高届高级高中化学一轮复习第三章金属及其化合物第4讲Word文件下载.docx
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2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。
2.铜的重要化合物
（1）氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应（H＋）
CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O
Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
与H2反应
CuO＋H2
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO
2Cu2O＋O2↑
（2）氢氧化铜
a.物理性质:
蓝色不溶于水的固体。
b.化学性质及应用
反应①的化学方程式:
Cu（OH）2
CuO＋H2O
反应②的化学方程式:
Cu（OH）2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
（3）铜盐
①Cu2（OH）2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,是铜在潮湿空气中被腐蚀的结果,其受热分解的化学方程式为Cu2（OH）2CO3
2CuO＋H2O＋CO2↑。
②CuSO4·
5H2O为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热分解的化学方程式为CuSO4·
5H2O
CuSO4＋5H2O,蓝色晶体受热转化为白色粉末。
无水CuSO4遇水变蓝色（生成CuSO4·
5H2O）,据此可用来检验水的存在。
（1）无水CuSO4只能作为检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
（2）铜盐溶液有毒,主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性失去生理活性,因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液,用来杀灭植物病毒和病虫害。
[速查速测]
1.（易混点排查）正确的打“√”,错误的打“×
”
（1）CuO是黑色固体,与水反应生成Cu（OH）2（×
）
（2）将气体通过无水硫酸铜,粉末变蓝,证明原气体中含有水蒸气（√）
（3）CuSO4·
5H2O失去结晶水属于物理变化（×
（4）Cu2（OH）2CO3是铜锈的主要成分,在干燥的空气中铜不易生锈（√）
（5）1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子（×
（6）中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈（√）
2.（教材基础探究）把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。
3.（思维探究题）设计实验证明H2还原氧化铜所得的红色固体中是否含有Cu2O。
_____________________________________________________________________
答案 向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,且有红色固体生成,则固体中含有Cu2O。
[A组 基础知识巩固]
1.（2019·
黄冈模拟）某同学通过系列实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是（ ）
A.将铜粉与硫粉混合均匀加热以制取CuS
B.向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的颜色
C.向CuSO4溶液中加入过量的NaOH,过滤洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuO
D.在淀粉溶液中加入适量稀H2SO4微热,再加少量新制Cu（OH）2悬浊液并加热,产生红色沉淀
【解析】 由于硫的氧化性弱,所以只能将铜氧化成＋1价,生成Cu2S,故A错误；
浓H2SO4过量不能直接向试管中加水,故B错误；
向CuSO4溶液中加入过量的NaOH产生氢氧化铜沉淀,过滤洗涤并灼烧氢氧化铜分解生成氧化铜,故C正确；
葡萄糖和新制氢氧化铜反应必须在碱性条件下进行,该反应在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热,在酸性条件下进行该实验,所以实验不成功,不能产生红色沉淀,故D错误。
答案 C
2.（2019·
周口模拟）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
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
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；
【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表面的铜绿Cu2（OH）2CO3,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,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 D
3.Cu2S是火法炼铜的重要原料之一,下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·
5H2O的流程图:
Cu
Cu2O、CuO
胆矾
（1）Cu2S中铜元素的化合价为________,火法炼铜的反应原理是_____________________________________________________________________
（用化学方程式表示）。
（2）向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色,且有红色物质生成,请写出生成红色物质的离子方程式:
____________________________________________________________________。
（3）若将A中红色物质反应掉,操作Ⅰ中加入的试剂最好是________（填字母序号）。
