2014届高三化学一轮复习课件 第3章 金属及其化合物 第四讲 铜及其化合物 金属材料
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1．氧化铜和氧化亚铜
名称 颜色
氧化铜 黑色
氧化亚铜 红色
与酸反应 CuO＋2H＋===Cu2 Cu2O＋2H＋===Cu2＋ (H＋)
＋
＋H2O
＋Cu＋H2O
与H2反应
△ △ CuO＋H2=====Cu Cu2O＋H2=====2Cu ＋H2O ＋H2O
转化关系
高温 4CuO=====2Cu2O＋O2↑
7．判断金属的冶炼方法 金属冶炼的本质是金属离子得到电子，被还原成金属原子 的过程。金属活动顺序表中的不同金属，因金属离子结合 电子能力不等，所以冶炼方法不同。
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
名师揭秘
【典例1】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属
活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
名师揭秘
5．判断金属在自然界中的存在状态
6．判断金属氢氧化物的热稳定性强弱 金属活动顺序表中越位于前面的金属，其氢氧化物越稳
定，越不易分解，越后面的金属氢氧化物越易分解，极不
活泼的金属Pt、Au甚至无氢氧化物。
考基梳理
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名师揭秘
方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、 Cu 活 动 性 的 简 单 实 验 方 案 ( 与 方 案 Ⅰ 、 Ⅱ 不 能 雷
同)__________________________________________________
______________________ ____________________________________________________ ____________________； 用 离 子 方 程 式 表 示 其 反 应 原 理
③热分解法：制Hg、Ag等不活泼金属，加热下分解金属
氧化物。
考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘
问题征解 将a mol Fe3＋、b mol Cu2＋、c mol Fe和d mol Cu混合于同
一反应体系中充分反应，分析可能发生哪些反应？
提示 可能发生的反应有： ①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②2Fe3 ＋Cu===Cu2 ＋2Fe2 ③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (1)无论a、b、c、d取何值，反应①、②、③不可能均发 生。
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
名师揭秘
【应用1】 (2013·杭州质检)有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实
验： 将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易 腐蚀 将片状的X、W分别投入等浓度的盐酸中都有气 2 体产生，W比X反应剧烈 用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸 3 盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z
____________________________________________________
____________________。
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解析
金属活动性即其还原性，可以利用金属与H ＋ 反应的
难易或剧烈程度来进行比较，或用原电池正负极进行判断，
能力对接
考向集训
名师揭秘
②不锈钢：普通钢中，加入 Cr 具有 不生锈 的特性。
、 Ni 等多种元素，使其
(2)有色金属材料——铜、铝及其合金
①铜合金：我国使用最早的合金是 青铜 ，常见的铜合金还 有 黄铜 和 白铜 。 ②铝合金 常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。 性质特征： 密度小 、强度高 、 塑性好 、 易 于 加 工 、 成 本低廉且表面易形成 致密的氧化物保护膜 而 具 有 一 定 的 抗腐蚀能力。
考基梳理
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能力对接
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4．判断原电池正、负极及电极反应 由两种金属构成原电池的两个电极，在金属活动顺序表中
位于前面的金属为负极。
(1)负极反应：电极金属失电子被氧化，形成金属阳离子 进入溶液。 (2)正极反应：溶液中微粒(酸性条件下为H＋，中性条件下 为H2O和O2)在正极上得到电子被还原。
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(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其单质的还原 性越弱，简单离子的氧化性越强，如Cu2＋ 的氧化性强于Fe2
＋，但Fe3＋的氧化性强于Cu2＋。
(2)Cu之后的金属不与非氧化性酸反应；Cu、Hg、Ag能与氧 化性酸反应，但不产生氢气；Pt、Au不与氧化性酸反应，但 可溶解于“王水”中。
金属性Y＞Z，即金属性由强到弱的顺序为W＞X＞Y＞Z。 由3还可得出Z阳离子的氧化性强于H＋ ，即在金属活动性顺 序表中Z排在H之后，但Z与Cu的位置无法判断，所以Z与 Cu的金属性强弱无法比较，故C项不正确。
答案
C
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考点通解
能力对接
