第四節(jié)用途廣泛的金屬材料2023高考導(dǎo)航考綱要求1.了解常見金屬的活動(dòng)性挨次。2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。3.了解銅及其化合物的主要性質(zhì)及應(yīng)用。命題熱點(diǎn)1.常見鐵、銅、鋁合金的主要應(yīng)用。2.結(jié)合根本理論考察金屬活動(dòng)性挨次教材回扣夯實(shí)雙基一、合金1．概念由_____或____________________________________熔合而成的具有_______特性的物質(zhì)。兩種

兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)金屬2．性質(zhì)特點(diǎn)(1)多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)___。(2)合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度___。低大二、常見金屬材料金屬材料包括純金屬和_____，分為黑色金屬材料和_________材料。1．黑色金屬材料——鋼鐵鋼是用量最大、用途最廣的合金。合金有色金屬碳素鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼2．有色金屬材料——銅和鋁的合金(1)銅合金我國使用最早的合金是______，常見的銅合金有_____和______。青銅黃銅白銅(2)鋁合金①性質(zhì)特征：密度小、_______、________、易于加工、本錢低廉且外表易形成_______________而具有確定的抗腐蝕力氣。②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)。強(qiáng)度高塑性好致密的氧化膜考點(diǎn)串講深度剖析考點(diǎn)一金屬活動(dòng)性順序表及其應(yīng)用金屬活動(dòng)性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPt、Au原子失電子能力由強(qiáng)到弱，還原性由強(qiáng)到弱陽離子得電子能力由弱到強(qiáng)，氧化性由弱到強(qiáng)(Fe對(duì)應(yīng)Fe2＋)金屬活動(dòng)性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPt、Au和O2反應(yīng)常溫易被氧化常溫能被氧化常溫干燥空氣中不易被氧化加熱時(shí)能被氧化不能被氧化和H2O反應(yīng)常溫置換出氫加熱或與水蒸氣反應(yīng)置換出氫不能置換出水中的氫金屬活動(dòng)性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPt、Au和酸反應(yīng)劇烈反應(yīng)并置換出酸中的氫能置換出酸中的氫，F(xiàn)e、Al常溫下在濃HNO3、濃硫酸中鈍化不能置換稀酸中的氫與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)只與王水反應(yīng)金屬活動(dòng)性順序表KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPt、Au和堿反應(yīng)僅Al、Zn能跟強(qiáng)堿水溶液反應(yīng)和鹽反應(yīng)先與水反應(yīng)排在前面的金屬能從鹽溶液中置換出后邊的金屬冶煉方法電解法熱還原法加熱分解法物理方法特殊提示(1)在活動(dòng)性挨次中,金屬的位置越靠后,其單質(zhì)的復(fù)原性越弱，簡(jiǎn)潔離子的氧化性越強(qiáng)，但Fe3＋氧化性強(qiáng)于Cu2＋.(2)Cu、Hg、Ag能與強(qiáng)氧化性酸發(fā)生氧化復(fù)原反響，但無氫氣生成。即時(shí)應(yīng)用1．(2023·沈陽高三模擬)A、B、C三種金屬，將B、C分別放入稀硫酸中，B溶解而C不溶；將C放入A的鹽溶液中,C的外表有A析出，則這三種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的挨次為()A．A＞B＞C B．B＞C＞AC．B＞A＞C D．C＞B＞A解析：選B。因B能溶解在稀硫酸中而C不能，說明在挨次表中B排在氫前而C排在氫后，C能從溶液中置換出A，說明C排在A的前面，即在金屬活動(dòng)性挨次表中三種金屬的相對(duì)位置為B、C、A，故答案為B?？键c(diǎn)二銅及其化合物的性質(zhì)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)：反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式非金屬O2(1)潮濕的空氣中2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(堿式碳酸銅，綠色)(2)2Cu＋O22CuO(黑色固體)Cl2Cu＋Cl2CuCl2(棕黃色煙)反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式氧化性酸濃硫酸Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O濃硝酸Cu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O稀硝酸3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式鹽AgNO3、FeCl3Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22.氧化銅和氫氧化銅物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學(xué)式CuOCu(OH)2狀態(tài)難溶于水的黑色固體(粉末)難溶于水的藍(lán)色固體物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學(xué)性質(zhì)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCuO＋H2Cu＋H2OCuO＋COCu＋CO2Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OCu(OH)2

