2015高三化学(人教版)一轮学案：3.4用途广泛的金属材料·铜及化合物

第四节用途广泛的金属材料铜及其化合物合金及常见的金属材料1．合金(1)概念①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。

②性质特点：具有金属特性，属于混合物。

(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。

①熔点：一般比它的各成分金属的低。

②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。

如生铁的熔点比纯铁的熔点低。

2．常见的金属材料铜及其化合物的性质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O 2反应加热：2Cu ＋O 2=====△2CuO 。

常温下在潮湿的空气中：2Cu ＋O 2＋H 2O ＋CO 2===Cu 2(OH)2CO 3。

②与Cl 2反应：Cu ＋Cl 2=====△CuCl 2。

(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：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。

与浓硝酸的反应：Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O 。

与稀硝酸的反应：3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O 。

(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：Cu ＋2Ag ＋===2Ag ＋Cu 2＋。

与氯化铁溶液的反应：Cu ＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Cu 2＋。

2．铜的重要化合物的性质及其应用(1)CuO ：黑色难溶于水的固体，与酸可以反应，可以用H 2、CO 、Al 还原出Cu 。

(2)Cu(OH)2：蓝色难溶物，与酸可以反应，与稀H 2SO 4Cu(OH)2＋2H ＋===Cu 2＋＋2H 2O ，受热分解为CuO 和H 2O 。

(3)Cu 2O ：红色难溶物，在酸性条件下发生：Cu 2O ＋2H ＋===Cu ＋Cu 2＋＋H 2O 。

(4)铜盐①Cu 2(OH)2CO 3的名称为碱式碳酸铜，呈绿色，是铜锈的主要成分，受热易分解的方程式为Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑。

②CuSO 4a ．CuSO 4·5H 2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。

受热或遇浓H 2SO 4，蓝色晶体变为白色粉末。

b ．无水CuSO 4遇水变蓝色(生成CuSO 4·5H 2O)，可作为水或水蒸气的检验试剂。

c ．CuSO 4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。

1．易误诊断(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)合金是由多种元素组成的化合物( ) (2)任何金属或非金属均能熔合为合金( )(3)合金一定比构成合金的金属的硬度或强度都大( ) (4)铁锈和铜锈的成分都是金属氧化物( )(5)在碱性条件下，葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热可形成红色沉淀(Cu 2O)( ) (6)检验CO 2中有H 2O(g)可将气体通入装有无水CuSO 4的干燥管中( ) (7)常温下，铜、铁与浓H 2SO 4作用的原理相同( ) (8)浓H 2SO 4使CuSO 4·5H 2O 失水是物理变化( )【答案】 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)×2．若将铜币、银币和金币分别放到稀硝酸中浸泡，能溶解的是__________，不溶解的是__________，写出溶解时的化学方程式_____________________。

【答案】 铜币、银币 金币3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O 、 3Ag ＋4HNO 3(稀)===3AgNO 3＋NO ↑＋2H 2O3．(必修1P 68T 7，改编)Fe 2O 3与CO 反应的化学方程式为______________________，其中还原剂是________，当有2 mol Fe 生成时，转移的电子数为________。

【答案】 Fe 2O 3＋3CO=====高温2Fe ＋3CO 2 CO 6N A 或6×6.02×1023合金的2个特性：①合金熔点比成分金属或非金属低； ②合金的硬度比成分金属大。

6种物质的颜色：Cu ——紫红色，CuO ——黑色，Cu(OH)2——蓝色，CuSO 4——白色，CuSO 4·5H 2O ——蓝色，Cu 2(OH)2CO 3——绿色6个化学方程式①Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2， ②Cu ＋S=====△Cu 2S③2Cu ＋O 2＋H 2O ＋CO 2===Cu 2(OH)2CO 3(铜锈)， ④3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3) 2＋2NO ↑＋4H 2O ， ⑤Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O ， ⑥Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O 。

1.金属制成合金后性能也随之改变，并且合金比纯金属用途更广泛。

2．合金的性质具有成分金属或非金属的性质或特性，但合金的性质并不是其各成分金属的性质之和。

3．并非所有的金属都能形成合金。

因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。

如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起，如Cu 与Na 、Fe 与Na 等不能形成合金。

4．合金并不只含有金属元素，部分合金中还含有非金属元素。

合金中的非金属元素主要有碳、硅等。

(2013·四川高考)1.52 g 铜镁合金完全溶解于50 mL 密度为1.40 g/mL 、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO 2和N 2O 4的混合气体1 120 mL(标准状况)，向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH 溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g 沉淀。

