高考化学总复习 第三章 9 铜及其化合物 金属材料课件

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1、第三章 金属及其化合物,第9讲 铜及其化合物金属材料,微考点大突破,微充电大收获,1单质铜的化学性质,微考点1金属铜及其重要化合物的主要性质及应用 基础微回扣,(1)与非金属的反应(写出化学方程式)： 与O2反应 加热：_。 常温下在潮湿的空气中： 2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3。 与Cl2反应： _(_色烟)。,棕黄,(2)与氧化性酸的反应(写出相应的化学方程式)： 与非氧化性酸：不反应。 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： _。,3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22N

2、O22H2O,(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：_。,2Fe3Cu=2Fe2Cu2,Cu2Ag=Cu22Ag,2铜的化合物的主要性质 (1)氧化铜和氢氧化铜：,黑,蓝,(2)硫酸铜： CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称 _，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。 无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验试剂。 CuSO4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,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。

3、 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 红色Cu2O 蓝色Cu(OH)2或CuSO45H2O 黑色CuO或CuS或Cu2S 棕黄色CuCl2,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( ) 警示：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。 2常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成( ) 警示：Cu与氯气反应应点燃。 3将CuCl2溶液在蒸发皿

4、中加热蒸干，得到无水CuCl2固体( ) 警示：CuCl2水解，最终得到CuO。,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( ) 警示：铜丝在空气中加热生成CuO，CuO与乙醇生成有刺激性气味的乙醛。,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。,方法微总结,4金属元素的氧化物、氢氧化物与酸、碱的

5、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Al2O36H=2Al33H2O、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe3O48H=2Fe3Fe24H2O、FeO2H=Fe2H2O、Mg(OH)22H=Mg22H2O、 Cu(OH)22H=Cu22H2O、Fe(OH)22H =Fe22H2O，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、Fe2O3、Fe

6、O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、CaCl、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。,【微典通关1】在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是() FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3 A只有或B只有或 C只有或或 D中任意一种,对点微练铜及其化合物的性质 1已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2

7、O与H发生：Cu2O2H=CuCu2H2O。 将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是() A如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2O B溶液中最终可能有紫红色固体出现 C这种实验的结果无法说明CuO分解的程度 D如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解,应用微提升,解析：若误认为Cu不与热的稀硝酸反应会造成错选D。如果样品部分生成了Cu2O，也含有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明CuO分解的程度，A项错误、C项正确；由于Cu能够与热的稀硝酸反应，所以不论CuO是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出

8、现，B项不正确、D项错误。 答案：C,2铜、银、金是人类认识最早的三种金属，因为很早就被人们用作钱币，因此有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金强，相对而言，人类认识铁稍晚。某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，它们设计了如下方案： (1)铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出； (2)铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2； (3)足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4； (4)铜片置于FeCl3溶液中铜片逐渐溶解； (5)把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，并用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生。 以上设计合理的有_。,(5),解析：(1)Fe

9、把Cu置换出来，可以证明Fe比Cu活泼；(2)Fe、Cu还原Cl2生成的产物中氯均为1价，不能证明；(3)根据FeSO4和CuSO4无法证明Fe、Cu的活泼性；(4)Cu还原Fe3为Fe2，说明还原性Cu比Fe2强，不能证明Cu、Fe的还原性或活泼性强弱；(5)形成原电池，Fe作负极失电子，活动性FeCu。,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)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。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Z

10、n等。,(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。 (2)反应加入的金属可能是_，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,Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O,铁粉,FeCu2=Fe2Cu,4铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响，请完成(1)(3)题： (1)在西汉古籍中曾有记载：曾青得铁则化为铜即曾青(CuSO4)跟铁反应生成铜。试写出该反应的化学方程式：_。 (2)铜器表面有时会生成铜绿，请写出生成铜绿的化学方程式：_。 这层铜绿可以用化学方法除去。试写出

11、除去铜绿而不损伤器物的化学方程式：_。,FeCuSO4=FeSO4Cu,2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3,Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O,(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币：_。 (铜的熔点是1 183.4 ，铁的熔点是1 534.8 ) 解析：(2)2CuO2H2OCO2=Cu2(OH)2CO3；要除去铜器表面的铜绿，考虑选择盐酸，因盐酸不和铜反应，且盐酸具有挥发性。化学反应方程式如下： Cu2(OH)2CO34HCl=2CuCl2CO23H2O,选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，容易冶