A.适量的NaNO3B.适量的HNO3
C.适量的H2O2
【解析】
（1）Cu2S中铜为＋1价,火法炼铜中Cu、O被还原,S被氧化,反应的化学方程式为Cu2S＋O2
2Cu＋SO2。
（2）依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2＋（蓝色）和单质铜（红色）,反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。
（3）H2O2不产生污染物,不引入杂质。
答案
（1）＋1 Cu2S＋O2
2Cu＋SO2
（2）Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O
（3）C
【归纳总结】
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＋4O2
Cu2S＋3SO2＋2FeO（炉渣）
2Cu2S＋3O2
2Cu2O＋2SO2
2Cu2O＋Cu2S
6Cu＋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。
[B组 考试能力过关]
4.（2015·
四川卷）下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是（ ）
A.该溶液中Na＋、NH
、NO
、Mg2＋可以大量共存
B.通入CO2气体产生蓝色沉淀
C.与H2S反应的离子方程式:
Cu2＋＋S2－===CuS↓
D.与过量浓氨水反应的离子方程式:
Cu2＋＋2NH3·
H2O===Cu（OH）2↓＋2NH
【解析】 A项,CuSO4溶液显酸性,Na＋、NH
、Mg2＋可以大量共存,A项正确；
B项,CO2与CuSO4溶液不发生反应,违背了强酸制弱酸的原理,B项错误；
C项,H2S属于弱电解质,书写离子反应方程式时,要写化学式,C项错误；
D项,CuSO4溶液与过量浓氨水反应生成四氨基合铜离子[Cu（NH3）4]2＋,D项错误。
答案 A
5.（2018·
海南化学,14）铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。
回答下列问题:
（1）实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片,该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。
（2）电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔,写出该过程的离子方程式____________________________________________________________________。
配制的FeCl3溶液应保持________（填“酸性”“碱性”或“中性”）,原因是____________________________________________________________________。
（3）溶液中Cu2＋的浓度可采用碘量法测得:
①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I
；
②I
＋2S2O
===S4O
＋3I－
反应①中的氧化剂为________。
现取20.00mL含Cu2＋的溶液,加入足量的KI充分反应后,用0.1000mol·
L－1的Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液25.00mL,此溶液中Cu2＋的浓度为________mol·
L－1。
答案
（1）Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O
（2）Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋ 酸性 防止Fe3＋水解生成Fe（OH）3
（3）Cu2＋ 0.1250
考点二 金属材料与金属矿物的开发利用
★☆☆）
名师课堂导语本考点主要考点有:
（1）铜及其化合物的性质,
（2）铜的化合物的实验探究,（3）以矿物加工为主线的工艺流程题。
特别是工艺流程题是高考必考题,复习时应特别关注。
1.合金
（1）概念:
合金是指两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
（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。
①熔点:
一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度:
一般比它的各成分金属的大。
①常温下,多数合金是固体,但钠钾合金是液体。
②合金的物理性质相比于成分金属有所改变,但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。
③并非所有的金属都能形成合金,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。
2.常见的金属材料
（1）金属材料
黑色金属材料
有色金属材料
铁、铬、锰以及它们的合金
除黑色金属以外的其他金属及其合金
（2）黑色金属材料——钢铁
①钢是用量最大,用途最广的合金。
②
（3）有色金属材料——铜和铝
①铝及铝合金
②铜及铜合金
3.金属矿物开发利用的方法
（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（写反应通式,用M表示金属）。
（4）金属冶炼的方法（用化学方程式表示）
1.金属冶炼与金属活动性的关系:
2.热还原法中使用的还原剂通常是碳单质、一氧化碳和氢气等。
在高炉炼铁中,加入的还原剂是焦炭,但真正作还原剂的是CO。
（1）合金中至少含有两种金属元素,不含非金属元素（×
（2）合金中各种元素的含量一定,所以合金是纯净物（×
（3）合金的硬度一般大于成分金属,而熔点一般低于成分金属（√）
（4）电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极上依次析出Cu、Fe、Al（×
（5）用金属钠置换四氯化钛（TiCl4）溶液中的钛来制取单质钛（×
（6）将MgO与铝粉混合发生铝热反应制备镁（×
2.（规范简答练）
（1）工业上冶炼铝为什么用电解熔融Al2O3而不用电解熔融AlCl3？
冶炼镁为什么用电解熔融MgCl2而不用电解熔融MgO?
