3.4用途广泛的金属材料 铜及其化合物

第四节用途广泛的金属材料铜及其化合物点面导图考向分析本节高考重点考查：(1)合金、金属材料的应用；(2)铜及其化合物的性质和应用。难度以中低档题为主，题型为选择题和流程题。预测2013年会以生活实际为背景材料在合金、Cu、CuO、Cu(OH)2、CuSO4·5H2O的性质和应用进行命题。一、合金及常见金属材料1．合金(1)概念由两种或两种以上的________(或_______与_________)熔合而成的具有___________特性的物质。(2)性能①多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点都______。②合金的硬度比它的各成分的金属的硬度都________。(3)常见的合金有__________、铝合金、铜合金等。金属金属非金属金属低大钢铁合金有色中碳低碳1．(判一判)下列说法是否正确(用“√”或“×”填写)。(1)合金的成分都是金属，属于混合物()(2)任何不同的金属都可熔合为合金()(3)钢和生铁的熔点都比纯铁低()(4)铜合金根据铜的含量和其他金属成分的差异可分为青铜、黄铜和白铜()(5)合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×2．(选一选)合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表数据，不能形成合金的是()NaCuAlFe熔点/℃97.810836601535沸点/℃883256724672750A．Cu和AlB．Fe和NaC．Fe和CuD．Al和Na【答案】B二、铜及其化合物的性质1．铜(1)物理性质__________色，不能被磁铁吸引紫红反应物质化学方程式非金属O2Cl2__________________S氧化性酸浓硫酸________________________浓硝酸________________________________稀硝酸______________________________盐AgNO3、FeCl3_________________________________Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、2.铜的重要化合物(1)CuO：______色难溶于水的固体，与酸可以反应，可以用H2、CO、Al还原出Cu。(2)Cu(OH)2：_____色难溶物，与酸可以反应，与稀H2SO4反应的离子方程式为______________________________，受热分解为____________和H2O。(3)铜盐①Cu2(OH)2CO3的名称为_____________，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：________________________________。黑蓝CuO碱式碳酸铜Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OCu2(OH)2CO3△,2CuO＋H2O＋CO2↑②无水CuSO4遇水变_______色，可作为水的检验依据：CuSO4·5H2O受热易分解：CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化为____________粉末。蓝白色3．(选一选)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；无B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有C向硫酸铜溶液通入氨气，有蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑Ⅰ对；Ⅱ对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂Ⅰ错；Ⅱ对；无【答案】D4．(填一填)若将铜币、银币和金币分别放到稀硝酸中浸泡，能溶解的是__________，不溶解的是__________，写出溶解时的化学方程式_______________________________________【答案】铜币、银币金币3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O3Ag＋4HNO3(稀)===3AgNO3＋NO↑＋2H2O。金属活动顺序表及性质比较金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbHCu、Hg、AgPt、Au原子失电子能力由易到难，还原性由强到弱阳离子得电子能力由难到易，氧化性由弱到强和O2反应常温下易被氧化常温下能被氧化(生成氧化膜)常温下在干燥空气中不易被氧化加热时能被氧化不能被氧化和H2O反应常温下置换出氢加热或与H2O(g)反应置换出氢不能置换出水中的氢和酸反应剧烈反应置换出酸中的氢能置换出酸中的氢，Fe、Al常温下在浓HNO3、浓H2SO4中被“钝化”不能置换稀酸中的氢与氧化性酸反应只与王水反应和碱反应仅Al、Zn能跟强碱溶液反应生成H2和盐反应先与水反应前边的金属从盐溶液中置换出后边的金属碱的热分解受热不分解受热分解常温分解铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因此有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，它们设计了如下方案：(1)铁片置于硫酸铜中溶液有铜析出(2)铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2(3)足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4(4)铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解(5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生以上设计合理的有________。【破题技巧】证明金属活动性强弱的方法常有①与H2O或H＋反应的难易；②置换反应；③原电池原理；④电解原理等。