2021新高考化学选择性考试B方案一轮复习学案第三章第12讲铜及其重要化合物金属材料

第12讲铜及其重要化合物、金属材料一、铜及其化合物1．铜的性质(1)物理性质：铜是eq\o(□,\s\up3(01))紫红色金属，具有良好的eq\o(□,\s\up3(02))导电性、eq\o(□,\s\up3(03))导热性和延展性。(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：①eq\o(□,\s\up3(04))2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3②eq\o(□,\s\up3(05))2Cu＋Seq\o(=,\s\up10(△))Cu2S2．氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色eq\o(□,\s\up3(01))黑色eq\o(□,\s\up3(02))砖红色与酸反应(H＋)CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2Oeq\o(□,\s\up3(03))Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O与H2反应CuO＋H2eq\o(=,\s\up10(△))Cu＋H2OCu2O＋H2eq\o(=,\s\up10(△))2Cu＋H2O转化关系4CuOeq\o(=,\s\up10(高温))2Cu2O＋O2↑3．氢氧化铜(1)物理性质：eq\o(□,\s\up3(01))蓝色eq\o(□,\s\up3(02))不溶于水的固体。(2)化学性质及应用4．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O为eq\o(□,\s\up3(01))蓝色晶体，俗称eq\o(□,\s\up3(02))蓝矾、胆矾。无水CuSO4为eq\o(□,\s\up3(03))白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可用于水的检验。无水CuSO4只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。二、金属材料1．合金2．常见金属材料(1)黑色金属材料——钢铁。①eq\o(□,\s\up3(01))钢是用量最大，用途最广的合金。(2)有色金属材料——铜和铝。①我国使用最早的合金是eq\o(□,\s\up3(02))青铜，常见的铜合金有黄铜和白铜等。②铝合金3．金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在(2)金属冶炼的一般步骤(3)金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从eq\o(□,\s\up3(02))化合态还原为eq\o(□,\s\up3(03))游离态的过程。即eq\o(□,\s\up3(04))Mn＋＋ne－=M。(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)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。(×)错因：Cu与HNO3也反应。(2)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。(×)错因：Fe3＋把铜氧化成Cu2＋，本身被还原为Fe2＋，没有黑色固体生成。(3)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。(×)错因：铜锈是铜在H2O和CO2的存在下与O2反应生成的Cu2(OH)2CO3。(4)合金中的金属元素都是以化合态形式存在。(×)错因：合金中金属多是以游离态形式存在的。(5)合金的硬度一般小于成分金属，而熔点一般高于成分金属。(×)错因：合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般小于成分金属。(6)合金材料中不可能含有非金属元素。(×)错因：铁合金中常含C、Si等非金属元素。(7)足量的Cu与100mL18mol/L的热的浓H2SO4反应生成0.9mol的SO2。(×)错因：随反应的进行，当浓H2SO4变稀后就不再与Cu反应了，因此生成SO2的物质的量应少于0.9_mol。2．教材改编题(据人教必修一P68T6)历史上金、银、铜主要是作为货币金属或装饰品被应用。(1)金、银、铜常被作为钱币流通，从化学角度来看，主要是利用它的________(填选项字母)。A．硬度适中B．密度适中C．在自然界都可得到纯净的单质D．不活泼性(2)一位收藏者有一枚表面是黑色，且有少量绿色锈状物的货币，这肯定是________币，黑色物质是________，形成这种物质的化学方程式为______________________，绿色物质是______________，形成这种物质的化学方程式为________________________________________，这枚金属币的真面目为________色。另外一枚是闪闪发光的黄色金属币，它肯定是________币，表面一直未被氧化的原因是______________________________________。(3)不法分子有时用铜锌合金制成假金币行骗。下列方法中能有效鉴别其真假的是________(填字母)。A．观察颜色B．查看图案C．用手掂量轻重D．滴一滴硝酸在币的表面，观察现象答案(1)D(2)铜氧化铜2Cu＋O2=2CuOCu2(OH)2CO32Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3红金金不活泼，不易被氧化(3)D3．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：Cu2Seq\o(→,\s\up10(O2),\s\do10(△))Cueq\o(→,\s\up10(焙烧))Cu2O、CuOeq\o(→,\s\up10(足量稀硫酸))Aeq\o(→,\s\up10(操作Ⅰ))Beq\o(→,\s\up10(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________(填字母序号)。A．适量的NaNO3 B．适量的HNO3C．适量的H2O2答案(1)＋1Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up10(△))2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O(3)C考点eq\a\vs4\al(一)铜及其化合物的性质[解析]稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A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装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成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错误。[答案]D1．熟记铜及其化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色2．铜及其化合物(1)Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。(2)无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。(3)铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。农业上常用石灰乳和CuSO4混合作用，两者的混合液是被称为“波尔多液”的农药。(4)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＋的鉴别依据。如CuSO4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为Cu2＋的存在依据。(5)Cu2＋与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这也是鉴定Cu2＋的原理之一。3．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＋4O2eq\o(=,\s\up10(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up10(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up10(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作阳极，用纯铜棒作阴极即可得精铜。1．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()A．是CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu答案D解析浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。2．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℃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答案B解析途径①：Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up10(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，途径②：2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)eq\o(=,\s\up10(△))2CuSO4＋2H2O，制取等质量硫酸铜途径②需要的硫酸少，且途径②无污染性气体产生，故途径②更好地体现了绿色化学思想，A项正确；若X是二氧化硫和三氧化硫的混合气体，则硫酸铜中铜元素、硫元素的化合价都降低，而无元素化合价升高，故B项错误；葡萄糖中含有醛基，可与氢氧化铜悬浊液在加热条件下反应生成Cu2O，C项正确；硫酸铜溶液中铜离子会水解，但生成的硫酸不挥发，故将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体，D项正确。考点eq\a\vs4\al(二)金属材料[解析]铁、铜、镁的冶炼方法，要根据它们的金属活动性来选择。火烧孔雀石炼铜是用焦炭作还原剂进行冶炼，A正确；湿法炼铜是在溶液中进行的，故不能用水煤气法，B不正确；铝热法炼铁属于活泼金属置换法，C正确；镁的活泼性较强，用电解法比较适宜，D正确。[答案]B1．合金特性(1)构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。(2)合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加合；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。(3)并非所有的金属都能形成合金。两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。(4)合金一定是混合物。2．金属活动性顺序表及金属冶炼(1)(2)有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：Na＋KCleq\o(=,\s\up10(850℃))K↑＋NaCl2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up10(700～800℃))MgCl2＋2Rb↑等，在此主要运用了化学平衡移动原理，利用K、Rb沸点低，汽化离开反应体系，使化学反应得以向正反应方向进行。3．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2Al＋Fe2O3eq\o(=,\s\up10(高温))2Fe＋Al2O3原理应用①制取熔点较高、活泼性弱于Al的金属，如铬、锰、钨等；②金属焊接，如野外焊接钢轨等3．金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用。下列关于金属的一些说法不正确的是()A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、