《高考化学一轮复习 第11讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 第11讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物课件（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第1111讲用途广泛的金属材料讲用途广泛的金属材料 开发利开发利用金属矿物用金属矿物【考纲要求考纲要求】 1.1.了解常见金属的活动顺序。了解常见金属的活动顺序。2.2.了解铜及其重要化合了解铜及其重要化合物的制备方法物的制备方法, ,掌握其主要性质及其应用。掌握其主要性质及其应用。3.3.了解合金的概念及其重要了解合金的概念及其重要应用。应用。考点考点1 1铜及其化合物铜及其化合物知识梳理知识梳理1.1.单质铜单质铜(1)(1)物理性质物理性质: : 色固体色固体, ,具有良好的延展性、导热性和导电性具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)(2)化学性质化学性质紫红紫红写出图中有关反应的化
2、学方程式或离子方程式写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式: : ( ( 色固体色固体) )_绿绿 2.2.铜的重要化合物铜的重要化合物碱式碳酸铜碱式碳酸铜 (2)(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的黑色氧化铜在高温下分解为红色的CuCu2 2O,O,化学方程式为化学方程式为 。(4)(4)红色的红色的CuCu2 2O O与稀硫酸反应与稀硫酸反应, ,溶液变蓝溶液变蓝, ,同时生成红色的单质铜同时生成红色的单质铜, ,离子方程式为离子方程式为 。【多维思考多维思考】1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打“”, ,错误的打错误的打“”。(1)CuO(1)CuO是
3、黑色固体是黑色固体, ,与水反应可生成与水反应可生成Cu(OH)Cu(OH)2 2。( () )(2)(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( () )(3)(3)将铁片置于将铁片置于CuSOCuSO4 4溶液中溶液中, ,铁片上有红色物质析出铁片上有红色物质析出, ,说明铁比铜活泼。说明铁比铜活泼。( () )(4)Cu(4)Cu2 2O O遇硝酸会被氧化成遇硝酸会被氧化成CuCu2+2+。( () )(5)CuSO(5)CuSO4 45H5H2 2O O失去结晶水属于物理变化。失去结晶水属于物理变化。( () )(6)(6)用稀硝酸清
4、除铜制品上的铜锈。用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。( () )提示提示: : (1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)2.2.波尔多液是一种杀菌剂波尔多液是一种杀菌剂, ,它是由它是由CuSOCuSO4 4、生石灰和水按一定比例配制而成的、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液天蓝色胶状悬浊液, ,其杀菌的可能原因是什么其杀菌的可能原因是什么? ?提示提示: :CuSOCuSO4 4是重金属盐是重金属盐, ,能使蛋白质变性。能使蛋白质变性。考点演练考点演练考向一考向一铜及其化合物的性质铜及其化合物的性质1.1.下表中下表中, ,对陈述对陈述、的正确性及其有无
5、因果关系的判断都正确的是的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( ( ) )D D选项选项陈述陈述陈述陈述判断判断A A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿绿对对;对对; ;无无B B铜表面易形成致密的氧化膜铜表面易形成致密的氧化膜铜制容器可以盛放浓硫酸铜制容器可以盛放浓硫酸对对;对对; ;有有C C向硫酸铜溶液中通入氨气向硫酸铜溶液中通入氨气, ,有深蓝色沉淀有深蓝色沉淀产生产生, ,过滤后灼烧滤渣过滤后灼烧滤渣, ,最后变成黑色固最后变成黑色固体体把铜丝放在酒精灯火焰上灼把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧烧, ,铜丝表面变黑铜丝表
