高三三輪復習化學科目第二章第四節(jié)銅及其化合物金屬材料課件(2017課件)

第四節(jié)銅及其化合物金屬材料第二章金屬元素及其化合物考綱·網(wǎng)絡(luò)—掌控全局考綱點擊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1.了解常見金屬的活動順序。2.了解合金的概念及重要應(yīng)用。3.了解銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。梳理·判斷—突破點面梳理根底一、銅及其重要化合物1．銅。(1)在自然界中的存在形態(tài)。游離態(tài)：天然銅。化合態(tài)：黃銅礦(CuFeS2)和孔雀石[Cu2(OH)2CO3]。(2)物理性質(zhì)：______色，具有金屬光澤，具有________性、________性、________性，被廣泛應(yīng)用于電器元件、導線等的制造。(3)化學性質(zhì)。紫紅延展導電導熱反應(yīng)物質(zhì)化學方程式非金屬O2________________________(____色固體)Cl2____________________________(____色煙)S____________________________(黑色固體)氧化性酸濃H2SO4________________________________濃HNO3_______________________________________稀HNO3______________________________________黑棕黃Cu＋2H2SO4(濃)

Cu＋4HNO3(濃)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCuSO4＋SO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O鹽AgNO3______________________________________FeCl3______________________________________2.氧化銅和氫氧化銅。物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學式CuOCu(OH)2狀態(tài)____溶于水的____色固體(粉末)____溶于水的藍色固體Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2AgCu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2不黑不化學性質(zhì)CuO＋2H＋____________________CuO＋H2____________________CuO＋CO____________________Cu(OH)2＋2H＋

____________________Cu(OH)2____________________Cu2＋＋H2OCu＋H2OCu＋CO2Cu2＋＋2H2OCuO＋H2O3.硫酸銅。CuSO4·5H2O為藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍色(生成CuSO4·5H2O)可作為水的檢驗依據(jù)。二、合金與金屬材料1．合金。(1)概念。________與其他_______________或________形成的具有____________的物質(zhì)。一種金屬一種或幾種金屬非金屬金屬特性(2)特性。①熔點較各成分的熔點____。②合金比各成分金屬具有更好的________、________以及物理、化學和機械加工性能，如耐腐蝕性強、強度大等。2．金屬材料。(1)黑色金屬材料。包括______________及它們的合金。低硬度強度鐵、錳、鉻(2)生鐵和鋼。生鐵和鋼都是鐵、碳合金，鋼是用量最大、用途最廣泛的合金。合金成分性能生鐵含C(2%～4.3%)、S、P硬、脆普通鋼含C(0.3%～2%)硬而韌，有彈性特種鋼錳鋼含C、Mn堅硬、強韌、不容易磨損鎢鋼含C、W耐熱、熔點高、堅硬不銹鋼含Cr、Ni抗腐蝕性強、堅硬判斷正誤正確的打“√〞，錯誤的打“×〞。1．1molCu和足量稀硝酸反響產(chǎn)生NA個NO分子()2．(2012·山東高考)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反響()3．CuSO4與ZnS反響的離子方程式為Cu2＋＋S2－CuS↓()4．錫青銅的熔點比純銅高()5．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al()×√×××6．所有不銹鋼都只含有金屬元素()7．將銅屑參加Fe3＋溶液中的離子方程式：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋()8．加強熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu()9．銅外表易形成致密的氧化膜，銅容器可以盛放濃硫酸()10．錫青銅(銅錫合金)文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比枯燥環(huán)境中快()11．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物()×√××√√熱點一熱點·典例—融會貫穿銅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系1．堿式碳酸銅。(1)化學式為Cu2(OH)2CO3，俗名：孔雀石，綠色固體。(2)銅在潮濕的空氣中被氧化為銅銹：2Cu＋O2＋H2O＋CO2Cu2(OH)2CO3。2．銅的氧化物。CuO為黑色粉末，不溶于水。Cu2O為紅色粉末，不溶于水。3．Cu2＋具有氧化性，但氧化能力比Fe3＋弱。如FeCl3可將H2S氧化為S，Cu2＋那么只能與H2S生成不溶于酸的CuS。2Fe3＋＋H2S2Fe2＋＋2H＋＋S↓；Cu2＋＋H2S2H＋＋CuS↓；Fe3＋可氧化Cu生成Cu2＋：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋。【例1】

