搜索
第三章金属及其化合物第9讲金属材料金属矿物的开发和利用微考点•大突破微充电•提素养微真题•大揭秘考纲微解读考向微预测1.知道铜及其重要化合物的性质2．了解合金的概念及重要应用3．了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法4．了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用高考对本讲内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯、在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主，尤其是以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的趋势较大。微考点•大突破A基础篇微考点1金属铜及其重要化合物的主要性质及应用1．单质铜的化学性质(1)与非金属的反应(写出化学方程式)①与O2反应加热：。常温下在潮湿的空气中：2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3。②与Cl2反应：(色烟)。2Cu＋O2=====△2CuOCu＋Cl2=====点燃CuCl2棕黄(2)与氧化性酸的反应(写出相应的化学方程式)①与非氧化性酸：不反应。②与氧化性酸反应与浓硫酸的反应：。与浓硝酸的反应：。与稀硝酸的反应：。(3)与盐溶液的反应(用离子方程式表示)与硝酸银溶液的反应：。与氯化铁溶液的反应：。Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋2．铜的化合物的主要性质(1)氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2状态不溶于水的色固体(粉末)不溶于水的色固体化学性质CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCuO＋H2=====△Cu＋H2OCuO＋CO=====△Cu＋CO2Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OCu(OH)2=====△CuO＋H2O黑蓝(2)硫酸铜①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。②无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验试剂。③CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。蓝矾或胆矾3．铜及其化合物的应用(1)原电池：铜可作为铜锌原电池中的极材料。(2)电解池：电解CuCl2溶液，即CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑。(3)铜的精炼：以粗铜为极，纯铜为极，CuSO4溶液为电解液进行电解，可将粗铜提纯。(4)氧化铜与醇反应时作氧化剂，并可实现从CuO到Cu的转化。(5)用新制的氢氧化铜悬浊液来检验基，并可实现从Cu(OH)2到Cu2O的转化。正阳阴醛(6)Cu2＋作为重金属离子能使蛋白质，可利用此性质来配制农药，如配制波尔多液。(7)在制取乙炔的实验中，可用CuSO4溶液除去乙炔中的杂质H2S等：CuSO4＋H2S===CuS↓＋H2SO4。(8)Cu2＋能催化H2O2分解制O2，加快其分解速率。变性微助学两个变价铜有两个可变价态，＋1价和＋2价，铜及其化合物之间的转化关系常围绕可变化合价问题而展开。六种颜色铜及其化合物的转化过程中，常伴随着颜色变化而使实验现象丰富多彩。故对铜及其化合物的常见颜色应熟记且灵活掌握。例如紫红色—Cu白色—CuSO4砖红色—Cu2O蓝色—Cu(OH)2或CuSO4·5H2O黑色—CuO或CuS或Cu2S棕黄色—CuCl2四注意1．铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S。2．通常利用反应：2Cu＋O2=====△2CuO除去混合气体中的少量O2。3．Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。4．无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。微诊断判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。1．将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色。()2．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成。()提示由于浓硫酸有剩余，如果把水加入反应器中，会造成酸液飞溅，应把反应器中的溶液缓慢倒入盛有适量水的烧杯中，并不断搅拌。××提示Cu与氯气反应应点燃。3．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体。()4．将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺激性气味。()√提示CuCl2水解，加热蒸干得到Cu(OH)2，灼烧后得到CuO。×提示铜丝在空气中加热生成CuO，CuO与乙醇反应生成有刺激性气味的乙醛。取一定质量含Cu、Cu2O、CuO的固体混合物，将其分成两等份并进行下列转化，则转化过程中所加稀HNO3的物质的量浓度为()A．4.4mol·L－1B．3.6mol·L－1C．4.0mol·L－1D．3.2mol·L－1【读题干】(1)固体混合物：Cu、Cu2O、CuO；(2)氧化性酸：稀HNO3；(3)固体混合物与H2、稀HNO3反应关系。【调储备】(1)CuO＋H2=====△Cu＋H2O；(2)Cu2O＋H2=====△2Cu＋H2O；(3)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。【获答案】设其中一份中n(Cu)＝xmol，n(Cu2O)＝ymol，n(CuO)＝zmol，依得失电子守恒和氧元素守恒，有2x＋2y＝4.48L22.4L·mol－1×3①，y＋z＝6.4g16g·mol－1②，联立①②x＋2y＋z＝0.7，亦即反应后生成的硝酸铜的物质的量为0.7mol，则500mL稀硝酸中，n(HNO3)＝0.7mol×2＋0.2mol＝1.6mol，于是c(HNO3)＝1.6mol0.5L＝3.2mol·L－1，D项正确。