6、面变黑对对;对对; ;有有D D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂消毒剂错错;对对; ;无无解解析析: :稀稀盐盐酸酸可可以以与与碱碱式式碳碳酸酸铜铜( (铜铜绿绿的的主主要要成成分分) )反反应应, ,而而且且稀稀盐盐酸酸不不与与CuCu反反应应, ,所所以以可可用用稀稀盐盐酸酸除除铜铜器器表表面面的的铜铜绿绿,、有有因因果果关关系系,A,A错错误误; ;铜铜表表面面不不能能形形成成致致密密的的氧氧化化膜膜, ,铜铜与与浓浓硫硫酸酸在在一一定定温温度度下下能能发发生生反反应应,
7、 ,所所以以不不能能用用铜铜制制容容器器盛盛放放浓浓硫硫酸酸,B,B错错误误; ;硫硫酸酸铜铜与与氨氨水水反反应应生生成成Cu(OH)Cu(OH)2 2, , Cu(OH)Cu(OH)2 2受受热热分分解解生生成成黑黑色色CuOCuO,、均均正正确确, ,但但没没有有因因果果关关系系,C,C错错误误; ;蓝蓝色色硫硫酸酸铜铜晶晶体体受受热热转转化化为为白白色色硫硫酸酸铜铜粉粉末末, ,属属于于化化学学变变化化,CuSO,CuSO4 4可可用用作作消消毒毒剂剂, ,但但两两者者没有因果关系没有因果关系,D,D正确。正确。2.2.已已知知酸酸性性条条件件下下有有如如下下反反应应:2Cu:2Cu+
8、+ CuCu2+2+Cu+Cu。由由于于反反应应温温度度不不同同, ,用用氢氢气气还还原原氧氧化化铜铜时时, ,可可能能产产生生CuCu或或CuCu2 2O,O,两两者者都都是是红红色色固固体体。一一同同学学对对某某次次用用氢氢气气还还原原氧氧化化铜铜实实验验所所得得的的红红色色固固体体产产物物作作了了验验证证, ,实实验验操操作作和和实实验验现现象象记记录录如下如下: :加入试剂加入试剂稀硫酸稀硫酸浓硫酸、加热浓硫酸、加热稀硝酸稀硝酸浓硝酸浓硝酸实验现象实验现象红色固体和红色固体和蓝色溶液蓝色溶液无色气体无色气体无色气体和无色气体和蓝色溶液蓝色溶液红棕色气体红棕色气体和绿色溶液和绿色溶液由此
9、推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是( ( ) )A.CuA.Cu B.CuB.Cu2 2O OC.C.一定有一定有Cu,Cu,可能有可能有CuCu2 2O D.O D.一定有一定有CuCu2 2O,O,可能有可能有CuCuD D归纳总结归纳总结区分红色物质区分红色物质CuCu和和CuCu2 2O O的方法的方法向红色物质中加入稀向红色物质中加入稀H H2 2SOSO4 4, ,若溶液由无色变成蓝色若溶液由无色变成蓝色, ,则该红色物质为则该红色物质为CuCu2 2O,O,否则为否则为Cu,Cu,反应的化学方程式为反应的化学方程式为CuCu2 2O+HO+H
10、2 2SOSO4 4 CuSO CuSO4 4+Cu+H+Cu+H2 2O O。考向二考向二铜及其化合物转化关系的应用铜及其化合物转化关系的应用3.3.导学号导学号 96656067 96656067 某炼铁废渣中含有大量某炼铁废渣中含有大量CuSCuS及少量铁的化合物及少量铁的化合物, ,工业上工业上以该废渣为原料生产以该废渣为原料生产CuClCuCl2 22H2H2 2O O晶体的工艺流程如下晶体的工艺流程如下: :下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.焙烧过程中每消耗焙烧过程中每消耗1 mol 1 mol CuSCuS则消耗则消耗3 mol O3 mol O2 2B.B.
11、焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C.C.滤渣中主要含铁的氧化物滤渣中主要含铁的氧化物D.D.将获得的将获得的CuClCuCl2 22H2H2 2O O晶体加热可制得晶体加热可制得CuClCuCl2 2固体固体B B4.CuSO4.CuSO4 4是一种重要的化工原料是一种重要的化工原料, ,其有关制备途径及性质如图所示。下列说其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是法不正确的是( ( ) )A.A.将将CuSOCuSO4 4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾B.B.相对于途径相对于途径, ,途径途径更好地体现了绿色
12、化学思想更好地体现了绿色化学思想C.CuSOC.CuSO4 4在在1 100 1 100 分解所得气体分解所得气体X X可能是可能是SOSO2 2和和SOSO3 3的混合气体的混合气体D.YD.Y可能是葡萄糖可能是葡萄糖C C考点考点2 2金属材料与金属矿物的开发和利用金属材料与金属矿物的开发和利用知识梳理知识梳理1.1.合金合金金属与非金属金属与非金属 金属特性金属特性低低大大2.2.金属在自然界中的存在金属在自然界中的存在3.3.金属冶炼的一般步骤金属冶炼的一般步骤正正4.4.金属冶炼的实质金属冶炼的实质金属冶炼的过程就是把金属从金属冶炼的过程就是把金属从 态还原为态还原为 态的过程态的过
