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第四讲铜及其化合物金属材料河南省淮阳一高谢海1．了解铜及其重要化合物的性质及其应用。2．了解常见金属的活泼顺序。3．了解合金的概念及其重要应用。1．合金的概念、金属的活动性顺序，金属材料的性能及应用。(选择题为主)2．有关铜及其化合物的化工流程题型(简答题为主)考试大纲铜及其化合物CuCO3CuSCuSO4.5H2O一铜及其化合物1.铜元素在自然界中的存在状态（1）游离态：天然铜（2）化合态：黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石［CuCO3·Cu(OH)2］等2、铜的性质(1)物理性质：________色，不能被磁铁吸引。(2)化学性质反应物质化学方程式非金属O2__________________(______色固体)Cl2、S______________________(____色烟)________________________紫红2Cu＋O2=====△2CuO黑Cl2＋Cu=====点燃CuCl2棕黄2Cu＋S=====△Cu浓H2SO4________________________浓HNO3________________________氧化性酸稀HNO3________________________AgNO3________________________盐FeCl3________________________Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2AgCu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2哪些现象可以作为判断Cu2＋存在的依据？提示(1)溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋的判定依据。如CuSO4溶液为蓝色。(2)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2＋的原理之一。2．氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜化学式______Cu2O颜色____________与酸(H＋)反应____________Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应__________________________________CuO黑红CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCuO＋H2=====△Cu＋H2OCu2O＋H2=====△2Cu＋H2O【典例1】(2013·黑龙江质检)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有红色固体剩余和溶液变为蓝色产生无色气体产生无色气体和溶液变为蓝色产生红棕色气体和溶液变为绿色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答案D3．氢氧化铜(1)物理性质：色溶于水的固体。(2)化学性质：Cu(OH)2属于，能与反应生成盐和水。4．胆矾(CuSO4·5H2O)CuSO4·5H2O为色晶体，俗称。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为的检验依据。5.CuCO3碳酸铜是一种蓝绿色的铜盐,难溶于水,不与水反应蓝不弱碱酸蓝矾、胆矾蓝水1．(2012年豫南七校模拟)下列说法中不正确的是()A．人类历史上使用最早的合金是青铜B．司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器C．目前世界上使用量最大的合金是铝合金D．目前世界上用途最广的合金是钢解析：目前使用量最大的合金为铁合金。答案：C练一练二、合金1．定义：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有特性的物质。2．性能合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于它的各成分金属。(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点。(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度。金属低大2．下列关于合金性质的说法中，错误的是()A．合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B．合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C．合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同D．合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同解析：合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的物质，熔合过程中不发生化学变化，合金与各成分金属的物理性质不同，但化学性质不变。答案：D3．金属材料(1)黑色金属材料：包括。①生铁与钢生铁钢主要成分FeFe含碳量2%～4.3%0.03%～2%含硫、磷量少量极少或没有硅、锰含量少适量铁、铬、锰及其合金②不锈钢：普通钢中，加入、等多种元素，使其具有的特性。(2)有色金属材料——铜、铝及其合金①铜合金：我国使用最早的合金是，常见的铜合金还有和。②铝合金常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。性质特征：、、、易于加工、成本低廉且表面易形成而具有一定的抗腐蚀能力。CrNi不生锈黄铜白铜密度小强度高塑性好致密的氧化物保护膜青铜1．金属元素在自然界中的存在形式(1)游离态，如。(2)化合态：绝大多数金属以此形式存在。2．金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属的过程。即：(写反应通式)。金、铂从化合态还原为游离态Mn＋＋ne－===M二、金属的冶炼3．金属冶炼的方法(1)热分解法用加热分解氧化物的方法可制取Hg、Ag，化学方程式分别为：，(2)热还原法①H2还原WO3：。②Al还原Cr2O3：。③CO还原Fe2O3：。(3)电解法制取Na、Mg、Al时分别使用电解NaCl、MgCl2、Al2O3冶炼的方法，化学方程式分别为：，，4．金属的回收和资源保护(1)回收利用废旧金属的意义：节约，减少，节约能源。(2)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、材料，主要的途径有：①提高金属矿物的；②减少金属的使用量；③加强金属资源的；④使用其他材料代替金属材料等。矿物资源环境污染利用率回收和再利用2．(2011年合肥模拟)阅读以下内容，回答问题。冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气(或H2，或CO)法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。(1)一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A和B分别为____(填序号)。A．O2、CO2B．O2、COC．CO2、COD．CO、CO2(2)下列说法错误的是________(填序号)。A．对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用B．提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步C．活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得D．热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等CC练一练金属活动性顺序和金属的冶炼1．金属活动性顺序表及其应用2.常见金属的冶炼原理[特别提醒](1)冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO(熔点太高)。(2)冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价分子不导电)。(3)高温下，C与MgO反应生成CO而不是CO2，H2不能还原MgO。(4)用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。1．(2012年宜昌模拟)下列金属冶炼的反应原理，正确的是()A．MgCl2(熔融)=====通电Mg＋Cl2↑B．2AlCl3(熔融)=====通电2Al＋3Cl2↑C．HgO＋CO=====高温Hg＋CO2D．2MgO＋C=====△2Mg＋CO2↑答案：A必考点24铜及其化合物的性质及其应用1．氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色红色与酸反应(H＋)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应CuO＋H2=====△Cu＋H2OCu2O＋H2=====△2Cu＋H2O转化关系4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑2.铜及其化合物之间的转化常伴的颜色变化Cu(OH)2=====△CuO＋H2O蓝色黑色4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑黑色红色CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O蓝色白色【典例2】(2013·江津区检测)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于________上(用以下所给仪器的编号填入，下同)，取用坩埚应使用________，灼烧后的坩埚应放在________上，不能直接放在桌面上。实验所用仪器：a．蒸发皿b．石棉网c．泥三角d．表面皿e．坩埚钳f．试管夹ceb(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是______a.过程中部分氧化铜被还原b．灼烧不充分铜未被完全氧化c．氧化铜在加热过程中分解生成铜d．该条件下铜无法被氧气氧化(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、________、冷却结晶、________、自然干燥。a、b蒸发过滤(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是__________________________________________________(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行________次。(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是________(填字母编号)。产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少途径Ⅱ不会产生污染大气的气体a．加热温度过高b．胆矾晶体的颗粒较大c．加热后放在空气中冷却d．胆矾晶体部分风化4a常见有颜色的物质总结1．白色物质(1)白色沉淀物：BaCO3、BaSO4、CaCO3、AgCl、Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)2。(2)白色微溶物：Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。2．黑色固体物质CuO、MnO2、木炭粉、FeO、Fe3O4、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S。3．黄色物质(1)固体物质：AgI、Ag3PO4。SFeS2、(2)液体物质：工业盐酸、久置的浓硝酸、FeCl3溶液。4．淡黄色固体物质、Na2O2、AgBr、5．棕黄色固体物质FeCl3、CuCl26．紫色物质(1)固体物质：KMnO4、I2(2)液体物质：石蕊试液、KMnO4溶液7．红色物质(1)固体物质：Cu、Cu2O(2)溶液：Fe(SCN)3溶液、品红溶液8．红棕色物质(1)气态物质：NO2、溴蒸气(2)液态物质：液态溴(3)固态物质：Fe2O39．黄绿色气体：Cl210．浅黄绿色物质F2(气体)、氯水(液体)11．蓝色固体物质Cu(OH)2、CuSO4·5H2O12．其他有颜色的物质Fe(OH)3(红褐色固体)、FeSO4·7H2O(绿色固体)、碘酒(褐色溶液)、溴水(橙色溶液)。铝热反应1．原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。2．实验装置：如图所示。3．反应特点(1)高温条件；(2)剧烈燃烧，放出大量的热；(3)新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。4．引燃剂和铝热剂(1)引燃剂：镁条、氯酸钾。(2)铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。5．应用铝热反应常用于冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等[特别提醒]非金属氧化物及Al前金属的氧化物如Na2O、MgO等不能发生铝热反应。Hold住考向名师揭秘铜及其化合物的知识以及金属材料的应用，在新课标高考中的地位在逐步得到加强，属于新出现的高考热点。预测2014年高考仍会有新的命题，一轮复习时应密切注意有关题目！考向1铜及其化合物的性质5年6考考向2金属材料的加工与综合应用5年4考(2013四川理综,7,6分)1、1.52g铜镁合金完全溶解于50mL密度为1.40g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合