2020年高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)文檔第三章第12講銅及其重要化合物金屬材料

第12講銅及其重要化合物、金屬材料一、銅及其化合物1．銅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：銅是eq\o(□,\s\up4(01))紫紅色金屬，具有良好的eq\o(□,\s\up4(02))導(dǎo)電性、eq\o(□,\s\up4(03))導(dǎo)熱性和延展性。(2)化學(xué)性質(zhì)寫出圖中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式：①eq\o(□,\s\up4(04))2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3②eq\o(□,\s\up4(05))2Cu＋Seq\o(=,\s\up17(△))Cu2S2．氧化銅和氧化亞銅3．氫氧化銅(1)物理性質(zhì)：eq\o(□,\s\up4(14))藍色eq\o(□,\s\up4(15))不溶于水的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用4．CuSO4·5H2OCuSO4·5H2O為eq\o(□,\s\up4(16))藍色晶體，俗稱eq\o(□,\s\up4(17))藍礬、膽礬。無水CuSO4為eq\o(□,\s\up4(18))白色粉末，遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為水的檢驗依據(jù)。無水CuSO4只能作為水的檢驗試劑，但不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。二、金屬材料1．合金2．常見金屬材料(1)黑色金屬材料——鋼鐵。①eq\o(□,\s\up4(04))鋼是用量最大，用途最廣的合金。(2)有色金屬材料——銅和鋁。①我國使用最早的合金是eq\o(□,\s\up4(05))青銅，常見的銅合金有黃銅和白銅等。②鋁合金3．金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在(2)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的實質(zhì)金屬的冶煉過程就是把金屬從eq\o(□,\s\up4(07))化合態(tài)還原為eq\o(□,\s\up4(08))游離態(tài)的過程。即eq\o(□,\s\up4(09))Mn＋＋ne－＝M。(4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)1.判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，并指明錯因。(1)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、過濾、洗滌、干燥。(×)錯因：Cu與HNO3也反應(yīng)。(2)將銅粉加入1.0mol·L－1Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍，有黑色固體出現(xiàn)。(×)錯因：Fe3＋氧化銅，本身被還原為Fe2＋，沒有黑色固體生成。(3)1molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個SO3分子。(×)錯因：Cu與熱濃H2SO4反應(yīng)產(chǎn)生SO2。(4)合金中的金屬元素都是以化合態(tài)形式存在。(×)錯因：合金中金屬多是以游離態(tài)形式存在的。(5)合金的硬度一般小于成分金屬，而熔點一般高于成分金屬。(×)錯因：合金的硬度一般大于成分金屬，而熔點一般小于成分金屬。(6)合金材料中不可能含有非金屬元素。(×)錯因：鐵合金中就含C、Si等非金屬元素。2．教材改編題(據(jù)人教必修一P68T6)銅錢在歷史上曾經(jīng)是一種廣泛流通的貨幣。從物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的角度分析，銅常用于制造貨幣的說法正確的是()A．銅來源廣泛，易于從自然界冶煉得到B．銅的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被腐蝕，銅的熔點比較低，容易冶煉鑄造成型C．銅的外觀為紫紅色，大方美觀，易于被人們接受D．銅的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在空氣中易轉(zhuǎn)化為銅綠，銅綠具有抗腐蝕能力，易于流通答案B考點eq\a\vs4\al(一)銅及其化合物的性質(zhì)[典例1](2018·安徽三校聯(lián)考)硫酸銅是一種重要的化工原料，其有關(guān)制備途徑及性質(zhì)如圖所示。下列說法不正確的是()A．相對于途徑①，途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想B．硫酸銅在1100℃分解所得氣體X可能是二氧化硫和三氧化硫的混合氣體C．Y可以是葡萄糖溶液D．將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體解析途徑①：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，途徑②：2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)eq\o(=,\s\up17(△))2CuSO4＋2H2O，制取等質(zhì)量硫酸銅途徑②需要的硫酸少，且途徑②無污染性氣體產(chǎn)生，故途徑②更好地體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想，A項正確；若X是二氧化硫和三氧化硫的混合氣體，則硫酸銅中銅元素、硫元素的化合價都降低，而無元素化合價升高，故B項錯誤；葡萄糖中含有醛基，可與氫氧化銅懸濁液在加熱條件下反應(yīng)生成Cu2O，C項正確；硫酸銅溶液中銅離子會水解，但生成的硫酸不揮發(fā)，故將硫酸銅溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶可制得膽礬晶體，D項正確。答案B名師精講1．熟記銅及其化合物的顏色物質(zhì)顏色物質(zhì)顏色Cu紫紅色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O藍色Cu2O磚紅色Cu2(OH)2CO3綠色Cu2S黑色Cu(OH)2藍色(1)Cu在加熱條件下與O2非常容易反應(yīng)，利用這一性質(zhì)，可把Cu作為O2的吸收劑。若在實驗題中看到加熱的銅網(wǎng)或銅粉，應(yīng)想到這一作用。(2)無水CuSO4常用作水的檢驗試劑；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥劑使用。(3)銅鹽屬于重金屬鹽，可使蛋白質(zhì)變性，故銅鹽有毒。農(nóng)業(yè)上常用石灰乳和CuSO4混合作用，兩者的混合液是被稱為“波爾多液”的農(nóng)藥。