高考化学第3章金属及其重要化合物第12讲用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物课件

(2)几种有色金属材料
3.金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在 在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属
化合物 元素以____________ 形式存在。
(2)金属的冶炼 ①实质：把金属从化合态还原为游离态。 ②方法：根据金属的活动性顺序不同，金属冶炼的方法分为热 分解法、热还原法、电解法等。
高温
5.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 ――→ Cu ――→ Cu2O 、 CuO ―――――→ A ――→
△ O2 焙烧 足量稀硫酸 操作Ⅰ
B――――――――→胆矾 (1)Cu2S 中铜元素的化合价为 ； 火法炼铜的反应原理是
2.(2019· 安徽江淮十校第二次联考)实验探究 Cu 及其化合物的 性质，操作正确且能达到目的的是( )
A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取 CuS B.向 Cu 与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察 CuSO4 溶液 的颜色 C.向 CuSO4 溶液中加入适量的 NaOH，过滤、洗涤并收集沉淀 充分灼烧以制取 CuO D. 在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制 Cu(OH)2 悬浊液并加热，产生砖红色沉淀
△
方法名称 热还 活泼金属 原法 做还原剂
主要反应原理(举例)
3Mn＋2Al2O3 3MnO2＋4Al=====____________
4Al＋3O2↑ 2Al2O3(熔融)===== ____________
冰晶石 电解 电解 高温
电解法
Mg＋Cl2↑ MgCl2(熔融)=====____________
解析：(1)Cu2S 中铜为＋1 价；火法炼铜中 Cu、O 被还原，S 被氧化，反应原理为 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(紫
＋
△
红色)，写出反应物和生成物，配平方程式。 (3)加入 H2O2 不产生污染物且不引入杂质。
2NaCl(熔融)=====2Na＋Cl2↑
电解
(3)铝热反应 高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，生成 实验 原理 的铁呈熔融态， 易与 Al2O3 分离。 化学方程式为 Fe2O3 ＋2Al=====2Fe＋Al2O3
高温
实验 装置
实验 现象
①镁带剧烈燃烧，放出大量的热， 并发出耀眼的白光， 氧化铁与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 ①制取熔点较高、活动性弱于 Al 的金属，如铁、铬、 锰、钨等； ②金属焊接，如野外焊接钢轨等
②写出下列化学方程式
2Cu＋O2=====2CuO ； 铜在空气中加热：____________________ 2Cu＋S=====Cu2S 。 铜丝在硫蒸气中反应：____________________
△ △
2.氧化铜和氧化亚铜 名称 颜色 水溶性 与非氧化性 酸反应(H ) 与 H2 反应 转化关系 3.氢氧化铜
蒸发、结晶、过滤
_________________(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，且有紫红色固体物质生成，请写出生成紫红色固体物质的 离子方程式：________________________________。 (3)若将 A 中紫红色固体物质反应掉， 操作Ⅰ中加入的试剂最好 是________ (填字母)。 A.适量的 NaNO3 B.适量的 HNO3 C.适量的 H2O2
解析： 选 C。 硫的氧化性较弱， 只能将铜氧化为＋1 价生成 Cu2S， A 项错误；铜与过量的浓硫酸反应后稀释，应将反应后的溶液 缓慢加入水中，并不断搅拌，B 项错误；CuSO4 与 NaOH 溶液 反应生成 Cu(OH)2 沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得 CuO，C 项 正确；淀粉水解后应先加 NaOH 溶液至溶液呈碱性，然后加入 新制 Cu(OH)2 悬浊液并加热， 才会产生砖红色沉淀， D 项错误。
(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___________。 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.从阳极泥中可回收 Ag、Pt、Au 等金属
方法名称 热分解法 CO 做 热还 原法 还原剂 H2 做 还原剂
主要反应原理(举例)
2Hg＋O2↑ 2HgO=====____________
2Ag2O=====4Ag＋O2↑
△
△
2Fe＋3CO2 Fe2O3＋3CO=====____________
(高炉炼铁)
高温
W＋3H2O WO3＋3H2=====____________
(4)(2016· 高考江苏卷)将铜丝插入稀硝酸中，反应的离子方程式 为 Cu＋4H ＋2NO3 ===Cu2 ＋2NO2↑＋H2O。(
＋ － ＋
)
(5)加热条件下氨可被 CuO 氧化成一种气体单质，该反应的化 学方程式为 3CuO＋2NH3=====3Cu＋N2＋3H2O。(
△
)
答案：(1)√
(2)√
(3)×
(4)×
(5)√
演练一
铜及其化合物的性质及转化
1.(2019· 河南十校联考)据央视新闻报道，考古人员在江西发掘 一座距今 2 000 多年、迄今保存最完好的西汉古墓。在古墓中 有 10 余吨西汉铜钱。 这些铜钱锈迹斑斑， 铜锈的主要成分可表 示为 Cu2H2CO5。下列有关判断正确的是( A.铜锈中 Cu 和 C 的化合价均为＋2 B.铜质文物表面的铜锈可用稀硝酸除去 C.铜锈易溶于水 D.32 g 铜生成铜锈转移 1 mol 电子 )
(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=====Al2O3＋6Cu (3)bd (4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
(2)化学性质及应用
4.铜盐 (1)碱式碳酸铜 Cu2(OH)2CO3 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的主要成分，它是 铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，受热易分解： Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋H2O＋CO2↑。
