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1、课题11金属材料与金属矿物的开发利用学习任务1铜及其重要化合物、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2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3。(1) 写出下列化学方程式。铜在空气中加热：2Cu+O2=2CuO；铜丝在硫蒸气中反应：2Cu+S=Cu?S。二、铜的重要化合物1. Cu(OH)2的性质及应用Cu(OH)2:蓝色不溶于水的固体。2.CU2（OH）2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可牛成黑色的氧化铜，化学方程
2、式：Cu2（OH）2CO3-2CuO+CO2f+H2O:可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2（OH）2CO3+4H=2Cu2+CO吐土_3H2O。高温3. 黑色氧化铜在高温下分解为红色的CU2O，化学方程式为4CuO=2Cu2O+O2蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为CuSO45H2O=CuSO4+5HgO。CuSO4-5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矶、胆矶。（2）无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色（生成CuSO45H?O）,可作为水的检验依据，但无水CuSO4不能做干燥剂。铜盐的毒性,故可利用胆矶、熟石铜盐溶液有毒,是因为铜离子能使蛋白质变性从而失去生理活性灰、水配成波尔多液
3、，用来杀灭植物的病毒。4. 红色的CU20与稀盐酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为CU20+2H=Cu+Cu2+H2O。1. 判断正误(正确的打“V”，错误的打“X”)。(2019高考全国卷n,11A)向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4。()(2018高考全国卷叭10A)用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率。()(2017高考全国卷川,13B)向含较高浓度C的溶液中加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀而除去C的反应为Cu+Cu2+2C=2CuCl。()加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥，可除去Cu粉中混有
4、的CuO。()(5)将铜丝插入稀硝酸中，反应的离子方程式为Cu+4H*+2NO3=Cu2+2NO2f+H2O。()答案：(1)2(2)V(3)V(4)X(5)X2. (2017浙江4月选考)Cu2O与稀硫酸反应的离子方程式是;加热条件下氨被CuO氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式：。答案：Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O铜及其化合物的性质及转化科学探究与创新意识、变化观念1. (2020江淮十校第二次联考)下列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB.向Cu与过量浓硫酸反应后的
5、试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色C.向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤、洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD.在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu(OH)2悬浊液并加热，产生砖红色沉淀解析：选C。硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为+1价生成CU2S,A项错误；稀释铜与过量的浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的试管中的物质缓慢加入水中，并不断搅拌，B项错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO,C项正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制Cu（OH）2悬浊液并加热，才会产生砖红色沉淀，D项错误。（双选）（202
6、0山东省实验中学高三诊断改编）氯化亚铜（CuCI）是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2+O某小组拟热分解CuCI22H2O制备CuCI，并进行相关探究。下列说法正确的是（）A.制备CuCI时产生的CI2可以回收循环利用，也可以通入饱和NaCI溶液中除去200CB. Cu2（OH）2CI2在200C时反应的化学方程式为Cu2（OH）2Cl2=2CuO+2HCIfC. X气体是HCI，目的是抑制CuCI22H2O在加热过程中发生水解DCuCI与稀硫酸反应的离子方程式为2CuCI4HSO42=2Cu22CISO2f2H2O解析：选BCo制备CuCI时产生的CI2可以转化为H
7、CI,回收循环利用，CI2在饱和NaCI溶液中的溶解度小，不能被吸收除去，A错误；Cu2（OH）2CI2加热至200C时生成CuO,结200C合原子守恒可知，还生成HCI,则化学方程式为Cu2（OH）2Cl2=2CuO+2HCIf,B正确；CuCl2水解生成氢氧化铜和HCI,X气体用于抑制CuCl2水解，则X气体为HCI,C正确；CuCI在酸性条件下不稳定，易生成金属铜和Cu2+,D错误。2. 某化合物M由两种常见的元素组成，为了测定其组成进行如下实验：M的化学式可能为()A. Cu2SB.CuSC.FeS2D.Fe3S4解析：选A。由题意并结合选项可知，1.60gM在高温下反应生成的气体是二
