《高考化学一轮总复习 第三章 课时4 铜及其化合物 金属材料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮总复习 第三章 课时4 铜及其化合物 金属材料课件（54页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时课时4铜及其化合物铜及其化合物 金属材料金属材料1了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用。2.了解常见金属的活泼性顺序。3.了解合金的概念及其重要应用。最新考纲最新考纲考点一铜及其重要化合物考点一铜及其重要化合物1铜(1)物理性质：铜是紫_色金属，具有良好的_性、_性和延展性。(2)化学性质红红导电导电导热导热写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：化学方程式：_(_固体)。化学方程式：_。与氧化性酸a与浓硫酸共热:_；b与稀硝酸反应的离子方程式：_。与盐溶液反应(写离子方程式)a与硝酸银溶液：_；b与FeCl3溶液：_。2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO33Cu8H2NO3=
2、3Cu2 2NO4H2OCu2Ag=2AgCu2Cu2Fe3=2Fe2Cu2绿色绿色2氧化铜(1)物理性质：_色粉末状固体。(2)化学性质3氢氧化铜(1)物理性质：_色_溶于水的固体。(2)化学性质及应用黑黑蓝蓝不不4CuSO45H2OCuSO45H2O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。探究思考1波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列问题(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？答案(1)不能。原因是铁能置换波尔多液中
3、的Cu2，降低杀菌能力。(2)CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。2连线：把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。3已知酸性条件下有如下反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物_。解析此题是通过实验现象推测反应的本质。H2还原CuO生成红色固体，可能是Cu和Cu2O中的一种或两种，加入稀H2SO4溶液变蓝色和得到红色固体，证明原固体中一定含有Cu2O而Cu不能证明其有无。答案一定有Cu2O，可能有Cu加入
4、加入试剂试剂稀硫酸稀硫酸浓硫酸、浓硫酸、加热加热稀硝酸稀硝酸浓硝酸浓硝酸实验实验现象现象有红色固体有红色固体剩余和溶液剩余和溶液变为蓝色变为蓝色产生无色气产生无色气体体产生无色气产生无色气体和溶液变体和溶液变为蓝色为蓝色产生红棕色产生红棕色气体和溶液气体和溶液变为绿色变为绿色【示例示例1】 (2012天津理综天津理综，9)信息时代产生的大量电子垃圾信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝变废为宝”学生探究小组将学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含一批废弃的线路板简单处理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量及少量Au、
5、Pt等金属的混合物，并设计出如下等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线： 请回答下列问题：(1)第步Cu与酸反应的离子方程式为_；得到滤渣1的主要成分为_。(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的优点是_；调溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制备无水CuSO4的方法是_。(4)由滤渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。(5)探究小组用滴定法测定CuSO45H2O(Mr250)含量。取ag试样配成100mL溶液，每
6、次取20.00mL，消除干扰离子后，用cmolL1EDTA(H2Y2)标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反应如下：Cu2H2Y2=CuY22H写出计算CuSO45H2O质量分数的表达式w_；下列操作会导致CuSO45H2O含量的测定结果偏高的是_。a未干燥锥形瓶b滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c未除净可与EDTA反应的干扰离子解析根据制备路线可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、浓硝酸，则可以将Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以滤渣1的主要成分为Au、Pt，滤液1中含有Cu、Fe、Al的离子。根据滤液2和CuSO45H2O可知，滤液2为CuS
7、O4溶液，滤渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(2)第步操作中加H2O2的目的是将Fe2转化为Fe3，从而将Fe3转化为沉淀除去，防止对CuSO4晶体的制备产生干扰。H2O2的还原产物为H2O，不引入杂质，同时对环境没有污染，调节pH的目的是将Fe3和Al3转化为沉淀而除去。(3)用CuSO45H2O制备无水CuSO4，只要除去结晶水即可。在加热过程中CuSO4发生水解，但是因为硫酸不挥发，所以最终得到的仍然是CuSO4，所以只要加热脱水即可。(4)甲中制备的Al2(SO4)3晶体中含有Fe2(SO4)3。乙、丙两种方案中，乙方案的原子利用率更高。1下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确