13、程, ,即即M Mn+n+ne+ne- - M M。5.5.金属冶炼方法金属冶炼方法( (用化学方程式表示用化学方程式表示) )化合化合游离游离6.6.铝热反应铝热反应实验实验装置装置实验实验现象现象镁带剧烈燃烧镁带剧烈燃烧, ,放出一定的热放出一定的热, ,并发出耀眼的白光并发出耀眼的白光, ,氧化铁和铝粉在较高温度下发氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应生剧烈的反应; ;纸漏斗的下部被烧穿纸漏斗的下部被烧穿, ,有熔融物落入沙中有熔融物落入沙中实验实验结论结论高温下高温下, ,铝与氧化铁发生反应铝与氧化铁发生反应, ,放出大量的热放出大量的热, ,反应的化学方程式为反应的化学方程式为 _
14、原理原理应用应用制取熔点较高、活泼性弱于制取熔点较高、活泼性弱于AlAl的金属铬、锰、钨等的金属铬、锰、钨等; ;金属焊接金属焊接, ,如野外焊接钢轨等如野外焊接钢轨等【多维思考多维思考】1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打“”, ,错误的打错误的打“”。(1)(1)铝合金的熔点比纯铝的高。铝合金的熔点比纯铝的高。( () )(2)(2)合金材料中不可能含有非金属元素。合金材料中不可能含有非金属元素。( () )(3)(3)工业上电解熔融状态的工业上电解熔融状态的AlAl2 2O O3 3制备制备AlAl涉及氧化还原反应。涉及氧化还原反应。( () )(4)(
15、4)电解电解AlClAlCl3 3、FeClFeCl3 3、CuClCuCl2 2的混合溶液时的混合溶液时, ,阴极上依次析出阴极上依次析出CuCu、FeFe、AlAl。( () )(5)(5)电解氯化镁溶液制取金属镁。电解氯化镁溶液制取金属镁。( () )(6)(6)用金属钠置换四氯化钛用金属钠置换四氯化钛(TiCl(TiCl4 4) )溶液中的钛来制取单质钛。溶液中的钛来制取单质钛。( () )(7)(7)将将MgOMgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁。与铝粉混合发生铝热反应制备镁。( () )(8)(8)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。(
16、 () )提示提示: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7) (8) (8)2.2.铝是地壳中含量最高的金属元素铝是地壳中含量最高的金属元素, ,为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多为什么人类对铝的使用比铁、铜晚得多? ?提示提示: :铝的金属活动性比铁、铜强铝的金属活动性比铁、铜强, ,难于冶炼难于冶炼, ,古代人们的技术条件达不到古代人们的技术条件达不到, ,不能冶炼铝不能冶炼铝, ,故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。3.3.工业上冶炼铝为什么用电解熔融工业上冶炼铝为什么用电解熔融AlAl2 2O O3 3
17、而不用而不用AlClAlCl3 3? ?冶炼镁为什么用电解冶炼镁为什么用电解熔融熔融MgClMgCl2 2而不用而不用MgO?MgO?提示提示: :AlClAlCl3 3为共价化合物为共价化合物, ,熔融时不导电熔融时不导电, ,故不能用电解故不能用电解AlClAlCl3 3的方法冶炼的方法冶炼铝。铝。MgOMgO熔点太高熔点太高, ,熔融时耗费能源多熔融时耗费能源多, ,增加生产成本增加生产成本, ,而而MgClMgCl2 2的熔点较低的熔点较低, ,更易熔融。更易熔融。考点演练考点演练考向一合金的性质及其应用考向一合金的性质及其应用1.1.(2017(2017河北定州校级期末河北定州校级期
18、末) )下列关于合金的说法正确的是下列关于合金的说法正确的是( ( ) )合金至少含两种金属合金至少含两种金属 合金中元素以化合物形式存在合金中元素以化合物形式存在 合金的熔点比组成成合金的熔点比组成成分低分低 合金一定是混合物合金一定是混合物 铁锈是一种铁合金铁锈是一种铁合金A.A.仅仅 B.B.仅仅 C.C.仅仅 D.D.仅仅C C 解解析析: :合合金金是是指指在在一一种种金金属属中中加加热热熔熔合合其其他他金金属属或或非非金金属属而而形形成成的的具具有有金金属属特特性性的的物物质质。合合金金概概念念有有三三个个特特点点: :一一定定是是混混合合物物; ;合合金金中中各各成成分分都都是是