CuO＋H2O3.CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。(1)無水CuSO4遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗(yàn)依據(jù);(2)CuSO4和石灰乳的混合液即為無機(jī)農(nóng)藥波爾多液，是一種良好的殺菌劑,可以用來防治多種作物的病害。特殊提示(1)溶液中的Cu2＋常為藍(lán)色(濃CuCl2溶液為藍(lán)綠色，稀CuCl2溶液為藍(lán)色)，可作為Cu2＋的判定依據(jù)。(2)Cu2＋與堿反響生成藍(lán)色沉淀[Cu(OH)2]，這是鑒定Cu2＋的原理之一。(3)無水CuSO4一般用于檢驗(yàn)水，而不作為吸取水的枯燥劑。即時(shí)應(yīng)用2．(2023·南通高三模擬)某課外爭(zhēng)論小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反響制取膽礬。其設(shè)計(jì)的試驗(yàn)過程為：(1)銅中含有大量的有機(jī)物，可承受灼燒的方法除去有機(jī)物，灼燒時(shí)將瓷坩堝置于__________上(用以下所給儀器的編號(hào)填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用__________，灼燒后的坩堝應(yīng)放在________上，不能直接放在桌面上。試驗(yàn)所用儀器：a.蒸發(fā)皿b．石棉網(wǎng)c．泥三角d．外表皿e．坩堝鉗f．試管夾(2)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，用以制取膽礬。灼燒后含有少量銅的可能緣由是________。a．灼燒過程中局部氧化銅被復(fù)原b．灼燒不充分銅未被完全氧化c．氧化銅在加熱過程中分解生成銅d．該條件下銅無法被氧氣氧化(3)通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必需進(jìn)展的試驗(yàn)操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、______________、冷卻結(jié)晶、________________、自然枯燥。(4)由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是________________________________________________________________________、__________________。(5)在測(cè)定所得膽礬(CuSO4·xH2O)中結(jié)晶水x值的試驗(yàn)過程中，稱量操作至少進(jìn)展______次。(6)假設(shè)測(cè)定結(jié)果x值偏高，可能的緣由是________。a．加熱溫度過高b．膽礬晶體的顆粒較大c．加熱后放在空氣中冷卻d．膽礬晶體局部風(fēng)化解析：(1)假設(shè)坩堝中的物質(zhì)冷卻時(shí)能吸水或易被氧化，則放入枯燥器中冷卻，假設(shè)沒有這些要求則放到石棉網(wǎng)上，防止?fàn)C壞試驗(yàn)臺(tái)。(2)雜銅中含有大量有機(jī)物，假設(shè)燃燒不完全則產(chǎn)生具有復(fù)原性的物質(zhì)碳或一氧化碳，在灼燒的過程中可能復(fù)原CuO，所以選a。選項(xiàng)b很簡(jiǎn)潔選出。(3)要搞清晰題干中過濾的目的，過濾是要濾掉粗制的CuO中不溶于H2SO4的物質(zhì)，那么后面的兩個(gè)空不難做答(4)由于粗制的CuO中含有Cu，在加熱時(shí)與濃H2SO4反響產(chǎn)生SO2，既污染環(huán)境，又鋪張H2SO4。(6)加熱溫度過高CuSO4分解使x值偏高。顆粒較大分解不完全，放在空氣中冷卻又吸取水，局部風(fēng)化已失去局部結(jié)晶水，這些因素都造成x值偏低。答案：(1)c

e

b

(2)ab

(3)蒸發(fā)過濾(4)產(chǎn)生等量膽礬途徑Ⅱ消耗硫酸少途徑Ⅱ不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體(5)4

(6)a命題視角把脈高考視角1教材高頻考點(diǎn)以化工生產(chǎn)或工藝流程為背景考察金屬的性質(zhì)是教材中的高頻考點(diǎn)。例1 黃銅礦的濕法冶金技術(shù)，主要包括直接酸浸、氧化焙燒浸出、硫酸化焙燒浸出。工業(yè)上用惰性電極電解生產(chǎn)銅的流程如以下圖：當(dāng)向溶液中參與精礦粉(不考慮黃銅礦中的其他雜質(zhì))后，發(fā)生的反響主要有CuFeS2＋4H＋===Cu2＋＋Fe2＋＋2H2S,2Fe3＋＋H2S===2Fe2＋＋S↓＋2H＋。試答復(fù)以下問題：(1)電化浸出時(shí)，陰極的電極反響式為________________________________________________________________________，通入空氣的作用是________________________(用離子方程式表示)。(2)假設(shè)無視硫酸鐵的其他損耗，理論上在反響中________(填“需要”或“不需要”)補(bǔ)充硫酸鐵，緣由是________________________________________________________________________。(3)浸出液必需趁熱過濾，主要緣由是______________________________。(4)浸出過程中常參與NaCl，一方面可以供給Cl－，解決硫包裹問題，抑制銅礦粉氧化過程中的鈍化，另一方面可以增加溶液的活性和____________________________。(5)假設(shè)電解200mL1mol·L－1的硫酸銅溶液，生成6.4g銅時(shí)，溶液的pH＝________(假設(shè)溶液的體積沒有變化),此時(shí)溶液中的離子濃度大小挨次為________。【解析】

