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1、考化学一轮复习 第3章 金属及其化合物 第13讲 金属材料及金属矿第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用考点一 铜及其化合物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_。有关化学方程式_。 写出下列化学方程式：铜在空气中加热：_； 铜丝在硫蒸气中反应：_。 答案 铜锈 2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3 2CuO2=2CuO 2CuS=Cu2S 2.铜的重要化合物(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成
2、黑色的氧化铜，化学方程式：Cu2(OH)2CO3=2CuOCO2H2O，可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO34H=2CuCO23H2O。21高温(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O，化学方程式为4CuO=2Cu2OO2。 (3)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=CuSO45H2O。(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为Cu2O2H=CuCuH2O。2题组一 铜及其化合物的性质1.下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是( ) 变成CuSO45H2O是物理变化B.一定条件下，新制的Cu(OH)2
3、悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应 是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2 遇硝酸可能会被氧化成Cu 答案 D解析 CuSO4变成CuSO45H2O属于化学变化，A错；Cu(OH)2是碱，能与酸反应，B错；CuO不能与水反应，C错；Cu2O中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。2.铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是( ) A.可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 B.硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C.工业上常采用电解法制取粗铜D.在上述几种含铜化合物中，铜的
4、质量分数最高的是Cu2S 答案 C解析 CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。3.已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H 发生反应： Cu2O2H=CuCuH2O。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Cu2O B.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 答案 C222解析 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、
5、Cu2O和单质Cu，因而该实验结果无法说明CuO分解的程度。 题组二 铜及其化合物的制取是火法炼铜的重要原料之一，下面是Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的流程图： O2焙烧足量稀硫酸操作蒸发、结晶、过滤Cu2SCuCuAB胆矾 2O、CuO(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，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_。 (3)若将A中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。 A.适量的NaNO3 C.适量的H2O2答案 (1)1 Cu2SO2=2CuSO
6、2 (2)Cu2O2H=CuCuH2O (3)C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Cu2SO2=2CuSO2。(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu(蓝色)和单质铜(红色)，写出反应物和生成物，配平方程式。(3)H2O2不产生污染物。5.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)：22B.适量的HNO3(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_。 答案 (1)固体逐渐消失，溶液无色变成蓝色，有气泡产生
7、 Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O (2)铁粉(答案合理即可) FeCu=FeCu解析 孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液无色变为蓝色，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Cu从溶液中置换出来即可。2223故金属可能是Fe或Zn等。6.某课外研究小组用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是_(填字母)。a.
8、灼烧过程中部分氧化铜被还原 b.灼烧不充分铜未被完全氧化 c.氧化铜在加热过程中分解生成铜 d.该条件下铜无法被氧气氧化(2)粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径相比，途径有明显的两个优点是 _。 答案 (1)ab(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生解析 (1)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(2)根据途径的反应方程式：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2O和途径的反应方程式：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O，可以看出途径的优点是产生等量的CuSO4，比途径消耗硫酸少；途径不产生污染大气的气体SO2。1
9、.熟记铜及其化合物的颜色物质 Cu CuO Cu2O Cu2S2.铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：FeCuSO4=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)： 800 2CuFeS24O2=Cu2S3SO22FeO(炉渣)4颜色 紫红色 黑色 砖红色 黑色 物质 CuSO4 CuSO45H2O Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2 颜色 白色 蓝色 绿色 蓝色 1 200 2Cu2S3O2=2Cu2O2SO2 1 200 2Cu2OCu2S=6CuSO2粗铜中铜的含量为%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达%的铜。(3)生物炼
10、铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a.成本低；b.污染小；c.反应条件简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。考点二 金属材料及合金概述1.熟记金属活动性顺序金属活动 性顺序 K、Ca、Na 常温下易被氧化，点与O2反应 燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 与H2O 反应 与非氧化 性酸反应 常温下生成碱和氢气 与热水 反应 有碱存与高温不反应 常温生成氧化膜 Mg Al、 Zn Fe、Sn、 Cu、Hg、 Pb(H) Ag 加热化合 不 反 应 Pt、 Au 在与水 水蒸气反应 反应 生成盐和
11、氢气 不反应 与盐溶液 先与水反应，生成的反应 自然界存在形态 2.合金碱再与盐反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 化合态(Fe有游离态) 游离 态 (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：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的低； 硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。53.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。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：具有各种不同的优良
12、性能，用于制不锈钢 及各种特种钢(2)几种有色金属材料 错误!题组一 金属的性质和应用1.下列关于金属元素的叙述正确的是( ) A.金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性 B.金属元素的单质在常温下均为固体 C.金属元素在不同化合物中化合价均相同 D.大多数金属元素的单质为电的良导体 答案 D解析 金属离子中的中间价态离子，比如Fe，既有氧化性又有还原性，A错；常温下金属汞呈液态，B错；有的金属元素存在变价，比如Fe、Cu等，C错。 2.下列说法中正确的是( )A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料 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 答案 C解析 铜是人类使用最早的金属材料，A错；铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料，B错；银的导电性比铜好，D错。 题组二 合金的性能特点及应用大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是26
