全国通用版高考化学一轮复习第12讲铜及其重要化合物金属材料学案.docx
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全国通用版高考化学一轮复习第12讲铜及其重要化合物金属材料学案
第12讲 铜及其重要化合物、金属材料
一、铜及其化合物
1．铜的性质
（1）物理性质：
铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性。
（2）化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
①2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO3
②2Cu＋SCu2S
2．氧化铜和氧化亚铜
3．氢氧化铜
（1）物理性质：
蓝色不溶于水的固体。
（2）化学性质及应用
4．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O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CuSO4·5H2O），可作为水的检验依据。
无水CuSO4只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
二、金属材料
1．合金
2．常见金属材料
（1）黑色金属材料——钢铁。
①钢是用量最大，用途最广的合金。
（2）有色金属材料——铜和铝。
①我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金有黄铜和白铜。
②铝合金。
3．金属矿物的开发利用
（1）金属在自然界中的存在
（2）金属冶炼的一般步骤
（3）金属冶炼的实质
金属的冶炼过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。
即Mn＋＋ne－＝M。
（4）金属冶炼的方法（用化学方程式表示）
（5）铝热反应
实验装置
实验现象
①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；
②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中
实验结论
高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为2Al＋Fe2O32Fe＋Al2O3
原理应用
①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；
②金属焊接，如野外焊接钢轨等
①冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3（共价化合物，熔融时不导电）。
加入冰晶石（Na3AlF6）的目的是降低Al2O3的熔化温度。
②金属冶炼方法与金属活动性的关系：
1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。
（1）除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。
（ ）
（2）将铜粉加入1.0mol·L－1Fe2（SO4）3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。
（ ）
（3）1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子。
（ ）
（4）中国古代利用明矾溶液的酸性消除铜镜表面的铜锈。
（ ）
（5）铝合金的熔点比纯铝的高。
（ ）
（6）合金材料中不可能含有非金属元素。
（ ）
（7）地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金。
（ ）
答案
（1）×
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）√
2．下列常见金属的冶炼原理中不合理的是（ ）
选项
金属
冶炼原理
A
Fe
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
B
Hg
2HgO2Hg＋O2↑
C
Mg
2MgO（熔融）2Mg＋O2↑
D
Na
2NaCl（熔融）2Na＋Cl2↑
答案 C
考点1 铜及其化合物的性质
典例1 下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是（ ）
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
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绿
Ⅰ对；Ⅱ对；无
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜制容器可以盛放浓硫酸
Ⅰ对；Ⅱ对；有
C
向硫酸铜溶液中通入氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体
把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑
Ⅰ对；Ⅱ对；有
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错；Ⅱ对；无
解析 稀盐酸可以与碱式碳酸铜（铜绿的主要成分）反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ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放浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu（OH）2，Cu（OH）2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ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，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 D
名师精讲
1．熟记铜及其化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2（OH）2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu（OH）2
蓝色
2.铜及其化合物
（1）Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。
若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。
（2）无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。
（3）铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。
农业上常用石灰乳和CuSO4混合作用，两者的混合液是被称为“波尔多液”的农药。
（4）溶液中的Cu2＋常为蓝色（浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色），可作为Cu2＋的鉴别依据。
