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1、第第4 4節(jié)用途廣泛的金屬材料節(jié)用途廣泛的金屬材料 銅及其重要化合物銅及其重要化合物-2-考綱要求:1.了解銅及其重要化合物的制備方法。2.掌握銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應用。3.了解常見金屬的活動順序。4.了解合金的概念及其重要應用。-3-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破金屬礦物的開發(fā)利用1.金屬材料-4-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-5-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-6-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-7-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-8-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破 特別提醒鋁熱反應的三個注意事項(1)鋁熱反應是在高溫干態(tài)下進行的置換反應,鋁只能與金屬活動性順序中排在它之后的金屬的氧化物反

2、應。(2)鋁熱反應會放出大量的熱(這一特性常出現(xiàn)在推斷題中)。(3)鋁熱反應不能用來冶煉金屬鐵、銅等(要考慮生產(chǎn)成本)。-9-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破自主鞏固自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)鋁合金的熔點比純鋁的高 ( )(2)合金材料中不可能含有非金屬元素 ( )(3)地震災區(qū)重建要使用大量鋼材,鋼材是合金 ( )(4)用金屬鈉能置換氯化銅溶液中的銅 ( )(5)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應 ( )(6)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時,陰極上依次析出Cu、Fe、Al ( )(7)電解氯化鎂溶液可制取金屬鎂 ( )(8)用焦炭

3、與空氣反應產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物 ( )-10-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-11-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-12-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破例1工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收。 A.濃硫酸B.稀硝酸C.NaOH溶液D.氨水(2)用稀硫酸浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在(填離子符號),檢驗溶液中還存在Fe2+的方法是 (注明試劑、現(xiàn)象)。 (3)由泡銅冶煉粗銅的化學方程式為。-13-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含A

4、l、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。 A.電能全部轉(zhuǎn)化為化學能B.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應C.溶液中Cu2+向陽極移動D.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等貴金屬(5)利用反應2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應設(shè)計為原電池,其正極電極反應式為。 -14-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-15-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-16-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破易錯警示(1)電解法冶煉活潑金屬使用的是熔融的金屬鹽或金屬氧化物,而不是鹽溶液。(2)銅除了用熱還原法冶煉外,還可以用濕法或用電解法進行冶煉。(3)鋁是地殼中含量最高的金屬

5、元素,但人類對鋁的使用比鐵、銅晚得多,是因為鋁的金屬活動性比鐵、銅強,難于冶煉,古代冶煉技術(shù)條件達不到,不能冶煉鋁。(4)鐵也可通過置換反應得到,如鋁熱反應。-17-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練1.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是()A.合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同B.灼燒孔雀石Cu2(OH)2CO3和焦炭混合物制銅也屬于還原法C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D.工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的 答案解析解析關(guān)閉合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同,如合金的硬度、強度更大、熔點更低等,A項正確;灼

6、燒時孔雀石分解生成CuO,CuO被焦炭還原為單質(zhì)Cu,屬于還原法制取,B項正確;金屬冶煉就是把金屬陽離子還原為金屬原子,越活潑的金屬,其陽離子的氧化性越弱,越難被還原,C項正確;工業(yè)上利用電解熔融MgCl2的方法來制得金屬鎂,D項錯誤。 答案解析關(guān)閉D-18-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.生產(chǎn)MnO2和Zn的工藝簡化流程如圖所示(中間產(chǎn)物的固體部分已經(jīng)略去):軟錳礦:MnO2含量65%;Al2O3含量為4%。閃鋅礦:ZnS含量80%;FeS、CuS、CdS含量各為2%。濾液B中含金屬離子:Zn2+、Mn2+、Fe2+、Al3+。-19-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破試回答下列問題:(1)步驟中

7、軟錳礦、閃鋅礦與硫酸溶液共熱時可析出硫,且金屬元素轉(zhuǎn)化為相應的硫酸鹽(鐵元素以+3價存在)。其中MnO2與FeS發(fā)生反應的離子方程式為。 (2)步驟中的MnO2也可用下列代替(不考慮Mn2+的反應)。 A.KMnO4固體B.H2O2溶液C.濃硝酸D.新制氯水(3)步驟電解過程中陽極的電極反應式為。(4)加入化合物X后可得純凈的ZnSO4、MnSO4溶液,X可以是ZnO或Zn(OH)2或Mn(OH)2或MnCO3等,則產(chǎn)品D為(填化學式)。-20-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(5).將制得的MnO2(s)與KOH(s)、KClO3(s)按比例混合,加熱熔融(不斷攪拌)可得KCl和K2MnO4的固

