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文档格式.docx
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(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( )
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
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
铜表面易形成致密的氧化膜
铜制容器可以盛放浓硫酸
有
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
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;
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
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
Cu(OH)2
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
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
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
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
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
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
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