高三总复习化学红对勾3-3.pptVIP

第三讲　用途广泛的金属材料 1．了解合金的一般特性。 2．了解铜合金、钢等合成材料的重要应用。 3．掌握青铜的主要成分，钢的主要成分。 知识点 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 (1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低； (2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大。 知识点 2　　常见金属材料 金属材料分为有色金属材料和黑色金属材料，包括纯金属和它们的合金。 1．有色金属材料——铜和铝 (1)我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金还有黄铜和白铜和它们的合金。 (2)铝合金 ①常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。 ②性质特征：密度小、强度高、塑性好易于加工，成本低廉且表面易形成氧化膜而具有一定的抗腐蚀能力。 ③主要用途：建筑业，容器和包装业、交通运输及电子行业。 2．黑色金属材料——铁 铁的合金有生铁和钢，其中钢是用量最大、用途最广泛的合金。根据化学成分，把钢分为两大类：碳素钢和合金钢。其中的碳素钢可分为低碳钢(含碳量低于0.3%)、中碳钢(含碳量为0.3%～0.6%)、高碳钢(含碳量高于0.6%)，含碳量越低，钢的韧性越好；含碳量越高，钢的强度越大。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。 3．正确选用金属材料 (1)选择材料时，常常需要考虑以下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境影响等。 (2)稀土元素是周期表中原子序数从57～71的15种元素以及钇和钪共17种元素，它们在科技、生产上有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。在合金中加入适量的稀土金属，能大大改善合金的性能，因而稀土金属又被称为冶金工业的维生素。 考点 1　　金属的冶炼 1.金属冶炼的原理 金属的冶炼是利用氧化还原反应原理，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属原子，再聚集成为金属单质。 2．金属冶炼的步骤 大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三个步骤： 第一步：矿石的富集、除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。 第二步：冶炼，利用氧化还原反应，在一定条件下，使金属离子得到电子被还原成金属单质。 第三步：精炼，采用一定的方法，提炼纯金属。 3．金属的冶炼方法 (1)物理分离法 一般是利用金属与杂质的密度差别较大或金属的熔点比杂质熔点低，通过物理方法将金属单质与其他杂质分离开，这种方法适用于化学性质非常稳定、在自然界中以游离态形式存在的金属，如Pt、Au等。 (2)热分解法 通过加热金属的氧化物、无氧酸盐，将金属化合物分解从而得到金属单质，再利用物理方法进一步分离，这种方法适用于较不活泼的金属，主要是在金属活动性顺序中Hg及其以后的金属，如：Hg、Ag等。 (3)热还原法 利用还原剂将金属元素从氧化物还原为单质的一种冶炼方法，常用的还原剂有焦炭、CO、H2、活泼金属(如：Al)，这种方法适用于金属活动性顺序中Zn、Cu之间的较活泼的金属，如：Fe、Cu等。 [例1]下列物质在冶炼金属的过程中，需加入还原剂的是(　　) A．HgO　　　　　　　　　 B．Al2O3 C．Fe2O3 D．CuSO4 [解析]在冶炼金属的三种方法中，只有热还原法需要加入还原剂。这种方法适合于冶炼金属活动性顺序中中间部分的金属，而后面的金属适合用热分解法，前面的金属适合用电解法。 [答案]CD 变式训练 1．我国古代劳动人民最早发明了“水法炼铜”，是湿法冶金的起源，在世界化学史上是一项重大贡献，早在西汉时期《淮南万毕术》里就有“曾青得铁则化为铜”的记载，曾青可能是碳酸铜一类物质，把其溶于酸中得溶液，把铁粉投入此溶液即可得铜。 (1)根据学过的化学知识，写出该过程的离子方程式：________________________________________________________； (2)早在人们使用铜、铁之前，人们就使用黄金和银作为饰物和货币，历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”，而近百年才开始大量使用铝制品，试分析人类使用这些金属的时间的历史事实与金属活泼性和冶炼难易的联系：_________________________________。 [解析](1)碳酸铜难溶于水，但溶于酸发生反应：CuCO3＋2H＋===Cu2＋＋CO2↑＋H2O，再加入铁粉可发生置换反应：Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu。 (2)由题意可知，人类使用金属从早到晚的顺序为Au、Ag、Cu、Fe、Al，比较它们的活泼性可得如下结论：金属越不活泼，越易冶炼，使用的时间越早。 [答案](1)CuCO3＋2H＋===Cu2＋＋CO2↑＋H2O，Cu2＋＋Fe===Cu＋Fe2＋ (2)金属越不活泼，越易冶炼，使用时间越早 2．钛(Ti)因为具有神奇的性能，越来越引起人