8、體混合物;.再用5%的KOH溶液溶解得綠色( )溶液;.向綠色溶液中通入適量的CO2后,將溶液加熱,并趁熱濾去殘渣含MnO2(s);.將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得紫色KMnO4晶體。第步操作中“趁熱過濾”的目的是 。 寫出中生成KMnO4的化學方程式: 。 中需控制CO2的用量,若CO2過量,會使所得產(chǎn)品的純度降低,原因可能是 。 -21-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破答案:(1)3MnO2+2FeS+12H+2Fe3+3Mn2+2S+6H2O(2)B(3)Mn2+2H2O-2e-MnO2+4H+(4)H2SO4(5)防止溫度降低,KMnO4晶體析出,導致產(chǎn)率下降2CO2+3K2

9、MnO42KMnO4+MnO2+2K2CO3通入過量的CO2會生成溶解度小的KHCO3,隨KMnO4晶體一起析出-22-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破解析:(1)根據(jù)題中的信息及框圖轉(zhuǎn)化關(guān)系:軟錳礦、閃鋅礦與硫酸溶液共熱時析出硫的反應為氧化還原反應,MnO2與FeS反應的離子方程式為3MnO2+2FeS+12H+2Fe3+3Mn2+2S+6H2O。(2)步驟中的MnO2作氧化劑將Fe2+氧化為Fe3+,為了不引入新的雜質(zhì),可以選擇H2O2溶液,故選B。(3)步驟電解過程中陽極的電極反應式為Mn2+2H2O-2e-MnO2+4H+。(4)加入化合物X的目的是除去其中的鋁離子和鐵離子,生成Al(OH

10、)3、Fe(OH)3,得到純凈的ZnSO4、MnSO4溶液,X可以是ZnO或Zn(OH)2或Mn(OH)2或MnCO3等,將濾液電解,陰極產(chǎn)生Zn,陽極產(chǎn)生MnO2和硫酸。-23-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-24-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破銅及其重要化合物1.單質(zhì)銅(1)物理性質(zhì):銅是一種有金屬光澤的紫紅色固體,有良好的導電、導熱性(僅次于銀,可用于制電纜),有良好的延展性。-25-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(2)化學性質(zhì): -26-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破2.氧化銅和氧化亞銅 -27-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破3.氫氧化銅(1)物理性質(zhì):藍色不溶于水的固體。(2)化學性質(zhì)及應用(

11、用化學方程式或離子方程式表示)-28-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破4.銅鹽(1)堿式碳酸銅。堿式碳酸銅的化學式為Cu2(OH)2CO3,是銅綠的成分,是銅在潮濕的空氣中被銹蝕的結(jié)果,其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H2O。(2)硫酸銅。CuSO45H2O為藍色晶體,俗稱膽礬或藍礬。無水CuSO4為白色粉末,遇水變藍色(生成CuSO45H2O)。(3)銅鹽的毒性。銅鹽溶液有毒,主要是因為銅離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們根據(jù)這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成波爾多液,用來殺滅植物的病毒。-29-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破自主鞏固自主鞏固判斷正

12、誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)CuO是黑色固體,與水反應生成Cu(OH)2 ( )(2)Cu2O遇硝酸會被氧化成Cu2+ ( )(3)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分,在干燥的空氣中不易生成 ( )(4)過量的銅與濃硝酸反應一定沒有一氧化氮生成 ( )(5)可利用無水硫酸銅遇水變藍這一性質(zhì),來檢驗水的存在 ( )(6)將鐵片置于CuSO4溶液中,鐵片上有紅色物質(zhì)析出,說明鐵比銅活潑 ( )-30-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-31-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-32-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-33-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-34-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-35-考點一

13、考點二基礎(chǔ)梳理考點突破.生物浸出在反應釜中加入黃銅礦、硫酸鐵、硫酸和微生物,并鼓入空氣,黃銅礦逐漸溶解,反應釜中各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。(4)在微生物的作用下,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有(填化學式),微生物參與反應的離子方程式為 (任寫一個)。 (5)假如黃銅礦中的鐵元素最終全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,當有2 mol 生成時,理論上消耗O2的物質(zhì)的量為。 -36-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-37-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-38-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-39-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-40-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破思維建模廢銅綜合利用的常用化工流程 -41-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破跟

14、蹤訓練跟蹤訓練3.(2017哈爾濱模擬)某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達到實驗目的的是()A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱,反應后再加入水,觀察硫酸銅溶液的顏色B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,觀察CuCl2的生成C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,得到無水CuCl2固體D.將表面有銅綠Cu2(OH)2CO3的銅器放入鹽酸中浸泡,除去銅綠 答案解析解析關(guān)閉銅與濃硫酸反應后仍有大量濃硫酸,不能把水加入反應器中,否則會發(fā)生危險,A項錯誤;Cu與Cl2常溫下不反應,需要加熱才能發(fā)生反應,B項錯誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā),加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到

15、CuCl2固體,C項錯誤。 答案解析關(guān)閉D-42-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破4.銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從切割廢料中回收銀并制備銅化工產(chǎn)品的工藝如下:注:Al(OH)3和Cu(OH)2開始分解的溫度分別為450 和80 -43-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破(1)電解精煉銀時,陰極反應式為。濾渣A與稀硝酸反應,產(chǎn)生的氣體在空氣中迅速變?yōu)榧t棕色,該氣體變色的化學方程式為 。 (2)固體混合物B的組成為;在生成固體B的過程中,需控制NaOH的加入量。若NaOH過量,則因過量引起的反應的離子方程式為。 (3)完成煅燒過程中一個反應的化學方程式:(4)若銀銅合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為63.5%,理論上5.

