高考化學總復習 第三章 9 銅及其化合物 金屬材料課件

第三章 金屬及其化合物,第9講 銅及其化合物金屬材料,微考點大突破,微充電大收獲,1單質(zhì)銅的化學性質(zhì),微考點1金屬銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及應用 基礎(chǔ)微回扣,(1)與非金屬的反應(寫出化學方程式)： 與O2反應 加熱：_。 常溫下在潮濕的空氣中： 2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。 與Cl2反應： _(_色煙)。,棕黃,(2)與氧化性酸的反應(寫出相應的化學方程式)： 與非氧化性酸：不反應。 與氧化性酸反應 與濃硫酸的反應： _。 與濃硝酸的反應： _。 與稀硝酸的反應： _。,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(濃)=Cu(NO3)22NO22H2O,(3)與鹽溶液的反應(用離子方程式表示)： 與硝酸銀溶液的反應：_。 與氯化鐵溶液的反應：_。,2Fe3Cu=2Fe2Cu2,Cu2Ag=Cu22Ag,2銅的化合物的主要性質(zhì) (1)氧化銅和氫氧化銅：,黑,藍,(2)硫酸銅： CuSO45H2O為藍色晶體，俗稱 _，受熱易分解為白色粉末CuSO4和水。 無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO45H2O)，可作為水的檢驗試劑。 CuSO4與石灰乳的混合溶液即為無機農(nóng)藥波爾多液，是一種良好的殺菌劑，可以用來防治多種作物的病蟲害。,藍礬或膽礬,兩個變價 銅有兩個可變價態(tài)，1價和2價，銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系常圍繞可變化合價問題而展開。 六種顏色 銅及其化合物的轉(zhuǎn)化過程中，常伴隨著顏色變化而使實驗現(xiàn)象豐富多彩。故對銅及其化合物的常見顏色應熟記且靈活掌握。 例如：紫紅色Cu 白色CuSO4 紅色Cu2O 藍色Cu(OH)2或CuSO45H2O 黑色CuO或CuS或Cu2S 棕黃色CuCl2,判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 1將銅絲插入濃硫酸加熱，反應后把水加入反應器中，觀察硫酸銅溶液的顏色( ) 警示：如果把水加入反應器中，會造成酸液飛濺，應把反應器中的溶液緩慢倒入盛有適量水的燒杯中，并不斷攪拌。 2常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中，觀察CuCl2的生成( ) 警示：Cu與氯氣反應應點燃。 3將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干，得到無水CuCl2固體( ) 警示：CuCl2水解，最終得到CuO。,4將銅絲在空氣中加熱至紅熱后迅速伸入裝有乙醇的試管中，可聞到刺激性氣味( ) 警示：銅絲在空氣中加熱生成CuO，CuO與乙醇生成有刺激性氣味的乙醛。,同學們在復習銅的化合物性質(zhì)時，要聯(lián)系大多數(shù)金屬氧化物、氫氧化物及其碳酸鹽的規(guī)律進行復習。 1氫氧化物溶解性 常見的四大強堿：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2溶于水，其余的氫氧化物大多數(shù)不溶于水，屬于弱堿。所以大多數(shù)可溶性的鹽與NaOH溶液反應生成氫氧化物沉淀，這一規(guī)律常用于金屬陽離子的檢驗、除雜等。,方法微總結(jié),4金屬元素的氧化物、氫氧化物與酸、堿的反應 (1)規(guī)律：幾乎所有的金屬元素的氧化物、氫氧化物均與酸反應，生成鹽和水，如Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、Mg(OH)2、Cu(OH)2、Fe(OH)2與硫酸、鹽酸反應的離子方程式分別為Al2O36H=2Al33H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O、FeO2H=Fe2H2O、Mg(OH)22H=Mg22H2O、 Cu(OH)22H=Cu22H2O、Fe(OH)22H =Fe22H2O，反應中化合價沒有變化，屬于復分解反應，配平時依據(jù)電荷守恒，反應后生成金屬陽離子所帶的電荷數(shù)消耗的H個數(shù)。 (2)特例：Fe(OH)2、Fe2O3、FeO與硝酸反應時，2價鐵被氧化，發(fā)生氧化還原反應。