广东省2021版高考化学一轮复习第三单元第4节铜及其重要化合物用途广泛的金属材料课件新人教版

第4节铜及其重要化合物用途广泛的金属材料-2-考查要点说明核心素养解读1.了解常见金属的活动顺序。2.了解铜及其重要化合物的制备方法,掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。3.了解合金的概念及其重要应用。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,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。-3-自主预诊考向突破铜及其重要化合物1.单质铜(1)铜的物理性质:铜是一种有金属光泽的色固体,有良好的导电、导热性(仅次于银,可用于制电缆),有良好的延展性。(2)铜的化学性质:与Cu反应的物质化学方程式非金属O2(产物为色固体)Cl2(产生棕黄色烟)紫红2Cu+O22CuO黑Cu+Cl2CuCl2-4-自主预诊考向突破与Cu反应的物质化学方程式氧化性酸浓硫酸浓硝酸稀硝酸盐溶液AgNO3溶液FeCl3溶液Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2OCu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgCu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2-5-自主预诊考向突破微点拨(1)通常利用反应2Cu+O22CuO除去混合气体中的少量O2。(2)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。(3)Cu与稀硫酸不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀硫酸中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。-6-自主预诊考向突破2.铜的重要化合物(1)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为;红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为。(2)氢氧化铜,色水的固体。其化学性质及应用反应①的化学方程式:;反应②的离子方程式:。4CuO2Cu2O+O2↑Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O蓝不溶于Cu(OH)2CuO+H2OCu(OH)2+2H+Cu2++2H2O-7-自主预诊考向突破(3)Cu2(OH)2CO3的名称为,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学方程式为Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O,可溶于稀硫酸,离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+2Cu2++CO2↑+3H2O。(4)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。碱式碳酸铜-8-自主预诊考向突破微点拨(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。-9-自主预诊考向突破3.铜的冶炼(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+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+2SO22Cu2O+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,铜在阳极上失电子变为Cu2+,用纯铜棒作阴极,Cu2+在阴极上得电子生成铜。-10-自主预诊考向突破4.废铜综合利用常见化工流程-11-自主预诊考向突破自我诊断1.由铜屑制备硫酸铜时,一般不用铜与浓硫酸反应,而是将热空气通入铜和稀硫酸的混合物中,为什么?2.波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂,它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液,思考下列问题:①波尔多液能否用铁桶盛放?为什么?②波尔多液能杀菌的可能原因是什么?提示:铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;将热空气通入到稀硫酸中发生的反应为2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4CuSO4+H2O。两种方法相比较,前一种方法会产生有毒的SO2,且制取相同质量的硫酸铜消耗的硫酸较多,故制备硫酸铜时一般采用后一种方法。提示:①不能。原因是铁能置换波尔多液中的Cu2+,降低其杀菌能力。②CuSO4是重金属盐,能使蛋白质变性。-12-自主预诊考向突破3.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)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。()答案:(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√-13-自主预诊考向突破4.把铜及其化合物中的化学式与其对应的颜色连接起来。-14-自主预诊考向突破考向铜及其化合物的性质和应用典例(2019云南大理模拟)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-15-自主预诊考向突破由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物()A.是CuB.是Cu2OC.