8、氧化硫，二氧化硫被双氧水氧化为硫酸，根据滴定过程消耗的氢氧化钠，可以求出n(S)=n(SO2)=1i250mln(H2SO4)=-n(NaOH)=壬20.00X10飞Lx0.1molL1x亦00m|=0.01mol,所以m(S)=0.32g,则m(金属)=1.60g0.32g=1.28g,假如是铜，则n(Cu)=0.02mol,M可能为Cu2S;假如是铁，则n(Fe)0.023mol,没有与之对应的选项。综上所述,A项正确。铜及其化合物的制备科学探究与创新意识、变化观念(2020深圳一模)用CuCl22H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示，下列说法错误的是()A.通入HCI可以抑制CuC
9、l2的水解B先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D.装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液解析：选D。A项，氯化铜水解：CuCl2+2H2OCu（OH）2+2HCI,生成的氯化氢易挥发，通入HCI可以抑制CuCl2的水解，正确；B项，CuCI22H2O加热失去结晶水必须在HCI的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCI气体,使硬质玻璃管中充满HCI气体后再点燃c处酒精灯，正确；C项，硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的氯化氢，由于氯化氢极易溶于水，会产生白雾，正确；D项，氯化氢极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，错误。3
10、. （2020西宁检测）工业上由黄铜矿（主要成分为CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：请回答下列问题:(1) 气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的吸收。a. 浓H2SO4b稀HN03c.NaOH溶液d.氨水(2) 由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为。(3) 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是。a. 电能全部转化为化学能b. 粗铜接电源正极，发生氧化反应c. 溶液中Cu2+向阳极移动d. 从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池，其正极
11、电极反应式为。解析：气体A中的大气污染物为SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。依据图示，泡铜中的CU2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(3)电解精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2+向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜弱，形成阳极泥，可以回收，d对。(4)根据总反应，。2发生还原反应，因此正极电极反应式为O24H4e=2H2O。高温答案：(1)cd(2)3Cu2O2Al=Al2O36Cubd(4)4HO24e=2H2O铜的冶炼“两方法(1) 湿法炼铜：FeCuSO
12、4=FeSO4Cu。(2) 高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：800C2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO（炉渣）1200C2CU2S+3O2=2Cu2O+2SO21200C2Cu2O+Cu2S=6Cu+SO2f粗铜中铜的含量为99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到高纯度的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2+,用纯铜棒做阴极即可得到精铜。学习任务2金属材料与金属矿物的开发利用一、金属材料（教材补遗）1. 金属材料的种类金属材料包括纯金属和它们的合金，通常把金属材料分为（1）黑色金属材料：铁、铬、锰
13、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及其合金。2. 合金（1）概念：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。_3. 重要的黑色金属材料一一钢钢是用量最大、用途最广的合金。低碳钢：韧性、焊接性好，强度低碳素钢中碳钢：强度高，韧性及加工性好高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好钢合金钢：也叫特种钢，具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢。不锈钢是最常见的合金钢，它的合金元素主要是铬和镍几种有色金属材料性、导诅n
14、村m皑11倍拄血的阳护膳和内群芻雷分别与盐呆反血的佗学方程式：4；口-h6HO=2AE1.+亦0,:Al鬲h化学2A1Q*理T|隹f铝斥铝合金忡底蚕化错、皑廿別与氏QHi容泯屁应的化学方巻式:A1；O：+=2Na.AQ,THO.2A1+ZNiDM+2H.02NaA10+1HfL.工_aT忡龜痔睜爪峯辛哥.诸愕好、馬干成玖制造T艺简单，成本代牌用!主養用于宦萸业.吝莽fll包鶴北.久適远谕业，电予冇业等斜注St：良魅的延?H也导电養和导讯性I昭迷:主枣用于电薛和电产工业、楚孰业合吿洞合金;醛轻扶国恢用址卑的合金，密见的述有贵带和fl(H4. 新型合金储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成
15、金属氢化物的材料。此外，钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。二、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. 金属的冶炼(1) 实质：把金属从化合态还原为游离态。(2) 方法：根据金属的活动性顺序不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。冶炼方法主要反应原理(举例)热分解法2HgO2Hg+O2f2Ag204Ag斗Ogf热还原法CO做还原剂高温Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(高炉炼铁)H2做还原剂WO3+3H2W+3H2O活泼金属做还原剂高温3MnO2+4AI3Mn+2AI2O3电解法电解2AI203（熔融）=晶=-4AI+302f电TMgCI2（熔融）Mg+Cl2f电解2NaCI（熔融）2Na+Chf3铝热反应
