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化学必修1第2节 铝 金属材料教学演示ppt课件
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这是一份化学必修1第2节 铝 金属材料教学演示ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了自主阅读，自主检测，问题探究，知识点拨，典例引领，探究一，探究二，铜及其化合物的性质，铜的化学性质，答案D等内容，欢迎下载使用。
一、合金的优点将金属制成合金,可以保持甚至强化单一金属的长处,克服其不足,所以,合金的性能一般优于纯金属。在合金中,各金属保持各自的化学性质不变。
二、金属材料1.金属材料的分类(1)黑色金属材料:包括铁、锰、铬以及它们的合金。(2)有色金属材料:除黑色金属以外的其他金属材料及其合金。2.重要的黑色金属材料——钢铁(1)生铁:含碳量2%~4.3%,硬度大,但较脆且不易机械加工。(2)普通钢:含碳量0.03%~2%,增加了硅、锰等元素,改善了铁的性能,但易锈蚀。
(3)不锈钢:在普通钢基础上,加入铬、镍等元素,含铬一般在12%以上,在空气中能保持金属光泽,且有不生锈的特性。说明:由于铬元素的加入,能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外界物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
三、金属的通性1.金属的物理通性
2.金属的化学通性(1)金属元素在反应中的主要化合价为+1价、+2价、+3价。(2)反应过程中金属单质只有还原性,没有氧化性。
四、几种有色金属材料——金、银、铜1.金、银、铜的物理性质及主要用途
2.铜及其化合物的化学性质(1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜绿,化学方程式为(2)在加热或点燃条件下,铜能与许多非金属发生反应。写出下列化学方程式。
(3)铜及其化合物之间的相互转化。黑色氧化铜在高温下分解为红色的氧化亚铜。蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末。请写出有关化学方程式:
3.新型金属材料(1)铀(U)用作核电厂反应堆的核燃料。(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料。(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,是一种“亲生物金属”。
1.下列关于合金性质的说法中,错误的是( )A.合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B.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.合金中各金属成分与对应金属单质的化学性质不同解析：合金是金属与金属或金属与非金属形成的混合物,合金中各金属成分与对应金属单质的化学性质相同。答案：D
2.铁和铁的合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( )A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.生铁、普通钢、不锈钢中碳元素的含量依次减少C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应D.硬铝、钢铁、黄铜、水银都是合金解析：不锈钢是铁合金,不仅含金属元素,还含有C等非金属元素;合金的化学性质与组分单质的化学性质类似,故C项错误;D项中水银是单质Hg,不是合金。答案：B
3.用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和保护环境方面考虑,最好的方法是( )
解析:从保护环境方面考虑,A、B、C三项均有污染性气体产生,不符合题意。答案:D
4.下列对金、银、铜的描述错误的是( )A.金在电子工业中的用量占金在工业用量的90%以上B.金在自然界中主要以游离态存在,可用物理方法提取C.银在有机合成、能源开发、材料制造等方面有广泛的应用前景D.铜的导电性、导热性不如金和银,故制造电线、电缆的材料绝大部分换成了金或银解析：由于金、银的价格昂贵,电线、电缆中的材料不可能大量使用金、银材料,且铜的导电性比金的强,故选项D错。答案：D
5.金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要作用,其中的一些被收藏爱好者珍藏着,在一位收藏者的家中,陈列了很多金属货币。(1)其中有些货币表面是黑色,且有少量绿色锈状物,则这肯定是__________币,黑色物质是 ,形成这种物质的化学方程式为 ,绿色物质是 ,形成这种物质的化学方程式为 ,若除去这些物质应选用 ,发生反应的离子方程式为 , 充分反应后,这种金属币的真面目为 色。
(2)其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币,它肯定是 币,表面一直未被氧化的原因是 。 (3)若将金币、银币、铜币分别放在稀硝酸中浸泡,能溶解的是 ,不溶解的是 ,写出溶解时的化学方程式 。 解析：(1)有绿色锈状物则说明该货币是由铜制作的,所以黑色物质是氧化铜,绿色物质是碱式碳酸铜,这两种物质都可以和酸反应,所以可以用酸除去。(2)黄色的应该是金,因其非常稳定,所以不易被氧化。(3)铜和银均能溶于稀硝酸,金不溶于稀硝酸。