如CuSO4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为Cu2＋的存在依据。
（5）Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu（OH）2]，这也是鉴定Cu2＋的原理之一。
3．铜的冶炼“两方法”
（1）湿法炼铜：
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
（2）高温炼铜：
工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜（粗铜）：
2CuFeS2＋4O2Cu2S＋3SO2＋2FeO（炉渣）
2Cu2S＋3O22Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S6Cu＋SO2↑
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纯度达99.95%～99.98%的铜。
电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。
1．已知酸性条件下有如下反应：
2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。
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：
加入
试剂
稀硫酸
浓硫酸、
加热
稀硝酸
浓硝酸
实验
现象
有红色固体剩余和溶液变为蓝色
产生无色气体
产生无色气体和溶液变为蓝色
产生红棕色气体和溶液变为绿色
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物（ ）
A．是Cu
B．是Cu2O
C．一定有Cu，一定有Cu2O
D．一定有Cu2O，可能有Cu
答案 D
解析 浓H2SO4（加热）、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。
2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是（ ）
A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色
B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D．将表面有铜绿[Cu2（OH）2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
答案 D
解析 A项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B项需要先加热铜才能与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2（OH）2CO3]与盐酸反应，故该项正确。
考点2 金属材料
典例2 冶炼金属一般有以下几种方法：
①热分解法；②焦炭法；③水煤气法（CO或H2）；④活泼金属置换法；⑤电解法。
这几种方法各有优缺点，它们在工业上均有应用。
古代有：
a.火烧孔雀石炼铜；b.湿法炼铜；现代有：
c.铝热法炼铁；d.光卤石法炼镁。
对它们的冶炼方法分析不正确的是（ ）
A．a用②B．b用③C．c用④D．d用⑤
解析 铁、铜、镁的冶炼方法，要根据它们的金属活动性来选择。
火烧孔雀石炼铜是用焦炭作还原剂进行冶炼，A正确；湿法炼铜是在溶液中进行的，故不能用水煤气法，B不正确；铝热法炼铁属于活泼金属置换法，C正确；镁的活泼性较强，用电解法比较适宜，D正确。
答案 B
名师精讲
1．合金特性
（1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。
（2）合金的性质不是各成分金属的性质之和。
合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。
（3）并非所有的金属都能形成合金。
两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。
（4）合金一定是混合物。
2．金属活动性顺序表中隐含的重要信息
3．金属的冶炼
（1）金属活泼性与冶炼方法的关系：
（2）有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如
Na＋KClK↑＋NaCl
2RbCl＋MgMgCl2＋2Rb↑等，
在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，气化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。
3．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是（ ）
①合金的硬度一般比它的各成分金属的大
②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低
③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金
④合金比纯金属的导电性更强
⑤合金比纯金属的应用范围更广泛
A．②③④B．①②③⑤
C．①②④D．①②④⑤
答案 B
4．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。
下列关于金属的一些说法不正确的是（ ）
A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同
B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的
C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子
D．越活泼的金属越难冶炼
答案 B
解析 合金的化学性质与成分金属的化学性质相似，物理性质略有不同，A正确；Mg在工业上用电解法冶炼，Cu用热还原法冶炼，B错误；金属冶炼的实质是Mn＋＋ne－===M，C正确；金属越活泼，则金属离子的氧化性越弱，越难被还原，D正确。
（建议用时：
40分钟）
一、选择题（每题6分，共66分）
1．铅的冶炼大致过程如下：
①富集：
将方铅矿（PbS）进行浮选；
②焙烧：
2PbS＋3O22PbO＋2SO2；
③制粗铅：
PbO＋CPb＋CO↑；
PbO＋COPb＋CO2。
下列说法正确的是（ ）
A．浮选法富集方铅矿的过程属于化学变化
B．方铅矿焙烧反应中，PbS是还原剂，还原产物只有PbO
C．整个冶炼过程中，制取1molPb共转移2mol电子
D．将1molPbS完全冶炼成Pb理论上至少需要6g碳
答案 D
解析 富集方铅矿的过程属于物理变化，A错；B项中还原产物除PbO外还有SO2；整个冶炼过程中，制取1molPb共转移8mol电子，C错。
2．硝酸铜是一种重要的工业产品，化学上有很多方法可以制取硝酸铜：
①将铜溶于硝酸中；②先将铜与O2反应生成CuO，再溶于硝酸中；③将铜溶于N2O4的乙酸乙酯（溶剂，不参加反应）溶液中生成硝酸铜和一氧化氮。
下列认识或判断错误的是（ ）
A．方法③是最经济和环保的
B．方法①中，若从经济和环保的角度考虑，用稀硝酸比用浓硝酸好
C．方法②需要消耗能源，对环境不产生污染
D．方法③中N2O4既是氧化剂又是还原剂
答案 A
解
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