第09講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用-2023年高考化學一輪復習四點卓越講義4

第0第09講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用考綱要求：考綱要求：1．了解常見金屬活動順序。2．了解合金的概念及重要應用。3．了解銅及其重要化合物的主要性質及其應用?？键c一銅及其化合物1．單質銅(1)物理性質：紫紅色固體，具有良好的延展性、導熱性和導電性。(2)化學性質寫出圖中有關反應的化學方程式或離子方程式：①化學方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O=Cu2(OH)2CO3。②化學方程式：2Cu＋Seq\o(=,\s\up7(△))Cu2S。③與氧化性酸反應與濃硫酸反應的化學方程式：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O與稀硝酸反應的離子方程式：3Cu＋8H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O與濃硝酸反應的離子方程式：Cu＋4H＋＋2NOeq\o\al(－,3)=Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O④與鹽溶液反應(寫離子方程式)與AgNO3溶液反應的離子方程式：Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋與FeCl3溶液反應的離子方程式：Cu＋2Fe3＋=2Fe2＋＋Cu2＋2．銅的重要化合物(1)氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(H＋)CuO＋2H＋=Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O與H2反應CuO＋H2eq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2OCu2O＋H2eq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋H2O轉化關系4CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu2O＋O2↑3．氫氧化銅(1)物理性質：藍色不溶于水的固體。(2)化學性質及應用：4．銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，是銅綠的成分，是銅在潮濕的空氣中被腐蝕的結果，其受熱分解的化學方程式為Cu2(OH)2CO3eq\o(=,\s\up7(△))2CuO＋H2O＋CO2。(2)CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬，其受熱分解的化學方程式為CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋5H2O，藍色晶體受熱轉化為白色粉末。無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)，可作為檢驗水的依據(jù)。(3)銅鹽溶液有毒，主要是因為Cu2＋作為一種重金屬離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此可將膽礬、熟石灰、水配成波爾多液，用來殺滅植物的病毒。5．銅的冶煉(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\up7(800℃))Cu2S＋3SO2＋2FeO(爐渣)2Cu2S＋3O2eq\o(=,\s\up7(1200℃))2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2Seq\o(=,\s\up7(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，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，銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2＋，用純銅棒作陰極，Cu2＋在陰極上得電子生成銅?；A通關練基礎通關練1．焊接兩根漆包銅線(銅線表面有絕緣油漆)的操作是：①先把漆包銅線放在火上灼燒，②立即在酒精中蘸一下，③然后焊接銅線頭。有關敘述正確的是A．①中只有銅發(fā)生了氧化反應B．②中的乙醇做溶劑C．經(jīng)歷①②的變化后銅線的質量不變D．長期使用后的酒精會有香味2．下列有關物質的用途與化學原理具有對應關系的是選項用途化學原理A用氫氟酸雕刻玻璃氫氟酸顯弱酸性B用FeCl3溶液蝕刻印刷電路板FeCl3溶液顯酸性C用SiO2制造坩堝SiO2熔點高D用HNO3制備硝酸銨HNO3具有強氧化性A．A B．B C．C D．D3．2022年春晚上，《只此青綠》驚艷了許多觀眾，生動還原了北宋名畫——《千里江山圖》。下列說法合理的是A．《千里江山圖》中青色來自藍銅礦顏料[]可表示為B．《千里江山圖》中綠色顏料銅綠的主要成分是氫氧化銅C．