《2019新优化高考化学一轮（全国通用版）精致讲义：第三章 4 第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 word版含答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019新优化高考化学一轮（全国通用版）精致讲义：第三章 4 第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 word版含答案（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四讲用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物1.了解铜及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及其应用。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解常见金属的活动顺序。铜及其重要化合物知识梳理1.单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质常温下，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锈。化学方程式为2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。写出下列化学方程式铜在空气中加热：2CuO22CuO；铜丝在硫蒸气中反应：2CuSCu2S。2.氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色水溶性不溶不溶与酸反应(H)C
2、uO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O与H2反应CuOH2CuH2OCu2OH22CuH2O转化关系4CuO2Cu2OO23.氢氧化铜(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用4.铜盐(1)碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，受热易分解：Cu2(OH)2CO32CuOH2OCO2。(2)硫酸铜CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。(3)铜盐的毒性铜盐溶液有毒，是因为铜离子能使蛋白质变性失去生理活性，故可利用胆矾、
3、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。自我检测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。()(2)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。()(3)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。()(4)CuSO45H2O失去结晶水属于物理变化。()(5)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。()(6)铜是导电性最好的金属材料。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)2.下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是()A.CuSO45H2O晶体加入浓硫酸中变成CuSO4，体现了浓硫酸的脱水性B.醋酸是弱酸，所以Cu(OH)2悬浊液
4、与醋酸不能反应C.CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2D.Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2解析：选D。A项，CuSO45H2O =CuSO45H2O体现了浓硫酸的吸水性；B项，在常温下，Cu(OH)2与醋酸能发生中和反应；C项，CuO与水不反应；D项，Cu2OCu2，体现了硝酸的强氧化性。(1)Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。(2)无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的
5、流程图：Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为；火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有紫红色固体物质生成，请写出生成紫红色固体物质的离子方程式：_。(3)若将A中紫红色固体物质反应掉，操作中加入的试剂最好是(填字母)。A.适量的NaNO3B.适量的HNO3C.适量的H2O2解析(1)Cu2S中铜为1价；火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应原理为Cu2SO22CuSO2。(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2(蓝色)和单质铜(紫红色)，写出反应物和生成物，配平方程式。(3)H2O
6、2不产生污染物且不引入杂质。答案(1)1Cu2SO22CuSO2(2)Cu2O2H=CuCu2H2O(3)C某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：(1)CuCuSO4硫酸铜溶液CuSO45H2O(2)CuCuO硫酸铜溶液CuSO45H2O(3)硫酸铜溶液CuSO45H2O对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。因而方案(3)更经济合理。废铜综合利用的常见流程框图模式 题组铜及其化合物的性质及冶炼1.(2018河南十校联考)据央视新闻报道
7、，考古人员在江西发掘一座距今2 000多年、迄今保存最完好的西汉古墓。在古墓中有10余吨西汉铜钱。这些铜钱锈迹斑斑，铜锈的主要成分可表示为Cu2H2CO5。下列有关判断正确的是()A.铜锈中Cu和C的化合价均为2B.铜质文物表面的铜锈可用稀硝酸除去C.铜锈易溶于水D.32 g铜生成铜锈转移1 mol电子解析：选D。铜锈中Cu为2价，C为4价，A项错误；稀硝酸能够溶解铜锈，也能溶解铜，除去铜质文物表面的铜锈应用稀硫酸或稀盐酸，B项错误；铜锈难溶于水，C项错误；铜生成铜锈时，铜由0价变为2价，32 g(0.5 mol)铜生成铜锈时，转移1 mol电子，D项正确。2.已知CuO经高温灼烧生成Cu2O
8、，Cu2O与H发生反应：Cu2O2H=CuCu2H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()A.如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2OB.溶液中最终可能有紫红色固体出现C.这种实验的结果无法说明CuO分解的程度D.如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解解析：选C。解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解CuO、Cu2O和单质Cu，因而该实验的结果无法说明CuO分解的程度。3.孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸
9、)：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是，有关反应的离子方程式为_。解析：孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2从溶液中置换出来即可，故加入的金属可能是Fe或Zn等。答案：(1)固体逐渐溶解，溶液由无色变成蓝色，且有气泡产生Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)铁粉(答案合理即可)FeCu2=Fe2Cu(答案合理即可)
10、(1)1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为2 价。(2)1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。(3)溶液中的Cu2常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2的鉴别依据。例如：CuSO4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为Cu2的存在依据。Cu2与碱反应生成蓝色沉淀Cu(OH)2，这也是鉴定Cu2的原理之一。(4)熟记铜及其常见化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色C
11、uSO4白色CuO黑色CuSO45H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色合金及金属矿物的开发利用知识梳理1.合金(1)概念：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：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。熔点：一般比它的各成分金属都低；硬度和强度：一般比它的各成分金属都大。2.常见金属材料(1)重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢(2)几种有色金属材料3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以化合物形式存在。(2)金
12、属冶炼的实质金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中还原出来的过程。(3)金属冶炼的方法热分解法如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag：2HgO2HgO2、2Ag2O4AgO2。热还原法a.CO还原Fe3O4：Fe3O44CO3Fe4CO2；b.H2还原WO3：WO33H2W3H2O；c.C还原ZnOZnOCZnCO。电解法工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为2NaCl(熔融)2NaCl2、MgCl2(熔融)MgCl2、2Al2O34Al3O2。4.铝热反应实验中的有关问题实验装置实验现象镁带剧烈燃烧，放出大量的热，并发生耀眼的白光，氧化铁与铝粉在较高温
13、度下发生剧烈的反应；纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热：Fe2O32Al2FeAl2O3原理应用制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等。3MnO24Al3Mn2Al2O3金属焊接，如焊接钢轨等自我检测1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)铝合金的熔点比纯铝的高。()(2)合金材料中不可能含有非金属元素。()(3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金。()(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。()(5)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜。()(6)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应。()(7)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。()(8)用黄铜矿经电解精炼得到纯度99.9%的铜。()(9)电解氯化镁溶液制取金属镁。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2.下列金属冶炼的反应原理，错误的是()A.MgCl2(熔融)MgC