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必考点24 铜及其化合物的性质及其应用
关实验项目。 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放 入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定 它 们 的 活 动 性 。 该 原 理 的 离 子 方 程 式 为
__________________________________________________
______________________。
考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘
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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。
考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘
2.铜及其化合物之间的转化常伴的颜色变化 △ Cu(OH)2=====CuO＋H2O 蓝色 黑色
高温 4CuO=====2Cu2O＋O2↑ 黑色 红色
△ CuSO4· 2O=====CuSO4＋5H2O 5H 蓝色 白色
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例如：紫红色—Cu
白色—CuSO4
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红色—Cu2O 蓝色—Cu(OH)2或CuSO4·5H2O
黑色—CuO或CuS或Cu2S
棕黄色—CuCl2 两种钢材
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 合金钢：具有各不同的优良性能如制不锈钢及各种特种钢
第四讲 铜及其化合物 金属材料
考基梳理
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能力对接
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名师揭秘
1．了解铜及其重要化合物的性质及其应用。 2．了解常见金属的活泼性顺序。
3．了解合金的概念及其重要应用。
1．合金的概念、金属的活动性顺序，金属材料的性能及应 用。(选择题为主) 2．有关铜及其化合物的化工流程题型(简答题为主)
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我的归纳
金属元素在自然界的存在及冶炼
(1)存在：大多数金属在自然界中以化合态存在，极少数 (如Au、Pt等)才以游离态存在。
(2)冶炼方法
①电解法：制K—Al活泼金属，电解熔融态金属盐或氧化 物。 ② 热 还 原 法 ： 制 Zn—Cu较 活 泼 金 属 ， 高 温 下 用 还 原 剂 (C、CO、H2、Al等)还原金属化合物。
或用金属之间的置换反应进行比较，或利用最高价氧化物的 碱性强弱来比较。
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答案
方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：装置图如图所示
2H＋＋2e－===H2↑
Fe－2e－===Fe2＋ 方案Ⅲ：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片 表面是否生成红色物质 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
作为 水
的检验依据。
考基梳理
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名师揭秘
哪些现象可以作为判断Cu2 ＋ 存在的依 据？
提示
(1)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 判 定 依 据 。 如 CuSO4溶液为蓝色。 (2)Cu2＋ 与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2
＋的原理之一。
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二、合金 1．定义：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)
熔合而成的具有 金属 特性的物质。
2．性能 合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面 不同于它的各成分金属。 (1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 低 。
考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘
＋ ＋ ＋
a ＋ (2)当c＝ ，只发生①，因为Fe3 的氧化性最强。 2 a (3)当c＞ 时，发生反应的顺序是先①后③。 2 a (4)当c＜ 时，发生的反应是先①后②。 2
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必考点23 金属活动性顺序表的应用总结 常见金属的活动性顺序为： 金属在化学反应中失去电子生成阳离子的能力依次减弱， 对应阳离子得电子能力依次增强 该规律有多种应用，归纳如下：
考基梳理
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1．判断金属与酸能否发生置换反应 排在H前边的金属可与非氧化性酸发生置换氢的反应。
2．判断金属与盐溶液能否发生置换反应
排在前边的较活泼的金属能把排在后边的金属从其盐溶液 中置换出来，生成新盐和新金属。(非常活泼金属除外， 如K、Ca、Na等)
考基梳理
Βιβλιοθήκη Baidu助学提升
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3．判断金属与水能否发生置换反应 (1)极活泼金属(K、Ca、Na)可与冷水发生置换氢的反应；