【精讲精析】(1)Fe把Cu置换出来，可以证明Fe比Cu活泼；(2)Fe、Cu还原Cl2生成的产物中氯均为－1价，不能证明；(3)根据FeSO4和CuSO4无法证明Fe、Cu的活泼性；(4)Cu还原Fe3＋为Fe2＋，说明还原性Cu比Fe2＋强，不能证明Cu、Fe的还原性或活泼性强弱；(5)形成原电池，Fe作负极失电子，活动性FeCu。【答案】(1)(5)1．a、b、c、d、e分别是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五种金属中的一种。已知：①a、c、e均能与稀硫酸反应放出气体；②b和d的硝酸盐反应，置换出单质d；③c与强碱反应放出气体；④c、e在冷浓硫酸中发生钝化。由此可判断a、b、c、d、e依次为()A．Fe、Cu、Al、Ag、MgB．Al、Cu、Mg、Ag、FeC．Mg、Cu、Al、Ag、FeD．Mg、Ag、Al、Cu、Fe【解析】由①②可知b为Cu，d为Ag，a、c、e为Fe、Al、Mg，再由③知c为Al，由④可知e为Fe，最后确定a为Mg。【答案】C铜及其化合物的性质及转化关系(1)Cu在潮湿的空气中生成铜锈的化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(2)Cu与Cl2和S反应的产物不同。Cu＋Cl2=====点燃CuCl22Cu＋S=====△Cu2S(2012·广东省实验中学测试)利用废铁丝、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下：试回答下列问题：(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理，可能发生反应的离子方程式有__________________________________。(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧，检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是：①灼烧不充分Cu未被完全氧化。②CuO被还原。还原剂是________，该还原反应的化学方程式是__________________________________________。(3)为了使灼烧后的氧化铜混合物充分酸溶，在加入稀H2SO4的同时，还通入O2。通入O2的目的是(用化学反应方程式表示)_______________________________________________。(4)直接向氧化铜混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶，也可达到充分酸溶的目的，但实际操作中较少使用，原因可能是___________________________________________________。【精讲精析】(1)废铁丝上可能有铁锈与H2SO4反应生成Fe3＋，Fe3＋有可能与Fe反应生成Fe2＋。(2)废铜粉被有机物污染，经灼烧产生C或CO，C或CO又还原CuO得Cu。(3)Cu不溶于稀H2SO4，但如果同时通入O2能将Cu―→Cu2＋。【答案】(1)Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O，2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑(2)C或CO2CuO＋C===2Cu＋CO2↑(3)2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O(4)生成等量硫酸铜晶体所消耗的硫酸更多，且会产生污染大气的气体SO22．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红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()A．CuB．Cu2OC．一定有Cu，可能有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu【解析】本题考查铜及其化合物的主要性质。若产物只有Cu，与稀H2SO4作用不会得到蓝色溶液；若只有Cu2O符合各实验现象，若Cu2O中含有Cu也符合各现象。【答案】D答题模板——鉴别题的一般答题模板考题实录如何鉴别下列各组物质？请说明实验方法。1．Na2CO3固体与NaHCO3固体：分别加入CaCl2溶液，生成CaCO3的为Na2CO3，另一为NaHCO3。2．Na2CO3溶液和NaHCO3溶液：取两溶液分置于两个试管中，分别加入BaCl2溶液，生成白色沉淀的为Na2CO3溶液，无沉淀生成的为NaHCO3溶液。3．MgCl2溶液和AlCl3溶液：向两溶液中分别加入NaOH溶液，有白色沉淀生成的为MgCl2溶液，另一为AlCl3溶液。规范答案1.(法1)取两固体少许分置于两个试管中，分别加热，将生成的气体通入澄清石灰水中，有浑浊生成的原固体为NaHCO3，另一固体为Na2CO3。(法2)取两固体少许(同量)分置于两个试管中，同时加入同浓度的稀盐酸，反应剧烈的为NaHCO3固体，另一固体为Na2CO3。2．(法1)题中答案(法2)取两溶液少许分置于两个试管中，分别逐滴加入稀盐酸，开始立即产生气体的为NaHCO3溶液，另一溶液为Na2CO3。3．取两溶液少许分置于两个试管中，分别逐滴加入NaOH溶液，有白色沉淀生成，继续滴加，白色沉淀溶解的为AlCl3溶液，不溶解的为MgCl2溶液。答题模板1.对于固体鉴别一般模式为：①分别取固体分置于两个试管中加热或加入……试剂，现象是……，是……物质。②分别取固体分置于两个试管中溶于水形成溶液，加……试剂，现象是……，是……物质。2．对于溶液鉴别一般模式为：①分别取两溶液分置于两个试管中，分别加入……试剂，现象是……，为……物质。②分别取两溶液分置于两个试管中，分别加入……试剂，现象是……，继续加入……试剂，现象是……，为……物质。高考题组一合金和Cu及其化合物的主要性质1．下列说法是否正确(填“√”或“×”)?(1)Cu单质放置在空气中生成氧化物，且其氧化物为碱性氧化物(2011·山东高考)()(2)制备CuCl2可采用将CuCl2溶液蒸干的方法(2011·山东高考)()(3)FeCl3能利用置换反应得到CuCl2(2011·福建高考)()(4)Cu的金属活泼性比铁的弱，可在海轮外壳上装若干铜块以减缓其腐蚀(2011·江苏高考)()(5)FeCl3溶液与Cu的反应离子方程式为Cu＋Fe3＋===Cu2＋＋Fe2＋(2011·江苏高考)()(6)目前我国流通的硬币是由合金