《千里江山圖》中的紅色來自赭石(Fe2O3)，其性質穩(wěn)定，不易被空氣氧化D．《千里江山圖》的畫布材質為麥青色的蠶絲織品——絹，絹的主要成分是纖維素4．向2mL0.2mol/LCuSO4溶液中滴加0.2mol/LNa2SO3溶液時溶液變綠，繼續(xù)滴加產生棕黃色沉淀，經(jīng)檢驗棕黃色沉淀中不含。通過實驗探究棕黃色沉淀的成分。實驗1：向棕黃色沉淀中加入稀硫酸，觀察到溶液變藍，產生紅色固體實驗2：已知：，(白色)。下列同學對實驗現(xiàn)象的分析正確的是A．實驗1中加入稀后溶液變藍可證實棕黃色沉淀中含有B．實驗2中加入KI溶液后產生白色沉淀，可證實棕黃色沉淀中含有C．實驗2中加入淀粉溶液后無明顯現(xiàn)象，說明不存在D．在的存在下，與發(fā)生了氧化還原反應，產生CuI沉淀和，說明棕黃色沉淀中含有和5．部分含銅物質的分類與相應化合價關系如圖所示。下列推斷錯誤的是A．d的代表物質高銅酸鉀具有強氧化性 B．將c加入濃堿液中可制得e的膠體C．的轉化可用于檢驗葡萄糖 D．存在的轉化關系(1)通常利用反應：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO除去混合氣體中的少量O2。(2)Cu與稀H2SO4不反應，但在通入O2的條件下，Cu可在稀H2SO4中逐漸溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O。(3)無水CuSO4只能作為檢驗水的試劑，不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。(4)銅為變價金屬，與Cl2反應生成CuCl2，與S反應生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2>S。(5)區(qū)別紅色物質Cu和Cu2O的方法向紅色物質中加入稀硫酸，若溶液由無色變成藍色，則該紅色物質為Cu2O，否則為Cu。反應的化學方程式為Cu2O＋H2SO4=CuSO4＋Cu＋H2O。查缺補漏練查缺補漏練1．某同學進行如下實驗：實驗實驗現(xiàn)象ⅰ將銅粉加入試管中，再加入稀溶液變藍，液面上方呈淺紅棕色；至不再產生氣泡時，銅粉有剩余，余液呈酸性ⅱ繼續(xù)向ⅰ中試管加入少量固體又產生氣泡，銅粉減少，液面上方呈淺紅棕色ⅲ取飽和溶液，加入少量固體和銅粉無明顯變化下列說法不正確的是A．氧化性的強弱與其濃度大小有關B．ⅰ、ⅱ中銅粉減少的原因能用相同的離子反應解釋C．ⅰ中余液呈酸性的主要原因是D．用一定濃度的與也能使銅粉溶解2．CuSO4是一種重要的化工原料，有關制備途徑及性質如圖所示。下列說法錯誤的是A．途徑①所用混酸中H2SO4與HNO3物質的量之比最好是1:1B．生成等量的硫酸銅，三個途徑中參加反應的硫酸的物質的量：①=②<③C．硫酸銅在1100℃分解反應的方程式可能為2CuSO4Cu2O+SO2↑+SO3↑+O2↑D．Y為葡萄糖或甲酸甲酯，均可實現(xiàn)這一步的轉化3．下列轉化不能通過一步實現(xiàn)的是（）A．FeFe3O4 B．AlNaAlO2C．CuCuSO4 D．CuCuS4．C和CuO在高溫下反應生成Cu、Cu2O、CO2、CO。現(xiàn)將1g碳粉跟8gCuO混合，在硬質試管中隔絕空氣高溫加熱，將生成的氣體全部通入足量NaOH溶液中，并收集殘余的氣體，測得溶液增加的質量為1.1g，殘余氣體在標準狀況下的體積為560mL。下列說法不正確的是A．反應后硬質試管中碳粉有剩余B．反應后生成Cu2O為0.025molC．該氧化還原反應共轉移電子0.2molD．反應后硬質試管中剩余的固體混合物的總質量為7.2g5．已知在酸性條件下能發(fā)生下列反應：Cu＋→Cu＋Cu2＋（未配平）。NH4CuSO3與足量的10mol?L?1硫酸溶液混合微熱，產生下列現(xiàn)象：①有紅色金屬生成；②有刺激性氣味氣體產生；③溶液呈藍色。據(jù)此判斷下列說法一定合理的是A．該反應顯示硫酸具有酸性B．NH4CuSO3中硫元素被氧化C．刺激性氣味的氣體是氨氣D．反應中硫酸作氧化劑廢銅綜合利用常見化工流程能力提升練能力提升練1．某小組利用含銅刻蝕廢液制備無水，并電解飽和溶液探究其陰極產物以便回收銅。I．制備無水。制備流程如下：(1)實驗室中，“結晶”時使用的陶瓷儀器是_______，“脫水”最適宜的方法為_______。(2)已知“過濾”后的濾液中主要溶質為，則“反應①”的離子方程式為_______。II．探究電解飽和溶液的陰極產物。用下圖所示裝置電解飽和溶液，一段時間后，觀察到陰極電極表面附著白色固體，電極底部有少量紅色固體生成，電極附近的溶液呈“黑色”。(3)查閱文獻發(fā)現(xiàn)白色固體是CuCl。則生成CuCl的陰極電極反應為_______。(4)為抑制陰極副反應的發(fā)生，該小組繼續(xù)探究影響CuCl固體析出量的因素，實驗如下：編號電解液陰極電極析出固體量白色固體紅色固體15%溶液無較多215%溶液少量較多3飽和溶液較多少4飽和溶液，適量鹽酸無較多實驗結果表明，為減少電解過程中CuCl的析出，可采取的措施有_______、_______。(5)為探究溶液呈“黑色”的原因，該小組查閱含銅物質的顏色后有如下猜想：猜想1：“黑色”物質是細小的CuO粉末；猜想2：“黑色”物質是納米銅粉；猜想3：“黑色”物質是與、形成的絡合離子。