_____________________________________________________________________。
（2）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？
（3）热还原法用到的还原剂有焦炭、CO和H2,试从所得产物纯度及对环境污染的角度考虑哪种还原剂更好？
答案
（1）AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝。
尽管MgO属于离子化合物,但其熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本,而MgCl2的熔点较低,更易熔融,故工业冶炼镁使用电解熔融MgCl2的方法
（2）铝的金属活动性比铁、铜强,难于冶炼,古代人们的技术条件达不到,不能冶炼铝,故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多
（3）最好的还原剂是H2；
原因是焦炭会使产品的纯度降低,CO会污染环境
广东实验中学月考）下列有关金属的说法正确的是（ ）
A.湿法炼铜和火法炼铜的反应中,铜元素都发生还原反应
B.加强热使CuO在高温条件下分解制备单质Cu
C.黑色金属材料包括铁、铬、锰及其化合物
D.生铁与钢的区别在于生铁含碳杂质,而钢不含
【解析】 湿法炼铜和火法炼铜的反应中,铜元素的化合价均降低,发生还原反应,故A项正确；
CuO在高温条件下不能分解生成单质Cu,B项错误；
黑色金属材料包括铁、铬、锰及其合金,C项错误；
生铁和钢都是铁碳合金,D项错误。
2.氧化还原反应广泛应用于金属冶炼,下列说法不正确的是（ ）
A.电解熔融氯化钠制取金属钠的反应中,Na＋被还原
B.冶炼镁、铝采用电解法
C.用磁铁矿炼铁的反应中,1molFe3O4被CO还原成Fe,转移9mol电子
D.铝热法还原铁的反应中,放出的热量能使铁熔化
【解析】 用磁铁矿炼铁时,Fe3O4被还原为Fe,当有1molFe3O4被CO还原成Fe时,转移8mol电子。
3.某铝合金中含有元素镁、铜、硅,为了测定该合金中铝的含量,设计了如下实验,请回答有关问题:
（1）称取样品ag,称量时应该使用的主要仪器的名称是
（2）将样品溶解于足量的稀盐酸,过滤并洗涤。
滤液中主要含有________,滤渣中含有________,溶解、过滤用到的玻璃仪器是_____________________________________________________________________。
（3）滤液中加过量氢氧化钠溶液、过滤。
有关反应的离子方程式是_____________________________________________________________________。
（4）步骤（3）的滤液中通入足量二氧化碳气体,过滤。
有关反应的离子方程式是____________________________________________________________________。
（5）步骤（4）过滤后的滤渣用蒸馏水洗涤数次,烘干并灼烧至恒重,冷却后称量,其质量为bg。
有关反应的化学方程式是_________________________________,
原样品中铝的质量分数是________。
（6）若步骤（3）中加入氢氧化钠的量不足,则实验结果________（填“偏高”“偏低”或“不影响”,下同）；
若步骤（5）中滤渣没有洗涤,则实验结果________；
若滤渣灼烧不充分,则实验结果________。
答案
（1）托盘天平
（2）MgCl2、AlCl3、HCl Cu、Si 烧杯、玻璃棒、普通漏斗
（3）Mg2＋＋2OH－===Mg（OH）2↓、Al3＋＋4OH－===AlO
＋2H2O
（4）AlO
＋CO2＋2H2O===Al（OH）3↓＋HCO
（5）2Al（OH）3
Al2O3＋3H2O
×
100%
（6）偏低 偏高 偏高
合金两大分析方法
1.定性分析型:
确定成分→研究性质
形成合金的各种成分的特殊化学性质仍按单一组分的性质,一般是将合金酸溶或碱溶,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。
此类试题常以流程的形式呈现,解答的关键是理清每一步加入的物质和生成物质的成分。
2.定量分析型:
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（溶解试剂）；
沉淀（重点是沉淀试剂的选择）；
过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量；
数据的处理（包括测定结果的误差分析）。
4.（2018·
天津理综,1）以下是中华民族为人类文明进步做出巨大贡献的几个事例,运用化学知识对其进行的分析不合理的是（ ）
A.四千余年前用谷物酿造出酒和醋,酿造过程中只发生水解反应
B.商代后期铸造出工艺精湛的后（司）母戊鼎,该鼎属于铜合金制品
C.汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器,其主要原料为黏土
D.屠呦呦用乙醚从青蒿中提取出对治疗疟疾有特效的青蒿素
【解析】 谷物的主要成分为淀粉,用谷物酿造出酒和醋,酿造过程主要包括淀粉水解为葡萄糖,葡萄糖发酵生成乙醇,乙醇被氧化为乙酸,因此酿造过程中涉及水解反应和氧化反应,A项错误；