,5氯化物水溶液加熱蒸干 除了4種可溶性堿KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2對應的氯化物KCl、NaCl、CaCl、BaCl2水溶液加熱蒸干可得到相應氯化物外，其余金屬氯化物如AlCl3、FeCl3、CuCl2、MgCl2等物質(zhì)的水溶液受熱均會發(fā)生水解生成氫氧化物，氫氧化物受熱分解生成相應氧化物。,【微典通關(guān)1】在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)，銅粉溶解的是() FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3 A只有或B只有或 C只有或或 D中任意一種,對點微練銅及其化合物的性質(zhì) 1已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H發(fā)生：Cu2O2H=CuCu2H2O。 將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關(guān)說法中正確的是() A如果溶液變?yōu)樗{色、同時有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成了Cu2O B溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn) C這種實驗的結(jié)果無法說明CuO分解的程度 D如果溶液中出現(xiàn)藍色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解,應用微提升,解析：若誤認為Cu不與熱的稀硝酸反應會造成錯選D。如果樣品部分生成了Cu2O，也含有類似現(xiàn)象發(fā)生，即這種實驗的結(jié)果無法說明CuO分解的程度，A項錯誤、C項正確；由于Cu能夠與熱的稀硝酸反應，所以不論CuO是否完全分解，溶液中最終不可能有紫紅色固體出現(xiàn)，B項不正確、D項錯誤。 答案：C,2銅、銀、金是人類認識最早的三種金屬，因為很早就被人們用作錢幣，因此有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金強，相對而言，人類認識鐵稍晚。某研究性學習小組為了證明鐵的金屬活動性比銅強，它們設(shè)計了如下方案： (1)鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出； (2)鐵、銅和氯氣反應分別生成FeCl3和CuCl2； (3)足量的鐵粉和銅粉分別與濃硫酸反應生成FeSO4和CuSO4； (4)銅片置于FeCl3溶液中銅片逐漸溶解； (5)把鐵片和銅片置于盛有稀硫酸的燒杯中，并用導線連接，鐵片上無氣泡產(chǎn)生，而銅片上有氣泡產(chǎn)生。 以上設(shè)計合理的有_。,(5),解析：(1)Fe把Cu置換出來，可以證明Fe比Cu活潑；(2)Fe、Cu還原Cl2生成的產(chǎn)物中氯均為1價，不能證明；(3)根據(jù)FeSO4和CuSO4無法證明Fe、Cu的活潑性；(4)Cu還原Fe3為Fe2，說明還原性Cu比Fe2強，不能證明Cu、Fe的還原性或活潑性強弱；(5)形成原電池，F(xiàn)e作負極失電子，活動性FeCu。,解析：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。經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì)，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。,(1)反應能觀察到的現(xiàn)象是_，有關(guān)反應的化學方程式為_。 (2)反應加入的金屬可能是_，有關(guān)反應的離子方程式為_。,固體逐漸消失，溶液由無色變成藍色，有氣泡產(chǎn)生,Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O,鐵粉,FeCu2=Fe2Cu,4銅是生命必需的元素，也是人類最早使用的金屬之一，銅的生產(chǎn)和使用對國計民生各個方面都產(chǎn)生了深遠的影響，請完成(1)(3)題： (1)在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅即曾青(CuSO4)跟鐵反應生成銅。試寫出該反應的化學方程式：_。 (2)銅器表面有時會生成銅綠，請寫出生成銅綠的化學方程式：_。 