高考化学一轮复习 第11讲 铜及其化合物 金属材料 开发利用金属矿物练习 新人教版.doc

第11讲铜及其化合物金属材料开发利用金属矿物【考纲要求】1.掌握铜及其重要化合物的性质。2.了解合金的概念及重要应用。3.了解常见金属的活动性顺序及金属冶炼的一般方法。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。考点一|铜及其化合物(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第51页巩固教材知识1单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质：常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式：2cuo2co2h2o=cu2(oh)2co3。写出下列化学方程式：铜在空气中加热：2cuo22cuo。铜丝在硫蒸气中反应：2cuscu2s。铜丝在cl2中反应：cucl2cucl2。2铜的重要化合物(1)cu2(oh)2co3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：cu2(oh)2co32cuoco2h2o，可溶于稀硫酸，离子方程式：cu2(oh)2co34h=2cu2co23h2o。(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的cu2o，化学方程式为4cuo2cu2oo2。(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为cuso45h2ocuso45h2o。(4)cu2o与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为cu2o2h=cucu2h2o。3正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)用胆矾炼铜不涉及化学反应。()(2)氢气通过灼热的cuo粉末反应后固体物质增重。()(3)cuo是黑色固体，与水反应可生成cu(oh)2。()(4)cu2o遇硝酸会被氧化成cu2。()(5)cu2(oh)2co3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成。()(6)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成。()(7)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在。()(8)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。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)练透基础小题题点一铜及其化合物的性质1(rj必修1p686题改编)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是()a铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到b铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型c铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受d铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通答案：b2把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。 cu cuso4 白色 cu2o 蓝色 cu(oh)2 红色 cuso45h2o 紫红色 cuo 棕黄色 cucl2 黑色 cu2s答案：3下列有关铜的化合物的性质的叙述正确的是()acuso4变成cuso45h2o是物理变化b一定条件下，新制的cu(oh)2悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应ccuo是黑色固体，与水反应可生成cu(oh)2dcu2o遇硝酸可能会被氧化成cu2解析：a项：cuso45h2o=cuso45h2o是化学变化；b项：cu(oh)2与乙醛在加热的条件下能反应，在常温下，cu(oh)2与乙酸也能发生中和反应；c项：cuo与水不反应；d项：。答案：d备考提醒cu2在水溶液中的颜色1含cu2的溶液常为蓝色。2浓cucl2溶液为蓝绿色，稀cucl2溶液为蓝色。题点二铜及其化合物间的转化4已知cuo经高温灼烧生成cu2o，cu2o与h发生反应：cu2o2h=cucu2h2o。将经高温灼烧后的cuo样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()a如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了cu2ob溶液中最终可能有紫红色固体出现c这种实验的结果无法说明cuo分解的程度d如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明cuo没有分解解析：若误认为cu不与热的稀硝酸反应会造成错选d。如果样品部分生成了cu2o，也会有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明cuo分解的程度，a项错误、c项正确；由于cu能够与热的稀硝酸反应，所以不论cuo是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现，b、d项错误。