【思收获】本题考查铜及化合物的性质，并且利用有关化学方程式计算技能和原子守恒思想解决问题。题目侧重电子守恒和原子守恒思想的考查，此思想是解决化学计算的简洁方法。微练一铜及其化合物的性质1．下列关于铜的化合物的说法正确的是()A．蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是化学变化B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，有棕黄色的烟生成C．用稀盐酸除去铜锈的离子方程式为CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OD．向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后，将混合物倒入蒸发皿加热煮沸一会儿，然后冷却、过滤，滤纸上的物质为“蓝色固体”解析蓝色硫酸铜晶体受热失去结晶水转化为白色硫酸铜粉末是化学变化，A项正确；常温下铜与氯气不反应，需在点燃条件下才能反应，观察到有棕色的烟生成，B项错误；铜锈的成分是碱式碳酸铜，不是氧化铜，C项错误；CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后生成Cu(OH)2沉淀，加热后过滤，滤纸上留下的是黑色物质CuO，D项错误。答案A2．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，有深蓝色沉淀产生，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；无解析稀盐酸可以与碱式碳酸铜(铜绿的主要成分)反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A项错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛放浓硫酸，B项错误；硫酸铜与氨水反应生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C项错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D项正确。答案D同学们在复习铜的化合物性质时，要联系大多数金属氧化物、氢氧化物及其碳酸盐的规律进行复习。1．氢氧化物溶解性常见的四大强碱：KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2溶于水，其余的氢氧化物大多数不溶于水，属于弱碱。所以大多数可溶性的盐与NaOH溶液反应生成氢氧化物沉淀，这一规律常用于金属阳离子的检验、除杂等。2．氢氧化物的热稳定性除了4种可溶性碱KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2受热不易分解外，其余氢氧化物大多数不稳定，受热易分解生成水和相应氧化物，如2Al(OH)3=====△Al2O3＋3H2O、2Fe(OH)3=====△Fe2O3＋3H2O、Cu(OH)2=====△CuO＋H2O、Mg(OH)2=====△MgO＋H2O。3．氧化物与水反应除了4种可溶性碱KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2对应的碱性氧化物K2O、Na2O、CaO、BaO与水反应生成碱(非氧化还原反应)，过氧化物K2O2、Na2O2与水反应生成碱和氧气外，其余金属氧化物大多数不与水反应，如Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、CuO、MgO等均不与水反应。4．金属元素的氧化物、氢氧化物与酸、碱的反应(1)规律：几乎所有的金属元素的氧化物、氢氧化物均与酸反应，生成盐和水，如Al2O3、Fe2O3、Fe3O4、FeO、Mg(OH)2、Cu(OH)2、Fe(OH)2与硫酸、盐酸反应的离子方程式分别为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O、Fe2O3＋6H＋===2Fe3＋＋3H2O、Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O、FeO＋2H＋===Fe2＋＋H2O、Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O、Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O、Fe(OH)2＋2H＋===Fe2＋＋2H2O，反应中化合价没有变化，属于复分解反应，配平时依据电荷守恒，反应后生成金属阳离子所带的电荷数＝消耗的H＋个数。(2)特例：Fe(OH)2、Fe3O4、FeO与硝酸反应时，＋2价铁被氧化，发生氧化还原反应。5．氯化物水溶液加热蒸干除了4种可溶性碱KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2对应的氯化物KCl、NaCl、CaCl2、BaCl2水溶液加热蒸干可得到相应氯化物外，其余金属氯化物如AlCl3、FeCl3、CuCl2、MgCl2等物质的水溶液受热均会发生水解生成氢氧化物，氢氧化物受热分解生成相应氧化物。6．碳酸盐(1)所有的碳酸氢盐受热均分解，生成正盐，如2NaHCO3=====△Na2CO3＋H2O＋CO2↑、Ca(HCO3)2=====△CaCO3＋H2O＋CO2↑。(2)不溶性碳酸盐受热均分解，生成金属氧化物，如CaCO3=====高温CaO＋CO2↑、MgCO3=====△MgO＋CO2↑、CuCO3=====△CuO＋CO2↑；可溶性碳酸盐[Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3]，除铵盐外，其余两种受热均不易分解。微练二铜的冶炼方法3．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__________________________。固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生解析孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等。Cu2(OH)2CO3＋2