8、的是()。ACuSO4变成CuSO45H2O是物理变化B一定条件下，新制的Cu(OH)2悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应CCuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2DCu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2解析A项变化属于化学变化，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。答案D2下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()。选项选项陈述陈述陈述陈述判断判断A铜绿的主要成分是碱式铜绿的主要成分是碱式碳酸铜碳酸铜可用稀盐酸除铜器可用稀盐酸除铜器表面的铜绿表面的铜绿对；对；对；无对；无B铜表面易形成致密的氧铜
9、表面易形成致密的氧化膜化膜铜容器可以盛放浓铜容器可以盛放浓硫酸硫酸对；对；对；有对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，向硫酸铜溶液通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体成黑色固体把铜丝放在酒精灯把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝火焰上灼烧，铜丝表面变黑表面变黑对；对；对；有对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化为白色硫酸铜粉末是物理变化物理变化硫酸铜溶液可用作硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂游泳池的消毒剂错；错；对；无对；无解析稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器
10、表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，、有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，、均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。答案D3(2010北京理综，11)自然界地表层原生铜的硫化物经氧化、淋滤作用后变成CuSO4溶液，向地下深层渗透，遇到难溶的ZnS或PbS，慢慢转变为铜蓝(CuS)。下列分析正确的是()。ACuS的溶解度大于PbS的溶解
11、度B原生铜的硫化物具有还原性，而铜蓝没有还原性CCuSO4与ZnS反应的离子方程式是Cu2S2=CuSD整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应解析CuSO4与PbS反应可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A错误；硫化物中硫的化合价为2价，均具有还原性，B错误；ZnS难溶于水，不能写成离子形式，C错误；铜的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸铜与ZnS、PbS发生复分解反应生成更难溶的CuS，D正确。答案D氧化铜和氧化亚铜比较名称名称氧化铜氧化铜氧化亚铜氧化亚铜颜色颜色黑色黑色红色红色与酸反应与酸反应(H)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O与与H2反应
12、反应转化关系转化关系考点二金属材料及金属矿物的利用考点二金属材料及金属矿物的利用1合金(1)概念：合金是指_熔合而成的具有_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_；硬度和强度：一般比它的各成分金属的_。两种或两种以上的金属两种或两种以上的金属(或金属与非金属或金属与非金属)金属特性金属特性低低大大2常见金属材料(1)重要的黑色金属材料钢_是用量最大、用途最广的合金。钢钢低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢合金钢合金钢(2)几种有色金属材料3金属冶炼的一般步骤4金属冶炼方法(1)热分解法(适用于Hg、Ag等不活泼金属)用热分解冶炼法
13、冶炼金属的特点：金属元素的金属性_，金属元素的原子_失去电子，其金属离子_得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性_。弱弱不易不易较差较差容易容易(2)热还原法(适用于ZnCu等中等活泼金属)焦炭还原法。例如：C还原ZnO、CuO，其化学方程式依次为_。一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为_。氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为_。活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为_。5Al2O3(3)电解法(适用于Al以前的活泼金属)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的电解反应，其化学方程式依次为_。探究思考
14、1能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg?答案不能。因为AlCl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而MgO虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量的能量，成本较高。2判断下列有关金属冶炼的说法是否正确，如不正确请说明原因。(1)制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛()(2)炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物()(3)制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液()(4)炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜的铜 () 解析(1)不能用TiCl4溶液，应用熔融态的TiC
