高考化學一輪復習 第3章金屬及其化合物 課時4 銅及其化合物 金屬材料課件

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1、課時課時4銅及其化合物銅及其化合物 金屬材料金屬材料 1了解銅及其重要化合物的主要性質及其應用。 2了解常見金屬的活潑性順序。 3了解合金的概念及其重要應用。最新考綱最新考綱考點一銅及其重要化合物考點一銅及其重要化合物 1銅(1)物理性質：銅是紫_色金屬，具有良好的_性、 _性和延展性。(2)化學性質紅紅導電導電導熱導熱寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：化學方程式： _(_固體)?；瘜W方程式：_。與氧化性酸a與濃硫酸共熱: _ ；b與稀硝酸反應的離子方程式：_ _。與鹽溶液反應(寫離子方程式)a與硝酸銀溶液：_；b與FeCl3溶液：_。2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO33C

2、u8H2NO3=3Cu2 2NO4H2OCu2Ag=2AgCu2Cu2Fe3=2Fe2Cu2綠色綠色 2氧化銅(1)物理性質：_色粉末狀固體。(2)化學性質 3氫氧化銅(1)物理性質： _色_溶于水的固體。(2)化學性質及應用黑黑藍藍不不 4CuSO45H2OCuSO45H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍色(生成CuSO45H2O)，可作為水的檢驗依據。 探究思考 1波爾多液是一種農業(yè)上應用廣泛的殺菌劑，它是由硫酸銅、生石灰和水按一定比例配成的天藍色膠狀懸濁液，思考下列問題(1)波爾多液能否用鐵桶盛放？為什么？(2)波爾多液能殺菌的可能原因是什么？答案(1)不

3、能。原因是鐵能置換波爾多液中的Cu2，降低殺菌能力。(2)CuSO4是重金屬鹽，能使蛋白質變性。 2連線：把銅及其化合物的化學式與其顏色連接起來。 3已知酸性條件下有如下反應：2Cu=Cu2Cu。由于反應溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產物作了驗證，實驗操作和實驗現象記錄如下：由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產物_ _。解析此題是通過實驗現象推測反應的本質。H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，加入稀H2SO4溶液變藍色和得到紅色固體，證明原固體中一定含有Cu2O而Cu不能證明其有無

4、。答案一定有Cu2O，可能有Cu加入加入試劑試劑稀硫酸稀硫酸濃硫酸、濃硫酸、加熱加熱稀硝酸稀硝酸濃硝酸濃硝酸實驗實驗現象現象有紅色固體有紅色固體剩余和溶液剩余和溶液變?yōu)樗{色變?yōu)樗{色產生無色氣產生無色氣體體產生無色氣產生無色氣體和溶液變體和溶液變?yōu)樗{色為藍色產生紅棕色產生紅棕色氣體和溶液氣體和溶液變?yōu)榫G色變?yōu)榫G色【示例示例1】 (2012天津理綜天津理綜，9)信息時代產生的大量電子垃圾信息時代產生的大量電子垃圾對環(huán)境構成了極大的威脅。某對環(huán)境構成了極大的威脅。某“變廢為寶變廢為寶”學生探究小組將學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含一批廢棄的線路板簡單處理后，得到含70% Cu、25%

5、 Al、4% Fe及少量及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設計出如下等金屬的混合物，并設計出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：請回答下列問題：(1)第步Cu與酸反應的離子方程式為_ _；得到濾渣1的主要成分為_。(2)第步加H2O2的作用是_，使用H2O2的優(yōu)點是_；調溶液pH的目的是使_生成沉淀。(3)用第步所得CuSO45H2O制備無水CuSO4的方法是_ _。(4)由濾渣2制取Al2(SO4)318H2O，探究小組設計了三種方案：上述三種方案中，_方案不可行，原因是_；從原子利用率角度考慮，_方案更合理。(5)探究小組用滴定法測定CuSO45H2O(Mr25

6、0)含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取20.00 mL，消除干擾離子后，用c molL1EDTA(H2Y2)標準溶液滴定至終點，平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反應如下：Cu2H2Y2= CuY22H寫出計算CuSO45H2O質量分數的表達式w_；下列操作會導致CuSO45H2O含量的測定結果偏高的是_。a未干燥錐形瓶b滴定終點時滴定管尖嘴中產生氣泡c未除凈可與EDTA反應的干擾離子解析根據制備路線可知，Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸，則可以將Cu、Al、Fe溶解，Au、Pt不溶解，所以濾渣1的主要成分為Au、Pt，濾液1中含有Cu、Fe、Al的離