某同学为探究铜的性质,设计了下列实验。1.将Cu片加入盛有稀盐酸的烧杯中。2.向烧杯中加入Na2SO4固体。3.向烧杯中加入KNO3固体。分析实验现象及原因。
探究提示实验现象:实验1、2中无明显现象,实验3中Cu片表面产生无色气泡,逸出后变红棕色,溶液由无色逐渐变为蓝色,同时Cu片逐渐溶解。原因:Cu在金属活动性顺序中排在H之后,因此与稀盐酸、稀硫酸不能发生反应,与强氧化性的稀硝酸发生反应生成NO气体。
3.铜盐的性质(1)物理性质。铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐为硫酸铜,白色粉末状,溶于水或形成蓝矾(或胆矾)晶体后呈蓝色。
【例题1】 向稀硫酸中加入铜粉不反应,若再加入某种盐,则铜粉可逐渐溶解,符合此条件的盐是( )①NaNO3 ②KCl ③ZnSO4 ④Fe2(SO4)3A.①③B.②③C.①③④D.①④
规律方法点拨(1)铜与非氧化性酸不反应,能与氧化性酸反应,也能与某些氧化性强的盐反应。(2)铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色变化。Cu:紫红色 CuO:黑色 Cu2O:红色 Cu(OH)2:蓝色 CuSO4:白色 CuSO4·5H2O:蓝色 CuCl2:棕黄色(溶于水蓝绿色) Cu2(OH)2CO3:绿色
跟踪训练1铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,请完成(1)~(3)题。(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式: 。 (2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3],这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式: 。 (3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1 083.4 ℃,铁的熔点是1 538 ℃)解析:本题主要考查铜及其化合物的性质。(2)中要求不损伤器物,故除去铜绿时,不可用硝酸,可选用盐酸、硫酸等。
答案:(1)CuSO4+Fe==FeSO4+Cu(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl==2CuCl2+3H2O+CO2↑或Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+3H2O+CO2↑(3)铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型。
古代湿法炼铜的原理如下图所示。
(1)写出上述实验的化学方程式。(2)工业上冶炼金属镁的方法是什么?(3)二者冶炼方法不同的原因是什么?
探究提示(1)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。(2)工业上电解熔融的MgCl2冶炼金属MgMgCl2(熔融) Mg+Cl2↑(3)Mg比Cu活泼,用化学还原法不能将其从化合物中还原出来,只能使用电解法。
金属的冶炼方法金属元素绝大多数都以化合物的形式存在于自然界中,由于金属活动性不同,因此应该采用不同的冶炼方法,现将不同金属的冶炼方法总结如下:(1)电解法:适用于金属活动性较强的金属,如K、Ca、Na、Mg、Al等,通常用电解其熔融盐或熔融氧化物的方法来冶炼。例如:
(2)热还原法:用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物,适用于金属活动性介于Zn~Cu之间的大多数金属的冶炼。例如:
(3)热分解法:适用于冶炼金属活动性顺序中位于氢后面的不活泼金属。例如:
【例题2】 下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是( )A.钙、镁B.铝、铁C.铁、铜D.汞、银解析：化合态钙、镁、铝的氧化性很弱,用H2或CO很难将它们还原;化合态铁、铜氧化性较强,H2或CO能将它们还原(加热);化合态汞、银的氧化性很强,用热分解法即可将它们还原。答案：C
规律方法点拨依据金属的活动性顺序不同,选择不同的冶炼方法,其实质是利用氧化还原反应将金属还原出来。
跟踪训练2工业冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。选择以上冶炼金属方法的主要依据是 ( )A.在自然界中的存在形式B.熔点高低C.金属的活动性强弱D.在地壳中的含量多少解析:冶炼金属,最核心的问题是将化合态金属元素还原为金属单质。这种还原的难易程度决定于被冶炼金属的活动性强弱。答案:C
1.下列物质不属于合金的是( ) A.钢铁B.水银C.黄铜D.硬铝解析：水银是金属单质Hg,不属于合金。答案：B
2.铜能够制成铜片或拉成铜丝,是因为铜具有良好的 ( )A.导热性B.导电性C.延展性D.金属活动性解析:由于金属铜具有良好的延展性,则可制成片状和丝状。答案:C
