化學第三章 金屬及其化合物 第13講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用 魯科版

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1、第13講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用1. 了解常見金屬的活動順序。了解常見金屬的活動順序。2了解合金的概念及重要應用。了解合金的概念及重要應用。3了解銅及其重要化合物的主要性質及其應用。了解銅及其重要化合物的主要性質及其應用。考點一考點二探究高考提升考能微課1515 考點一銅及其化合物 題組訓練解題探究 基礎小練多維思考返回返回1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)用膽礬煉銅，不涉及化學反應()(2)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分，在干燥空氣中不易生成()(3)銅與濃硝酸反應一定沒有一氧化氮生成()(4)將鐵片置于CuSO4溶液中，鐵片上有紅色物質析出，說明鐵比銅活潑()題組

2、132物質顏色物質顏色Cu_色CuSO4_色CuO_色CuSO45H2O_色Cu2O_色Cu2(OH)2CO3_色Cu2S_色Cu(OH)2_色2將表中物質的顏色填入對應空格中：紫紅白黑藍磚紅綠黑藍返回題組132返回題組132結論：方案(3)更經(jīng)濟合理。方案(1)：產(chǎn)生污染性氣體，且消耗硫酸較多。方案(2)：消耗能量較多，且步驟復雜。方案(3)：不產(chǎn)生污染性氣體，原料利用率高，節(jié)約能源。答案：返回題組132題組一銅及其化合物的性質和應用1銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中。常見的銅礦石有：黃銅礦(CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。

3、下列說法不正確的是()A可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠B硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑C工業(yè)上常采用電解法制取粗銅D在上述幾種含銅化合物中，銅的質量分數(shù)最高的是Cu2SC題組1765432返回2某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質，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D解析：A項濃硫酸溶于水時放熱，應該是把反應后的溶液倒入水中，故該項錯誤；B項需要先

4、加熱銅才與氯氣發(fā)生反應，故該項錯誤；C項氯化銅溶液中存在水解平衡，加熱蒸干最終得到的是氫氧化銅，故該項錯誤；D項銅和鹽酸不反應，只有銅綠Cu2(OH)2CO3與鹽酸反應，故該項正確。題組1765432返回題組二含銅化合物的性質探究3(2017海淀區(qū)期末)新制氫氧化銅存在平衡：Cu(OH)22OHCu(OH)4-(深藍色)。某同學進行下列實驗： 下列說法不正確的是()A中出現(xiàn)藍色沉淀B中現(xiàn)象是Cu(OH)22OHCu(OH)4-正向移動的結果C中現(xiàn)象證明葡萄糖具有還原性D對比和可知Cu(OH)2氧化性強于Cu(OH)4-題組1765432返回題組1765432返回4(2017福建廈門期末節(jié)選)為

5、研究紅色固體產(chǎn)物的組成，進行如下實驗(以下每步均充分反應)：題組1765432返回(1)搖動錐形瓶的目的是_。(2)錐形瓶中固體完全溶解得深藍色溶液的離子方程式為_。(3)將容量瓶中的溶液稀釋100倍后，溶液的顏色與容量瓶相近。由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質的量之比約_。2CuO28NH3H2O=2Cu(NH3)424OH6H2O使溶液與空氣中O2充分接觸n(Cu2O)n(Cu)1200解析：(1)由題給信息“Cu2O溶于濃氨水生成無色的Cu(NH3)4，Cu(NH3)4在空氣中被氧化為藍色的Cu(NH3)42”，可知搖動錐形瓶的目的是為了使溶液充分接觸空氣。 解析：(2)中剩余固體為Cu，加濃

6、氨水并搖動錐形瓶，最終生成藍色的Cu(NH3)42，Cu元素的化合價升高，說明被空氣中的O2氧化，反應物為Cu、O2、NH3H2O，生成物有Cu(NH3)42，根據(jù)電子守恒配平有：2CuO2NH3H2O2Cu(NH3)42，后有4個正電荷，由于溶液呈堿性(氨水)，利用OH平衡電荷有：2CuO2NH3H2O2Cu(NH3)424OH，最后根據(jù)原子守恒配平即可。解析： (3)說明容量瓶中Cu(NH3)42的濃度是中的100倍，容量瓶中銅元素來自于Cu2O，容量瓶中銅元素來自于Cu，則n(Cu2O)n(Cu)1200。題組1765432返回題組二銅及其化合物的制取5(1)火法煉銅的原理：Cu2SO2