△
(2)硫酸铜
蓝矾、胆矾 。 ①CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称____________ 白 色 粉 末 ， 遇 水 变 ______ 蓝 色(生成 ② 无 水 CuSO4 为 ______ CuSO4· 5H2O ________________) ，可作为水的检验依据。
解析：选 D。铜锈中 Cu 为＋2 价，C 为＋4 价，A 项错误；稀 硝酸能够溶解铜锈，也能溶解铜，除去铜质文物表面的铜锈应 用稀硫酸或稀盐酸，B 项错误；铜锈难溶于水，C 项错误；铜 生成铜锈时， 铜由 0 价变为＋2 价， 32 g(0.5 mol)铜生成铜锈时， 转移 1 mol 电子，D 项正确。
3.已知 CuO 经高温灼烧生成 Cu2O， Cu2O 与 H＋发生反应： Cu2O ＋2H ===Cu＋Cu2 ＋H2O。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 Cu2O B.溶液中最终可能有紫红色固体出现 C.该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
＋
氧化铜 黑色 ______ 不溶 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O CuO＋H2=====Cu＋H2O
高温 △
＋
氧化亚铜 砖红色 不溶 Cu2O＋2H＋=== Cu2 ＋Cu＋H2O Cu2O＋H2===== 2Cu＋H2O
△
4CuO=====2Cu2O＋O2↑
蓝 色___ 不 溶于水的固体。 (1)物理性质：___
(2)(2017· 高考全国卷Ⅲ，13B 改编)向含较高浓度 Cl－的溶液中 加入 Cu 和 CuSO4，生成 CuCl 沉淀而除去 Cl－的反应为 Cu＋ Cu2＋＋2Cl－===2CuCl。( )
(3)(2016· 高考全国卷Ⅱ，13C)加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、 干燥，可除去 Cu 粉中混有的 CuO。( )
低 ； ①熔点：一般比它的各成分金属都_____ 大 。 ②硬度和强度：一般比它的各成分金属都_____
2.常见金属材料 金属 黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金 材料 有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金 (1)重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大、用途最广的合金。 低碳钢：韧性、焊接性好，强度低 碳素钢中碳钢：强度高，韧性及加工性好 高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好 钢 合金钢：具有各种不同的优良性能，用于 制不锈钢及各种特种钢
解析：选 C。解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化 性，能溶解 CuO、Cu2O 和单质 Cu，因而该实验结果无法说明 CuO 分解的程度。
演练二
铜及其化合物的制备
4.(2019· 安顺检测)工业上由黄铜矿(主要成分 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。 a.浓 H2SO4 c.NaOH 溶液 b.稀 HNO3 d.氨水
第 3章
金属及其重要化合物
第 12 讲
用途广泛的金属材料及开发利 用金属矿物
第 3章
金属及其重要化合物
了解铜及其重要化合物的制备方法，掌握其主要性质及应 用。 了解常见金属的活动顺序。 了解合金的概念及其重要应用。
第 3章
金属及其重要化合物
宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识金属材料的多样 性，并对物质进行分类；能从宏观和微观相结合的视角分析与 解决实际问题。 变化观念与平衡思想：认识金属冶炼遵循一定规律。 证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材 料性质提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪；能运 用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。 科学探究与创新意识： 能对金属的性质提出有探究价值的问 题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进 行实验探究。
(3)铜盐的毒性 铜盐溶液有毒，是因为铜离子能使蛋白质变性从而失去生理活 性，故可利用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物 的病毒。
[自我检测] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)(2018· 高考全国卷Ⅲ，10A)用稀硫酸和锌粒制取 H2 时，加几 滴 CuSO4 溶液以加快反应速率。( )
铜及其重要化合物
[知识梳理] 1.单质铜 (1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电 性。 (2)化学性质
①常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则
绿 色的铜锈。化学方程式 会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层____
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 。 为________________________________________
答案：(1)＋1
＋
Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2
＋
△
(2)Cu2O＋2H ===Cu＋Cu2 ＋H2O (3)C
废铜综合利用的常见流程框图模式
金属材料与金属矿物的开发利用 [知识梳理] 1.合金 (1)概念：是指两种或两种以上的金属 (或金属与非金属)熔合而 金属特性 的物质。 成的具有____________ (2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械 性能。
原理 应用
[自我检测] 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (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。( ) ) ) )