7、子。根據濾液2和CuSO45H2O可知，濾液2為CuSO4溶液，濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(2)第步操作中加H2O2的目的是將Fe2轉化為Fe3，從而將Fe3轉化為沉淀除去，防止對CuSO4晶體的制備產生干擾。H2O2的還原產物為H2O，不引入雜質，同時對環(huán)境沒有污染，調節(jié)pH的目的是將Fe3和Al3轉化為沉淀而除去。(3)用CuSO45H2O制備無水CuSO4，只要除去結晶水即可。在加熱過程中CuSO4發(fā)生水解，但是因為硫酸不揮發(fā)，所以最終得到的仍然是CuSO4，所以只要加熱脫水即可。(4)甲中制備的Al2(SO4)3晶體中含有Fe2(SO4)3。乙、丙兩種方案中，乙方案的

8、原子利用率更高。 1(2014重慶四區(qū)聯考)下列有關銅的化合物的性質的敘述中正確的是 ()。ACuSO4變成CuSO45H2O是物理變化B一定條件下，新制的Cu(OH)2懸濁液能與乙醛反應但不能與乙酸反應CCuO是黑色固體，與水反應可生成Cu(OH)2DCu2O遇硝酸可能會被氧化成Cu2解析A項變化屬于化學變化，A錯；Cu(OH)2是堿，能與酸反應，B錯；CuO不能與水反應，C錯；Cu2O中銅處于低價態(tài)，能被強氧化劑硝酸氧化。答案D 2(2014成都診斷)下表中，對陳述、的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是 ()。選項選項陳述陳述陳述陳述判斷判斷A銅綠的主要成分是堿式銅綠的主要成分是堿式碳

9、酸銅碳酸銅可用稀鹽酸除銅器可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠表面的銅綠對；對；對；無對；無B銅表面易形成致密的氧銅表面易形成致密的氧化膜化膜銅容器可以盛放濃銅容器可以盛放濃硫酸硫酸對；對；對；有對；有C向硫酸銅溶液通入氨向硫酸銅溶液通入氨氣，有深藍色沉淀產氣，有深藍色沉淀產生，過濾后灼燒濾渣，生，過濾后灼燒濾渣，最后變成黑色固體最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒，銅絲火焰上灼燒，銅絲表面變黑表面變黑對；對；對；有對；有D藍色硫酸銅晶體受熱轉藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末是化為白色硫酸銅粉末是物理變化物理變化硫酸銅溶液可用作硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑游泳池的消毒劑錯；

10、錯；對；無對；無解析稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應，而且稀鹽酸不能與Cu反應，所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3，、有因果關系，A錯誤；銅表面不能形成致密的氧化膜，銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應，所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸，B錯誤；硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO，、均正確，但沒有因果關系，C錯誤；藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末有新物質生成，屬于化學變化，CuSO4可用作消毒劑，但與前者沒有因果關系，D正確。答案D 3自然界地表層原生銅的硫化物經氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS

11、，慢慢轉變?yōu)殂~藍(CuS)。下列分析正確的是 ()。ACuS的溶解度大于PbS的溶解度B原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍沒有還原性CCuSO4與ZnS反應的離子方程式是Cu2S2= CuSD整個過程涉及的反應類型有氧化還原反應和復分解反應解析CuSO4與PbS反應可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A錯誤；硫化物中硫的化合價為2價，均具有還原性，B錯誤；ZnS難溶于水，不能寫成離子形式，C錯誤；銅的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復分解反應生成更難溶的CuS，D正確。答案D 氧化銅和氧化亞銅比較名稱名稱氧化銅氧化銅氧化亞銅氧化亞銅顏色顏色黑色黑色紅色紅色

12、與酸反應與酸反應(H)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O與與H2反應反應轉化關系轉化關系考點二金屬材料及金屬礦物的利用考點二金屬材料及金屬礦物的利用 1合金(1)概念：合金是指_熔合而成的具有_的物質。(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學性能或機械性能。熔點：一般比它的各成分金屬的_；硬度和強度：一般比它的各成分金屬的_。兩種或兩種以上的金屬兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬或金屬與非金屬)金屬特性金屬特性低低大大 2常見金屬材料 (1)重要的黑色金屬材料鋼 _是用量最大、用途最廣的合金。鋼鋼低碳鋼低碳鋼中碳鋼中碳鋼高碳鋼高碳鋼合金鋼合金鋼 (2)幾種有色金屬