7、 2CuSO2，在該反應中每生成1 mol Cu，轉移_mol e。(2)以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)的電解精煉，下列說法正確的是_(填選項字母)。a粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應b溶液中Cu2向陰極移動c電解過程中，陽極和陰極的質量變化相等d利用陽極泥可回收Al、Zn等金屬ab3題組1765432返回解析：(1)反應中Cu元素化合價由1價降低到0價，O元素化合價由0價降低到2價，S元素化合價由2價升高到4價，由方程式可知生成2 mol Cu，轉移6 mol電子，則該反應中每生成1 mol Cu，轉移3 mol電子。(2)a.精煉銅時，粗銅做陽極，

8、連接電源正極，發(fā)生氧化反應故a正確；b.溶液中Cu2向陰極移動，故b正確；c.比銅活潑的金屬先放電，所以陽極和陰極的質量變化不相等，故c錯誤；d.Al、Zn比Cu活潑，在正極會生成Zn2和Al3，故不能利用陽極泥回收Al、Zn金屬，故d錯誤。題組1765432返回6孔雀石的主要成分為Cu2(OH)2CO3。某同學設計的從孔雀石中冶煉銅的方案如下(假設孔雀石中雜質不溶于水和稀硫酸)：(1)反應能觀察到的現(xiàn)象是_，有關反應的化學方程式為_。(2)反應加入的金屬可能是_，有關反應的離子方程式為_。Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O固體逐漸消失，溶液由無色變成藍色，有氣泡產(chǎn)

9、生FeCu2=Fe2Cu鐵粉(答案合理即可)題組1765432返回解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{色，且有氣泡產(chǎn)生；反應的化學方程式為Cu2(OH)2CO32H2SO4 =2CuSO4CO23H2O。(2)經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質，則濾液中主要含有CuSO4，加入的金屬粉末能將Cu2從溶液中置換出來即可，故金屬可能是Fe或Zn等。題組1765432返回7(2017東城區(qū)期末)CuSO4用途廣泛，以Cu為原料制CuSO4有多種方法。(1)實驗室可用Cu與濃硫酸反應制CuSO4。Cu與濃硫酸反應的化學方程式是: _。該方法制CuSO4存在的不足是_ _(

10、寫出任意一條)。 反應產(chǎn)生SO2，對環(huán)境有污染或氧化劑濃硫酸利用率不高(其他合理答案正確均可) Cu2H2SO4(濃) CuSO4SO22H2O題組1765432返回(2)實驗小組采取如下方法制CuSO4。實驗表明，F(xiàn)e3能加快生成CuSO4的反應速率，加快原理可表述為i2Fe3Cu=2Fe2Cu2.的離子方程式是 _。4Fe2O24H=4Fe32H2O題組1765432返回(3)用電解的方法制CuSO4，如圖所示：與直流電源a端相連的電極材料是_(填“銅片”或“石墨”)。將進口處較濃硫酸替換為Na2SO4溶液進行實驗，發(fā)現(xiàn)得到的CuSO4溶液pH比替換前升高，結合化學用語解釋pH升高的原因是

11、_ _ _。銅片 替換為Na2SO4后，陰極區(qū)發(fā)生反應2H2e= H2，陰極區(qū)c(OH)c(H)，OH也可以通過陰離子交換膜運動到陽極區(qū)，導致CuSO4溶液pH升高題組1765432返回(2)生成的Fe2被氧氣氧化，4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)由圖可知SO移向與a端相連的電極材料，則該電極材料為陽極，是失電子的一極，說明是Cu失電子得到Cu2，則與a端相連的電極材料是銅片。解析： (1)Cu與濃硫酸反應的化學方程式為Cu2H2SO4(濃) CuSO4SO22H2O；該方法反應產(chǎn)生SO2，對環(huán)境有污染，濃硫酸濃度減小后，反應停止，濃硫酸利用率不高。題組1765432返回考點二金屬材

12、料與金屬礦物的開發(fā)利用 題組訓練解題探究 基礎小練多維思考返回1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)合金是混合物，合金中的成分金屬保持各自的化學性質()(2)金屬在自然界中都以化合態(tài)存在，故金屬的冶煉就是將金屬從其化合物中置換出來()(3)鎂合金的硬度與強度均高于純鎂()(4)濕法煉銅和火法煉銅的反應中，銅元素都發(fā)生了還原反應()(5)高鐵車廂大部分材料采用鋁合金，因鋁合金強度大、質量輕、抗腐蝕能力強()(6)在常溫下，銅可以被濃硫酸和濃硝酸氧化()(7)工業(yè)上金屬Al是用電解熔融的氯化物制得的()(8)金屬不論是否活潑都比較難冶煉，鋁熱反應可以冶煉難熔金屬()自然界中存在游離態(tài)鐵元素