15、l4；(3)中电解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2；(4)中电解法精炼铜的原料是粗铜。答案(1)(2)(3)(4)【示例2】(2013广东理综，32)银铜合金广泛用于航空工业，从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：(注：Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450和80)(1)电解精炼银时，阴极反应式为_；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学反应方程式为_。(2)固体混合物B的组成为_；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为_。(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论
16、上5.0kg废料中的铜可完全转化为_molCuAlO2，至少需要1.0molL1的Al2(SO4)3溶液_L。(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是_、过滤、洗涤和干燥。思维启迪 认真分析工艺流程中每步可能发生的反应及其产物；第(4)问利用关系式法进行计算。解析(1)电解精炼Ag时，粗银作阳极，纯银作阴极，含有Ag的电解质溶液作为电解液，所以阴极反应式为Age=Ag，滤渣Ag与稀HNO3反应生成NO，NO被O2氧化生成NO2，方程式为2NOO2=2NO2。(2)NaOH溶液与Al2(SO4)3、CuSO4反应生成Al(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀，若NaOH过量，Al(OH)3
17、沉淀溶解，离子方程式为Al(OH)3OH=AlO22H2O。(3)由于在反应前后，Cu的化合价降低，CuO作氧化剂，所以失电子的只能是O2，被氧化成O2，利用得失电子守恒配平。(4)4Cu4CuO2Al2O32Al2(SO4)34CuAlO2即2CuAl2(SO4)32CuAlO2(5)由于胆矾带有结晶水，为防止失去结晶水，应采取加热浓缩、冷却结晶的方法。答案(1)Age=Ag2NOO2=2NO2(2)Al(OH)3、Cu(OH)2Al(OH)3OH=AlO22H2O(3)424O2(4)5025(5)蒸发浓缩、冷却结晶【示例3】(2013山东，28节选)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。(1
18、)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3bNaClcCu2SdAl2O3(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应：2Cu2S2H2SO45O2=4CuSO42H2O，该反应的还原剂是_。当1molO2发生反应时，还原剂所失电子的物质的量为_mol。向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成，该气体是_。解析(1)Na、K、Mg、Al等活泼金属的冶炼均采用电解法，Fe、Cu的冶炼采用热还原法。(2)在辉铜矿和H2SO4、O2的反应中，Cu2S是还原剂，O2作氧化剂，所以1molO2得4mole，还原剂也失去4mole，Cu22H2O=Cu(OH)22H，Mg2H=Mg2H2，所以放出的气体
19、应为H2。答案(1)bd(2)Cu2S4H212014年将在上海首飞的C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是()。A铝锂合金是铝与锂形成的混合物B铝锂合金的硬度比锂大C铝锂合金的熔沸点比铝低D铝锂合金耐酸碱腐蚀解析铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。答案D2(2013上海，26)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：BaOAl2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性_(选填“强”“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是_。A高温时Al的活泼性大于BaB高温有利于BaO分解C高温时BaOAl2O3比Al2O
20、3稳定DBa的沸点比Al的低答案弱D3 (2013昆明调研昆明调研)合金在生产生活中的应用日趋广泛。合金在生产生活中的应用日趋广泛。(1)镁合金被用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架镁合金被用于制造笔记本电脑外壳、竞赛自行车车架等，是由于镁合金具有等，是由于镁合金具有_等优异性能。等优异性能。(2)测定某镁铝合金中镁的质量分数。称取一定质量的样测定某镁铝合金中镁的质量分数。称取一定质量的样品放入品放入NaOH溶液中，发生反应的离子方程式是溶液中，发生反应的离子方程式是_ _。另称取一定质量的样品放入另称取一定质量的样品放入500 mL稀硫酸中，固体全部溶解并稀硫酸中，固体全部溶解并产生气体。
