2024_2025学年高中化学第4章材料家族中的元素第2节第2课时金属材料学案鲁科版必修1.docxVIP

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金属材料

[核心素养发展目标]1.了解常见金属的分类及金属性质与金属材料的关系。2.了解不锈钢等合金的性质，了解金、银、铜的主要性质及它们作为材料在工业生产和高科技领域中的应用。

一、常见的金属材料

1.人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也须要金属。

(1)金属在自然界中主要以游离态和化合态两种形式存在，其中不活泼金属如金、铂主要以游离态存在，而其他绝大多数金属元素都是主要以化合态存在。在地壳中含量最多的金属元素是铝，其次是铁。

(2)除Cu、Au外、大多数金属呈银白色，不透亮，有金属光泽。

(3)依据金属的下列应用：①用作电线，②金属细丝，③炊具，推断金属具有的物理性质是导电性、延展性、导热性。

(4)人们每年要从金属矿物资源中提取大量的金属，依据所学化学学问，按要求写出两个生成金属的化学方程式：

①H2＋CuOeq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O或Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(置换反应)；

②2HgOeq\o(=====,\s\up7(△))2Hg＋O2↑(分解反应)。

(5)在冶金工业上，金属可分为

①黑色金属：铁(Fe)、铬(Cr)、锰(Mn)及它们的合金。

②有色金属：除Fe、Cr、Mn以外的其他金属及其合金。

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)一般钢：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：在一般钢基础上，加入铬、镍等元素，在空气中能保持金属光泽，且有不生锈的特性。

3.几种有色金属材料——金、银、铜

名称

金

银

铜

色泽

黄色

银白色

紫红色

硬度

较小，且AuAgCu

延展性

AuAgCu

导电、导热性

AgCuAu

密度

AuAgCu

性能

极高的抗腐蚀性

作催化剂、抗腐蚀性

在潮湿空气中易锈蚀

应用

电子工业，航空、航天工业

有机合成、能源开发、医用材料制造

电气和电子工业、建筑材料

4.新型金属材料

铀用作核电厂反应堆的核燃料，镅在烟雾探测器中用做烟雾监测材料；特殊是钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景更为广袤。

例1下列有关金属的叙述中不正确的是()

A.铝的密度小，是一种轻金属

B.银、铜、金、铝的导电性依次增加

C.铜、银、金的延展性依次增加

D.金、铜、银的导热性依次增加

答案B

解析按铝、金、铜、银的依次，其导电性依次增加。

拓展延长

人类运用最早的金属是铜，生产和生活中应用最广泛的金属是铁，延展性最好的金属是金，导电性最好的金属是银，熔点最高的金属是钨。

例2下列说法中，正确的是()

A.铁是人类在生产、生活中最早运用的金属

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”，应用前景很广袤

D.铜是导电性、导热性最好的有色金属

答案C

解析人类在生产、生活中最早运用的金属是铜而不是铁，A项错误；应用最广泛的金属材料是黑色金属材料，即铁、锰、铬以及它们的合金，而不是金、银、铜等有色金属材料，B项错误；金属钛因性能优良、隐藏量大，被誉为“21世纪的金属”，应用前景广袤，C项正确；银的导电性、导热性是金属中最好的，铜的导电性、导热性仅次于银，D项错误。

二、铜及其化合物的性质

1.铜是一种不活泼的金属，但在确定条件下能与O2、Cl2、S、浓硫酸、硝酸、硝酸银、氯化铁等反应，写出下列反应(1)～(5)的化学方程式，(6)～(8)的离子方程式：

(1)铜在潮湿的空气中形成铜锈：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3；

(2)铜丝在空气中加热：2Cu＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CuO；

(3)铜丝在氯气中燃烧：Cu＋Cl2eq\o(=====,\s\up7(点燃))CuCl2；

(4)铜粉与硫粉混合加热：2Cu＋Seq\o(=====,\s\up7(△))Cu2S；

(5)铜与浓硫酸反应：2H2SO4(浓)＋Cueq\o(=====,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O；

(6)铜片与稀硝酸反应：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O；

(7)铜与氯化铁溶液反应：Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋；

(8)铜与硝酸银溶液反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag。

2.铜的化合物之间的相互转化

(1)氢氧化铜受热分解，氧化铜与氢气反应的化学方程式分别为Cu(OH)2eq\o(=====,\s\up7(△))CuO＋H2O，CuO＋H2eq\o(=====,\s\up7(△))Cu＋H2O。

(2)氢氧化铜和氧化铜中分别加入稀硫酸，溶液均变蓝色，则反应的