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第三單元第4講用途廣泛的金屬材料
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
1.了解常見金屬的活動性順序。
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�！　〕Ｒ姷目疾樾问剑孩俪Ｒ婅F、銅、鋁合金的主要應(yīng)用；②結(jié)合基本理論考查金屬活動性順序。
梳理與整合
一、合金
導學誘思
合金一定是金屬與金屬熔合而成的嗎？答：___________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
1．概念
由____或__________________________熔合而成的具有____特性的物質(zhì)。
2．性質(zhì)特點
(1)多數(shù)合金的熔點比它的各成分金屬的熔點____。
(2)合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度____。
戰(zhàn)場上的指路明燈　在電視或電影里，我們經(jīng)�？吹杰婈犠鲬�(zhàn)時，靠信號彈傳遞消息。信號彈發(fā)射后，會發(fā)出五顏六色的焰火，你知道這利用的是什么原理嗎？其實這些信號彈里裝的是普普通通的化學藥品――金屬鹽類。原來，許多金屬鹽類在高溫下能夠發(fā)射出各種彩色的光芒。例如，硝酸鈉與碳酸鈉會發(fā)出黃光，硝酸鎂發(fā)出紅光，硝酸鋇發(fā)出綠光，碳酸銅、硫酸銅會發(fā)出藍光，鋁粉、鋁鎂合金會發(fā)出白光等，這種現(xiàn)象在化學上叫做焰色反應(yīng)�！　《�、常見的金屬材料
導學誘思
碳素鋼的硬度為什么不同？答：__________________________________________
________________________________________________________________________。
教材回歸
金屬材料包括______和____，分為________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。

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____。
(2)鋁合金
①性質(zhì)特征：______、______、______、易于加工、成本低廉且表面易形成____________而具有一定的抗腐蝕能力。
②主要用途：建筑業(yè)、容器和包裝業(yè)、交通運輸及電子行業(yè)。
梳理與整合
一、金屬活動性順序及其應(yīng)用

金屬活動性順序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPt Au
原子失電子能力由大到小，還原性由強到弱
陽離子得電子能力由小到大，氧化性由弱到強
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
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常溫下在濃硝酸、濃硫酸中鈍化不能置換稀酸中的氫
與強氧化性酸反應(yīng)只與王水反應(yīng)
和堿反應(yīng)與堿液中的水反應(yīng)僅Al、Zn能跟強堿水溶液反應(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
　
【例1】 2012年，第三十屆夏季奧林匹克運動會將在英國首都倫敦舉行，該屆運動會設(shè)計的金牌別具特色。某化學興趣小組對金牌中金屬的成分提出猜想：甲認為該金屬是由純金制成的；乙認為該金屬是由金銀合金制成的；丙認為該金屬是由黃銅(銅鋅合金)制成的。為了驗證他們的猜想，取少量制造這種金牌的材質(zhì)粉末進行實驗，加入下面一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤，該試劑應(yīng)是(　　)。
A．硫酸銅溶液 B．鹽酸
C．稀硝酸 D．硝酸銀溶液
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)化學性質(zhì)

反應(yīng)物質(zhì)化學方程式
非金屬O22Cu＋O2=====△2CuO(黑色固體)

Cl2Cu＋Cl2=====點燃CuCl2(棕黃色煙)

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
鹽AgNO3、FeCl3Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2
　　2.氧化銅和氫氧化銅
物質(zhì)氧化銅氫氧化銅
化學式CuOCu(OH)2
狀態(tài)不溶于水的黑色固體(粉末)不溶于水的藍色固體
化學
性質(zhì)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
CuO＋H2=====△Cu＋H2O
CuO＋CO=====△Cu＋CO2
Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
Cu(OH)2=====△CuO＋H2O