這層銅綠可以用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的化學方程式：_。,FeCuSO4=FeSO4Cu,2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3,Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O,(3)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。試從物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的角度分析為什么銅常用于制造貨幣：_。 (銅的熔點是1 183.4 ，鐵的熔點是1 534.8 ) 解析：(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3；要除去銅器表面的銅綠，考慮選擇鹽酸，因鹽酸不和銅反應，且鹽酸具有揮發(fā)性?；瘜W反應方程式如下： Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O,選擇銅做貨幣是因為銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型；銅的化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕,1合金 (1)合金： 形成：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的。 性質(zhì)特點：具有_。 (2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學或機械性能。 熔點：一般比它的各成分金屬的_。如生鐵的熔點比純鐵的熔點_。 硬度和強度：一般比它的各成分金屬的_。,微考點2合金及常見的金屬材料 基礎(chǔ)微回扣,金屬特性,低,低,大,2常見的金屬材料 (1)鋼：,(2)鋁合金： (3)銅合金：我國使用最早的銅合金是_，常見的銅合金還有黃銅和白銅。,青銅,(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。 (2)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合；但在化學性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學性質(zhì)。 (3)并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。 (4)合金一定是混合物。,判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 1合金材料中不可能含有非金屬元素( ) 警示：合金中也可能含有非金屬。 2鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料( ) 警示：鑭鎳合金具有可逆吸放氫的功能。 3大多數(shù)合金比各成分金屬硬度大，熔點低( ) 警示：大多數(shù)合金比各成分金屬硬度大，熔點低，這是大多數(shù)合金的特點。 4高鐵車廂大部分材料采用鋁合金，因鋁合金強度大、質(zhì)量輕、抗腐蝕能力強( ) 警示：常常利用鋁合金的特性來制飛機、車廂等的外殼。,金屬活動順序表的應用總結(jié) 1金屬活動性順序 常見金屬的主要化學性質(zhì)總結(jié)列于下表：,方法微總結(jié),(4)鋁熱劑。 在鋁熱反應中，反應混合物(鋁、金屬氧化物)稱為鋁熱劑。 能與Al組成鋁熱劑的金屬氧化物常見的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5、WO3等。,【微典通關(guān)2】某同學設(shè)計了如下實驗測量m g銅銀合金樣品中銅的質(zhì)量分數(shù)： 下列說法中不正確的是() A合金的熔點比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性 B銅銀能與稀硝酸反應，收集到的V L氣體可能全為NO C操作是過濾，操作是洗滌，操作應是烘干 D根據(jù)反應收集到的氣體體積可以計算銅和銀的質(zhì)量分數(shù),解析：解答本題要注意以下兩點：(1)沒有告訴硝酸的濃度，與硝酸反應放出的氣體中可能含有NO2；(2)W g固體應該是干燥純凈的AgCl，由此確定三步操作。 答案：D,2定量分析型 定量測定合金的成分常用量氣或沉淀兩種方法。 (1)定量集氣法。 