2016年高考化学一轮复习精品课件第3章 金属及其化合物 3-4(70页) .ppt

高三第1轮总复习·化学第三章金属及其化合物第4节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物明考纲1.知道铜及其重要化合物的性质。2.了解合金的概念及重要应用。3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。析考情高考对本节内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主，尤其是以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的趋势较大。第5页知识层面•主干层级突破考点一铜及其化合物一|知识梳理1.铜(1)物理性质铜是色金属，具有良好的和延展性。(2)化学性质紫红导热性、导电性2.铜的氧化物和氢氧化物3.铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：。(2)无水CuSO4是粉末，遇水变(生成CuSO4·5H2O)可作为水的检验依据，但不适于作干燥剂。CuSO4·5H2O为色晶体，俗称，受热易分解：CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化为白色粉末。(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质失去生理活性，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，用来杀灭植物的病毒。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2↑白色蓝色蓝蓝矾或胆矾变性1.如何清除铜制品表面的铜绿？能否用稀HNO3清洗？提示：可用稀盐酸清洗。原理为Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋3H2O＋CO2↑；不能用稀HNO3清洗，因为铜制品本身也能和稀HNO3反应。2.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)无水CuSO4白色粉末遇水变蓝色，发生物理变化。()(2)CuSO4·5H2O加热失去结晶水发生物理变化。()(3)铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，在干燥的空气中不易生成。()(4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有NO生成。()提示：(1)×(2)×(3)√(4)×二|递进题组题组一铜及其化合物的性质1.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是()①FeCl3②Fe2O3③Cu(NO3)2④KNO3A.只有①或②B.只有②或④C.只有①或②或③D.①②③④中任意一种答案：D解析：Cu与Fe3＋作用：2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋，Fe2O3与稀H2SO4反应生成Fe3＋，故①、②能使铜粉溶解。H＋、NO－3具有强氧化性，能使铜粉溶解。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，因为浓硫酸溶于水放出大量的热，为防止发生危险，应将反应后的液体缓慢沿玻璃棒注入水中，故A错；B项，常温下，Cu与Cl2不反应，故B错；C项，CuCl2在溶液中发生水解，应在HCl气流中加热蒸干才能得到无水CuCl2，故C错。题组二铜及其化合物的制备3.[2014·江西萍乡模拟]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。Cu2S――→O2△Cu――→焙烧Cu2O、CuO――→足量稀硫酸A――→操作ⅠB――→蒸发、结晶、过滤胆矾(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HNO3C.适量的H2O2(4)取5.0g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258℃时发生反应的化学方程式：______________________，e点对应物质的化学式为__________________________(计算过程略去)。答案：(1)＋1Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O(3)C(4)CuSO4·H2O=====△CuSO4＋H2OCu2O解析：(4)设258℃时反应前后固体的摩尔质量为M1g·mol－1、M2g·mol－1，则5.00：3.56：3.20＝250：M1：M2，解得M1＝178，M2＝160。对应的固体分别为CuSO4·H2O、CuSO4，故258℃时发生反应的化学方程式为CuSO4·H2O=====△CuSO4＋H2O。同理可以推断d处物质为1.60gCuO，而e处物质的质量为1.44g，为0.01molCu2O。4．[2014·江苏苏州五中期中考试]各物质之间的转化关系如图，部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物，X、Y、Z的原子序数依次增大，在周期表中X的原子半径最小，Y、Z原子最外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体，G为黄绿色单质气体，J、M为金属，I有漂白作用，反应①常用于制作印刷电路板。据此回答下列各题：(1)写出纯净物A的化学式：________，C的电子式：________，用来检验L中阳离子的试剂是________(该试剂焰色为紫色)。(2)沉淀E可溶于过量________(填试剂名称)得到深蓝色的透明溶液，呈现该颜色是因为溶液中存在配离子：________(填化学式)。(3)写出反应①的离子方程式：________________，写出反应②的化学方程式：________________(有机物用结构简式表示)。(4)已知F溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，放出无色气体，请写出该反应的化学方程式：________________。