(4)溶液中的Cu2＋常為藍色(濃CuCl2溶液為綠色，稀CuCl2溶液為藍色)，可作為Cu2＋的鑒別依據(jù)。如CuSO4溶液呈藍色，在推斷題中，“藍色溶液”基本可作為Cu2＋的存在依據(jù)。(5)Cu2＋與堿反應(yīng)生成藍色沉淀[Cu(OH)2]，這也是鑒定Cu2＋的原理之一。3．銅的冶煉“兩方法”(1)濕法煉銅：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu。(2)高溫煉銅：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅)：2CuFeS2＋4O2eq\o(=,\s\up17(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up17(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up17(1200℃))6Cu＋SO2↑粗銅中銅的含量為99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%～99.98%的銅。電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極，用純銅棒作陰極即可得精銅。1．已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu＋=Cu2＋＋Cu↓。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗證，實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下：由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)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解析濃H2SO4(加熱)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4與Cu不反應(yīng)，與Cu2O反應(yīng)。2．Cu2S是火法煉銅的重要原料之一，下面是由Cu2S冶煉銅及制取CuSO4·5H2O的流程圖：Cu2Seq\o(→,\s\up17(O2),\s\do15(△))Cueq\o(→,\s\up17(焙燒))Cu2O、CuOeq\o(→,\s\up17(足量稀硫酸))Aeq\o(→,\s\up17(操作Ⅰ))Beq\o(→,\s\up17(蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾))膽礬(1)Cu2S中銅元素的化合價為________，火法煉銅的反應(yīng)原理是__________________________________(用化學(xué)方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍色，且有紅色物質(zhì)生成，請寫出生成紅色物質(zhì)的離子方程式：___________________________。(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是________(填字母)。A．適量的NaNO3 B．適量的HNO3C．適量的H2O2答案(1)＋1Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2Cu＋SO2(2)Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O(3)C解析(1)Cu2S中銅為＋1價，火法煉銅中Cu、O被還原，S被氧化，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up17(△))2Cu＋SO2。(2)依據(jù)信息知Cu2O在酸性條件下生成Cu2＋(藍色)和單質(zhì)銅(紅色)，反應(yīng)的離子方程式為Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O。(3)H2O2不產(chǎn)生污染物，不引入雜質(zhì)。考點eq\a\vs4\al(二)金屬材料[典例2]冶煉金屬一般有以下幾種方法：①熱分解法；②焦炭法；③水煤氣法(CO或H2)；④活潑金屬置換法；⑤電解法。這幾種方法各有優(yōu)缺點，它們在工業(yè)上均有應(yīng)用。古代有：a.火燒孔雀石煉銅；b.濕法煉銅；現(xiàn)代有：c.鋁熱法煉鐵；d.光鹵石法煉鎂。對它們的冶煉方法分析不正確的是()A．a(chǎn)用② B．b用③C．c用④ D．d用⑤解析鐵、銅、鎂的冶煉方法，要根據(jù)它們的金屬活動性來選擇?；馃兹甘療掋~是用焦炭作還原劑進行冶煉，A正確；濕法煉銅是在溶液中進行的，故不能用水煤氣法，B不正確；鋁熱法煉鐵屬于活潑金屬置換法，C正確；鎂的活潑性較強，用電解法比較適宜，D正確。答案B名師精講1．合金特性(1)構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素。(2)合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機械性能，在許多方面不同于各成分金屬，不是簡單加合；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認為合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。(3)并非所有的金屬都能形成合金。兩種金屬形成合金，其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬的熔點大于另一種金屬的沸點，則二者不能形成合金。(4)合金一定是混合物。2．金屬活動性順序表中隱含的重要信息(1)金屬活潑性與冶煉方法的關(guān)系：(2)有些活動性很強的金屬也可以用還原法來冶煉，如：Na＋KCleq\o(=,\s\up17(850℃))K↑＋NaCl2RbCl＋Mgeq\o(=,\s\up17(700～800℃))MgCl2＋2Rb↑等，在此主要運用了化學(xué)平衡移動原理，利用K、Rb沸點低，氣化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進行。4．鋁熱反應(yīng)3．(2018·蕪湖質(zhì)檢)下列說法正確的是()A．工業(yè)上通過電解氯化鈉溶液制備金屬鈉和氯氣B．鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵C．工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al不涉及氧化還原反應(yīng)D．MgCl2(aq)eq\o(→,\s\up17(石灰乳))Mg(OH)2eq\o(→,\s\up17(煅燒))MgOeq\o(→,\s\up17(電解))Mg答案B解析電解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2，得不到單質(zhì)鈉，A錯誤；電解熔融Al2O3發(fā)生的是氧化還原反應(yīng)，C錯誤；工業(yè)上冶煉鎂是電解熔融MgCl2而不是MgO，D錯誤。4．金屬材料