16、0 kg廢料中的銅可完全轉(zhuǎn)化為 mol CuAlO2,至少需要1.0 molL-1的Al2(SO4)3溶液 L。 (5)CuSO4溶液也可用于制備膽礬,其基本操作是 、過濾、洗滌和干燥。 -44-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-45-考點一考點二基礎(chǔ)梳理考點突破-46-47-48-213451.合金與純金屬材料相比,優(yōu)點是()合金的硬度一般比它的各成分金屬的大一般地,合金的熔點比它的各成分金屬的更低改變原料的配比、改變生成合金的條件,可得到不同性能的合金合金比純金屬的導電性更強合金比純金屬的應用范圍更廣泛A.B.C.D.A解析:合金與各成分金屬相比,合金熔點較低、硬度大。改變生成條件可得到不同性

17、能的合金,正確;合金的電阻率比純金屬要大,故錯誤;合金應用比較廣泛,正確。-49-213452.銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的角度分析,銅常用于制造貨幣的主要原因是()A.銅來源廣泛,易冶煉得到B.銅的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕,銅的熔點比較低,容易冶煉鑄造成型C.銅的外觀為紫紅色,大方美觀,易于被人們接受D.銅的化學性質(zhì)不穩(wěn)定,在空氣中易轉(zhuǎn)化為銅綠,銅綠具有抗腐蝕能力,易于流通B解析:注意從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)方面來分析用銅制造貨幣的原因。A項和C項沒有從這兩方面分析,不符合題意;銅的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定,不易被腐蝕,銅的熔點比較低,容易冶煉鑄造成型,B項正確,D項

18、不正確。-50-431253. 下列實驗前后,銅的質(zhì)量一定發(fā)生變化的是()A.銅絲在空氣中灼燒后立即插入乙醇中B.銅片放入酸化的硝酸鈉溶液中C.銅和鐵的混合物放入稀硝酸中D.銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池放電B解析:氧化銅能夠和乙醇反應生成乙醛和銅,銅在空氣中灼燒變成氧化銅,氧化銅遇乙醇又被還原成銅,最終銅的質(zhì)量沒有變化,故A不符合題意;銅和稀硝酸反應生成了硝酸銅,質(zhì)量一定減少,故B符合題意;由于鐵還原性強于銅,鐵先參加反應,若是鐵足量,銅不消耗,故C不符合題意;銅、鋅構(gòu)成的原電池,鋅是負極,銅是正極不消耗,故D不符合題意。-51-431254.(2017山西陽泉模擬)部分氧化的Fe-Cu合金樣品

19、(氧化產(chǎn)物為Fe2O3、CuO)共5.76 g,經(jīng)如下處理:下列說法正確的是()A.濾液A中的陽離子為Fe2+、Fe3+、H+B.樣品中鐵元素的質(zhì)量為2.24 gC.樣品中CuO的質(zhì)量為4.0 gD.V=896 答案解析解析關(guān)閉根據(jù)題意,3.2 g濾渣一定是銅,而銅與Fe3+不共存,A項錯誤;最后的3.2 g固體為Fe2O3,其中鐵元素的質(zhì)量為2.24 g,B項正確;樣品中銅元素和氧元素的質(zhì)量共5.76 g-2.24 g=3.52 g,C項錯誤;2.24 g鐵元素不可能全是單質(zhì)鐵,故生成氫氣的體積小于896 mL,D項錯誤。 答案解析關(guān)閉B-52-531245.氯化亞銅(CuCl)廣泛應用于化

20、工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:-53-53124回答下列問題:(1)步驟中得到的氧化產(chǎn)物是,溶解溫度應控制在6070 ,原因是。 (2)寫出步驟中主要反應的離子方程式:。 (3)步驟包括用pH=2的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是(寫名稱)。 (4)上述工藝中,步驟不能省略,理由是。 (5)步驟都要進行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有(填字母)。 A.分餾塔B.離心機C.反應釜D.框式壓濾機(6)準確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于過量的FeCl3溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用a molL-1的K2Cr2O7溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7溶液b mL,反應中 被還原為Cr3+。樣品中CuCl的質(zhì)量分數(shù)為。 -54-53124-55-53124