(2)活泼金属(Mg、Al)可与热水发生置换氢的反应；
(3)较活泼金属(Zn、Fe)与水蒸气在高温下反应，可置换 水中的氢生成氢气，但生成的氢氧化物受热分解，最后得 到金属氧化物； (4)排在氢后边的金属与水不反应。
(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 大 。
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3．金属材料 (1)黑色金属材料：包括 铁、铬、锰及其合金 。
①生铁与钢
生铁 钢
主要成分 含碳量 含硫、磷量 硅、锰含量
Fe
2%～4.3% 少量
Fe
0.03%～2% 极少或没有
少
适量
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一、铜及其化合物
1．铜
(1)物理性质：铜是紫 红 色金属，具有良好的 导电 性 、 导热 性和延展性。
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(2)化学性质
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2．氧化铜 (1)物理性质： 黑 色粉末状固体。
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【典例2】 某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化
学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
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(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机 物，灼烧时将瓷坩埚置于________上(用以下所给仪器的编
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方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它 们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原
电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：____________________________________；
负极反应式：_____________________________________。
1
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根据以上事实，下列判断或推测错误的是 A．Z的阳离子氧化性最强
(
)。
B．W的还原性强于Y的还原性
C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X作负极
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解析
由1知金属性：X＞Y，由2知金属性：W＞X，由3知
(2)化学性质
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3．氢氧化铜 (1)物理性质： 蓝 色 不 溶于水的固体。 (2)化学性质：Cu(OH)2属于弱碱 ，能与 酸 反应生成盐 和水。 4．胆矾(CuSO4·5H2O) CuSO4·5H2O为 蓝 色晶体，俗称蓝矾、胆矾。 无 水 CuSO4 为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可
名称 颜色
氧化铜 黑色
氧化亚铜 红色
与酸反应 CuO＋2H＋===Cu2 Cu2O＋2H＋===Cu2＋ (H＋)
＋
＋H2O
＋Cu＋H2O
与H2反应
△ △ CuO＋H2=====Cu Cu2O＋H2=====2Cu ＋H2O ＋H2O
转化关系
高温 4CuO=====2Cu2O＋O2↑
7．判断金属的冶炼方法 金属冶炼的本质是金属离子得到电子，被还原成金属原子 的过程。金属活动顺序表中的不同金属，因金属离子结合 电子能力不等，所以冶炼方法不同。
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【典例1】 某校化学研究性学习小组欲设计实验验证Fe、Cu的金属
活动性，他们提出了以下两种方案。请你帮助他们完成有
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5．判断金属在自然界中的存在状态
6．判断金属氢氧化物的热稳定性强弱 金属活动顺序表中越位于前面的金属，其氢氧化物越稳
定，越不易分解，越后面的金属氢氧化物越易分解，极不
活泼的金属Pt、Au甚至无氢氧化物。
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方案Ⅲ：结合你所学的知识，帮助他们再设计一个验证Fe、 Cu 活 动 性 的 简 单 实 验 方 案 ( 与 方 案 Ⅰ 、 Ⅱ 不 能 雷
同)__________________________________________________
______________________ ____________________________________________________ ____________________； 用 离 子 方 程 式 表 示 其 反 应 原 理
③热分解法：制Hg、Ag等不活泼金属，加热下分解金属
氧化物。
考基梳理 助学提升 考点通解 能力对接 考向集训 名师揭秘
问题征解 将a mol Fe3＋、b mol Cu2＋、c mol Fe和d mol Cu混合于同
一反应体系中充分反应，分析可能发生哪些反应？
提示 可能发生的反应有： ①2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋ ②2Fe3 ＋Cu===Cu2 ＋2Fe2 ③Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋ (1)无论a、b、c、d取何值，反应①、②、③不可能均发 生。