(1)溶液中的陽離子主要有Cu2＋、Fe2＋和H＋，故在陰極放電的是Cu2＋。由于在陰極區(qū)通入空氣，溶液中還存在硫酸，故陰極上的銅在空氣和催化劑的協(xié)同作用下溶解于稀硫酸中：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。(3)溶液中存在較多的硫酸銅，當(dāng)溫度降低后，其溶解度降低，簡(jiǎn)潔析出，會(huì)影響銅的產(chǎn)量。對(duì)銅及其化合物性質(zhì)的考察是近幾年命題的熱點(diǎn)。 (2023·高考新課標(biāo)全國卷)0.80gCuSO4·5H2O樣品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如以以下圖所示。視角2追蹤命題熱點(diǎn)例2請(qǐng)答復(fù)以下問題：(1)試確定200℃時(shí)固體物質(zhì)的化學(xué)式_____________________________________________(要求寫出推斷過程)；(2)取270℃所得樣品，于570℃灼燒得到的主要產(chǎn)物是黑色粉末和一種氧化性氣體，該反響的化學(xué)方程式為______________________________；把該黑色粉末溶解于稀硫酸中，經(jīng)濃縮、冷卻，有晶體析出，該晶體的化學(xué)式為____________，其存在的最高溫度是________________；(3)上述氧化性氣體與水反響生成一種化合物，該化合物的濃溶液與Cu在加熱時(shí)發(fā)生反響的化學(xué)方程式為_______________________________________________________________________________________________；(4)在0.10mol·L－1硫酸銅溶液中參與氫氧化鈉稀溶液充分?jǐn)嚢瑁袦\藍(lán)色氫氧化銅沉淀生成，當(dāng)溶液的pH＝8時(shí)，c(Cu2＋)＝________mol·L－1(Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10－20)。假設(shè)在0.1mol·L－1硫酸銅溶液中通入過量H2S氣體，使Cu2＋完全沉淀為CuS，此時(shí)溶液中的H＋濃度是__________mol·L－1【解析】(1)分析CuSO4·5H2O受熱脫水過程的熱重曲線可知，200℃時(shí)和113℃時(shí)的產(chǎn)物一樣，可依據(jù)113℃時(shí)樣品質(zhì)量確定脫水產(chǎn)物，設(shè)113℃時(shí)產(chǎn)物為CuSO4·(5－n)H2O，則有：(3)SO3與水化合生成硫酸，濃硫酸加熱時(shí)可氧化銅，反響方程式為Cu＋2H2SO4(濃)△CuSO4＋SO2↑＋2H2O?！敬鸢浮?/p>

(1)見解析(2)CuSO4

CuO＋SO3↑

CuSO4·5H2O

102℃(3)Cu＋2H2SO4(濃)