3.銅鹽
(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，它是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果，它受熱易分解：Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2↑。
(2)無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4?5H2O)，可作為水的檢驗依據(jù)；CuSO4?5H2O受熱易分解：CuSO4?5H2O=====△CuSO4＋5H2O↑，藍色晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色粉末。
(3)銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用，使蛋白質(zhì)變性失去生理活性，因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。
【例2】 (改編組合)下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是(　　)。
選項陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷
A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Ⅰ對；Ⅱ
對；無
B銅表面易形成致密的氧化膜銅容器可以盛放濃硫酸Ⅰ對；Ⅱ
對；有
C向硫酸銅溶液通入氨氣，有深藍色沉淀產(chǎn)生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲表面變黑Ⅰ對；Ⅱ
對；有
D藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑Ⅰ錯；Ⅱ
對；無
實驗與探究
探究銅的化合物的組成
近幾年高考經(jīng)常對銅的化合物的組成進行實驗探究，如銅綠、紅色的含銅化合物Cu2O、黑色的氧化銅等。
實驗典例
堿式碳酸銅可表示為xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O，測定堿式碳酸銅組成的方法有多種〔已知M(Cu)＝63.5 g?mol－1〕。

(1)現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題：
①寫出xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O與氫氣反應(yīng)的化學方程式：________________________；
②實驗裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號)：(a)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(　)(　)→(l)
③稱取23.9 g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7 g殘留物，生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為______ g，化學式為____________。
(2)某同學以氮氣代替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認為是否可行？請說明理由。
答案與解析
梳理與整合
一、
導學誘思
不是，也可以是金屬與非金屬熔合而成
教材回歸
1．兩種　兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)　金屬
2．(1)低　(2)大
二、
導學誘思
碳素鋼含碳量不同，硬度不同，含碳量越高，硬度越大
教材回歸
純金屬　合金　黑色金屬　有色金屬
1．碳素鋼　低碳鋼　中碳鋼　高碳鋼
2．(1)青銅　黃銅　白銅
(2)①強度大　密度小　塑性好　保護膜(Al2O3)
理解與深化
【例1】C　解析：金不能與硝酸反應(yīng)，而銀、銅、鋅都能與硝酸反應(yīng)，故用硝酸檢驗時，若甲的猜想正確，則不能溶解，若乙的猜想正確，則部分溶解，若丙的猜想正確，則全部溶解。
【例2】D　解析：稀鹽酸可以同Cu(OH)2、CuCO3反應(yīng)，而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng)，所以稀鹽酸可以除銅器表面的銅綠CuCO3?Cu(OH)2，Ⅰ、Ⅱ有因果關(guān)系，A錯誤；銅表面不能形成致密氧化膜，銅和濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng)，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正確，但沒有因果關(guān)系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成，屬于化學變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關(guān)系，D正確。
實驗與探究
答案：(1)①xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O＋(x＋y)H2=====△(x＋y)Cu＋xCO2＋(x＋2y＋z)H2O
②(a)→kj→gf(或hi)→de(或ed)→hi(或gf)→bc(或cb)→(l)
③1.8　CuCO3?Cu(OH)2?H2O
(2)可行。根據(jù)反應(yīng)xCuCO3?yCu(OH)2?zH2O=====△(x＋y)CuO＋xCO2↑＋(y＋z)H2O，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量(或其中任意三個量)，即可計算出其組成。
解析：(1)本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個很難的信息，其實只要把它理解為CuCO3和Cu(OH)2受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)，第①問便可以解決。對于②要能分析出測定反應(yīng)后CO2和H2O質(zhì)量，由反應(yīng)物可知氫氣中還有氯化氫和水蒸氣，因此氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣；氫氣與氧化銅反應(yīng)后，首先用濃硫酸吸收水，然后用堿石灰吸收CO2，為防止空氣干擾，所以最后接l。③n(CO2)＝0.1 mol、n(Cu)＝0.2 mol、n(H2O)＝0.4 mol，所以結(jié)晶水質(zhì)量為23.9 g－m(CuCO3)－m〔Cu(OH)2〕＝23.9 g－0.1 mol×123.5 g?mol－1－(0.2 mol－0.1 mol)×97.5 g?mol－1＝1.8 g。
(2)其實在分析(1)①方程式書寫時便得到了堿式碳酸銅熱分解的化學方程式。

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