2019高考化学大一轮复习 第三章 金属及其化合物 第13讲 金属材料及金属矿物的开发利用课件 鲁科版.ppt

第13讲金属材料及金属矿物的开发利用,1.了解常见金属的活动顺序。2了解合金的概念及重要应用。3了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用。,考点一,考点二,探究高考提升考能,微课15,考点一铜及其化合物,返回,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)用胆矾炼铜，不涉及化学反应()(2)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥空气中不易生成()(3)铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成()(4)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼(),题组,1,3,2,2将表中物质的颜色填入对应空格中：,紫红,白,黑,蓝,砖红,绿,黑,蓝,返回,题组,1,3,2,返回,题组,1,3,2,结论：方案(3)更经济合理。,方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。,方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。,方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。,答案：,返回,题组,1,3,2,题组一铜及其化合物的性质和应用1铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C工业上常采用电解法制取粗铜D在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S,C,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,2某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()A将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿,D,解析：A项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；,B项需要先加热铜才与氯气发生反应，故该项错误；,C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿Cu2(OH)2CO3与盐酸反应，故该项正确。,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,题组二含铜化合物的性质探究3(2017海淀区期末)新制氢氧化铜存在平衡：Cu(OH)22OHCu(OH)4-(深蓝色)。某同学进行下列实验：,下列说法不正确的是()A中出现蓝色沉淀B中现象是Cu(OH)22OHCu(OH)4-正向移动的结果C中现象证明葡萄糖具有还原性D对比和可知Cu(OH)2氧化性强于Cu(OH)4-,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,4(2017福建厦门期末节选)为研究红色固体产物的组成，进行如下实验(以下每步均充分反应)：,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,(1)摇动锥形瓶的目的是_。(2)锥形瓶中固体完全溶解得深蓝色溶液的离子方程式为_。(3)将容量瓶中的溶液稀释100倍后，溶液的颜色与容量瓶相近。由此可知固体产物的组成及物质的量之比约_。,2CuO28NH3H2O=2Cu(NH3)424OH6H2O,使溶液与空气中O2充分接触,n(Cu2O)n(Cu)1200,解析：(1)由题给信息“Cu2O溶于浓氨水生成无色的Cu(NH3)4，Cu(NH3)4在空气中被氧化为蓝色的Cu(NH3)42”，可知摇动锥形瓶的目的是为了使溶液充分接触空气。,解析：(2)中剩余固体为Cu，加浓氨水并摇动锥形瓶，最终生成蓝色的Cu(NH3)42，Cu元素的化合价升高，说明被空气中的O2氧化，反应物为Cu、O2、NH3H2O，生成物有Cu(NH3)42，根据电子守恒配平有：2CuO2NH3H2O2Cu(NH3)42，后有4个正电荷，由于溶液呈碱性(氨水)，利用OH平衡电荷有：2CuO2NH3H2O2Cu(NH3)424OH，最后根据原子守恒配平即可。,解析：(3)说明容量瓶中Cu(NH3)42的浓度是中的100倍，容量瓶中铜元素来自于Cu2O，容量瓶中铜元素来自于Cu，则n(Cu2O)n(Cu)1200。,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,题组二铜及其化合物的制取5(1)火法炼铜的原理：Cu2SO22CuSO2，在该反应中每生成1molCu，转移_mole。(2)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_(填选项字母)。a粗铜接电源正极，发生氧化反应b溶液中Cu2向阴极移动c电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等d利用阳极泥可回收Al、Zn等金属,ab,3,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,解析：(1)反应中Cu元素化合价由1价降低到0价，O元素化合价由0价降低到2价，S元素化合价由2价升高到4价，由方程式可知生成2molCu，转移6mol电子，则该反应中每生成1molCu，转移3mol电子。,(2)a.精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应故a正确；b.溶液中Cu2向阴极移动，故b正确；c.比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故c错误；d.Al、Zn比Cu活泼，在正极会生成Zn2和Al3，故不能利用阳极泥回收Al、Zn金属，故d错误。,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,6孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：,(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。,Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O,固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生,FeCu2=Fe2Cu,铁粉(答案合理即可),题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,解析：(1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。(2)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等。,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,7(2017东城区期末)CuSO4用途广泛，以Cu为原料制CuSO4有多种方法。(1)实验室可用Cu与浓硫酸反应制CuSO4。Cu与浓硫酸反应的化学方程式是:_。该方法制CuSO4存在的不足是_(写出任意一条)。,反应产生SO2，对环境有污染或氧化剂浓硫酸利用率不高(其他合理答案正确均可),Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,(2)实验小组采取如下方法制CuSO4。,实验表明，Fe3能加快生成CuSO4的反应速率，加快原理可表述为i2Fe3Cu=2Fe2Cu2.的离子方程式是_。,4Fe2O24H=4Fe32H2O,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,(3)用电解的方法制CuSO4，如图所示：,与直流电源a端相连的电极材料是_(填“铜片”或“石墨”)。将进口处较浓硫酸替换为Na2SO4溶液进行实验，发现得到的CuSO4溶液pH比替换前升高，结合化学用语解,释pH升高的原因是_。