下列说法不正确．．．的是( ) A ．该合金中铜与镁的物质的量之比是2∶1B ．该浓硝酸中HNO 3的物质的量浓度是14.0 mol/LC ．NO 2和N 2O 4的混合气体中，NO 2的体积分数是80%D ．得到2.54 g 沉淀时，加入NaOH 溶液的体积是600 mL【解析】 分析清楚反应过程，充分利用守恒思想来解决问题。

A.向反应后溶液中加入NaOH ，生成Mg(OH)2和Cu(OH)2沉淀，固体质量增加的是OH －的质量，且有n (OH －)＝n (e －)，设合金中镁、铜的物质的量分别为x 、y ，则有⎩⎪⎨⎪⎧24 g/mol ×x ＋64 g/mol ×y ＝1.52 g （质量）2x ＋2y ＝2.54 g －1.52 g17 g/mol （电子守恒） 解之得⎩⎪⎨⎪⎧x ＝0.01 mol y ＝0.02 mol ，则该合金中铜、镁的物质的量之比为2∶1。

B.该硝酸的浓度c ＝n V ＝50×1.40×63%63mol 50×10－3 L ＝14.0 mol/L 。

C.NO 2和N 2O 4都来自硝酸，设混合气体中NO 2的物质的量为x ，根据电子守恒得x ＋(0.05 mol －x )×2＝0.06 mol ，x ＝0.04 mol ，NO 2的体积分数为80%。

D.得到2.54 g 沉淀后，溶液中的溶质只有NaNO 3，故n (NaOH)＝0.7 mol －0.04 mol －0.02 mol ＝0.64 mol ，则NaOH 溶液的体积是640 mL 。

【答案】 D考向1 与合金性质有关的图象 1.(2010·安徽高考)右图是三种稀酸对Fe ­Cr 合金随Cr 含量变化的腐蚀性实验结果，下列有关说法正确的是( )A ．稀硝酸对Fe ­Cr 合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸的弱B．稀硝酸和铁反应的化学方程式是Fe＋6HNO3(稀)===Fe(NO3)3＋3NO2↑＋3H2OC．Cr含量大于13%时，因为三种酸中硫酸的氢离子浓度最大，所以对Fe­Cr合金的腐蚀性最强D．随着Cr含量增加，稀硝酸对Fe­Cr合金的腐蚀性减弱【解析】A项，由图示可知当Cr 含量小于13%时，稀硝酸对合金的腐蚀性比稀硫酸和稀盐酸强，当Cr含量大于13%时，稀硝酸对合金腐蚀性较弱。

B项，稀硝酸与金属反应时，其还原产物应是NO。

C 项，Cr含量大于13%时，硫酸对合金腐蚀性最强，由于溶液密度没有给出，硫酸中氢离子浓度不一定最大。

D项，由图示可知，随着Cr含量增加，稀硝酸对合金腐蚀性减弱。

【答案】 D考向2合金的性质2．镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域。

下列关于镁铝合金的性质的叙述中正确的是()A．此合金的熔点、硬度比镁和铝的熔点、硬度都高B．此合金能全部溶解于稀盐酸中C．此合金能全部溶解于氢氧化钠溶液中D．此合金不能全部溶于过量FeCl3溶液中【解析】合金的熔点一般低于它的成分金属，A错误；镁铝合金具有镁、铝的化学性质，只有B正确。

【答案】 BCu(NO 3)2、CuSO 4制备的最佳方法和途径Cu ――→空气或O 2△CuO ――→HNO 3（稀）Cu(NO 3)2Cu ――→空气或O 2△CuO ――→稀H 2SO 4CuSO 4，此法的优点是无污染物和酸的利用率高。

(2010·新课标全国卷节选)物质A ～G 有下图所示转化关系(部分反应物、生成物没有列出)。

其中A 为某金属矿的主要成分，经过一系列反应可得到B 和C 。

单质C 可与E 的浓溶液发生反应，G 为砖红色沉淀。

请回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：B________、E__________、G________；(2)利用电解可提纯C 物质，在该电解反应中阳极物质是________，阴极物质是________，电解质溶液是________；(3)反应②的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【解析】 本题采用逆推法。

由G 为砖红色沉淀可知，G 必为Cu 2O ，F 为铜盐，又有C(单质)＋E(浓)―→F ＋B 反应，可能为Cu 和浓H 2SO 4或Cu 和浓HNO 3的反应，又由B →D 的反应条件高温、催化剂，可推出B 为SO 2，C 为Cu ，D 为SO 3，E 为H 2SO 4，F 为CuSO 4。