(2012·山東高考)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用以下試劑中的______吸收(填字母)。a．濃H2SO4b．濃HNO3c．NaOH溶液d．氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在______(填離子符號)，檢驗溶液中還存在Fe2＋的方法是_____________(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學反響方程式為__________________________________________________。(4)CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，以下說法正確的選項是__________。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反響c．溶液中Cu2＋向陽極移動d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反響2Cu＋O2＋2H2SO42CuSO4＋2H2O可以制備CuSO4，假設(shè)將該反響設(shè)計為原電池，其正極電極反響式為____________________。解析：(1)根據(jù)冰銅的元素組成可知氣體A為SO2，可以用堿性物質(zhì)或氧化性物質(zhì)來處理，應(yīng)選c、d。不選b的原因是硝酸的復原產(chǎn)物NO也是大氣污染物；不選a的原因是濃硫酸雖然具有強氧化性但并不能與SO2反響，因為沒有中間價態(tài)。(2)能與KSCN溶液顯紅色的是Fe3＋，要檢驗是否還存在Fe2＋，需選擇能與Fe2＋反響且有現(xiàn)象的試劑。根據(jù)Fe2＋的復原性，可以選擇具有強氧化性的酸性KMnO4，現(xiàn)象是紫色褪去。(3)發(fā)生的反響類似鋁熱反響，觀察法配平即可。(4)電解過程中不可防止的會有局部電能轉(zhuǎn)化為熱能，故a錯。電解精煉過程中，粗銅是作陽極，與電池的正極相連，發(fā)生氧化反響，故b正確。電解過程中，陽離子要往陰極移動，故c錯。比銅活潑性弱的金屬會成為陽極泥，故d正確。(5)在原電池中，正極發(fā)生復原反響。根據(jù)方程式可知是O2發(fā)生了復原反響。在硫酸溶液中，正極的電極反響式為：O2＋4H＋＋4e－2H2O。答案：(1)cd(2)Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O＋2Al

Al2O3＋6Cu(4)bd(5)4H＋＋O2＋4e－

2H2O1．物質(zhì)A～G有如以下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(局部反響物、生成物沒有列出)。其中A為某金屬礦的主要成分，經(jīng)過一系列反響可得到B和C。單質(zhì)C可與E的濃溶液發(fā)生反響，G為磚紅色沉淀。請答復以下問題：(1)寫出以下物質(zhì)的化學式：B________、E________、G________。(2)寫出反響②的化學方程式：________________________________________________________________________。(3)假設(shè)A是由兩種元素組成的礦物質(zhì)，且與O2反響后生成的B與C的物質(zhì)的量之比為1:2，那么A的化學式為：_________________________________________________________。解析：由G為磚紅色沉淀推知G為Cu2O，因此推知F為含有Cu2＋的溶液；再由框圖BDE，且由單質(zhì)C＋E(濃)F＋B推出，C為Cu，B為SO2，E為H2SO4。(3)A由兩種元素組成，即由Cu和S組成，假設(shè)其產(chǎn)物B與C的物質(zhì)的量之比為12時，那么A的化學式為Cu2S。答案：(1)SO2H2SO4Cu2O(2)Cu＋2H2SO4(濃)CuSO4＋SO2↑＋2H2O(3)Cu2S熱點二金屬活動性順序表的應(yīng)用常見金屬的活動順序為：金屬在化學反響中失去電子生成陽離子的能力依次減弱，對應(yīng)陽離子得電子能力依次增強。該規(guī)律有多種應(yīng)用，歸納如下：1．判斷金屬與酸能否發(fā)生置換反響。排在H前邊的金屬可與非氧化性酸發(fā)生置換氫的反響。2．判斷金屬與鹽溶液能否發(fā)生置換反響。排在前邊的較活潑的金屬能把排在后邊的金屬從其鹽溶液中置換出來，生成新鹽和新金屬。3．判斷金屬與水能否發(fā)生置換反響。(1)極活潑金屬(K、Ca、Na)可與冷水發(fā)生置換氫的反響。(2)活潑金屬(Mg、Al)可與熱水發(fā)生置換氫的反響。(3)較活潑金屬(Zn、Fe)與水蒸氣在高溫下反響，可置換水中的氫生成氫氣，但生成氫氧化物受熱分解，最后得到金屬氧化物。(4)排在氫后邊的金屬與水不反響。4．判斷原電池正、負極及電極反響。由兩種金屬構(gòu)成的原電池電極，位于金屬活動順序表前面的金屬為負極。(1)負極反響：電極金屬失電子被氧化，形成金屬陽離子進入溶液。(2)正極反響：溶液中微粒(酸性條件下為H＋，中性條件下為H2O和O2)在正極上得到電子被復原。5．判斷金屬在自然界中的存在狀態(tài)。6．判斷金屬氫氧化物的熱穩(wěn)定性強弱。金屬活動性順序表中越位于前面的金屬，其氫氧化物越穩(wěn)定，越不易分解，越后面的金屬氫氧化物越易分解，極不活潑的金屬Pt、Au甚至無氫氧化物。7．判斷金屬的冶煉方法。金屬冶煉是金屬離子得到電子，被復原成金屬原子的過程。金屬活動性順序表中的不同金屬，因金屬離子結(jié)合電子能力不等，所以冶煉方法不同?！纠?】有X、Y、Z三種金屬，X能從Y的硝酸鹽中置換出Y，Z能從Y的硝酸鹽中置換出Y，把Z放入稀硫酸中有氣泡產(chǎn)生，把X放入稀硫酸中無明顯的現(xiàn)象，判斷三種金屬的活動性順序是(