定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶解時所產(chǎn)生的氣體的量，應用化學方程式或關(guān)系式來判斷合金的組成。其原理關(guān)鍵點是根據(jù)某組分的特殊性質(zhì)(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(zhì)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(重點是沉淀試劑的選擇)；過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量；數(shù)據(jù)的處理(包括測定結(jié)果的誤差分析)。,對點微練合金的性質(zhì)和應用 5下列說法中正確的是() A鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料 B金、銀、銅是應用最廣泛的金屬材料 C鈦被譽為“21世紀的金屬”，應用前景很廣闊 D銅是導電性、導熱性最好的有色金屬,應用微提升,解析：銅是人類使用最早的金屬材料，A項錯；鐵、鋁及鋁合金是應用最廣泛的金屬材料，B項錯；銀的導電性比銅好，D項錯。 答案：C,對點微練有關(guān)合金成分的分析 6北京2008奧運會金牌直徑為70 mm，厚6 mm。某化學興趣小組對金牌成分提出猜想：甲認為金牌是由純金制造；乙認為金牌是由金銀合金制成；丙認為金牌是由黃銅(銅鋅合金)制成。為了驗證他們的猜想，請你選擇一種試劑來證明甲、乙、丙猜想的正誤() A硫酸銅溶液B稀硝酸 C鹽酸 D硝酸銀溶液,解析：當金牌是純金時遇到稀硝酸不溶解；當金牌是金銀合金時遇到稀硝酸會部分溶解；當金屬是黃銅時遇到稀硝酸會全部溶解。 答案：B,1金屬在自然界中的存在形態(tài) (1)在自然界中絕大多數(shù)金屬以_的形式存在。 (2)少數(shù)化學性質(zhì)_的金屬存在游離態(tài)。 2金屬的冶煉 (1)實質(zhì)：把金屬從_。 (2)方法：根據(jù)金屬的活動性不同，金屬冶煉的方法分為_、_、_和富集法等。,微考點3金屬礦物的開發(fā)利用 基礎(chǔ)微回扣,化合態(tài),熱分解法,穩(wěn)定,化合態(tài)還原為游離態(tài),電解法,熱還原法,寫出下列幾種金屬的冶煉方法： 鈉_，鐵_，鋅_，銀 _，鋁 _。,熱還原法,電解法,電解法,熱還原法,熱分解法,高考警示 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，還可以用濕法煉銅或電解法進行冶煉。 3冶煉Mg時只能電解MgCl2不能電解MgO(熔點太高)。 4冶煉Al時只能電解Al2O3不能電解AlCl3(共價化合物，熔融時不導電)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。,判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 1鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵( ) 警示：鐵為較活潑金屬，工業(yè)上用CO還原Fe2O3的方法冶煉鐵。 2鋁合金的熔點比純鋁高( ) 警示：合金的熔點比各成分金屬的熔點低。 3Al、Fe、Cu三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物( ) 警示：銅在空氣中生銹，生成堿式碳酸銅而不是氧化銅。 4電解熔融氯化鎂制取金屬鎂( ) 警示：Mg為活潑金屬，用電解的方法冶煉。,由于金屬的化學活動性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，因此需采用不同的冶煉方法。,方法微總結(jié),4鋁熱反應 (1)原理：高溫下鋁將金屬氧化物中的金屬還原出來。 (2)實驗裝置：如圖所示。,(3)實驗現(xiàn)象： 鎂條劇烈燃燒，放出一定的熱量，使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應。 反應放出大量的熱，并發(fā)出耀眼的強光。 紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中。 待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。