2021届高考化学一轮复习第三章金属及其化合物4金属材料及金属矿物的开发利用课件鲁科版

第四节金属材料及金属矿物的开发利用最新考纲：1.了解常见金属活动性顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的制备方法。4.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。核心素养：1.证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材料性质提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。2.科学探究与创新意识：能对金属的性质提出有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究。知识点一铜及其化合物1．铜的性质(1)物理性质：铜是色金属，具有良好的性、性和延展性。(2)化学性质紫红导电导热写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①②2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO32Cu＋S=====△Cu2S2．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＋)与H2反应CuO＋H2=====△Cu＋H2OCu2O＋H2=====△2Cu＋H2O转化关系4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O(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：反应②的化学方程式：Cu(OH)2=====△CuO＋H2OCu(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。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，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。Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2↑CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O判断正误(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．电解CuCl2溶液的方程式：CuCl2=====电解Cu2＋＋2Cl－()×提示：CuO不能与水反应生成Cu(OH)2。×提示：电解CuCl2溶液发生反应：CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑。3．H2还原CuO时，应先加热，后通H2()4．CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化()×提示：氢气还原氧化铜时，应“先通氢，后点灯”，以免加热时发生爆炸危险。×提示：硫酸铜晶体失去结晶水属于化学变化。5．Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2＋()6．利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在()√提示：无水硫酸铜能与水作用生成蓝色的CuSO4·5H2O，能作水的检测剂。√7．铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物()8．农业上配制波尔多液时可在铁桶或铝桶中进行()×提示：Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分。×提示：波尔多液的成分含有硫酸铜，能与单质铁或铝发生置换反应而降低药效，故不能在铁桶或铝桶中配制。1．铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，从而达到杀死细菌的目的，常用CuSO4作游泳池的消毒剂。2．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红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色在无机物的综合推断题中，常利用颜色来区别或检验铜及其化合物。3．通常利用反应：2Cu＋O2=====△2CuO除去混合气体中的少量O2。4．铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2S。5．Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，可逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。1．(2020·河北石家庄二中模拟)铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列说法不正确的是()A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C．工业上常采用电解法制取粗铜D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2SC解析：CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。2．下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是()A．该溶液中Na＋、NH＋4、NO－3、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＋4A解析：A项，CuSO4溶液显酸性，Na＋、NH＋4、NO－3、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。3．已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生反应：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()A．如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2OB．溶液中最终可能有紫红色固体出现C．这种实验的结果无法说明CuO分解的程度D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解C解析：由于Cu2O和Cu都能够与热的稀硝酸反应，所以不论CuO是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现，所以C正确。4．新制氢氧化铜存在平衡：Cu(OH)2＋2OH－Cu(OH)2－4(深蓝色)。某同学进行下列实验：下列说法不正确的是()A．①中出现蓝色沉淀B．③中现象是Cu(OH)2＋2OH－Cu(OH)2－4正向移动的结果C．④中现象证明葡萄糖具有还原性D．对比②和④可知Cu(OH)2氧化性强于Cu(OH)2－4D解析：CuSO4溶液与NaOH溶液反应可生成蓝色沉淀Cu(OH)2，A正确。新制Cu(OH)2存在平衡：Cu(OH)2＋2OH－Cu(OH)2－4，加入NaOH，氢氧根离子的浓度增大，平衡正向移动，B正确。③中加入葡萄糖溶液有砖红色的沉淀生成，说明葡萄糖中含有醛基，所以葡萄糖具有还原性，C正确。④中氧化葡萄糖的是Cu(OH)2－4，而②中未生成砖红色沉淀，可知氧化性：Cu(OH)2Cu(OH)2－4，D错误。5．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列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D解析：铜丝与浓硫酸反应后，仍有大量浓硫酸存在，不能把水加入反应器中，否则会发生危险，A项错误；Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。6．(2018·海南卷)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Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4＋2H2O。(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Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，配制的FeCl3溶液应保持(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是。酸性防止Fe3＋水解生成Fe(OH)3(3)溶液中Cu2＋的浓度可采用碘量法测得：①2Cu2＋＋5I－===2CuI↓＋I－3②I－3＋2S2O2－3===S4O2－6＋3I－反应①中的氧化剂为。现取20.00mL含有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。Cu2＋0.1250素养铜的冶炼1．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=====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。2．废铜综合利用的常见流程框图模式1．(2020·西安调研)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()A．焙烧过程中每消耗1molCuS则消耗3molO2B．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C．滤渣中主要含铁的氧化物D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体B解析：A项，2CuS＋3O2=====高温2CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2，错误；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；C项，调节pH时，Fe3＋水解转化为Fe(OH)3而除去，错误；D项，将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会产生Cu(OH)2，无法得到CuCl2，错误。2．(2020·重庆模拟)CuCl是难溶于水的白色固体，是一种重要的催化剂，工业上，由孔雀石[主要成分Cu(OH)2·CuCO3，含FeS、FeO和SiO2杂质]制备CuCl的某流程如图：下列说法不正确的是()A．H2O2将溶液1中Fe2＋氧化为Fe3＋，再通过控制pH转化为Fe(OH)3除去B．SO2－3将溶液3中的Cu2＋还原，反应得到CuClC．CO2－3作用是控制溶液pH，促使CuCl沉淀的生成D．若改变试剂加入顺序，将溶液3缓慢加入到含大量SO2－3/CO2－3的溶液中，同样可制取CuClD解析：孔雀石[主要成分Cu(OH)2·CuCO3，含FeS、FeO和SiO2杂质]中用硫酸浸取，得气体主要含有硫化氢、二氧化碳，滤渣1为二氧化硅，溶液1中含有Fe2＋、Fe3＋、Cu2＋，加双氧水将亚铁离子氧化成铁离子，加氢氧化钠溶液调节pH值，使铁离子沉淀，得到滤渣2为氢氧化铁，溶液2主要含有硫酸铜，溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节pH值，使CuCl沉淀，由于SO2－3/CO2－3的溶液呈碱性，所以如果将溶液3缓慢加入到含大量SO2－3/CO2－3的溶液中，有可能生成氢氧化亚铜沉淀，得到的氯化亚铜不纯，根据上面的分析可知，H2O2将溶液1中Fe2＋氧化为Fe3＋，再通过控制pH转化为Fe(OH)3除去，故A正确；SO2－3将溶液3中的Cu2＋还原，反应得到CuCl，故B正确；CO2－3作用是控制溶液pH，促使CuCl沉淀的生成，故C正确；将溶液3缓慢加入到含大量SO2－3/CO2－3的溶液中，制得的CuCl可能不纯，故D错误。3．(2020·赤峰模拟)铜及其化合物在工农业生产领域有着重要的用途，氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中CuCl广泛应用于化工和印染等行业。[查阅资料](ⅰ)氯化铜：从水溶液中结晶时，在15℃以下得到四水物，在15～25.7℃得到三水物，在26～42℃得到二水物，在42℃以上得到一水物，在100℃得到无水物。(ⅱ)(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)制备氯化铜。①按气流方向连接各仪器接口