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【应用1】 (2013·杭州质检)有关X、Y、Z、W四种金属进行如下实
验： 将X和Y用导线连接，浸入电解质溶液中，Y不易 腐蚀 将片状的X、W分别投入等浓度的盐酸中都有气 2 体产生，W比X反应剧烈 用惰性电极电解等物质的量浓度的Y和Z的硝酸 3 盐混合溶液，在阴极上首先析出单质Z
____________________________________________________
____________________。
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解析
金属活动性即其还原性，可以利用金属与H ＋ 反应的
难易或剧烈程度来进行比较，或用原电池正负极进行判断，
能力对接
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②不锈钢：普通钢中，加入 Cr 具有 不生锈 的特性。
、 Ni 等多种元素，使其
(2)有色金属材料——铜、铝及其合金
①铜合金：我国使用最早的合金是 青铜 ，常见的铜合金还 有 黄铜 和 白铜 。 ②铝合金 常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。 性质特征： 密度小 、强度高 、 塑性好 、 易 于 加 工 、 成 本低廉且表面易形成 致密的氧化物保护膜 而 具 有 一 定 的 抗腐蚀能力。
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4．判断原电池正、负极及电极反应 由两种金属构成原电池的两个电极，在金属活动顺序表中
位于前面的金属为负极。
(1)负极反应：电极金属失电子被氧化，形成金属阳离子 进入溶液。 (2)正极反应：溶液中微粒(酸性条件下为H＋，中性条件下 为H2O和O2)在正极上得到电子被还原。
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(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其单质的还原 性越弱，简单离子的氧化性越强，如Cu2＋ 的氧化性强于Fe2
＋，但Fe3＋的氧化性强于Cu2＋。
(2)Cu之后的金属不与非氧化性酸反应；Cu、Hg、Ag能与氧 化性酸反应，但不产生氢气；Pt、Au不与氧化性酸反应，但 可溶解于“王水”中。
金属性Y＞Z，即金属性由强到弱的顺序为W＞X＞Y＞Z。 由3还可得出Z阳离子的氧化性强于H＋ ，即在金属活动性顺 序表中Z排在H之后，但Z与Cu的位置无法判断，所以Z与 Cu的金属性强弱无法比较，故C项不正确。
答案
C
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必考点24 铜及其化合物的性质及其应用
关实验项目。 方案Ⅰ：有人提出将大小相等的铁片和铜片，分别同时放 入稀硫酸(或稀盐酸)中，观察产生气泡的快慢，据此确定 它 们 的 活 动 性 。 该 原 理 的 离 子 方 程 式 为
__________________________________________________
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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。
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2.铜及其化合物之间的转化常伴的颜色变化 △ Cu(OH)2=====CuO＋H2O 蓝色 黑色
高温 4CuO=====2Cu2O＋O2↑ 黑色 红色
△ CuSO4· 2O=====CuSO4＋5H2O 5H 蓝色 白色
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例如：紫红色—Cu
白色—CuSO4
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红色—Cu2O 蓝色—Cu(OH)2或CuSO4·5H2O
黑色—CuO或CuS或Cu2S
棕黄色—CuCl2 两种钢材
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 合金钢：具有各不同的优良性能如制不锈钢及各种特种钢
第四讲 铜及其化合物 金属材料
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1．了解铜及其重要化合物的性质及其应用。 2．了解常见金属的活泼性顺序。
3．了解合金的概念及其重要应用。
1．合金的概念、金属的活动性顺序，金属材料的性能及应 用。(选择题为主) 2．有关铜及其化合物的化工流程题型(简答题为主)
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我的归纳
金属元素在自然界的存在及冶炼
(1)存在：大多数金属在自然界中以化合态存在，极少数 (如Au、Pt等)才以游离态存在。
(2)冶炼方法
①电解法：制K—Al活泼金属，电解熔融态金属盐或氧化 物。 ② 热 还 原 法 ： 制 Zn—Cu较 活 泼 金 属 ， 高 温 下 用 还 原 剂 (C、CO、H2、Al等)还原金属化合物。
或用金属之间的置换反应进行比较，或利用最高价氧化物的 碱性强弱来比较。
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答案
方案Ⅰ：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑
方案Ⅱ：装置图如图所示
2H＋＋2e－===H2↑
Fe－2e－===Fe2＋ 方案Ⅲ：把铁片插入CuSO4溶液中，一段时间后，观察铁片 表面是否生成红色物质 Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu
