2020届高考化学一轮总复习 第三章 第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用课件

考点2考点1目录ONTENTSC微专题154第三章金属及其化合物第13讲金属材料及金属矿物的开发利用5[做真题•对接高考]课时作业【考纲要求】1.了解常见金属活动性顺序。2.了解合金的概念及重要应用。3.了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用。[知识梳理]抓基础夯实必备知识1．单质铜(1)物理性质：色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质：紫红①写出下列化学方程式：铜在空气中加热：。铜丝在硫蒸气中反应：。铜丝在Cl2中反应：。②常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的。有关化学方程式为：。2Cu＋O2=====△2CuO2Cu＋S=====△Cu2SCu＋Cl2=====△CuCl2铜锈2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO32．铜的重要化合物(1)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名称氧化铜氧化亚铜与H2反应转化关系4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑H2＋CuO=====△Cu＋H2OH2＋Cu2O=====△2Cu＋H2O(2)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：CuO――――→不稳定性①CuOH2—――――――――→②弱碱性，加H＋Cu2＋――――――→③弱氧化性检验醛基蓝(3)铜盐①Cu2(OH)2CO3的名称为，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：。②CuSO4·5H2O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)，据此可用来检验水的存在。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3=====△2CuO＋CO2↑＋H2O蓝矾、胆矾CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2O蓝■多维思考·查漏补缺一、思维诊断——易错易混辨析(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。()(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。()(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。()(4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。()(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。()(6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。()(7)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。()(8)铜是导电性最好的金属材料。()(9)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分。()(10)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体。()答案：(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)×(7)×(8)×(9)√(10)×二、深度思考——提升思维能力1．把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。Cu白色CuSO4蓝色Cu2O砖红色CuOH2紫红色CuSO4·5H2O棕黄色CuO黑色CuCl2答案：2．CuSO4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。请回答下列问题：(1)对比途径①②，________更好地体现了绿色化学思想。(2)将CuSO4溶液________可得胆矾。(3)Y中可能含有______________。答案：(1)途径①(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤(3)醛基(—CHO)[题组设计]练题组提高解题能力题组1铜及其化合物的转化1．某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl2·2H2O晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()A．焙烧过程中每消耗1molCuS则消耗3molO2B．焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C．滤渣中主要含铁的氧化物D．将获得的CuCl2·2H2O晶体加热可制得CuCl2固体解析：A项，2CuS＋3O2=====高温2CuO＋2SO2，由方程式可知，1molCuS消耗1.5molO2；B项，废气中含有SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；调节pH时，Fe3＋水解转化为Fe(OH)3沉淀而除去，因而C项错误；将CuCl2·2H2O直接加热脱水，Cu2＋水解，HCl挥发会产生Cu(OH)2，加热得到CuO，无法得到CuCl2，因而D项错误。答案：B2．(2018·邯郸检测)某化合物M由两种常见的元素组成，为了测定其组成进行如下实验：M的化学式可能为()A．Cu2SB．CuSC．FeS2D．Fe3S4解析：由题意并结合选项可知，1.60gM在高温下反应生成的气体是二氧化硫，二氧化硫被双氧水氧化为硫酸，根据滴定过程消耗的氢氧化钠，可以求出n(S)＝n(SO2)＝n(H2SO4)＝12n(NaOH)＝12×20.00×10－3L×0.1mol·L－1×250mL25.00mL＝0.01mol，所以m(S)＝0.32g，则m(金属)＝1.60g－0.32g＝1.28g，假若是铜，则n(Cu)＝0.02mol，M可能为Cu2S；假若是铁，则n(Fe)≈0.023mol，M没有与之对应的选项。综上所述，A项正确。答案：A题组2铜及其化合物的制取3．在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜，有下列两种途径：①Fe―――→H2SO4H2――→CuOCu②CuO―――→H2SO4CuSO4――→FeCu若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是()A．消耗氧化铜的质量相同B．消耗铁的质量相同C．消耗硫酸的质量相同D．生成硫酸亚铁的质量相同解析：制备1molCu需要1molCuO，而H2还原CuO时需要先用H2排除体系内的空气，冷却时也需要继续通H2，因此需要H2的量远大于1mol，即消耗的Fe、H2SO4均比第②种方法多。答案：A4．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收(填字母序号)。a．浓硫酸b．稀硝酸c．NaOH溶液d．氨水(2)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为______________________________________________________________________________________________________________。(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是________(填字母序号)。a．电能全部转化为化学能b．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．溶液中Cu2＋向阳极移动d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属(4)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________________________________________。答案：(1)cd(2)3Cu2O＋2Al=====高温Al2O3＋6Cu(3)bd(4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O5．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图：Cu2S――→O2△Cu――→焙烧Cu2O、CuO―――――→足量稀硫酸A――→操作ⅠB―――――――――→蒸发、结晶、过滤胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理是_________________(用化学方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：___________________________________。(3)若将A中红色物质反应掉，操作Ⅰ中加入的试剂最好是________(填字母)。A．适量的NaNO3B．适量的HNO3C．适量的H2O2解析：(1)Cu2S中铜为＋1价，火法炼铜中Cu、O被还原，S被氧化，反应的化学方程式为Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2。(2)依据信息知Cu2O在酸性条件下生成Cu2＋(蓝色)和单质铜(红色)，反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)H2O2不产生污染物，不引入杂质。答案：(1)＋1Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O(3)C[练后归纳]铜的冶炼“两方法”(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS2＋4O2======800℃Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2=======1200℃2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S=======1200℃6Cu＋SO2↑粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒做阴极即可得精铜。[知识梳理]抓基础夯实必备知识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，而且是一种混合物。(2)性能：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。金属特性低大2．常见金属材料(1)重要的黑色金属材料——钢铁①是用量最大，用途最广的合金。②钢的分类：钢(2)有色金属材料——铜和铝①铜合金：我国使用最早的铜合金是，常见的铜合金还有黄铜和白铜。青铜3．金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在(2)金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从态还原为态的过程。即：(写反应通式，用M表示金属)。化合Mn＋＋ne－===M游离(3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)(4)铝热反应实验装置实验现象①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中实验结论高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为原理应用①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等2Al＋Fe2O3=====高温2Fe＋Al2O3■多维思考·查漏补缺一、思维诊断——易错易混辨析1．金属与合金的性质和应用(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。()(2)金属元素的单质在常温下均为固体。()(3)金属元素在不同化合物中化合价均相同。()(4)大多数金属元素的单质为电的良导体。()(5)铝合金的熔点比纯铝的高。()(6)合金材料中不可能含有非金属元素。()(7)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金。()(8)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。()(9)合金中的金属元素都是以化合态形式存在。()(10)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×(6)×(7)√(8)×(9)×(10)√2．金属矿物的开发利用(1)金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂。()(2)用金属钠在高温下还原TiCl4可制取金属钛。()(3)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。()(4)电解氯化镁溶液制取金属镁。()(5)用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√二、深度思考——提升思维能力下表中是四种金属的熔、沸点数据：金属NaAlCuFe熔点/℃97.8166010381535沸点/℃883246725672750(1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？________________________________________________________________________。(2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。__________________________________________________________________________________