12、炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀,1合金 (1)合金： 形成：是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的。 性质特点：具有_。 (2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。 熔点：一般比它的各成分金属的_。如生铁的熔点比纯铁的熔点_。 硬度和强度：一般比它的各成分金属的_。,微考点2合金及常见的金属材料 基础微回扣,金属特性,低,低,大,2常见的金属材料 (1)钢：,(2)铝合金： (3)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,(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

13、)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。,判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 1合金材料中不可能含有非金属元素( ) 警示：合金中也可能含有非金属。 2镧镍合金能大量吸收H2形成金属氢化物，可作储氢材料( ) 警示：镧镍合金具有可逆吸放氢的功能。 3大多数合金比各成分金属硬度大

14、，熔点低( ) 警示：大多数合金比各成分金属硬度大，熔点低，这是大多数合金的特点。 4高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强( ) 警示：常常利用铝合金的特性来制飞机、车厢等的外壳。,金属活动顺序表的应用总结 1金属活动性顺序 常见金属的主要化学性质总结列于下表：,方法微总结,(4)铝热剂。 在铝热反应中，反应混合物(铝、金属氧化物)称为铝热剂。 能与Al组成铝热剂的金属氧化物常见的有Fe2O3、Fe3O4、Cr2O3、MnO2、V2O5、WO3等。,【微典通关2】某同学设计了如下实验测量m g铜银合金样品中铜的质量分数： 下列说法中不正确的是() A合金的熔点比其

15、成分金属低，通常比成分金属具有更优良的金属特性 B铜银能与稀硝酸反应，收集到的V L气体可能全为NO C操作是过滤，操作是洗涤，操作应是烘干 D根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数,解析：解答本题要注意以下两点：(1)没有告诉硝酸的浓度，与硝酸反应放出的气体中可能含有NO2；(2)W g固体应该是干燥纯净的AgCl，由此确定三步操作。 答案：D,2定量分析型 定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法。 (1)定量集气法。 定量集气法是指收集合金中某种物质溶解时所产生的气体的量，应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理关键点是根据某组分的特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体)

16、，其操作要点和注意事项有：保证装置的气密性良好，注意收集气体的读数方法。 (2)沉淀法。 沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时，涉及的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)；沉淀(重点是沉淀试剂的选择)；过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量；数据的处理(包括测定结果的误差分析)。,对点微练合金的性质和应用 5下列说法中正确的是() A铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料 B金、银、铜是应用最广泛的金属材料 C钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔 D铜是导电性、导热性最好的有色金属,应用微提升,解析：铜是人类使用最早的金属材料，A项错；铁、铝及铝合金是应用最广泛的金属

17、材料，B项错；银的导电性比铜好，D项错。 答案：C,对点微练有关合金成分的分析 6北京2008奥运会金牌直径为70 mm，厚6 mm。某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想：甲认为金牌是由纯金制造；乙认为金牌是由金银合金制成；丙认为金牌是由黄铜(铜锌合金)制成。为了验证他们的猜想，请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误() A硫酸铜溶液B稀硝酸 C盐酸 D硝酸银溶液,解析：当金牌是纯金时遇到稀硝酸不溶解；当金牌是金银合金时遇到稀硝酸会部分溶解；当金属是黄铜时遇到稀硝酸会全部溶解。 答案：B,1金属在自然界中的存在形态 (1)在自然界中绝大多数金属以_的形式存在。 (2)少数化学性质_的金属存在游

18、离态。 2金属的冶炼 (1)实质：把金属从_。 (2)方法：根据金属的活动性不同，金属冶炼的方法分为_、_、_和富集法等。,微考点3金属矿物的开发利用 基础微回扣,化合态,热分解法,稳定,化合态还原为游离态,电解法,热还原法,写出下列几种金属的冶炼方法： 钠_，铁_，锌_，银 _，铝 _。,热还原法,电解法,电解法,热还原法,热分解法,高考警示 1电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物，而不是盐溶液。 2铜除了用热还原法冶炼外，还可以用湿法炼铜或电解法进行冶炼。 3冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO(熔点太高)。 4冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价化合物

19、，熔融时不导电)。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化温度。,判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 1钢铁厂用热还原法冶炼铁( ) 警示：铁为较活泼金属，工业上用CO还原Fe2O3的方法冶炼铁。 2铝合金的熔点比纯铝高( ) 警示：合金的熔点比各成分金属的熔点低。 3Al、Fe、Cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物( ) 警示：铜在空气中生锈，生成碱式碳酸铜而不是氧化铜。 4电解熔融氯化镁制取金属镁( ) 警示：Mg为活泼金属，用电解的方法冶炼。,由于金属的化学活动性不同，金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同，因此需采用不同的冶炼方法。,方法微总结,4铝热反应

