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第四单元铜金属的开发利用1铜及其化合物2金属材料与金属矿物的开发利用目录CONTENTS考点1铜及其化合物教材基础—自热身1．单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：①化学方程式：____________________________________。②化学方程式：。③与氧化性酸反应与浓硫酸a.反应的化学方程式：________________________________________与稀硝酸b.反应的离子方程式：________________________________________2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO32Cu＋S=====△Cu2SCu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2O3Cu＋8H＋＋2NO－3===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O④与盐溶液反应(写离子方程式)与AgNO3a.反应的离子方程式：________________________与FeCl3b.反应的离子方程式：________________________Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋2.氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色与酸反应(H＋)CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应__________________________________________________转化关系4CuO=====高温2Cu2O＋O2H2＋CuO=====△Cu＋H2OH2＋Cu2O=====△2Cu＋H2O3．氢氧化铜(1)物理性质：色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用：反应①的化学方程式：__________________________；反应②的离子方程式：。蓝Cu(OH)2=====△CuO＋H2OCu(OH)2＋2H＋=====△Cu2＋＋2H2O4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被腐蚀的结果，其受热分解的化学方程式为____________________________________。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称，其受热分解的化学方程式为，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变色(生成CuSO4·5H2O)，可作为检验水的依据。(3)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此可将胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2蓝矾、胆矾CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O蓝题点全练—过高考题点一铜及其化合物的性质和应用1．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿解析：铜与浓硫酸反应后浓度仍较高，不能把水加入反应容器中，A错误；Cu与Cl2常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误。2．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制容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有C向硫酸铜溶液中通入氨气，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；无题点二铜及其化合物的制取3．(2018·江苏三校联考)硫酸铜是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()A．相对于途径①，途径②更好地体现了绿色化学思想B．硫酸铜在1100℃分解所得气体X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合气体C．Y可以是葡萄糖溶液D．将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体4．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应①能观察到的现象是_________________________________________________，有关反应的化学方程式为___________________________________________________。(2)反应②加入的金属可能是___________________，有关反应的离子方程式为_____________________。Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O铁粉(答案合理即可)考点2金属材料与金属矿物的开发利用教材基础—自热身1．合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有的物质。(2)特性：合金具有不同于各成分金属的物理性能、化学性能或机械性能。①熔点：一般比它的各成分金属的；②硬度和强度：一般比它的各成分金属的。金属特性低大注意(1)常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。(2)合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。2．常见的金属材料(1)金属材料黑色金属材料有色金属材料铁、铬、锰以及它们的合金除黑色金属以外的其他金属及其合金(2)重要的黑色金属材料——钢碳素钢_______：韧性、焊接性好，强度低_______：强度高，韧性及加工性好_______：硬而脆，热处理后弹性好______具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢及各种特种钢低碳钢中碳钢高碳钢合金钢(3)几种有色金属材料铝及铝合金铝性能：良好的延展性和导电性用途：制导线铝合金性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、制造工艺简单、成本低廉用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等铜及铜合金铜性能：良好的导电性和导热性用途：主要用于电器和电子工业、建筑业铜合金青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形式(2)金属冶炼的实质金属冶炼的过程就是把金属从还原为的过程，即：Mn＋＋ne－===M。化合态游离态(3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)①电解法Na：___________________________；Mg：______________________________；Al：______________________________。②热还原法高炉炼铁：；铝热反应制铬：；焦炭还原铜：。2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑MgCl2(熔融)=====电解Mg＋Cl2↑2Al2O3(熔融)=====电解冰晶石4Al＋3O2↑Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO22Al＋Cr2O3=====高温Al2O3＋2CrC＋2CuO=====高温2Cu＋CO2↑③热分解法Hg：______________________；Ag：。金属活动性与冶炼方法的关系：2HgO=====△2Hg＋O2↑2Ag2O=====△4Ag＋O2↑[问题]①冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO，原因是________________________________________________。②冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3，原因是_________________________________。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是______________________。③用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。MgO的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本AlCl3是共价化合物，熔融态难导电降低Al2O3的熔化温度题点全练—过高考题点一合金的性质和应用1．合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是()①合金的硬度一般比它的各成分金属的大②一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低③改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金④合金比纯金属的导电性更强⑤合金比纯金属的应用范围更广泛A．①②③⑤B．②③④C．①②④D．①②④⑤解析：合金的硬度比其成分金属大，①正确；合金的熔点比成分金属低，②正确；合金的性能与其配比及生成条件有关，③正确；合金的导电能力比纯金属差，④错误；合金由于性能好而应用更广泛，⑤正确。2．某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案Ⅰ：铜铝混合物――――――→足量溶液A充分反应测定生成气体的体积方案Ⅱ：铜铝混合物――――――→足量溶液B充分反应测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A．溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B．若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C．溶液A和B均可选用稀硝酸D．实验室中方案Ⅱ更便于实施题点二金属矿物的开发与利用3．下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是()解析：一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。选项金属存在形式冶炼方法A铜化合态铁的金属性比铜强，可将铁与CuSO4溶液反应冶炼铜B银化合态银的金属性弱，用加热Ag2O的方法冶炼C铁化合态铝的金属性比铁强，可用铝热法炼铁D钠化合态钠的金属性强，一般的还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和NaCl溶液的方法冶炼解析：因Ba的金属性强于Mg，而Mg的金属性强于Al，故Al的金属性比Ba弱，题中由Al制备Ba不符合常规金属性强的制备金属性弱的反应规律，原因是此反应为可逆反应，Ba在此温度下为气体，移出钡蒸气后，上述平衡右移，故能由铝制得钡。4．用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如：2Al＋4BaO高温3Ba↑＋BaO·Al2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性______(选填“强”、“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是______。A．高温时Al的活泼性大于BaB．高温有利于BaO分解C．高温时BaO·Al2O3比Al2O3稳定D．Ba的沸点比Al的低弱D课时达标检测课堂真题集训—明考向1．判断正误(正确的打“√”，错误的“×”)。(1)(2017·天津高考)用氯气处理水中的Cu2＋、Hg2＋等重金属离子()(2)(2016·全国卷Ⅱ)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥()(3)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现()(4)(2015·广东高考)1molCu和足量热浓硫酸可生成NA个SO3分子()××××(5)(2015·天津高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()(6)(2015·天津高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气()(7)(2014·全国卷Ⅱ)H2通过灼热的CuO粉末，反应后固体物质增重()√×√2．(2015·四川高考)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是()A．该溶液中Na＋、NH＋4、NO－3、Mg2＋可以大量共存B．通入CO2气体产生蓝色沉淀C．与H2S反应的离子方程式：Cu2＋＋S2－===CuS↓D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2＋＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH＋43．(2017·江苏高考)碱式氯化铜是重要的无机杀菌剂。(1)碱式氯化铜有多种制备方法。①方法1：45～50℃时，向CuCl悬浊液中持续通入空气得到Cu2(OH)2Cl2·3