CuSO4＋SO2↑＋2H2O(4)2.2×10－8

0.2 (2023·中山高三模擬)銅是人類最早使用的金屬之一，銅的礦物主要有輝銅礦(Cu2S)、黃銅礦(CuFeS2)、赤銅礦(Cu2O)等。銅及其化合物一般都有顏色，例如Cu、Cu2O呈紅色，CuO呈黑色，CuSO4·5H2O呈藍(lán)色等。：視角3易錯(cuò)易誤剖析例3①CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O；②Cu2O屬于堿性氧化物；③Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。(1)工業(yè)冶煉銅的主要原料是黃銅礦，其生產(chǎn)過程開頭的兩步是：①富集：將礦物進(jìn)展浮選；②焙燒：把得到的精礦用空氣進(jìn)展焙燒，將其中的鐵元素轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘉嗚F、銅元素轉(zhuǎn)變?yōu)榱蚧瘉嗐~，試寫出焙燒反響的化學(xué)方程式并配平：________________________________________________________________________。(2)將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，以下有關(guān)說法中正確的選項(xiàng)是________。A．假設(shè)溶液變?yōu)樗{(lán)色、同時(shí)有紫紅色固體消逝，說明樣品全部生成了Cu2OB．溶液中最終不行能有紫紅色固體消逝C．這種試驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D．假設(shè)溶液中消逝藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體消逝，說明CuO沒有分解(3)黃銅礦冶煉銅產(chǎn)生的爐渣中含有Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等物質(zhì)。選用供給的試劑，設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)，以驗(yàn)證爐渣中含有FeO，應(yīng)選擇的試劑為________。A．稀硝酸B．稀硫酸C．KSCN溶液D．KMnO4溶液E．NaOH溶液證明爐渣中含有FeO的試驗(yàn)操作(簡(jiǎn)述)________________________________________________________________________?！境Ｒ婂e(cuò)誤】問題常見錯(cuò)誤(1)書寫化學(xué)方程式時(shí)漏寫SO2，或者將氧元素寫為其他形式，或者將硫化亞銅錯(cuò)寫為CuS，以及方程式未配平是常見的錯(cuò)誤(2)本題容易錯(cuò)選D問題常見錯(cuò)誤(3)試劑容易錯(cuò)選稀硝酸，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)操作時(shí)容易出現(xiàn)表述不規(guī)范的錯(cuò)誤，如未過濾取濾液或未靜置取上層清液。還有可能錯(cuò)選稀硫酸與NaOH溶液的組合【錯(cuò)因分析】(1)依據(jù)題意和發(fā)生氧化復(fù)原反響關(guān)系可知，一局部硫元素轉(zhuǎn)變?yōu)镾O2，從而推知反響的化學(xué)方程式為2CuFeS2＋O22FeS＋Cu2S＋SO2。留意不要將硫化亞銅錯(cuò)寫為CuS,CuS的名稱為硫化銅；假設(shè)分析不清其中的氧化復(fù)原關(guān)系，會(huì)漏寫SO2，或者將氧元素寫為其他形式。(2)假設(shè)誤認(rèn)為Cu不與熱的稀硝酸反響會(huì)造成錯(cuò)選D。假設(shè)樣品局部生成了Cu2O，也會(huì)有類似現(xiàn)象發(fā)生，即這種試驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度，A項(xiàng)錯(cuò)誤、C項(xiàng)正確;由于Cu能夠與熱的稀硝酸反響,所以無論CuO是否完全分解，溶液中最終不行能有紫紅色固體消逝，B項(xiàng)正確、D項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)無視稀硝酸能夠氧化Fe2＋，無視Fe(OH)3的顏色能夠干擾Fe(OH)2的顏色。答復(fù)該題時(shí)要留意以下幾點(diǎn)：①不能選用稀硝酸和KMnO4溶液的組合；②簡(jiǎn)述試驗(yàn)操作時(shí)留意幾個(gè)關(guān)鍵詞“取樣”、“過濾取濾液或靜置取上層清液”等；③不能選用稀硫酸與NaOH溶液的組合，由于將爐渣用稀硫酸溶解后，溶液中含有Fe3＋，參與NaOH溶液不能觀看到生成Fe(OH)2時(shí)沉淀顏色的變化【答案】(1)②2CuFeS2＋O22FeS＋Cu2S＋SO2(2)BC(3)BD取樣，參與適量稀硫酸，溶解、過濾取濾液或靜置取上層清液，向?yàn)V液中滴加幾滴紫色的高錳酸鉀溶液,溶液的紫色漸漸褪去，說明爐渣中含有FeO實(shí)驗(yàn)探究專項(xiàng)突破氫氣復(fù)原氧化銅所得紅色物質(zhì)成分的探究銅及其化合物一般都具有特殊的顏色，如Cu呈紫紅色、Cu2O呈磚紅色，CuO呈黑色，CuSO4·5H2O、Cu(OH)2呈藍(lán)色，Cu2(OH)2CO3呈綠色等。在銅及其化合物中，Cu2O和銅綠[Cu2(OH)2CO3]是重點(diǎn)內(nèi)容，試題中除以信息題的形式消逝外，還常設(shè)置探究性題。[典例探究]爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組為檢測(cè)試驗(yàn)室用H2復(fù)原CuO所得紅色固體中是否含有Cu2O進(jìn)展了探究：Ⅰ.查閱資料：①Cu2O屬于堿性氧化物；②高溫灼燒CuO生成Cu2O；③Cu2O在酸性條件下能發(fā)生以下反響：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。Ⅱ.設(shè)計(jì)試驗(yàn)