為驗證猜想，該小組進行以下實驗，得出初步結論：編號操作現(xiàn)象初步結論1取2mL“黑色”溶液于試管中，加入適量①_______，振蕩無明顯現(xiàn)象猜想1不成立2取2mL“黑色”溶液于試管中，加入適量稀硝酸，振蕩②_______猜想2成立有同學認為，實驗2的現(xiàn)象不能證明猜想2一定成立，理由是③_______，因此，關于“黑色”物質的成分還需進一步研究。2．實驗室利用廢棄舊電池的銅帽(Zn、Cu總含量約為99%)回收Cu并制備納米ZnO的部分實驗過程如圖所示：(1)在“溶解”步驟中，提高銅帽溶解速率的措施_______(例舉兩種)。(2)有同學提出溶解步驟中可在酸性條件下不斷鼓入并加熱，這種情況下，銅發(fā)生溶解的離子方程式為_______。(3)“過濾”步驟中使用的玻璃儀器有_______。(4)生成的沉淀需經(jīng)充分洗滌，檢驗沉淀是否洗滌干凈的方法是_______。(5)在封閉的高溫電爐中焙燒，焙燒后的ZnO粉末用去離子水洗凈，再用乙醇洗滌3次，減壓過濾，干燥，得到純凈的納米級ZnO。用乙醇洗滌的目的是_______。(6)有同學提出用純堿代替溶液，在實際生產中得到的是一種堿式碳酸鋅[]，取該樣品6.82g，充分灼燒后測得殘留物質量為4.86g，將所得氣體通入足量澄清石灰水中，得到2.00g沉淀，則此堿式碳酸鋅的化學式是_______?？键c二合金金屬礦物的開發(fā)利用1．合金(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。(2)特性：合金具有不同于各成分金屬的物理性能、化學性能或機械性能。①熔點：一般比它的各成分金屬的低；②硬度和強度：一般比它的各成分金屬的大。易錯提醒：(1)常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體。(2)合金的物理性質相比于成分金屬有所改變，但合金中各成分金屬的化學性質仍然不變。2．常見的金屬材料(1)金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬材料及其合金(2)黑色金屬材料——鋼鐵①鋼是用量最大，用途最廣的合金。(3)有色金屬材料——銅和鋁3.金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形式(2)金屬冶煉的一般步驟(3)金屬冶煉的實質金屬冶煉的過程就是把金屬從化合態(tài)還原為游離態(tài)的過程，即：Mn＋＋ne－=M。(4)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)①電解法Na：2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))2Na＋Cl2↑；Mg：MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電))Mg＋Cl2↑；Al：2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5(冰晶石))4Al＋3O2↑。②熱還原法高爐煉鐵：Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2；鋁熱反應制鉻：2Al＋Cr2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))Al2O3＋2Cr；焦炭還原銅：C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑。③熱分解法Hg：2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑；Ag：2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑。金屬活動性與冶煉方法的關系：易錯提醒：①冶煉Mg時只能電解MgCl2不能電解MgO，原因是MgO的熔點高，熔融時耗費更多能源，增加生產成本。②冶煉Al時只能電解Al2O3不能電解AlCl3，原因是AlCl3是共價化合物，熔融態(tài)難導電。加入冰晶石(Na3AlF6)的目的是降低Al2O3的熔化溫度。③用熱還原法得到的銅還要經(jīng)過電解精煉才能得到精銅?；A通關練基礎通關練1．工業(yè)上以鋁土礦(主要成分是氧化鋁，含氧化鐵雜質)為原料冶煉鋁的工藝流程如下：下列敘述正確的是A．反應①中試劑X是稀硫酸溶液B．試劑Y是二氧化碳，它與AlO反應生成氫氧化鋁C．圖中所示轉化反應中包含2個氧化還原反應D．將X與Y試劑進行對換，最終可以達到相同結果2．鋁土礦主要成分為Al2O3，主要雜質為Fe2O3、SiO2，某實驗小組設計了如圖流程制備鋁：下列說法不正確的是A．步驟①過濾得到的濾渣主要為SiO2B．步驟②的沉淀劑可以選用NaOH、氨水或Ca(OH)2，考慮成本，Ca(OH)2最合適C．步驟④加入冰晶石的目的是降低Al2O3熔融的溫度，降低能耗D．該方案的缺陷在于未能很好的將Fe2O3雜質除去3．下列金屬冶煉的反應原理，不恰當?shù)氖?。A．2NaCl(熔融) B．C． D．4．化學創(chuàng)造美好生活。下列生產活動中，沒有運用相應化學原理的是選項生產活動化學原理A食品中添加適量二氧化硫SO2可