13、材料 3金屬冶煉的一般步驟 4金屬冶煉方法(1)熱分解法(適用于Hg、Ag等不活潑金屬)用熱分解冶煉法冶煉金屬的特點：金屬元素的金屬性_，金屬元素的原子_失去電子，其金屬離子_得到電子，該金屬元素所形成的化合物穩(wěn)定性_。弱弱不不易易較差較差容容易易(2)熱還原法(適用于ZnCu等中等活潑金屬)焦炭還原法。例如：C還原ZnO、CuO，其化學方程式依次為_ 。一氧化碳還原法。例如：CO還原Fe2O3、CuO，其化學方程式依次為_ 。氫氣還原法。例如：H2還原WO3、Fe3O4，其化學方程式依次為_ ?；顫娊饘龠€原法。例如：Al還原Cr2O3、V2O5，其化學方程式依次為_ _ 。5Al2O3(3)

14、電解法(適用于Al以前的活潑金屬)例如：Al2O3、MgCl2、NaCl的電解反應，其化學方程式依次為_ _。 探究思考 1能否用電解AlCl3和MgO的方法冶煉Al、Mg?答案不能。因為AlCl3是共價化合物，熔融時無法電離出自由移動的離子，不導電；而MgO雖是離子化合物，但其熔點太高，熔融會消耗大量的能量，成本較高。 2判斷下列有關金屬冶煉的說法是否正確，如不正確請說明原因。(1)制鈦：用金屬鈉置換氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦 ()_(2)煉鐵：用焦炭和空氣反應產生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物 ()_(3)制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 ()_(4)煉銅：用

15、黃銅礦經電解精煉得到純度為99.9%的銅()_答案(1)不能用TiCl4溶液，應用熔融態(tài)的TiCl4(2)(3)中電解NaCl溶液得到NaOH、Cl2和H2 (4)中電解法精煉銅的原料是粗銅 【示例2】 (2013廣東理綜，32)銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)，從切割廢料中回收銀并制備銅化工產品的工藝如下：(注：Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 和80 )(1)電解精煉銀時，陰極反應式為_；濾渣A與稀HNO3反應，產生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體變色的化學反應方程式為_。(2)固體混合物B的組成為_；在生成固體B的過程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH過量，則因過

16、量引起的反應的離子方程式為_。(4)若銀銅合金中銅的質量分數為63.5%，理論上5.0 kg廢料中的銅可完全轉化為_ mol CuAlO2，至少需要1.0 molL1的Al2(SO4)3溶液_ L。(5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬，其基本操作是_、過濾、洗滌和干燥。思維啟迪 認真分析工藝流程中每步可能發(fā)生的反應及其產物；第(4)問利用關系式法進行計算。解析(1)電解精煉Ag時，粗銀作陽極，純銀作陰極，含有Ag的電解質溶液作為電解液，所以陰極反應式為Age=Ag，濾渣Ag與稀HNO3反應生成NO，NO被O2氧化生成NO2，方程式為2NOO2=2NO2。(2)NaOH溶液與Al2(SO4)3、

17、CuSO4反應生成Al(OH)3沉淀和Cu(OH)2沉淀，若NaOH過量，Al(OH)3沉淀溶解，離子方程式為Al(OH)3OH=AlO22H2O。(3)由于在反應前后，Cu的化合價降低，CuO作氧化劑，所以失電子的只能是O2，被氧化成O2，利用得失電子守恒配平。(4)4Cu4CuO2Al2O32Al2(SO4)34CuAlO2即2CuAl2(SO4)32CuAlO2(5)由于膽礬帶有結晶水，為防止失去結晶水，應采取加熱濃縮、冷卻結晶的方法。 答案(1)Age=Ag2NOO2=2NO2 (2)Al(OH)3、Cu(OH)2Al(OH)3OH=AlO22H2O (3)424O2(4)5025(5

