 g固体为三氧化二铁，其物质的量为3.2 g÷160 g·ml－1＝0.02 ml，铁元素物质的量为0.02 ml×2＝0.04 ml，质量为0.04 ml×56 g·ml－1＝2.24 g，B正确；原来固体为5.76 g，所以CuO质量不超过5.76 g－2.24 g＝3.52 g，C错误；铁元素总物质的量为0.04 ml，全部为铁单质且全部参加Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，反应产生H2的体积为0.04 ml×22 400 mL·ml－1＝896 mL。故V