答案：(1)CuCO3[或Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2·CuCO3]硫氰化钾(2)氨水[Cu(NH3)4]2＋(3)Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH――→△CH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O[写成CH3CHO＋2Cu(OH)2――→△CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O也可](4)3Cu2O＋14HNO3===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O解析：周期表中原子半径最小的是H(X)、G为Cl2、L为FeCl3、B为CuCl2、E为Cu(OH)2、M为Cu、K为FeCl2、J为Fe、H为HCl、C为H2O、I为HClO，由Y、Z原子序数依次增大且Y、Z最外层电子数之和为10可推知Y为C、Z为O，所以D为CO2，A为CuCO3或Cu2(OH)2CO3。(1)A为CuCO3或Cu2(OH)2CO3，C的电子式为，检验Fe3＋常用KSCN溶液或苯酚溶液，题中指明该试剂焰色为紫色可知为KSCN。(2)Cu(OH)2能溶于过量氨水得到深蓝色溶液，反应方程式为Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2＋4H2O，溶液呈蓝色的原因是含有络合离子[Cu(NH3)4]2＋。(3)反应①的离子方程式为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，反应②的化学方程式为CH3CHO＋2Cu(OH)2――→△CH3COOH＋Cu2O↓＋2H2O。(4)F溶于稀硝酸，溶液呈蓝色，说明F为Cu2O，Cu2O与稀硝酸反应化学方程式为3Cu2O＋14HNO3===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O。总结提升铜的冶炼“三方法”(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=====800℃Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2=====1200℃2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S=====1200℃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。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化亚铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a.成本低；B.污染小；c.反应条件简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。题组三铜及其化合物的相关计算5.[2015·云南统考]Cu、Cu2O和CuO组成的混合物加入100mL0.6mol·L－1HNO3溶液中，恰好使混合物溶解，同时收集到224mLNO气体(标准状况)。下列说法不正确的是()A.产物中硝酸铜的物质的量为0.025molB.若混合物中Cu的物质的量为0.005mol，则其中Cu2O、CuO的物质的量共0.020molC.若混合物中含0.01molCu，则其中Cu2O、CuO的物质的量均为0.005molD.混合物中Cu的物质的量的取值范围为0.005moln(Cu)0.015mol答案：B解析：根据氮元素守恒可知硝酸铜的物质的量为(0.1L×0.6mol·L－1－0.224L22.4L·mol－1)÷2＝0.025mol，故A正确；若混合物中Cu的物质的量为0.005mol，设Cu2O和CuO的物质的量分别为xmol、ymol，则0.005＋2x＋y＝0.025(铜元素守恒)，0.005×2＋2x＝0.01×3(电子守恒)，解得x＝0.01，y＝0，故B错误；同理可得C正确；设混合物中Cu的物质的量为zmol，则z＋2x＋y＝0.025,2z＋2x＝0.03，两式相减得z＝y＋0.005，据此有z0.005；又由2z＋2x＝0.03推得z＝0.015－x，据此有z0.015，故有0.005z0.015，故D正确。6．[2014·四川宜宾第一次诊断]将Cu与CuO的混合物20.8g加入到50mL18.4mol·L－1浓H2SO4中，加热充分反应至固体物质完全溶解(产生气体全部逸出)，冷却后将溶液稀释至1000mL，测得c(H＋)＝0.84mol·L－1；若要使稀释后溶液中的Cu2＋沉淀完全，应加入6.0mol·L－1的NaOH溶液的体积为()A.100mLB.160mLC.240mLD.307mL答案：C解析：设20.8g混合物中含Cuxmol、CuOymol，则64x＋80y＝20.8、2x＋y＝0.05×18.4－0.84/2×1＝0.5，得x＝0.2、y＝0.1。若Cu2＋沉淀完全，则V(NaOH)＝0.1＋0.2×2mol＋0.84mol·L－1×1L6.0mol·L－1＝0.24L＝240mL。考点二合金的概念及其重要应用一|知识梳理1.合金(1)概念：合金是指熔合而成的具有的物质。(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；②硬度和强度：一般比它的各成分金属的。由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)金属特性低大2.常见金属材料金属材料—黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金(1)重要的黑色金属材料——钢是用量最大、用途最广的合金。钢碳素钢低碳钢：韧性、焊接性好，强度低中碳钢：强度高，韧性及加工性好高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好合金钢：具有各种不同的优良性能，常见的有不锈钢及各种特种钢钢铁(2)几种有色金属材料铝及铝合金铝性能