答案：c5cu2s是火法炼铜的重要原料之一，下面是由cu2s冶炼铜及制取cuso45h2o的流程图：cu2scucu2o、cuoab胆矾(1)cu2s中铜元素的化合价为_，火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向cu2o、cuo中加入足量稀硫酸得到的体系a中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_。(3)若将a中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。a适量的nano3b适量的hno3c适量的h2o2解析：(1)cu2s中铜为1价，火法炼铜中cu、o被还原，s被氧化，反应原理为cu2so22cuso2。(2)依据信息知cu2o在酸性条件下生成cu2(蓝色)和单质铜(红色)，写出反应物和生成物，配平方程式。(3)h2o2不产生污染物。答案：(1)1cu2so22cuso2(2)cu2o2h=cucu2h2o(3)c6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精制cuo，其设计的实验过程为(1)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灼烧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(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净cuo，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。答案：(1)ab(2)耗酸少；无污染性气体so2产生考点二|合金及常见金属材料(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第52页巩固教材知识1合金(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，而且是一种混合物。(2)性能：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低。合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大。如生铁的熔点比纯铁的熔点低，硬度比纯铁的大。2常见金属材料(1)重要的黑色金属材料钢铁：钢是用量最大，用途最广的合金。钢的分类：(2)有色金属材料铜和铝：铜合金：我国使用最早的铜合金是青铜，常见的铜合金还有黄铜和白铜。铝合金：3(rj必修1p681题改编)正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)合金的硬度一般比它的各成分金属的大。()(2)一般地，合金的熔点比它的各成分金属的更低。()(3)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。()(4)合金比纯金属的导电性更强。()(5)合金比纯金属的应用范围更广泛。()(6)合金材料中不可能含有非金属元素。()(7)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金。()(8)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)练透基础小题1下列关于不锈钢和普通钢的认识中，正确的是()a它们的组成元素是相同的b它们的主要成分都是铁，故化学性质完全相同c它们的耐腐蚀性能不同d它们的物理性质完全相同答案：c2某合金与铁的物理性质的比较如下表所示：熔点/ 密度/(g/cm3)硬度(金刚石为10)导电性(银为100)某合金2 5003.007.42.3铁1 5357.864.517还知该合金耐腐蚀、强度大，从以上性能看，该合金不适合做()a导线b门窗框c炉具 d飞机外壳解析：该合金与铁的性质比较可知，其导电性比fe差很多，不适合做导线。答案：a3下表中是四种金属的熔、沸点数据：金属naalcufe熔点/ 97.816601 0381 535沸点/ 8832 4672 5672 750(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考点三|金属矿物的开发和利用(基础送分型自主学习)授课提示：对应学生用书第53页巩固教材知识1金属在自然界中的存在形式2金属冶炼的一般步骤3金属冶炼的实质金属冶炼的过程就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：mnne=m。4金属冶炼的方法(用化学方程式表示)5正误判断，正确的打“”，错误的打“”。(1)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。()(2)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜。()(3)工业上电解熔融状态的al2o3制备al涉及氧化还原反应。()(4)电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液时，阴极上依次析出cu、fe、al。()(5)用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜。()(6)电解氯化镁溶液制取金属镁。()(7)用焦炭和空气反应产生的co在高温下还原铁矿石中铁的氧化物。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)练透基础小题题点一金属的冶炼方法1下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是()a电解氯化镁水溶液制备金属镁b利用铝热反应制备金属铝c加热分解fe2o3的方法制备金属铁d用火法或湿法均可制备金属铜答案：d2(1)能否用电解alcl3和mgo的方法冶炼al、mg?(2)冶炼al时加入冰晶石(na3alf6)的目的是什么？答案：(1)不能。因为alcl3是共价化合物，熔融时无法电离出自由移动的离子，不导电；而mgo虽是离子化合物，但其熔点太高，熔融会消耗大量的电能，成本较高。(2)冰晶石可以降低al2o3熔化的温度。题点二铝热反应冶炼难熔金属3用铝热反应还原下列物质，制得金属各1 mol时，消耗铝最少的是()amno2bcr2o3cv2o5 dfe3o4解析：制得1 mol金属需要电子最少的消耗铝最少。ad项制得1 mol金属需要电子的物质的量依次为4 mol、3 mol、5 mol、 mol。答案：d4粉末状试样a是由等物质的量的mgo和fe2o3组成的混合物。进行如下实验：取适量a进行铝热反应，产物中有单质b生成；另取20 g a全部溶于0.15 l 6.0 mol/l盐酸中，得溶液c；将中得到的单质b和溶液c反应，放出1.12 l(标准状况)气体，同时生成溶液d，还残留有固体物质b；用kscn溶液检验时，溶液d不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质b是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。答案：(1)加少量kclo3，插上镁条并将其点燃fe(2)fe2o36hcl=2fecl33h2o、mgo2hcl=mgcl2h2o(3)fe2h=fe2h2、fe2fe3=3fe2备考提醒有金属参加或生成的置换反应1活泼金属与水或酸反应置换出h2；2铁与水蒸气反应置换出h2；3水溶液中，金属活动性顺序表中排在前面的金属置换出排在后面的金属；4镁置换出碳：2mgco22mgoc；5铝热反应；6非水溶液中，非金属单质c、h2等可还原出cu、fe、w等金属。题点三金属铜的冶炼5工业上由黄铜矿(主要成分为cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓硫酸b稀硝酸cnaoh溶液d氨水(2)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。(3)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_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中cu2向阳极移动d利用阳极泥可回收ag、pt、au等金属(4)利用反应2cuo22h2so4=2cuso42h2o可制备cuso4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。答案：(1)cd(2)3cu2o2alal2o36cu(3)bd(4)4ho24e=2h2o真题发掘知识串联串线索固双基回扣关键知识以黄铜矿冶炼铜的工艺流程为载体串联金属冶炼的常用方法授课提示：对应学生用书第54页高考载体(2012山东高考卷)工业上由黄铜矿(主要成分为cufes2)冶炼铜的主要流程如下：知识串联高考还可以这样考(1)写出用电解法冶炼钠和铝的化学方程式：_，_。(2)工业上冶炼铁用的还原剂是什么？_，写出反应的化学方程式： _。(3)由泡铜(cu2o、cu)冶炼粗铜的化学方程式是_。(4)已知cu2o能与稀h2so4反应生成cuso4和cu，泡铜中的cu2o和cu均是红色物质，如何通过实验鉴别cu2o与cu？_。(5)冰铜(mcu2snfes)中铜元素的化合价是多少？_，将冰铜中的cu2s在o2中灼烧能冶炼出铜，试写出该反应的化学方程式：_。(6)由粗铜电解精炼铜时，粗铜接电源的正极还是负极？_。(7)设计由粗铜、浓h2so4、水等物质制备cuso4的实验方案。_。答案：(1)2nacl(熔融) 2nacl22al2o3(熔融)4al3o2(2)co3cofe2o32fe3co2(3)3cu2o2al6cual2o3(4)将少量红色物质放入稀h2so4中，有固体析出，若溶液变成蓝色，说明红色物质为cu2o，若溶液不变蓝色，则红色物质为cu(5)1价cu2so22cuso2(6)正极(7)由粗铜制备cuso4的实验流程为课时作业(授课提示：对应学生用书第261页)1(2017湖南师大附中月考)下列有关说法中，正确的是()钢与纯铁相比较不易生锈冶炼铝和钠都可以用电解法kscn溶液可以检验fe3缺钙会引起骨质疏松，缺铁会引起贫血青铜、不锈钢、硬铝都是合金abc d解析：钢中含有碳等杂质容易形成原电池，腐蚀更快，错误；冶炼铝和钠都是用电解法，正确；铁离子遇到硫氰化钾显红色，正确；钙是组成骨骼的重要元素，缺钙会使骨质疏松，血红蛋白中含有铁元素，缺铁会引起缺铁性贫血，正确；青铜为铜锡等形成的合金，不锈钢为铁镍等形成的合金，硬铝为镁铝等形成的合金，正确。答案：b2下列冶炼金属的原理正确的是()a2al2o33c4al3co2bfe2o33co2fe3co2cmgoh2mgh2od2hgo2hgo2解析：a项冶炼金属al所用的为电解熔融al2o3；c项冶炼金属mg所用的为电解熔融mgcl2；d项冶炼金属hg所用的是热分解法。