作为 水
的检验依据。
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哪些现象可以作为判断Cu2 ＋ 存在的依 据？
提示
(1)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 判 定 依 据 。 如 CuSO4溶液为蓝色。 (2)Cu2＋ 与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2
＋的原理之一。
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二、合金 1．定义：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)
熔合而成的具有 金属 特性的物质。
2．性能 合金具有许多优良的物理、化学和机械性能，在许多方面 不同于它的各成分金属。 (1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 低 。
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＋ ＋ ＋
a ＋ (2)当c＝ ，只发生①，因为Fe3 的氧化性最强。 2 a (3)当c＞ 时，发生反应的顺序是先①后③。 2 a (4)当c＜ 时，发生的反应是先①后②。 2
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必考点23 金属活动性顺序表的应用总结 常见金属的活动性顺序为： 金属在化学反应中失去电子生成阳离子的能力依次减弱， 对应阳离子得电子能力依次增强 该规律有多种应用，归纳如下：
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1．判断金属与酸能否发生置换反应 排在H前边的金属可与非氧化性酸发生置换氢的反应。
2．判断金属与盐溶液能否发生置换反应
排在前边的较活泼的金属能把排在后边的金属从其盐溶液 中置换出来，生成新盐和新金属。(非常活泼金属除外， 如K、Ca、Na等)
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3．判断金属与水能否发生置换反应 (1)极活泼金属(K、Ca、Na)可与冷水发生置换氢的反应；
(2)活泼金属(Mg、Al)可与热水发生置换氢的反应；
(3)较活泼金属(Zn、Fe)与水蒸气在高温下反应，可置换 水中的氢生成氢气，但生成的氢氧化物受热分解，最后得 到金属氧化物； (4)排在氢后边的金属与水不反应。
(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 大 。
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3．金属材料 (1)黑色金属材料：包括 铁、铬、锰及其合金 。
①生铁与钢
生铁 钢
主要成分 含碳量 含硫、磷量 硅、锰含量
Fe
2%～4.3% 少量
Fe
0.03%～2% 极少或没有
少
适量
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一、铜及其化合物
1．铜
(1)物理性质：铜是紫 红 色金属，具有良好的 导电 性 、 导热 性和延展性。
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(2)化学性质
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2．氧化铜 (1)物理性质： 黑 色粉末状固体。
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【典例2】 某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化
学反应制取胆矾。其设计的实验过程为：
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(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机 物，灼烧时将瓷坩埚置于________上(用以下所给仪器的编
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方案Ⅱ：有人利用Fe、Cu作电极设计成原电池，以确定它 们的活动性。试在下面的方框内画出原电池装置图，标出原
电池的电极材料和电解质溶液，并写出电极反应式。
正极反应式：____________________________________；
负极反应式：_____________________________________。
1
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
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根据以上事实，下列判断或推测错误的是 A．Z的阳离子氧化性最强
(
)。
B．W的还原性强于Y的还原性
C．Z放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D．用X、Z和稀硫酸可构成原电池，且X作负极
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
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解析
由1知金属性：X＞Y，由2知金属性：W＞X，由3知
(2)化学性质
考基梳理
助学提升
考点通解
能力对接
考向集训
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3．氢氧化铜 (1)物理性质： 蓝 色 不 溶于水的固体。 (2)化学性质：Cu(OH)2属于弱碱 ，能与 酸 反应生成盐 和水。 4．胆矾(CuSO4·5H2O) CuSO4·5H2O为 蓝 色晶体，俗称蓝矾、胆矾。 无 水 CuSO4 为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可