3.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正确的是( )A.铜是人类在生产、生活中使用较晚的金属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解析:人类在生产、生活中最早使用的金属是铜,所以A项错误;应用最广泛的金属材料是钢铁,所以B项错误;钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔,C项正确;导电性、导热性最好的有色金属是金,所以D项错误。答案:C
4.赤铜矿的主要成分是Cu2O,辉铜矿的主要成分是Cu2S,将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应:Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑。对于该反应的下列说法正确的是( )A.该反应中的氧化剂只有Cu2OB.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂C.Cu既是氧化产物又是还原产物D.生成1 ml Cu,转移2 ml电子
一、合金的优点将金属制成合金,可以保持甚至强化单一金属的长处,克服其不足,所以,合金的性能一般优于纯金属。在合金中,各金属保持各自的化学性质不变。
二、金属材料1.金属材料的分类(1)黑色金属材料:包括铁、锰、铬以及它们的合金。(2)有色金属材料:除黑色金属以外的其他金属材料及其合金。2.重要的黑色金属材料——钢铁(1)生铁:含碳量2%~4.3%,硬度大,但较脆且不易机械加工。(2)普通钢:含碳量0.03%~2%,增加了硅、锰等元素,改善了铁的性能,但易锈蚀。
(3)不锈钢:在普通钢基础上,加入铬、镍等元素,含铬一般在12%以上,在空气中能保持金属光泽,且有不生锈的特性。说明:由于铬元素的加入,能使钢材表面形成致密且坚固的氧化膜,防止内部铁与外界物质接触。镍元素的加入,使不锈钢在酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。
三、金属的通性1.金属的物理通性
2.金属的化学通性(1)金属元素在反应中的主要化合价为+1价、+2价、+3价。(2)反应过程中金属单质只有还原性,没有氧化性。
四、几种有色金属材料——金、银、铜1.金、银、铜的物理性质及主要用途
2.铜及其化合物的化学性质(1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜绿,化学方程式为(2)在加热或点燃条件下,铜能与许多非金属发生反应。写出下列化学方程式。
(3)铜及其化合物之间的相互转化。黑色氧化铜在高温下分解为红色的氧化亚铜。蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末。请写出有关化学方程式:
3.新型金属材料(1)铀(U)用作核电厂反应堆的核燃料。(2)镅(Am)在烟雾探测器中用作烟雾监测材料。(3)钛(Ti)被誉为“21世纪的金属”,是一种“亲生物金属”。
1.下列关于合金性质的说法中,错误的是( )A.合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B.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.合金中各金属成分与对应金属单质的化学性质不同解析：合金是金属与金属或金属与非金属形成的混合物,合金中各金属成分与对应金属单质的化学性质相同。答案：D
2.铁和铁的合金是生活中常用的材料,下列说法正确的是( )A.不锈钢是铁合金,只含金属元素B.生铁、普通钢、不锈钢中碳元素的含量依次减少C.铁与盐酸反应,铁合金不与盐酸反应D.硬铝、钢铁、黄铜、水银都是合金解析：不锈钢是铁合金,不仅含金属元素,还含有C等非金属元素;合金的化学性质与组分单质的化学性质类似,故C项错误;D项中水银是单质Hg,不是合金。答案：B
3.用金属铜制取硝酸铜,从节约原料和保护环境方面考虑,最好的方法是( )
解析:从保护环境方面考虑,A、B、C三项均有污染性气体产生,不符合题意。答案:D
4.下列对金、银、铜的描述错误的是( )A.金在电子工业中的用量占金在工业用量的90%以上B.金在自然界中主要以游离态存在,可用物理方法提取C.银在有机合成、能源开发、材料制造等方面有广泛的应用前景D.铜的导电性、导热性不如金和银,故制造电线、电缆的材料绝大部分换成了金或银解析：由于金、银的价格昂贵,电线、电缆中的材料不可能大量使用金、银材料,且铜的导电性比金的强,故选项D错。答案：D
5.金币、银币、铜币等金属货币在我国历史上曾发挥过重要作用,其中的一些被收藏爱好者珍藏着,在一位收藏者的家中,陈列了很多金属货币。(1)其中有些货币表面是黑色,且有少量绿色锈状物,则这肯定是__________币,黑色物质是 ,形成这种物质的化学方程式为 ,绿色物质是 ,形成这种物质的化学方程式为 ,若除去这些物质应选用 ,发生反应的离子方程式为 , 充分反应后,这种金属币的真面目为 色。
(2)其中有一枚是闪闪发光的黄色金属币,它肯定是 币,表面一直未被氧化的原因是 。 (3)若将金币、银币、铜币分别放在稀硝酸中浸泡,能溶解的是 ,不溶解的是 ,写出溶解时的化学方程式 。 解析：(1)有绿色锈状物则说明该货币是由铜制作的,所以黑色物质是氧化铜,绿色物质是碱式碳酸铜,这两种物质都可以和酸反应,所以可以用酸除去。(2)黄色的应该是金,因其非常稳定,所以不易被氧化。(3)铜和银均能溶于稀硝酸,金不溶于稀硝酸。
某同学为探究铜的性质,设计了下列实验。1.将Cu片加入盛有稀盐酸的烧杯中。2.向烧杯中加入Na2SO4固体。3.向烧杯中加入KNO3固体。分析实验现象及原因。