18、)蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 【示例3】 (2013山東，28節(jié)選)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應。(1)由下列物質冶煉相應金屬時采用電解法的是_。aFe2O3 bNaCl cCu2S dAl2O3(2)輝銅礦(Cu2S)可發(fā)生反應：2Cu2S2H2SO45O2= 4CuSO42H2O，該反應的還原劑是_。當1 mol O2發(fā)生反應時，還原劑所失電子的物質的量為_ mol。向CuSO4溶液中加入鎂條時有氣體生成，該氣體是_。解析(1)Na、K、Mg、Al等活潑金屬的冶煉均采用電解法，Fe、Cu的冶煉采用熱還原法。(2)在輝銅礦和H2SO4、O2的反應中，Cu2S是還原劑，O2作氧化劑，所以1 mol

19、 O2得4 mol e，還原劑也失去4 mol e，Cu22H2O=Cu(OH)22H，Mg2H=Mg2H2，所以放出的氣體應為H2。答案(1)bd(2)Cu2S4H21(2014德陽一診德陽一診)2014年將在上海首飛的年將在上海首飛的C919大型飛機采大型飛機采用了大量新材料鋁鋰合金。下列關于鋁鋰合金的說法不正用了大量新材料鋁鋰合金。下列關于鋁鋰合金的說法不正確的是確的是 ()。A鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物B鋁鋰合金的硬度比鋰大鋁鋰合金的硬度比鋰大C鋁鋰合金的熔沸點比鋁低鋁鋰合金的熔沸點比鋁低D鋁鋰合金耐酸堿腐蝕鋁鋰合金耐酸堿腐蝕解析解析鋁鋰合金中的鋁能與酸和

20、堿反應，鋰能與酸反應，鋁鋰合金中的鋁能與酸和堿反應，鋰能與酸反應，故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。答案答案D 2(2013上海，26)用鋁和金屬氧化物反應制備金屬單質是工業(yè)上較常用的方法。如：BaOAl2O3常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性_(選填“強”“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是_ _。A高溫時Al的活潑性大于BaB高溫有利于BaO分解C高溫時BaOAl2O3比Al2O3穩(wěn)定DBa的沸點比Al的低答案弱D3合金在生產生活中的應用日趨廣泛。合金在生產生活中的應用日趨廣泛。(1)鎂合金被用于制造筆記本電腦外殼、競賽自行車車架鎂合金被用于制造筆記本電腦外殼、競賽自行

21、車車架等，是由于鎂合金具有等，是由于鎂合金具有_等優(yōu)異性能。等優(yōu)異性能。(2)測定某鎂鋁合金中鎂的質量分數。稱取一定質量的樣測定某鎂鋁合金中鎂的質量分數。稱取一定質量的樣品放入品放入NaOH溶液中，發(fā)生反應的離子方程式是溶液中，發(fā)生反應的離子方程式是_ _。另稱取一定質量的樣品放入另稱取一定質量的樣品放入500 mL稀硫酸中，固體全部溶解并稀硫酸中，固體全部溶解并產生氣體。待反應完全后，向所產生氣體。待反應完全后，向所得溶液中加入得溶液中加入NaOH溶液，生成溶液，生成沉淀的物質的量與加入沉淀的物質的量與加入 NaOH溶溶液的體積關系如圖所示液的體積關系如圖所示(生成沉生成沉淀階段的圖像斜率視

22、為恒定淀階段的圖像斜率視為恒定)。則合金中Al的質量為_g，NaOH溶液的物質的量濃度為_molL1。(3)有一種鎂鋁合金(Mg17Al12)是貯氫材料，該合金在一定條件下完全吸氫的反應方程式為Mg17Al1217H2=17MgH212Al。得到的混合物在6.0 molL1的鹽酸中能完全釋放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氫后得到的混合物與上述鹽酸完全反應，釋放出H2的物質的量為_。(要求列出計算過程)解析本題以合金為載體考查了物質含量的計算、離子方程式以及電極反應式的書寫等，意在考查考生對電化學知識、離子反應知識的掌握情況以及相關計算能力。(2)鎂不和NaOH溶液反應，鋁屬于兩性金

23、屬，能與NaOH溶液反應生成NaAlO2，離子方程式為2Al2OH2H2O=2AlO23H2。由圖可答案(1)強度大、密度小、散熱性好、消震性好(答案合理即可)(2)2Al2OH2H2O=2AlO23H25.45(3)Mg17Al1270HCl=17MgCl212AlCl335H2 1 mol 35 moln(H2)35 mol17 mol52 mol (2012山東高考，30節(jié)選)無水AlCl3(183 升華)遇潮濕空氣 即產生大量白霧，實驗室可用下列裝置制備。素養(yǎng)素養(yǎng)9物質制備工藝中試劑的選擇及作用物質制備工藝中試劑的選擇及作用典典 例例 剖剖 析析裝置B中盛放飽和NaCl溶液，該裝置的主

