第4讲铜及其化合物金属材料.ppt

第四讲 铜及其化合物 金属材料,河南省淮阳一高 谢海,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),考试大纲,铜及其化合物,CuCO3,CuS,CuSO4.5H2O,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。,【典例1】 (2013黑龙江质检)已知酸性条件下有如下反应： 2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：,由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是 ( )。 ACu BCu2O C一定有Cu，可能有Cu2O D一定有Cu2O，可能有Cu,答案 D,3氢氧化铜 (1)物理性质： 色 溶于水的固体。 (2)化学性质：Cu(OH)2属于 ，能与 反应生成盐和水。 4胆矾(CuSO45H2O) CuSO45H2O为 色晶体，俗称 。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为 的检验依据。 5. CuCO3碳酸铜是一种蓝绿色的铜盐,难溶于水,不与水反应,蓝,不,弱碱,酸,蓝矾、胆矾,蓝,水,1(2012年豫南七校模拟)下列说法中不正确的是( ) A人类历史上使用最早的合金是青铜 B司母戊鼎是我国目前已发现的最重的青铜器 C目前世界上使用量最大的合金是铝合金 D目前世界上用途最广的合金是钢 解析：目前使用量最大的合金为铁合金。 答案：C,练一练,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 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 。 (2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 。,金属,低,大,2下列关于合金性质的说法中，错误的是( ) A合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低 C合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同 D合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同 解析：合金是两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的物质，熔合过程中不发生化学变化，合金与各成分金属的物理性质不同，但化学性质不变。 答案：D,3金属材料 (1)黑色金属材料：包括 。 生铁与钢,铁、铬、锰及其合金,不锈钢：普通钢中，加入 、 等多种元素，使其具有 的特性。 (2)有色金属材料铜、铝及其合金 铜合金：我国使用最早的合金是 ，常见的铜合金还有 和 。 铝合金 常见种类：硅铝合金、镁铝合金、硬铝。 性质特征： 、 、 、易于加工、成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗腐蚀能力。,Cr,Ni,不生锈,黄铜,白铜,密度小,强度高,塑性好,致密的氧化物保护膜,青铜,1金属元素在自然界中的存在形式 (1)游离态，如 。 (2)化合态：绝大多数金属以此形式存在。 2金属冶炼的实质 金属的冶炼过程就是把金属 的过程。即： (写反应通式)。,金、铂,从化合态还原为游离态,Mnne=M,二、金属的冶炼,3金属冶炼的方法 (1)热分解法 用加热分解氧化物的方法可制取Hg、Ag，化学方程式分别为： ， (2)热还原法 H2还原WO3： 。 Al还原Cr2O3： 。 CO还原Fe2O3： 。,(3)电解法 制取Na、Mg、Al时分别使用电解NaCl、MgCl2、Al2O3冶炼的方法，化学方程式分别为： ， ， 4金属的回收和资源保护 (1)回收利用废旧金属的意义：节约 ，减少 ，节约能源。 (2)合理开发和利用金属矿物资源，有效地使用金属产品、材料，主要的途径有： 提高金属矿物的 ； 减少金属的使用量； 加强金属资源的 ； 使用其他材料代替金属材料等。,矿物资源,环境污染,利用率,回收和再利用,2(2011年合肥模拟)阅读以下内容，回答问题。 冶炼金属一般有下列四种方法：焦炭法；水煤气(或H2，或CO)法；活泼金属置换法；电解法。四种方法各有优缺点，在工业上均有应用。 (1)一种无色气体A与红热的炭反应，得到另一种无色气体B，B与灼热的氧化铜反应，又得到A，则A和B分别为_(填序号)。 AO2、CO2 BO2、CO CCO2、CO DCO、CO2 (2)下列说法错误的是_(填序号)。 A对废旧金属的最好处理方法是回收、再利用 B提炼金属要经过矿石的富集、冶炼、精炼三步 C活泼金属的冶炼都是通过电解其盐溶液制得 D热还原法中还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气或活泼金属等,C,C,练一练,金属活动性顺序和金属的冶炼,1金属活动性顺序表及其应用,2.常见金属的冶炼原理,特别提醒 (1)冶炼Mg时只能电解MgCl2不能电解MgO(熔点太高)。 (2)冶炼Al时只能电解Al2O3不能电解AlCl3(共价分子不导电)。 (3)高温下，C与MgO反应生成CO而不是CO2，H2不能还原MgO。 (4)用热还原法得到的铜还要经过电解精炼才能得到精铜。,答案：A,必考点24 铜及其化合物的性质及其应用 1氧化铜和氧化亚铜,【典例2】 (2013江津区检测)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：,(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号填入，下同)，取用坩埚应使用_，灼烧后的坩埚应放在_上，不能直接放在桌面上。 实验所用仪器： a蒸发皿 b石棉网 c泥三角 d表面皿 e坩埚钳 f试管夹,c,e,b,(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物， 灼烧后含有少量铜的可能原因是_ a. 过程中部分氧化铜被还原 b灼烧不充分铜未被完全氧化 c氧化铜在加热过程中分解生成铜 d该条件下铜无法被氧气氧化 (3)通过途径实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、_、冷却结晶、_、自然干燥。,a、b,蒸发,过滤,(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径相比，途径有明显的两个优点是_ (5)在测定所得胆矾(CuSO4xH2O)中结晶水x值的实验过程中：称量操作至少进行_次。,(6)若测定结果x值偏高，可能的原因是_(填字母编号)。