,【微典通關(guān)3】下列關(guān)于金屬冶煉的說法中正確的是() A金屬銀、汞可用熱分解法冶煉 B將金屬鈉加入TiCl4溶液中制得金屬鈦 C金屬Mg、Al都可以用電解熔融氯化物的方法制得 D電解法是冶煉活潑金屬(如鉀、鈉、鎂、鋁等)的唯一方法,對點微練金屬的開發(fā)和利用 7下列金屬材料中，最適合制造飛機外殼的是() A鎂鋁合金B(yǎng)銅合金 C碳素鋼 D鉛錫合金,應用微提升,解析：由于鎂鋁合金的密度小，強度大，機械性能好，適合于制造飛機外殼，故選A項。 答案：A,8從石器、青銅器到鐵器時代，金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。如圖表示了三種金屬被人類開發(fā)利用的大致年限，之所以有先后，主要取決于() A金屬的化合價高低 B金屬的活動性大小 C金屬的導電性強弱 D金屬在地殼中的含量多少,解析：因技術(shù)的不成熟，越活潑的金屬越難冶煉，相反越不活潑的金屬越易冶煉得到，金屬利用的先后取決于金屬的活動性大小。 答案：B,解析：Mg、Al等非?；顫姷慕饘儆秒娊夥ㄒ睙?，選項A、C錯誤；Hg等不活潑金屬用熱分解法冶煉，選項D錯誤。 答案：B,10(2015大慶模擬)下列有關(guān)金屬的工業(yè)制法中，正確的是() A制鈉：用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液 B制鐵：以鐵礦石為原料，CO還原得到鐵 C制鎂：用海水為原料，經(jīng)一系列過程制得氧化鎂固體，H2還原得到鎂 D制鋁：從鋁土礦中獲得氧化鋁再得到氯化鋁固體，電解熔融的氯化鋁得到鋁,11用鋁熱反應還原下列物質(zhì)，制得金屬各1 mol時，消耗鋁最少的是() AMnO2 BCr2O3 CV2O5 DFe3O4,解析：據(jù)鋁熱反應中化合價升降相等分析可得。 答案：D,12某同學對“鋁熱反應”的現(xiàn)象有這樣的描述：“反應放出大量的熱，并放出耀眼的光芒”“紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中”。查閱化學手冊知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔點、沸點數(shù)據(jù)如下： (1)該同學推測，鋁熱反應所得到的熔融物應是鐵鋁合金。理由是：該反應放出的熱量使鐵熔化，而鋁的熔點比鐵低，此時液態(tài)的鐵和鋁熔合形成鐵鋁合金。你認為他的解釋是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。,合理,(2)設(shè)計一個簡單的實驗方案，證明上述所得的塊狀熔融物中含有金屬鋁。該實驗所用試劑是_，反應的離子方程式為_。 (3)實驗室溶解該熔融物，下列試劑中最好的是_(填序號)。 A濃硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 D氫氧化鈉溶液 解析：(3)鋁熱反應所得到的熔融物是鐵鋁合金，鐵、鋁在冷而濃的硫酸中鈍化，在稀硝酸中溶解但能放出污染性氣體，鐵不溶于NaOH溶液，因此熔融物溶解最好選擇硫酸。,NaOH溶液,B,真題微探 1(2013山東理綜，部分節(jié)選)金屬冶煉與處理常涉及氧化還原反應。由下列物質(zhì)冶煉相應金屬時采用電解法的是_。 aFe2O3 BNaCl cCu2S DAl2O3,解析：冶煉活潑金屬(金屬活動順序中Al之前)時，一般采用電解法，所以答案為bd。 答案：bd,2判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。 (1)制飯勺、飯盒、高壓鍋等的不銹鋼是合金( ) (2)鐵表面鍍鋅可增強其抗腐蝕性( ) (3)含重金屬離子的電鍍廢液不能隨意排放( ) (4)氯化鋁是一種電解質(zhì)，可用于電解法制鋁( ) 解析：電解熔融的Al2O3來冶煉鋁，(4)錯誤。,【解析】鋁熱反應表現(xiàn)了鋁的強還原性，置換出來的金屬的還原性弱于鋁。鋁比錳還原性強，A項正確；鎂的還原性強于鋁，B項錯誤；鎂的還原性比碳強，故鎂能在二氧化碳氣體中燃燒置換出碳，C項正確；惰性電極電解氯化鎂溶液時，陽極：2Cl2e=Cl2，陰極：2H2e=H2，H放電，OH濃度增大，而生產(chǎn)Mg(OH)2，D項正確。 【答案】B,【警示】鋁粉與比其還原性弱的金屬的氧化物才能組成鋁熱劑。,AlCl3熔點很低(幾百攝氏度)，而Al2O3熔點很高(超過兩千攝氏度)。工業(yè)上采取電解熔融的Al2O3而不是電解熔融的AlCl3來冶煉金屬Al，是因為AlCl3熔點雖很低，但熔融的AlCl3是共價化合物不導電，工業(yè)上電解熔融的Al2O3冶煉金屬鋁時加入了冰晶石降低其熔點。 由MgCl26H2O制取無水MgCl2需要在氯化氫的氛圍中加熱，以防止水解。,