19、以以单单质质形形式式存存在在; ;合合金金中中至至少少有有一一种种金金属属。合合金金中中至至少少有有一一种种金金属属, ,还还可可以以有有非非金金属属, ,故故错错误误; ;合合金金中中至至少少有有一一种种金金属属, ,各各成成分分都都是是以以单单质质形形式式存存在在, ,故故错错误误; ;多多数数合合金金的的熔熔点点低低于于组组成成它它的的成成分分金金属属, ,故故正正确确; ;合合金金中中含含有有金金属属或或非非金金属属, ,合合金金一一定定是是混混合合物物, ,故故正正确确; ;铁锈的主要成分是氧化铁铁锈的主要成分是氧化铁, ,不属于合金不属于合金, ,故故错误。错误。2.2.(2017
20、(2017福建秀屿区校级月考福建秀屿区校级月考) )根据表中提供的数据根据表中提供的数据, ,判断可以形成合金的判断可以形成合金的是是( ( ) )A A 金属或非金属金属或非金属钠钠铝铝铁铁硅硅硫硫熔点熔点/97.897.8660.4660.41 5351 5351 4101 410112.8112.8沸点沸点/8838832 4672 4672 7502 7502 3532 353444.6444.6A.A.铝与硅铝与硅 B.B.铝与硫铝与硫C.C.铁与硫铁与硫 D.D.钠与硅钠与硅解析解析: :合金是不同种金属或非金属在熔化状态下形成的一种熔合物合金是不同种金属或非金属在熔化状态下形成的
21、一种熔合物, ,即两种金即两种金属都成为液态时进行混合属都成为液态时进行混合; ;硅的熔点低于铝的沸点硅的熔点低于铝的沸点, ,两者能形成合金两者能形成合金, ,故故A A正确正确; ;铝的熔点高于硫的沸点铝的熔点高于硫的沸点, ,两者不能形成合金两者不能形成合金, ,故故B B错误错误; ;铁的熔点高于硫的沸铁的熔点高于硫的沸点点, ,无法完成液态时混合无法完成液态时混合, ,故铁和硫不能形成合金故铁和硫不能形成合金, ,故故C C错误错误; ;硅的熔点大于钠硅的熔点大于钠的沸点的沸点, ,硅熔融后钠变为气体硅熔融后钠变为气体, ,两者不能形成合金两者不能形成合金, ,故故D D错误。错误。
22、考向二考向二金属冶炼方法的选择金属冶炼方法的选择3.3.下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是( ( ) )D D选项选项金属金属存在形式存在形式冶炼方法冶炼方法A A铜铜化合态化合态铁的金属性比铜强铁的金属性比铜强, ,可将铁与可将铁与CuSOCuSO4 4溶液反应冶炼铜溶液反应冶炼铜B B银银化合态化合态银的金属性弱银的金属性弱, ,用加热用加热AgAg2 2O O的方法冶炼的方法冶炼C C铁铁化合态化合态铝的金属性比铁强铝的金属性比铁强, ,可用铝热法炼铁可用铝热法炼铁D D钠钠化合态化合态钠的金属性强钠的金属性强, ,一般的还原剂很难将其还原出来一般的
23、还原剂很难将其还原出来, ,所以用电解饱和所以用电解饱和NaClNaCl溶液的方法冶炼溶液的方法冶炼解析解析: :一般用电解熔融一般用电解熔融NaClNaCl的方法来制取钠的方法来制取钠, ,而电解饱和食盐水得到的是而电解饱和食盐水得到的是NaOHNaOH、H H2 2和和ClCl2 2。4.4.导学号导学号 96656068 96656068 下列反应原理中下列反应原理中, ,不符合工业冶炼金属实际情况的是不符合工业冶炼金属实际情况的是( ( ) )C C归纳总结归纳总结1.1.金属活泼性与冶炼方法的关系金属活泼性与冶炼方法的关系: :2.2.有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼有些活动
24、性很强的金属也可以用还原法来冶炼, ,如如Na+KCl K+NaClNa+KCl K+NaCl2RbCl+Mg MgCl2RbCl+Mg MgCl2 2+2Rb+2Rb等等, ,在此主要运用了化学平衡移动原理在此主要运用了化学平衡移动原理, ,利用利用K K、RbRb沸点低沸点低, ,气化离开反应体气化离开反应体系系, ,使化学反应得以向正反应方向进行。使化学反应得以向正反应方向进行。考向三考向三铝热反应及其应用铝热反应及其应用5.5.导学号导学号 96656069 96656069 利用如图装置做铝热反应实验利用如图装置做铝热反应实验, ,下列说法不正确的是下列说法不正确的是( ( ) )A