21、待反应完全后，向所产生气体。待反应完全后，向所得溶液中加入得溶液中加入NaOH溶液，生成溶液，生成沉淀的物质的量与加入沉淀的物质的量与加入 NaOH溶溶液的体积关系如图所示液的体积关系如图所示(生成沉淀生成沉淀阶段的图像斜率视为恒定阶段的图像斜率视为恒定)。则合金中Al的质量为_g，NaOH溶液的物质的量浓度为_molL1。(3)有一种镁铝合金(Mg17Al12)是贮氢材料，该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物在6.0molL1的盐酸中能完全释放出H2。1molMg17Al12完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应，释放出H2的
22、物质的量为_。(要求列出计算过程)解析本题以合金为载体考查了物质含量的计算、离子方程式以及电极反应式的书写等，意在考查考生对电化学知识、离子反应知识的掌握情况以及相关计算能力。(2)镁不和NaOH溶液反应，铝属于两性金属，能与NaOH溶液反应生成NaAlO2，离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO23H2。由图可答案(1)强度大、密度小、散热性好、消震性好(答案合理即可)(2)2Al2OH2H2O=2AlO23H25.45(3)Mg17Al1270HCl=17MgCl212AlCl335H21mol35moln(H2)35mol17mol52mol合金及矿物加工中常考的两大分析类型1定性分
23、析型形成合金的各种成分的化学性质仍按单一组分的性质进行分析(例如铜铝合金中的铝既能溶于酸又能溶于碱的性质不变，铜能溶于稀硝酸，且硝酸的还原产物为NO气体等性质不变)。一般是将合金进行酸溶或碱溶，根据反应中的特殊现象或根据溶解后所得溶液继续加沉淀剂产生的现象判断其成分。此类试题常以工艺流程图的形式呈现，解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分及发生的反应。2定量分析型定量测定合金的组成成分常用量气法或沉淀法。(1)量气法量气法是指收集合金中某种物质溶解时所产生的气体的量，应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理的关键点是根据某组分的特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体)，其操作要
24、点和注意事项有：保证装置的气密性良好，避免干扰因素，注意量气的准确性。(2)沉淀法沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时，涉及到的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(注意溶解试剂的选择)；沉淀(重点是沉淀试剂的选择)；过滤、沉淀的洗涤、干燥、称量；数据的处理(包括测定结果的误差分析)。(2012山东高考节选)无水AlCl3(183升华)遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备。素养素养7物质制备工艺中试剂的选择及作用物质制备工艺中试剂的选择及作用典典 例例 剖剖 析析装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是_。装置C中盛装的试剂是_，作用是_。F中试剂的作用是_。用
25、一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为_。科学审题 浓盐酸易挥发，从A出来的Cl2中混有HCl气体，B装置中的饱和NaCl溶液是为了吸收其中的HCl，C中盛的是浓H2SO4，作用是干燥Cl2防止水蒸气对制AlCl3的反应产生干扰；F的作用是吸收水蒸气，防止G中水蒸气进入E中，G的作用是吸收Cl2，两装置合并后需要同时起两个作用，所装试剂应选择碱石灰。规范答案除去HCl浓H2SO4干燥氯气吸收水蒸气碱石灰解答该类题目要掌握以下要领：(1)根据题目要求及试剂的状态和性质准确判断试剂的作用，通常有制备物质、除杂净化、吸水干燥、吸收尾气等作用。(2)试剂的选取是考查试剂作用的另一种
26、形式，选取试剂时要考虑实验目的、试剂的性质状态和实验中所给仪器等因素。(3)规范描述试剂的作用，如“除去”“防止”“抑制”“吸收”“使”等，回答要准确规范。说明：解答此类题目要注意三个得分点：试剂的作用、试剂的选取、规范答题。答答 题题 模模 板板(1)试剂的作用：判断试剂的作用要清楚物质的成分，以及试剂与物质反应的化学原理。(2)试剂的选取：原理正确，符合仪器装置的要求，能够达到实验目的。(3)规范答题：语言要简练、规范、准确，避免口语化。某研究性学习小组为合成1丁醇，查阅资料得知一条合成路线：规规 范范 再再 练练请填写下列空白：(1)实验室现有锌粒、稀硝酸、稀盐酸、浓硫酸、2丙醇，从中选
27、择合适的试剂制备氢气、丙烯。写出化学反应方程式：_，_。(2)若用以上装置制备干燥纯净的CO，装置中a和b的作用分别是_，_；c和d中盛装的试剂分别是_，_。若用以上装置制备H2，气体发生装置中必需的玻璃仪器名称是_；在虚线框内画出收集干燥H2的装置图。(3)制取丙烯时，还产生少量SO2、CO2及水蒸气，该小组用以下试剂检验这四种气体，混合气体通过试剂的顺序是_(填序号)。饱和Na2SO3溶液酸性KMnO4溶液石灰水无水CuSO4品红溶液H2O。(2)甲酸在浓硫酸的作用下通过加热脱水即生成CO，由于甲酸易挥发，产生的CO中必然会混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸
28、。又因为甲酸易溶于水，所以必须防止液体倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通过浓硫酸干燥CO。为了使产生的气体能顺利地从发生装置中排出，就必须保持压强一致，因此a的作用是保持恒压；若用以上装置制备氢气，就不再需要加热，所以此时发生装置中必需的玻璃仪器是分液漏斗和蒸馏烧瓶；氢气的密度小于空气，因此要收集干燥的氢气，就只能用向下排空气法，而不能用排水法收集。(3)检验丙烯可以用酸性KMnO4溶液，检验SO2可以用酸性KMnO4溶液，也可以用品红溶液或石灰水，检验CO2可用石灰水，检验水蒸气可用无水CuSO4，检验这四种气体必须考虑试剂的选择和顺序。只要通过溶液，就会产生水蒸气，因此要先检验水蒸气；然后检验SO2并在检验之后除去SO2，除SO2可以用饱和Na2SO3溶液，最后检验CO2和丙烯，因此混合气体通过试剂的顺序为。