一定有Cu,一定有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu答案解析解析关闭浓硫酸(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O;而稀硫酸与Cu不反应,与Cu2O反应,根据实验现象分析,一定有Cu2O,可能有Cu,D项正确。答案解析关闭D-16-自主预诊考向突破方法技巧区别红色物质Cu和Cu2O的方法向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。-17-自主预诊考向突破对点演练(2020江西南昌调研)将一定量的铜粉加入到0.5L0.3mol·L-1Fe2(SO4)3和0.1mol·L-1H2SO4的混合溶液中,铜粉完全溶解后,得到溶液X。下列说法正确的是()A.溶液X中Cu2+与Fe2+的物质的量之比为2∶1B.向溶液X中滴加KSCN溶液,未变红色,则加入铜粉质量为12.8gC.向溶液X中加入足量铁粉,充分反应后,铁粉质量减少11.2gD.向溶液X中加入0.18L5mol·L-1NaOH溶液可使溶液中的金属离子完全沉淀-18-自主预诊考向突破答案:C解析:由于发生反应Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,所得溶液中Cu2+和Fe2+的物质的量之比为1∶2,故A错误;向溶液X中滴加KSCN溶液,未变红色,说明Fe3+已完全反应,n(Fe3+)=0.5L×0.3mol·L-1×2=0.3mol,根据Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+可知消耗Cu的物质的量为0.15mol,m(Cu)=0.15mol×64g·mol-1=9.6g,故B错误;向溶液X中加入足量铁粉,由于Fe3+的氧化性最强,所以Fe先与Fe3+反应,再置换出Cu,最后和酸反应。因为铁粉足量。相当于铁和原来的Fe3+、H+反应,与加入的Cu的量无关,n(Fe3+)=0.5L×0.3mol·L-1×2=0.3mol,n(H+)=0.1mol·L-1×0.5L×2=0.1mol,发生反应Fe+2Fe3+=2Fe2+,消耗Fe的物质的量为0.15mol,发生Fe+2H+=Fe2++H2↑,消耗Fe0.05mol,共消耗Fe的物质的量为0.15mol+0.05mol=0.20mol,充分反应-19-自主预诊考向突破后,Fe粉减少0.2mol×56g·mol-1=11.2g,故C正确;铜完全溶解时,溶液中可能存在的Fe2+、Cu2+、H+三种离子,或者是可能存在Fe3+、Fe2+、Cu2+、H+,沉淀完全后,溶液的溶质为硫酸钠,n(S)=0.5L×0.3mol·L-1×3+0.5L×0.1mol·L-1=0.5mol,即n(Na+)=1mol,所以需要NaOH1mol,若加入0.18L5mol·L-1NaOH溶液,NaOH的物质的量为0.18L×5mol·L-1=0.9mol,所以NaOH的量不足,故D错误。O42--20-自主预诊考向突破深度指津铜及其化合物的颜色、状态及溶解性物质颜色状态及溶解性物质颜色状态及溶解性Cu紫红色金属光泽固态,难溶于非氧化性酸,易溶于强氧化性酸CuSO4白色粉末,易溶于水,水溶液呈蓝色CuO黑色粉末,可溶于酸溶液CuSO4·5H2O蓝色晶体Cu2O砖红色固体,难溶于水,可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2+)Cu2(OH)2CO3绿色粉末,难溶于水,可溶于酸溶液-21-自主预诊考向突破物质颜色状态及溶解性物质颜色状态及溶解性CuClCuI白色粉末,难溶于水Cu(OH)2蓝色难溶于水,可溶于酸溶液CuS黑色粉末,难溶于水及非氧化性强酸[Cu(NH3)4]2+深蓝色络合离子,溶于水提醒:反应CuSO4+H2SCuS+H2SO4可说明CuS难溶于非氧化性强酸。-22-自主预诊考向突破金属矿物的开发和利用1.合金金属与非金属金属特性低大-23-自主预诊考向突破微点拨合金学习中的四注意(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,若一种金属的熔点高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。-24-自主预诊考向突破2.常见金属材料①钢铁。铁铬低碳钢中碳钢高碳钢-25-自主预诊考向突破青铜-26-自主预诊考向突破3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在。(2)金属冶炼的实质。金属的冶炼过程就是把金属从态还原为态的过程。即(写反应通式,用M表示金属)。正化合游离Mn++ne-=M-27-自主预诊考向突破(3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)。MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑Fe2O3+3CO2Fe+3CO22CuO+C2Cu+CO2↑-28-自主预诊考向突破微点拨(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,但反应中真正作还原剂的是CO。-29-自主预诊考向突破自我诊断1.能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al、Mg?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?提示:不能。因为AlCl3是共价化合物,熔融时无法电离出自由移动的离子,不导电;MgO虽是离子化合物,但其熔点太高,熔融时会消耗大量的电能,成本较高。提示: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。-30-自主预诊考向突破3.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(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AlCl2、FeCl3、CuCl2的混合溶液时,阴极