,产生等量胆矾途径消耗硫酸少 途径不会产生污染大气的气体,a加热温度过高 b胆矾晶体的颗粒较大 c加热后放在空气中冷却 d胆矾晶体部分风化,4,a,常见有颜色的物质总结 1白色物质 (1)白色沉淀物：BaCO3、BaSO4、CaCO3、AgCl、Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SiO3、Fe(OH)2。 (2)白色微溶物：Ag2SO4、CaSO4、MgCO3、Ca(OH)2。 2黑色固体物质 CuO、MnO2、木炭粉、FeO、Fe3O4、FeS、CuS、Cu2S、Ag2S。 3黄色物质 (1)固体物质：AgI、Ag3PO4。 S FeS2、 (2)液体物质：工业盐酸、久置的浓硝酸、FeCl3溶液。 4淡黄色固体物质 、Na2O2、AgBr、 5棕黄色固体物质 FeCl3、CuCl2,6紫色物质 (1)固体物质：KMnO4、I2 (2)液体物质：石蕊试液、KMnO4溶液 7红色物质 (1)固体物质：Cu、Cu2O (2)溶液：Fe(SCN)3溶液、品红溶液 8红棕色物质 (1)气态物质：NO2、溴蒸气 (2)液态物质：液态溴 (3)固态物质：Fe2O3 9黄绿色气体：Cl2 10浅黄绿色物质 F2(气体)、氯水(液体) 11蓝色固体物质 Cu(OH)2、CuSO45H2O 12其他有颜色的物质 Fe(OH)3(红褐色固体)、FeSO47H2O(绿色固体)、碘酒(褐色溶液)、溴水(橙色溶液)。,铝热反应,1原理：高温下铝将金属氧化物中的金属还原出来。 2实验装置：如图所示。,3反应特点 (1)高温条件； (2)剧烈燃烧，放出大量的热； (3)新生成的液态金属单质易与Al2O3(固态)分离。,4引燃剂和铝热剂 (1)引燃剂：镁条、氯酸钾。 (2)铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5等)组成的混合物。 5应用 铝热反应常用于冶炼难熔金属如V、Cr、Mn等；焊接钢轨等 特别提醒 非金属氧化物及Al前金属的氧化物如Na2O、MgO等不能发生铝热反应。,Hold住考向 名师揭秘 铜及其化合物的知识以及金属材料的应用，在新课标高考中的地位在逐步得到加强，属于新出现的高考热点。预测2014年高考仍会有新的命题，一轮复习时应密切注意有关题目！,(2013四川理综,7,6分) 1、 1.52 g铜镁合金完全溶解于50 mL密度为1.40 g/mL、 质量分数为63%的浓硝酸中,得到NO2和N2O4的混合气体1 120 mL(标准状况),向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液,当金属离子全部沉淀时,得到2.54 g沉淀。下列说法不正确的是( ) A.该合金中铜与镁的物质的量之比是21 B.该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是14.0 mol/L C.NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80% D.得到2.54 g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是600 mL,答案 D,探究高考明确考向,3(2012福建理综，24) (1)电镀时，镀件与电源的_极连接。 (2)化学镀的原理是利用化学反应生成金属单质沉积在镀件表面形成镀层。若用铜盐进行化学镀铜，应选用_(填“氧化剂”或“还原剂”)与之反应。 某化学镀铜的反应速率随镀液pH变化如图所示。该镀铜过程中，镀液pH控制在12.5左右。据图中信息，给出使反应停止的方法：_。,探究高考明确考向,负,还原剂,调节溶液pH在89之间,(3)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：,步骤()中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为 _ 步骤()所加试剂起调节pH作用的离子是_(填离子符号)。 在步骤()发生的反应中，1 mol MnO2转移2 mol电子，该反应的离子方程式为_。,Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O,MnO22Fe24H=Mn22Fe32H2O,HCO3-,4 (2013天津理综,9,18分)FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 .经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下,金属材料的加工与综合应,探究高考明确考向,检验装置的气密性; 通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气; 用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成; 体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封。 请回答下列问题: (1)装置A中反应的化学方程式为 (2)第步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A右端。要使沉积的FeCl3进入收集器,第步操作是 。 (3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) 。,在沉积的FeCl3固体下方加热,(4)装置B中冷水浴的作用为 ; 装置C的名称为 ;装置D中FeCl2全部反应后,因失去吸 收Cl2的作用而失效,写出检验FeCl2是否失效的试剂: (5)在虚线框中画出尾气吸收装置E并注明试剂。 .该组同学用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S,得到单质硫;过滤后,再以石墨为电极,在一定条件下电解滤液。 (6)FeCl3与H2S反应的离子方程式为 (7)电解池中H+在阴极放电产生H2,阳极的电极反应式为 (8)综合分析实验的两个反应,可知该实验有两个显著优点: H2S的原子利用率为100%; 。,冷却,使FeCl3沉积,便于收集产品,球形干燥管,K3Fe(CN)6溶液,FeCl3得到循环利用,K4Fe(CN)6亚铁氰化钾，俗称黄血盐，铁()盐溶液与亚铁氰化钾反应，得到蓝色的普鲁士蓝沉淀 K3Fe(CN)6 铁氰化钾，别名赤血盐，铁()盐溶液与亚铁氰化钾反应生成蓝色沉淀,5.(2013山东理综,28,12分)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。 (1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是 。 a.Fe2O3 b.NaCl c.Cu2S d.Al