13、還原銅與濃硫酸反應需要加熱氧題組12返回2下表中是四種金屬的熔、沸點數(shù)據(jù)：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，歸納出兩種金屬不能形成合金的有哪些組合？(2)概括出能形成合金的兩種金屬應具備的條件。金屬NaAlCuFe熔點/97.816601 0381 535沸點/8832 4672 5672 750答案：(1)NaCu，NaFe(2)要形成合金，各成分都要有共同的液態(tài)溫度范圍，即合金中一種金屬的熔點要高于另一種金屬的熔點而低于它的沸點。題組12返回題組一常見的金屬材料1合金與純金屬制成的金屬材料相比，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低改變原料的配比、改變生成合金

14、的條件，得到有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AB C DB題組132返回A題組132返回題組二金屬的冶煉3用鋁熱反應還原下列物質，制得金屬各1 mol時，消耗鋁最少的是()AMnO2BCr2O3CV2O5DFe3O4D題組132返回拓展有些活動性很強的金屬也可以用還原法來冶煉，如：NaKCl KNaCl 請用化學平衡移動的原理，分析其原因。金屬活潑性與冶煉方法的關系答案：由于Na的沸點高于850 ，而K的沸點低于850 ，在850 時K形成蒸氣而逸出，使化學反應向正方向進行。題組132返回微課15定量測定合金組成的兩種方法 微課集訓 微課歸納返回1定量集氣法

15、定量集氣法是指收集合金中某種物質溶于酸或堿溶液時所產(chǎn)生的氣體的量，應用化學方程式或關系式來判斷合金的組成。其原理的關鍵點是某組分具有特殊性質(特別是與酸或堿反應能產(chǎn)生氣體)。其操作要點和注意事項有：保證裝置的氣密性良好，注意收集氣體的讀數(shù)方法。2沉淀法沉淀法測定物質含量是常用的一種方法，采用沉淀法時涉及的基本實驗操作和主要問題有：稱量、溶解(溶解試劑)、沉淀(重點是沉淀試劑選擇)、過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量及數(shù)據(jù)的處理(包括測定結果的誤差分析)。返回1航母螺旋槳主要由銅鋁合金制造。80.0 g CuAl合金用鹽酸完全溶解后，在溶液中加入過量氨水，過濾后得到白色沉淀39.0 g，則合金中C

16、u的質量分數(shù)為_。83.1%題組12返回2有三種鎂鋁合金樣品、(組分比例不一定相同)。三位同學各取一種樣品，對合金中鎂的質量分數(shù)進行下列實驗探究：(1)第一位同學取樣品m1 g和過量的氫氧化鈉溶液反應，然后過濾；再往濾液中通入過量的二氧化碳氣體，將所得沉淀過濾、洗滌、烘干、灼燒，得到固體質量仍為m1 g。則合金中鎂的質量分數(shù)為_(小數(shù)點后保留2位)。(2)第二位同學取樣品m2g和足量的稀硫酸反應，發(fā)現(xiàn)固體完全溶解，標準狀況下得到氣體體積為V L，則m2的取值范圍是_(結果化為最簡分數(shù))。47.06%題組12返回實驗序號abc合金質量(g)0.510.7650.918氣體體積(L)5606726

17、72.鹽酸的物質的量濃度為 _。.合金中鎂的質量分數(shù)為 _。.要使c組實驗后剩余合金中的鋁恰好完全溶解，還需向容器中加入1.0 molL1的氫氧化鈉溶液_mL。(3)第三位同學取不同質量的樣品分別和30 mL同濃度的鹽酸反應，所取合金質量與產(chǎn)生氣體的體積(標準狀況下測定)如表所示：2.0 molL147.06%78題組12返回題組12返回題組12返回返回1判斷正誤，正確的打“”，錯誤的打“”。(1)(2016全國卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥()(2)(2015全國卷)將銅粉加入1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn)()