)A．X＞Y＞ZB．Z＞X＞YC．Z＞Y＞XD．X＞Z＞Y思維點撥：此類題的解題關(guān)鍵是從題中給出的信息(包括文字信息和化學方程式信息)，判斷出兩種金屬的活動性順序或金屬和氫的活動性順序，再綜合到一起。解析：由X能從Y的硝酸鹽中置換出Y可知X＞Y，由Z能從Y的硝酸鹽中置換出Y可知Z＞Y，由把Z放入稀硫酸中有氣泡產(chǎn)生可知Z＞H，由把X放入稀硫酸中無明顯的現(xiàn)象可知H＞X，那么可知Z＞X，所以Z＞X＞Y。答案：B2．(2012·大綱高考)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中，都可組成原電池，①②相連時，外電路電流從②流向①；①③相連時，③為正極；②④相連時，②上有氣泡逸出；③④相連時，③的質(zhì)量減少。據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是(

)A．①③②④B．①③④②C．③④②①D．③①②④解析：由題意知①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。①②相連時，外電路電流從②流向①，那么①大于②；①③相連時，③為正極，那么①大于③；②④相連時，②有氣泡逸出，那么④大于②；③④相連時，③的質(zhì)量減少，那么③大于④。那么這四種金屬活動性由大到小的順序是①③④②。答案：B實驗·操作—提高素養(yǎng)實驗課題：硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定1．實驗目的。探究測定晶體里結(jié)晶水含量的方法。2．實驗原理。硫酸銅晶體是一種比較穩(wěn)定的結(jié)晶水合物，當加熱到150℃左右時將全部失去結(jié)晶水，根據(jù)加熱前后的質(zhì)量差，可推算出其晶體的結(jié)晶水含量。3．實驗儀器。托盤天平、研缽、玻璃棒、三腳架、泥三角、瓷坩堝、坩堝鉗、枯燥器、酒精燈、藥匙。4．探究活動。①研磨：在研缽中將硫酸銅晶體研碎(防止加熱時可能發(fā)生迸濺)。②稱量：準確稱量一枯燥潔凈的瓷坩堝質(zhì)量(Wg)。③再稱：稱量瓷坩堝＋硫酸銅晶體的質(zhì)量(W1g)。④加熱：小火緩慢加熱至藍色晶體全部變?yōu)榘咨勰?完全失水)，并放入枯燥器中冷卻。⑤再稱：在枯燥器內(nèi)冷卻后(因硫酸銅具有很強的吸濕性)，稱量瓷坩堝＋硫酸銅粉末的質(zhì)量(W2g)。⑥再加熱：把盛有硫酸銅的瓷坩堝再加熱，再冷卻。⑦再稱重：將冷卻后的盛有硫酸銅的瓷坩堝再次稱量(兩次稱量誤差≤0.1g)。⑧計算：根據(jù)實驗測得的結(jié)果計算硫酸銅晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分數(shù)。簡稱：“一磨〞、“四稱〞、“兩熱〞、“一算〞。5．操作提示。①稱前研細；②小火加熱；③在枯燥器中冷卻；④不能用試管代替坩堝；⑤加熱要充分但不“過頭〞(溫度過高CuSO4易分解)。6．誤差分析。(1)偏高的情況。①加熱溫度過高或時間過長，固體局部變?yōu)榛野咨?，因為黑色的CuO與白色的CuSO4混合，會使固體變?yōu)榛野咨騑2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；②晶體中含有(或坩堝上附有)受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)，因W2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；③加熱時攪拌不當使晶體濺出坩堝外或被玻璃棒帶走少量，因W2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；④實驗前晶體有吸潮現(xiàn)象或加熱前所用的坩堝未完全枯燥，因W1偏大，W1－W2數(shù)值偏高。(2)偏低的情況。①加熱溫度過低(<100℃)或時間不夠，因W2偏大，W1－W2數(shù)值偏??；②加熱時質(zhì)量未至恒重就停止加熱，因W2偏大，W1－W2數(shù)值偏??；③加熱后坩堝放在空氣中冷卻，因為在冷卻過程吸潮，會使W2值偏大，W1－W2數(shù)值偏??；④晶體中含有受熱不分解或難揮發(fā)的雜質(zhì)，因W2－W1并不是純潔的CuSO4粉末的質(zhì)量，即水的含量必然偏低；⑤兩次稱量相差0.10g，因結(jié)晶水未完全失掉，使得W1－W2數(shù)值偏小。