25、.A.该反应的化学方程式是该反应的化学方程式是2Al+Fe2Al+Fe2 2O O3 3 2Fe+Al 2Fe+Al2 2O O3 3B.B.该反应会产生高温该反应会产生高温, ,发出强光发出强光C.C.根据铝热反应的原理根据铝热反应的原理, ,可以冶炼某些金属可以冶炼某些金属D.D.若反应中转移若反应中转移3 mol3 mol电子电子, ,消耗氧化剂的物质的量是消耗氧化剂的物质的量是1 mol1 molD D6.6.用铝粉和用铝粉和FeFe2 2O O3 3做铝热反应实验做铝热反应实验, ,需要的试剂还有需要的试剂还有 。A.KCl A.KCl B.KClOB.KClO3 3C.MnOC.M
26、nO2 2D.MgD.Mg取少量铝热反应所得的固体混合物取少量铝热反应所得的固体混合物, ,将其溶于足量稀将其溶于足量稀H H2 2SOSO4 4, ,滴加滴加KSCNKSCN溶液无明溶液无明显现象显现象, , ( (填填“能能”或或“不能不能”) )说明固体混合物中无说明固体混合物中无FeFe2 2O O3 3, ,理理由是由是 ( (用离子方程式说明用离子方程式说明) )。归纳总结归纳总结铝热反应的三个注意事项铝热反应的三个注意事项1.1.铝热反应是在高温干态下进行的置换反应铝热反应是在高温干态下进行的置换反应, ,铝只能与排在金属活动性铝只能与排在金属活动性顺序中铝后的金属的氧化物反应。
27、顺序中铝后的金属的氧化物反应。2.2.铝热反应常出现在推断题中。铝热反应常出现在推断题中。3.3.铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等( (要考虑冶炼成本要考虑冶炼成本) )。真题体验真题体验 感悟考法感悟考法明确考向明确考向考向一考向一铜及其化合物的性质及应用铜及其化合物的性质及应用1.1.判断下列说法是否正确判断下列说法是否正确, ,正确的打正确的打“”, ,错误的打错误的打“”。(1)(1)(2016(2016全国全国卷卷) )除去除去CuCu粉中混有粉中混有CuOCuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。洗涤、
28、干燥。( () )(2)(2)(2015(2015全国全国卷卷) )将铜粉加入将铜粉加入1.0 mol1.0 molL L-1-1 Fe Fe2 2(SO(SO4 4) )3 3溶液中溶液中, ,现象是溶液现象是溶液变蓝变蓝, ,有黑色固体出现。有黑色固体出现。( () )(3)(3)(2015(2015广东卷广东卷) )1 mol Cu1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成和足量热浓硫酸反应可生成N NA A个个SOSO3 3分子。分子。( () )答案答案: :(1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(2015(2015四川卷四川卷) )CuSOCuSO4 4溶液中通入溶液中通入
29、COCO2 2气体产生蓝色沉淀。气体产生蓝色沉淀。( () )(5)(5)(2015(2015四川卷四川卷) )CuSOCuSO4 4溶液与溶液与H H2 2S S反应的离子方程式为反应的离子方程式为CuCu2+2+S+S2-2- CuSCuS。( () )(6)(6)(2014(2014全国全国卷卷) )氢气通过灼热的氢气通过灼热的CuOCuO粉末粉末, ,反应后固体物质增重。反应后固体物质增重。( () )答案答案: : (4) (4)(5)(5)(6)(6)考向二金属冶炼原理考向二金属冶炼原理2.2.下列说法或转化正确的是下列说法或转化正确的是( ( ) )A.A.(2016(2016江
30、苏卷江苏卷) )MgCOMgCO3 3 MgClMgCl2 2(aq) Mg(aq) MgB.B.(2013(2013安徽卷安徽卷) )工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气C.C.(2012(2012重庆卷重庆卷) )钢铁厂用热还原法冶炼铁钢铁厂用热还原法冶炼铁D.D.(2012(2012广东卷广东卷) )工业上电解熔融状态的工业上电解熔融状态的AlAl2 2O O3 3制备制备AlAl不涉及氧化还原反应不涉及氧化还原反应C C 解解析析: :NaNa、MgMg属属于于活活泼泼金金属属, ,用用电电解解熔熔融融NaClNaCl、MgClMgCl2 2的的方方法法制制备备, ,而而不不能能电电解解NaClNaCl溶溶液液、MgClMgCl2 2溶溶液液,A,A、B B错错误误; ;电电解解熔熔融融AlAl2 2O O3 3制制取取AlAl的的反反应应为为2Al2Al2 2O O3 3 ( (熔融熔融) 4Al+3O) 4Al+3O2 2,该反应属于氧化还原反应该反应属于氧化还原反应,D,D错误。错误。