18、(3)(2015廣東高考)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3分子 ()(4)(2015四川高考)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹 ()(5)(2015四川高考)氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣()(6)(2014全國卷)H2通過灼熱的CuO粉末，反應后固體物質增重（ ）題組1432返回C解析：Na、Mg屬于活潑金屬，用電解熔融NaCl、MgCl2的方法制備而不能電解NaCl溶液、MgCl2溶液，A、B錯誤；電解熔融Al2O3制取Al的反應為2Al2O3(熔融) 4Al3O2，該反應屬于氧化還原反應D錯誤。題組1432返回3(2014山東理綜，3

19、0)離子液體是一種室溫熔融鹽，為非水體系。由有機陽離子、Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時，可在鋼制品上電鍍鋁。(1)鋼制品應接電源的_極，已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應，陰極電極反應式為_。若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極產(chǎn)物為_。(2)為測定鍍層厚度，用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層，當反應轉移6 mol電子時，所得還原產(chǎn)物的物質的量為_mol。(3)用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗，需要的試劑還有_。aKClbKClO3cMnO2dMg取少量鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量稀硫酸，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，_(填“能”或“不能”)說明固

20、體混合物中無Fe2O3，理由是_(用離子方程式說明)。題組1432返回解析：(1)電鍍時，鍍件應連接電源負極，作陰極；在陰極上發(fā)生還原反應，結合題中“電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機陽離子不參與電極反應”可知陰極上的反應是4Al2Cl7-3e=Al7AlCl4-；若改用AlCl3水溶液作電解液，則陰極反應是水電離出的H得電子被還原為H2。(2)鋁與NaOH溶液反應的還原產(chǎn)物是H2，由化學方程式(或電子守恒)可知，每轉移6 mol電子，生成3 mol H2。(3)鋁熱反應需要Mg條和KClO3引發(fā)反應；滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，說明溶液中無Fe3，但是，固體溶于足量稀硫酸，由于Fe2O3與H2S

21、O4反應生成Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3能與Fe反應生成FeSO4，所以不能說明固體中無Fe2O3。題組1432返回答案：(1)負4Al2Cl7-3e=Al7AlCl4- H2 (2)3 (3)b、d 不能 Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2(或只寫Fe2Fe3=3Fe2)題組1432返回4(2016四川理綜，9)CuCl廣泛應用于化工和印染等行業(yè)。某研究性學習小組擬熱分解CuCl22H2O制備CuCl，并進行相關探究?！举Y料查閱】【實驗探究】該小組用下圖所示裝置進行實驗(夾持儀器略)。題組1432返回(1)儀器X的名稱是_。(2)實驗操作的先后順序是a_

22、e(填操作的編號)。a檢查裝置的氣密性后加入藥品b熄滅酒精燈，冷卻c在“氣體入口”處通入干燥HCld點燃酒精燈，加熱e停止通入HCl，然后通入N2(3)在實驗過程中，觀察到B中物質由白色變?yōu)樗{色，C中試紙的顏色變化是_。(4)裝置D中發(fā)生的氧化還原反應的離子方程式是_。干燥管cdb先變紅，后褪色(4)Cl22OH=ClClOH2O題組1432返回【探究反思】(5)反應結束后，取出CuCl產(chǎn)品進行實驗，發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質。根據(jù)資料信息分析：若雜質是CuCl2，則產(chǎn)生的原因是_。若雜質是CuO，則產(chǎn)生的原因是_。通入HCl的量不足 加熱時間不足或溫度偏低題組1432返回解析：

23、(1)儀器X的名稱為干燥管。(2)熱分解CuCl22H2O制備CuCl，應防止CuCl被氧化和Cu水解，所以必須先趕走裝置中的氧氣和水蒸氣后再加熱，且要在HCl氣流中加熱制備，反應結束后先熄滅酒精燈，冷卻，停止通入HCl，繼續(xù)通入氮氣，所以操作順序為acdbe。(3)B中物質由白色變?yōu)樗{色，說明有水生成，產(chǎn)物中還有Cl2，所以C中濕潤藍色石蕊試紙先變紅，后褪色。題組1432返回解析：(4)D中發(fā)生的氧化還原反應是Cl2和NaOH的反應，反應的離子方程式為Cl22OH=ClClOH2O。(5)若雜質是CuCl2，說明CuCl2沒有反應完全，原因是加熱時間不足或溫度偏低；CuCl22H2O在無HCl氣體保護的氛圍中受熱，最終生成CuO，故最后產(chǎn)品中若出現(xiàn)CuO雜質，說明通入HCl的量不足。題組1432返回返回