(3)無影響情況。瓷坩堝內(nèi)有不揮發(fā)性雜質(zhì)?！纠?】在測定硫酸銅結(jié)晶水的實驗操作中：(1)加熱前應(yīng)將晶體放在________中研碎，加熱是放在________中進行，加熱失水后，應(yīng)放在________中冷卻。(2)判斷是否完全失水的方法是_________________________________________________________________________________________________________________。(3)做此實驗，最少應(yīng)進行稱量操作________次。(4)下面是某學生一次實驗的數(shù)據(jù)，請完成計算，填入下面的表中。坩堝質(zhì)量坩堝與晶體總質(zhì)量加熱后坩堝與固體總質(zhì)量測得晶體中結(jié)晶水個數(shù)11.7g22.7g18.6g(5)這次實驗中產(chǎn)生誤差的原因可能是________(填寫字母)所造成。A．硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)性雜質(zhì)B．實驗前晶體外表有濕存水C．加熱時有晶體飛濺出去D．加熱失水后露置在空氣中冷卻解析：硫酸銅結(jié)晶水含量測定實驗是一個根本的定量實驗，實驗的關(guān)鍵是加熱過程中使晶體中的結(jié)晶水全部失去。為了保證失去全部結(jié)晶水，實驗中要加熱、稱量、再加熱、再稱量，直到最后兩次稱量值不超過0.1g(0.1g是托盤天平的感量)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計算出結(jié)晶水的質(zhì)量，進而可計算出結(jié)晶水分子數(shù)。由(4)的計算結(jié)果知實驗結(jié)果偏高，由此可判斷(5)選B、C兩項。答案：(1)研缽瓷坩堝枯燥器(2)最后一次加熱前后兩次質(zhì)量數(shù)據(jù)差不超過0.1g(3)4(4)5.3(5)BC穩(wěn)固·演練—根底達標1．Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。以下說法正確的選項是()A．三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物B．三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C．制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法D．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時陰極上依次析出Cu、Fe、Al解析：A項，Al2O3為兩性氧化物；B項，Cu與空氣中的CO2和H2O(g)的作用下與O2反響生成Cu2(OH)2CO3；C項，三種鹽均為強酸弱堿鹽，加熱時都水解，且生成易揮發(fā)的HCl，隨著水分和HCl的揮發(fā)，蒸干時都得到金屬氧化物和其氫氧化物的混合物；D項，電解AlCl3溶液陰極上的產(chǎn)物為H2和Al(OH)3。答案：C2．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中參加適量鋅粉，首先置換出的是()A．MgB．CuC．AgD．H2解析：金屬越活潑，復原性越強，其陽離子的氧化性越弱，所以氧化性強弱順序為：Ag＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Mg2＋；同一種復原劑與不同氧化劑反響時，氧化性強的先反響，鋅與Mg2＋不反響，先與Ag＋反響，所以首先置換出的是Ag。答案：C3．制印刷電路時常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液〞。銅被氯化鐵溶液腐蝕的方程式為：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；FeCl3溶液也能與鐵反響2FeCl3＋Fe===3FeCl2；當向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時參加鐵粉和銅粉，反響結(jié)束后，燒杯底部不可能出現(xiàn)的是()A．有銅無鐵B．有鐵無銅C．有鐵有銅