探究提示实验现象:实验1、2中无明显现象,实验3中Cu片表面产生无色气泡,逸出后变红棕色,溶液由无色逐渐变为蓝色,同时Cu片逐渐溶解。原因:Cu在金属活动性顺序中排在H之后,因此与稀盐酸、稀硫酸不能发生反应,与强氧化性的稀硝酸发生反应生成NO气体。
3.铜盐的性质(1)物理性质。铜盐溶液呈蓝色。常见的铜盐为硫酸铜,白色粉末状,溶于水或形成蓝矾(或胆矾)晶体后呈蓝色。
【例题1】 向稀硫酸中加入铜粉不反应,若再加入某种盐,则铜粉可逐渐溶解,符合此条件的盐是( )①NaNO3 ②KCl ③ZnSO4 ④Fe2(SO4)3A.①③B.②③C.①③④D.①④
规律方法点拨(1)铜与非氧化性酸不反应,能与氧化性酸反应,也能与某些氧化性强的盐反应。(2)铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色变化。Cu:紫红色 CuO:黑色 Cu2O:红色 Cu(OH)2:蓝色 CuSO4:白色 CuSO4·5H2O:蓝色 CuCl2:棕黄色(溶于水蓝绿色) Cu2(OH)2CO3:绿色
跟踪训练1铜是生命必需的元素,也是人类最早使用的金属之一,请完成(1)~(3)题。(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜]。试写出该反应的化学方程式: 。 (2)铜器表面有时会生成铜绿[Cu2(OH)2CO3],这层铜绿可用化学方法除去。试写出除去铜绿而不损伤器物的反应的化学方程式: 。 (3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币。(铜的熔点是1 083.4 ℃,铁的熔点是1 538 ℃)解析:本题主要考查铜及其化合物的性质。(2)中要求不损伤器物,故除去铜绿时,不可用硝酸,可选用盐酸、硫酸等。
答案:(1)CuSO4+Fe==FeSO4+Cu(2)Cu2(OH)2CO3+4HCl==2CuCl2+3H2O+CO2↑或Cu2(OH)2CO3+2H2SO4==2CuSO4+3H2O+CO2↑(3)铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型。
古代湿法炼铜的原理如下图所示。
(1)写出上述实验的化学方程式。(2)工业上冶炼金属镁的方法是什么?(3)二者冶炼方法不同的原因是什么?
探究提示(1)Fe+CuSO4 FeSO4+Cu。(2)工业上电解熔融的MgCl2冶炼金属MgMgCl2(熔融) Mg+Cl2↑(3)Mg比Cu活泼,用化学还原法不能将其从化合物中还原出来,只能使用电解法。
金属的冶炼方法金属元素绝大多数都以化合物的形式存在于自然界中,由于金属活动性不同,因此应该采用不同的冶炼方法,现将不同金属的冶炼方法总结如下:(1)电解法:适用于金属活动性较强的金属,如K、Ca、Na、Mg、Al等,通常用电解其熔融盐或熔融氧化物的方法来冶炼。例如:
(2)热还原法:用还原剂(C、CO、H2、Al等)还原金属氧化物,适用于金属活动性介于Zn~Cu之间的大多数金属的冶炼。例如:
(3)热分解法:适用于冶炼金属活动性顺序中位于氢后面的不活泼金属。例如:
【例题2】 下列各组金属最适合用H2或CO把它从化合物中还原出来的是( )A.钙、镁B.铝、铁C.铁、铜D.汞、银解析：化合态钙、镁、铝的氧化性很弱,用H2或CO很难将它们还原;化合态铁、铜氧化性较强,H2或CO能将它们还原(加热);化合态汞、银的氧化性很强,用热分解法即可将它们还原。答案：C
规律方法点拨依据金属的活动性顺序不同,选择不同的冶炼方法,其实质是利用氧化还原反应将金属还原出来。
跟踪训练2工业冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。选择以上冶炼金属方法的主要依据是 ( )A.在自然界中的存在形式B.熔点高低C.金属的活动性强弱D.在地壳中的含量多少解析:冶炼金属,最核心的问题是将化合态金属元素还原为金属单质。这种还原的难易程度决定于被冶炼金属的活动性强弱。答案:C
1.下列物质不属于合金的是( ) A.钢铁B.水银C.黄铜D.硬铝解析：水银是金属单质Hg,不属于合金。答案：B
2.铜能够制成铜片或拉成铜丝,是因为铜具有良好的 ( )A.导热性B.导电性C.延展性D.金属活动性解析:由于金属铜具有良好的延展性,则可制成片状和丝状。答案:C
3.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正确的是( )A.铜是人类在生产、生活中使用较晚的金属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解析:人类在生产、生活中最早使用的金属是铜,所以A项错误;应用最广泛的金属材料是钢铁,所以B项错误;钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔,C项正确;导电性、导热性最好的有色金属是金,所以D项错误。答案:C
4.赤铜矿的主要成分是Cu2O,辉铜矿的主要成分是Cu2S,将赤铜矿与辉铜矿混合加热有以下反应:Cu2S+2Cu2O 6Cu+SO2↑。对于该反应的下列说法正确的是( )A.该反应中的氧化剂只有Cu2OB.Cu2S在反应中既是氧化剂又是还原剂C.Cu既是氧化产物又是还原产物D.生成1 ml Cu,转移2 ml电子
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