20、 (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)实验现象： 镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。 反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。 纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。 待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。,【微典通关3】下列关于金属冶炼的说法中正确的是() A金属银、汞可用热分解法冶炼 B将金属钠加入TiCl4溶液中制得金属钛 C金属Mg、Al都可以用电解熔融氯化物的方法制得 D电解法是冶炼活泼金属(如钾、钠、镁、铝等)的唯一方法,对点微练金属的开发和利用 7下列金属材料中，最适合

21、制造飞机外壳的是() A镁铝合金B铜合金 C碳素钢 D铅锡合金,应用微提升,解析：由于镁铝合金的密度小，强度大，机械性能好，适合于制造飞机外壳，故选A项。 答案：A,8从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限，之所以有先后，主要取决于() A金属的化合价高低 B金属的活动性大小 C金属的导电性强弱 D金属在地壳中的含量多少,解析：因技术的不成熟，越活泼的金属越难冶炼，相反越不活泼的金属越易冶炼得到，金属利用的先后取决于金属的活动性大小。 答案：B,解析：Mg、Al等非常活泼的金属用电解法冶炼，选项A、C错误；Hg等不活泼金属用热分

22、解法冶炼，选项D错误。 答案：B,10(2015大庆模拟)下列有关金属的工业制法中，正确的是() A制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液 B制铁：以铁矿石为原料，CO还原得到铁 C制镁：用海水为原料，经一系列过程制得氧化镁固体，H2还原得到镁 D制铝：从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体，电解熔融的氯化铝得到铝,11用铝热反应还原下列物质，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是() AMnO2 BCr2O3 CV2O5 DFe3O4,解析：据铝热反应中化合价升降相等分析可得。 答案：D,12某同学对“铝热反应”的现象有这样的描述：“反应放出大量的热，并放出耀眼的光芒”“纸漏斗的

23、下部被烧穿，有熔融物落入沙中”。查阅化学手册知：Al、Al2O3、Fe、Fe2O3的熔点、沸点数据如下： (1)该同学推测，铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金。理由是：该反应放出的热量使铁熔化，而铝的熔点比铁低，此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金。你认为他的解释是否合理：_(填“合理”或“不合理”)。,合理,(2)设计一个简单的实验方案，证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝。该实验所用试剂是_，反应的离子方程式为_。 (3)实验室溶解该熔融物，下列试剂中最好的是_(填序号)。 A浓硫酸 B稀硫酸 C稀硝酸 D氢氧化钠溶液 解析：(3)铝热反应所得到的熔融物是铁铝合金，铁、铝在冷而浓的硫酸中钝化，

24、在稀硝酸中溶解但能放出污染性气体，铁不溶于NaOH溶液，因此熔融物溶解最好选择硫酸。,NaOH溶液,B,真题微探 1(2013山东理综，部分节选)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。 aFe2O3 BNaCl cCu2S DAl2O3,解析：冶炼活泼金属(金属活动顺序中Al之前)时，一般采用电解法，所以答案为bd。 答案：bd,2判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 (1)制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金( ) (2)铁表面镀锌可增强其抗腐蚀性( ) (3)含重金属离子的电镀废液不能随意排放( ) (4)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝( )

25、解析：电解熔融的Al2O3来冶炼铝，(4)错误。,【解析】铝热反应表现了铝的强还原性，置换出来的金属的还原性弱于铝。铝比锰还原性强，A项正确；镁的还原性强于铝，B项错误；镁的还原性比碳强，故镁能在二氧化碳气体中燃烧置换出碳，C项正确；惰性电极电解氯化镁溶液时，阳极：2Cl2e=Cl2，阴极：2H2e=H2，H放电，OH浓度增大，而生产Mg(OH)2，D项正确。 【答案】B,【警示】铝粉与比其还原性弱的金属的氧化物才能组成铝热剂。,AlCl3熔点很低(几百摄氏度)，而Al2O3熔点很高(超过两千摄氏度)。工业上采取电解熔融的Al2O3而不是电解熔融的AlCl3来冶炼金属Al，是因为AlCl3熔点虽很低，但熔融的AlCl3是共价化合物不导电，工业上电解熔融的Al2O3冶炼金属铝时加入了冰晶石降低其熔点。 由MgCl26H2O制取无水MgCl2需要在氯化氢的氛围中加热，以防止水解。,