2021版高考化学一轮复习 第3章 金属及其重要化合物 第12讲 金属材料及开发利用金属矿物课件 新

化学第3章金属及其重要化合物第12讲金属材料及开发利用金属矿物01练真题·明考向02课后达标检测考点一铜及其重要化合物[知识梳理]一、单质铜1.物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。2.化学性质（1）常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层_____色的铜锈。化学方程式为_____________________________________。（2）写出下列化学方程式。铜在空气中加热：____________________；铜丝在硫蒸气中反应：____________________。绿2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2（OH）2CO32Cu＋O2=====△2CuO2Cu＋S=====△Cu2S二、铜的重要化合物1.Cu（OH）2的性质及应用Cu（OH）2：蓝色_____溶于水的固体。不2.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：___________________________________________；可溶于稀硫酸，离子方程式：_____________________________________________。3.黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O，化学方程式为_______________________。碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3=====△2CuO＋CO2↑＋H2OCu2（OH）2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑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___________________________________。（1）CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称_______________。（2）无水CuSO4为白色粉末，遇水变_____色（生成____________________），可作为水的检验依据，但无水CuSO4不能做干燥剂。CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O蓝矾、胆矾蓝CuSO4·5H2O铜盐的毒性铜盐溶液有毒，是因为铜离子能使蛋白质变性从而失去生理活性，故可利用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。5.红色的Cu2O与稀盐酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为____________________________________。Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O[自主检测]1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。（1）（2019·高考全国卷Ⅱ，11A）向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失：Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4。（）（2）（2018·高考全国卷Ⅲ，10A）用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率。（）（3）（2017·高考全国卷Ⅲ，13B）向含较高浓度Cl－的溶液中加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀而除去Cl－的反应为Cu＋Cu2＋＋2Cl－===2CuCl。（）√√√（4）加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥，可除去Cu粉中混有的CuO。（）（5）将铜丝插入稀硝酸中，反应的离子方程式为Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋H2O。（）××2.（2017·浙江4月选考）Cu2O与稀硫酸反应的离子方程式是_____________________；加热条件下氨被CuO氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式：________________________________________________________________________。答案：Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O3CuO＋2NH3=====△3Cu＋N2＋3H2O演练一铜及其化合物的性质及转化1.（2020·江淮十校第二次联考）下列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（）A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB.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溶液中加入适量的NaOH，过滤、洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD.在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu（OH）2悬浊液并加热，产生砖红色沉淀解析：选C。硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为＋1价生成Cu2S，A项错误；稀释铜与过量的浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的试管中的物质缓慢加入水中，并不断搅拌，B项错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu（OH）2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C项正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制Cu（OH）2悬浊液并加热，才会产生砖红色沉淀，D项错误。2.（2020·山东省实验中学高三诊断）氯化亚铜（CuCl）是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2＋。某小组拟热分解CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。下列说法正确的是（）A.制备CuCl时产生的Cl2可以回收循环利用，也可以通入饱和NaCl溶液中除去B.Cu2（OH）2Cl2在200℃时反应的化学方程式为Cu2（OH）2Cl2=====200℃2CuO＋2HCl↑C.X气体可以是N2，目的是做保护气，抑制CuCl2·2H2O在加热过程中发生水解D.CuCl与稀硫酸反应的离子方程式：2CuCl＋4H＋＋SO2－4===2Cu2＋＋2Cl－＋SO2↑＋2H2O解析：选B。制备CuCl时产生的Cl2可以转化为HCl，回收循环利用，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，不能被吸收除去，A错误；Cu2（OH）2Cl2加热至200℃时生成CuO，结合原子守恒可知，还生成HCl，则化学方程式为Cu2（OH）2Cl2=====200℃2CuO＋2HCl↑，B正确；CuCl2水解生成氢氧化铜和HCl，X气体是用于抑制CuCl2水解的，则X为HCl，不是N2，C错误；CuCl在酸性条件下不稳定，易生成金属铜和Cu2＋，D错误。3.某化合物M由两种常见的元素组成，为了测定其组成进行如下实验：M的化学式可能为（）A.Cu2SB.CuSC.FeS2D.Fe3S4解析：选A。由题意并结合选项可知，1.60gM在高温下反应生成的气体是二氧化硫，二氧化硫被双氧水氧化为硫酸，根据滴定过程消耗的氢氧化钠，可以求出n（S）＝n（SO2）＝n（H2SO4）＝12n（NaOH）＝12×20.00×10－3L×0.1mol·L－1×250mL25.00mL＝0.01mol，所以m（S）＝0.32g，则m（金属）＝1.60g－0.32g＝1.28g，假如是铜，则n（Cu）＝0.02mol，M可能为Cu2S；假如是铁，则n（Fe）≈0.023mol，没有与之对应的选项。综上所述，A项正确。演练二铜及其化合物的制备4.（2020·深圳一模）用CuCl2·2H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示，下列说法错误的是（）A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解B.先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D.装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液解析：选D。A项，氯化铜水解：CuCl2＋2H2OCu（OH）2＋2HCl，生成的氯化氢易挥发，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，正确；B项，CuCl2·2H2O加热失去结晶水必须在HCl的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCl气体，使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯，正确；C项，硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的氯化氢，由于氯化氢极易溶于水，会产生白雾，正确；D项，氯化氢极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，错误。5.（2020·西宁检测）工业上由黄铜矿（主要成分为CuFeS2）冶炼铜的主要流程如下：请回答下列问题：（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______________________________吸收。a.浓H2SO4b.稀HNO3c.NaOH溶液d.氨水（2）由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_________________________________________。（3）以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是______。a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极，发生氧化反应c.溶液中Cu2＋向阳极移动d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、Au等金属（4）利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为______________________________________________。解析：（1）气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。（2）依据图示，泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。（3）电解精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能，a错；电解精炼粗铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连，发生氧化反应，b对；电解过程中Cu2＋向阴极移动，c错；粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收，d对。（4）根据总反应，O2发生还原反应，因此正极反应式为O2＋4H＋＋4e－===2H2O。答案：（1）cd（2）3Cu2O＋2Al=====高温Al2O3＋6Cu（3）bd（4）4H＋＋O2＋4e－===2H2O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高纯度的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得到精铜。考点二金属材料与金属矿物的开发利用[知识梳理]一、合金1.概念：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有__________的物质。金属特性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都_____；（2）硬度和强度：一般比它的各成分金属都_____。低大二、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，用于制不锈钢及各种特种钢2.几种有色金属材料青铜三、金属矿物的开发利用1.金属在自然界中的存在在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以__________形式存在。化合物2.金属的冶炼（1）实质：把金属从化合态_____为游离态。（2）方法：根据金属的活动性顺序不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。还原冶炼方法主要反应原理（举例）热分解法2HgO=====△__________2Ag2O=====△4Ag＋O2↑热还原法CO做还原剂Fe2O3＋3CO=====高温_______________（高炉炼铁）H2做还原剂WO3＋3H2=====△__________活泼金属做还原剂3MnO2＋4Al=====高温______________2Hg＋O2↑2Fe＋3CO2W＋3H2O3Mn＋2Al2O3冶炼方法主要反应原理（举例）电解法2Al2O3（熔融）=====电解冰晶石__________MgCl2（熔融）=====电解__________2NaCl（熔融）===