后（司）母戊鼎为商代后期的青铜器,属于铜合金制品,B项正确；
陶瓷的主要原料为黏土,C项正确；
青蒿素易溶于乙醚,而不易溶于水,因此,屠呦呦用乙醚提取青蒿素的过程包括萃取操作,D项正确。
5.（重庆卷）合金是建造航空母舰的主体材料。
（1）航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置为__________________________________,
工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为________。
②AlMg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为___________________________________________________________________。
焊接过程中使用的保护气为________（填化学式）。
（2）航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为________。
【解析】 本题围绕金属材料命题,要根据题目设问的角度,联系相关知识解答。
（1）①Al元素在周期表中的第三周期第ⅢA族；
提纯铝土矿通入CO2使AlO
转化为Al（OH）3沉淀。
②Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O；
保护气应不能与金属反应,一般用稀有气体。
（2）金属在海水中主要发生吸氧腐蚀；
炼钢过程中为降低Si的含量,常加入CaCO3或CaO,将SiO2转化为CaSiO3而除去。
答案
（1）①第三周期第ⅢA族 CO2 ②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2O Ar（其他合理答案均可）
（2）①吸氧腐蚀 ②CaCO3或CaO
[A级 全员必做题]
1.下列说法中正确的是（ ）
A.铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料
B.金、银、铜是应用最广泛的金属材料
C.钛被誉为“21世纪的金属”,应用前景很广阔
D.铜是导电性、导热性最好的有色金属
【解析】 铜是人类最早使用的金属材料,A错；
铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属材料,B错；
银的导电性比铜好,D错。
2.某合金与铁的物理性质的比较见下表:
熔点（℃）
密度/（g·
cm－3）
硬度（金
刚石为10）
导电性
（银为100）
某合金
2500
3.00
7.4
2.3
铁
1535
7.86
4.5
17
还知该合金耐腐蚀、强度大,从以上性能看,该合金不适合做（ ）
A.导线B.门窗框
C.炉具D.飞机外壳
3.下列说法正确的是（ ）
A.工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气
B.钢铁厂用热还原法冶炼铁
C.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应
D.MgCl2（aq）
Mg（OH）2
MgO
Mg
【解析】 电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,而得不到单质钠,A错误；
电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应,C错误；
工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO,D错误。
答案 B
4.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,操作正确且实验结论正确的是（ ）
A.常温下将铜丝插入浓硫酸中,会产生有刺激性气味的气体,且溶液变为蓝色
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,无法得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿[Cu2（OH）2CO3]的铜器放入硝酸中浸泡,既除去铜绿,又不损伤铜器
【解析】 常温下铜丝与浓硫酸不反应,A错误；
常温下铜与氯气不反应,B错误；
加热氯化铜溶液促进其水解,水解生成的HCl受热挥发,最后氯化铜完全水解,故得不到无水CuCl2固体,C正确；
Cu2（OH）2CO3和Cu都能溶于硝酸,所以用硝酸除去铜绿,损伤铜器,D错误。
湖北七校联考）下列关于Fe、Cu、Mg、Al四种金属元素的说法中正确的是（ ）
A.四种元素的单质都能和盐酸反应,生成相应的盐和氢气
B.制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法
C.将Mg棒和Al棒作为原电池的两个电极插入NaOH溶液中,Mg棒上发生氧化反应
D.铁锈的主要成分是氧化铁,铜锈的主要成分是氧化铜
【解析】 A项,Cu单质不与盐酸反应。
C项,一般情况下,在原
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