,铜片,替换为Na2SO4后，阴极区发生反应2H2e=H2，阴极区c(OH)c(H)，OH也可以通过阴离子交换膜运动到阳极区，导致CuSO4溶液pH升高,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,(2)生成的Fe2被氧气氧化，4Fe2O24H=4Fe32H2O。(3)由图可知SO移向与a端相连的电极材料，则该电极材料为阳极，是失电子的一极，说明是Cu失电子得到Cu2，则与a端相连的电极材料是铜片。,解析：(1)Cu与浓硫酸反应的化学方程式为Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；该方法反应产生SO2，对环境有污染，浓硫酸浓度减小后，反应停止，浓硫酸利用率不高。,题组,1,7,6,5,4,3,2,返回,考点二金属材料与金属矿物的开发利用,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质()(2)金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来()(3)镁合金的硬度与强度均高于纯镁()(4)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应()(5)高铁车厢大部分材料采用铝合金，因铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀能力强()(6)在常温下，铜可以被浓硫酸和浓硝酸氧化()(7)工业上金属Al是用电解熔融的氯化物制得的()(8)金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属(),自然界中存在游离态铁元素,还原,铜与浓硫酸反应需要加热,氧,题组,1,2,返回,返回,2下表中是四种金属的熔、沸点数据：(1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？(2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。,答案：(1)NaCu，NaFe(2)要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点。,题组,1,2,返回,题组一常见的金属材料1合金与纯金属制成的金属材料相比，优点是()合金的硬度一般比它的各成分金属的大一般地，合金的熔点比它的各成分金属的低改变原料的配比、改变生成合金的条件，得到有不同性能的合金合金比纯金属的导电性更强合金比纯金属的应用范围更广泛ABCD,B,题组,1,3,2,返回,A,题组,1,3,2,返回,题组二金属的冶炼3用铝热反应还原下列物质，制得金属各1mol时，消耗铝最少的是()AMnO2BCr2O3CV2O5DFe3O4,D,题组,1,3,2,返回,拓展有些活动性很强的金属也可以用还原法来冶炼，如：NaKClKNaCl请用化学平衡移动的原理，分析其原因。,金属活泼性与冶炼方法的关系,答案：由于Na的沸点高于850，而K的沸点低于850，在850时K形成蒸气而逸出，使化学反应向正方向进行。,题组,1,3,2,返回,微课15定量测定合金组成的两种方法,返回,1定量集气法定量集气法是指收集合金中某种物质溶于酸或碱溶液时所产生的气体的量，应用化学方程式或关系式来判断合金的组成。其原理的关键点是某组分具有特殊性质(特别是与酸或碱反应能产生气体)。其操作要点和注意事项有：保证装置的气密性良好，注意收集气体的读数方法。,2沉淀法沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时涉及的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)、沉淀(重点是沉淀试剂选择)、过滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量及数据的处理(包括测定结果的误差分析)。,返回,1航母螺旋桨主要由铜铝合金制造。80.0gCuAl合金用盐酸完全溶解后，在溶液中加入过量氨水，过滤后得到白色沉淀39.0g，则合金中Cu的质量分数为_。,83.1%,题组,1,2,返回,47.06%,题组,1,2,返回,.盐酸的物质的量浓度为_。.合金中镁的质量分数为_。.要使c组实验后剩余合金中的铝恰好完全溶解，还需向容器中加入1.0molL1的氢氧化钠溶液_mL。,(3)第三位同学取不同质量的样品分别和30mL同浓度的盐酸反应，所取合金质量与产生气体的体积(标准状况下测定)如表所示：,2.0molL1,47.06%,78,题组,1,2,返回,题组,1,2,返回,题组,1,2,返回,返回,1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)(2016全国卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥()(2)(2015全国卷)将铜粉加入1.0molL1Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现()(3)(2015广东高考)1molCu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子()(4)(2015四川高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()(5)(2015四川高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气()(6)(2014全国卷)H2通过灼热的CuO粉末，反应后固体物质增重（）,题组,1,4,3,2,返回,C,解析：Na、Mg属于活泼金属，用电解熔融NaCl、MgCl2的方法制备而不能电解NaCl溶液、MgCl2溶液，A、B错误；电解熔融Al2O3制取Al的反应为2Al2O3(熔融)4Al3O2，该反应属于氧化还原反应D错误。,题组,1,4,3,2,返回,3(2014山东理综，30)离子液体是一种室温熔融盐，为非水体系。由有机阳离子、Al2Cl和AlCl组成的离子液体作电解液时，可在钢制品上电镀铝。(1)钢制品应接电源的_极，已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应，阴极电极反应式为_。若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极产物为_。(2)为测定镀层厚度，用NaOH溶液溶解钢制品表面的铝镀层，当反应转移6mol电子时，所得还原产物的物质的量为_mol。(3)用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有_。aKClbKClO3cMnO2dMg取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀硫酸，滴加KSCN溶液无明显现象，_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3，理由是_(用离子方程式说明)。,题组,1,4,3,2,返回,解析：(1)电镀时，镀件应连接电源负极，作阴极；在阴极上发生还原反应，结合题中“电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应”可知阴极上的反应是4Al2Cl7-3e=Al7AlCl4-；若改用AlCl3水溶液作电解液，则阴极反应是水电离出的H得电子被还原为H2。,(2)铝与NaOH溶液反应的还原产物是H2，由化学方程式(或电子守恒)可知，每转移6mol电子，生成3molH2。,(3)铝热反应需要Mg条和KClO3引发反应；滴加KSCN溶液无明显现象，说明溶液中无Fe3，但是，固体溶于足量稀硫酸，由于Fe2O3与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3，生成的Fe2(SO4)3能与Fe反应生成FeSO4，所以不能说明固体中无Fe2O3。,题组,1,4,3,2,返回,答案：(1)负4Al2Cl7-3e=Al7AlCl4-H2(2)3(3)b、d不能Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2(或只写Fe2Fe3=3Fe2),题组,1,4,3,2,返回,4(2016四川理综，9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】,【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。,题组,1,4,3,2,返回,(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。a检查装置的气密性后加