24、要作用是_ _。裝置C中盛裝的試劑是_，作用是_。F中試劑的作用是_。用一件儀器裝填適當試劑后也可起到F和G的作用，所裝填的試劑為_?？茖W審題 濃鹽酸易揮發(fā)，從A出來的Cl2中混有HCl氣體，B裝置中的飽和NaCl溶液是為了吸收其中的HCl，C中盛的是濃H2SO4，作用是干燥Cl2防止水蒸氣對制AlCl3的反應產生干擾；F的作用是吸收水蒸氣，防止G中水蒸氣進入E中，G的作用是吸收Cl2，兩裝置合并后需要同時起兩個作用，所裝試劑應選擇堿石灰。規(guī)范答案除去HCl濃H2SO4干燥氯氣吸收水蒸氣堿石灰解答該類題目要掌握以下要領：(1)根據題目要求及試劑的狀態(tài)和性質準確判斷試劑的作用，通常有制備物質、除

25、雜凈化、吸水干燥、吸收尾氣等作用。(2)試劑的選取是考查試劑作用的另一種形式，選取試劑時要考慮實驗目的、試劑的性質狀態(tài)和實驗中所給儀器等因素。(3)規(guī)范描述試劑的作用，如“除去”“防止”“抑制”“吸收”“使”等，回答要準確規(guī)范。說明：解答此類題目要注意三個得分點：試劑的作用、試劑的選取、規(guī)范答題。答答 題題 模模 板板(1)試劑的作用：判斷試劑的作用要清楚物質的成分，以及試劑與物質反應的化學原理。(2)試劑的選取：原理正確，符合儀器裝置的要求，能夠達到實驗目的。(3)規(guī)范答題：語言要簡練、規(guī)范、準確，避免口語化。 某研究性學習小組為合成1丁醇，查閱資料得知一條合成 路線：規(guī)規(guī) 范范 再再 練練

26、請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)實驗室現有鋅粒、稀硝酸、稀鹽酸、濃硫酸、2丙醇，從中選擇合適的試劑制備氫氣、丙烯。寫出化學反應方程式：_，_。(2)若用以上裝置制備干燥純凈的CO，裝置中a和b的作用分別是_，_；c和d中盛裝的試劑分別是_，_。若用以上裝置制備H2，氣體發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器名稱是_；在虛線框內畫出收集干燥H2的裝置圖。(3)制取丙烯時，還產生少量SO2、CO2及水蒸氣，該小組用以下試劑檢驗這四種氣體，混合氣體通過試劑的順序是_(填序號)。飽和Na2SO3溶液酸性KMnO4溶液石灰水無水CuSO4品紅溶液H2O。(2)甲酸在濃硫酸的作用下通過加熱脫水即生成CO，由于甲酸易揮發(fā)，產生的C

27、O中必然會混有甲酸，所以在收集之前需要除去甲酸，可以利用NaOH溶液吸收甲酸。又因為甲酸易溶于水，所以必須防止液體倒流，即b的作用是防止倒吸，最后通過濃硫酸干燥CO。為了使產生的氣體能順利地從發(fā)生裝置中排出，就必須保持壓強一致，因此a的作用是保持恒壓；若用以上裝置制備氫氣，就不再需要加熱，所以此時發(fā)生裝置中必需的玻璃儀器是分液漏斗和蒸餾燒瓶；氫氣的密度小于空氣，因此要收集干燥的氫氣，就只能用向下排空氣法，而不能用排水法收集。(3)檢驗丙烯可以用酸性KMnO4溶液，檢驗SO2可以用酸性KMnO4溶液，也可以用品紅溶液或石灰水，檢驗CO2可用石灰水，檢驗水蒸氣可用無水CuSO4，檢驗這四種氣體必須考慮試劑的選擇和順序。只要通過溶液，就會產生水蒸氣，因此要先檢驗水蒸氣；然后檢驗SO2并在檢驗之后除去SO2，除SO2可以用飽和Na2SO3溶液，最后檢驗CO2和丙烯，因此混合氣體通過試劑的順序為。