答案：b3下列有关金属的工业制法正确的是()a制钛：用金属钠置换氯化钛(ticl4)溶液中的钛b炼铁：用焦炭和空气反应产生的co在高温下还原铁矿石中铁的氧化物c制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的nacl溶液d炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜解析：钠与水反应，不能从溶液中置换出钛，a错；电解nacl溶液得不到na，c错；用粗铜电解精炼，而不是用黄铜矿，d错。答案：b4fe、cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是()a两者的单质放置在空气中均只生成氧化物b两者的单质都能与稀硫酸反应产生氢气c常温条件下，两种金属都能溶解于浓硝酸中d制备fecl3、cucl2，均不能采用将其溶液直接蒸干的方法解析：cu放置在空气中可生成cu2(oh)2co3，a项错误；铜为不活泼金属，不能与稀硫酸反应生成氢气，b项错误；常温下，浓硝酸能够使铁钝化，c项错误；直接蒸干fecl3、cucl2溶液得到的固体分别是fe(oh)3、cu(oh)2，d项正确。答案：d5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答案：c6(2015四川高考卷)下列有关cuso4溶液的叙述正确的是()a该溶液中na、nh、no、mg2可以大量共存b通入co2气体产生蓝色沉淀c与h2s反应的离子方程式：cu2s2=cusd与过量浓氨水反应的离子方程式：cu22nh3h2o=cu(oh)22nh解析：a项，cuso4溶液显酸性，na、nh、no、mg2可以大量共存，a项正确；b项，co2与cuso4溶液不发生反应，违背了强酸制弱酸的原理，b项错误；c项，h2s属于弱电解质，书写离子反应方程式时，要写化学式，c项错误；d项，cuso4溶液与过量浓氨水反应生成四氨基合铜离子，d项错误。答案：a7已知下列转化关系中，m、n均为单质，则m可能是()ana balcfe dcu解析：na、al、fe均为活泼金属，电解相关溶液不能制取其单质；电解铜盐溶液可以生成铜单质，转化关系可能是溶液。答案：d8用锌、氧化铜、稀硫酸做原料制取铜，有下列两种途径：(1)znh2cu；(2)cuocuso4cu若用这两种方法制得相同质量的铜时，下列叙述符合实际实验结果的是()a生成的硫酸锌质量相同b消耗相同质量的硫酸c消耗相同质量的锌d消耗相同质量的氧化铜解析：h2还原cuo时h2的消耗量比理论值要多，则(1)中消耗zn、h2so4和生成的znso4的量都多。答案：d9cuso4是一种重要的化工原料，其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是()a途径所用混酸中h2so4与hno3物质的量之比最好为32b相对于途径、，途径更好地体现了绿色化学思想c1 mol cuso4在1 100 所得混合气体x中o2一定为0.75 moldy可以是葡萄糖解析：根据途径中的离子反应方程式：3cu8h2no=3cu22no4h2o可知n(no)n(h)28，即n(h2so4)n(hno3)32，a项正确；途径的反应为2cuo22h2so4=2cuso42h2o，不产生污染性气体，符合绿色化学思想，b项正确；葡萄糖与新制cu(oh)2悬浊液生成cu2o，d项正确。答案：c10部分氧化的铁铜合金样品(氧化产物为fe2o3、cuo)共5.76 g，经如下处理：下列说法正确的是()a滤液a中的阳离子为fe3、fe2、hb样品中fe元素的质量为2.24 gc样品中cuo的质量为4.0 gdv896解析：根据题意，3.2 g滤渣一定是铜，而铜与fe3不共存，则a项错误；最后的3.2 g固体为fe2o3，其中fe元素的质量为2.24 g，b正确；样品中cu元素和o元素共5.76 g2.24 g3.52 g，则c项错误；因2.24 g fe元素已部分氧化，且fe还与fe3、cu2发生反应，故生成的氢气的体积应小于896 ml，d错误。答案：b11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_。解析：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。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。答案：(1)固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生cu2(oh)2co32h2so4=2cuso4co23h2o(2)铁粉(答案合理即可)fecu2=fe2cu12(2016四川高考卷)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如图所示装置进行实验(夹持仪器略)。请回答下列问题：(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入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥hcld点燃酒精灯，加热e停止通入hcl，然后通入n2(3)在实验过程中，观察到b中物质由白色变为蓝色，c中试纸的颜色变化是_。(4)装置d中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。探究反思(5)反应结束后，取出cucl产品进行实验，发现其中含有少量的cucl2或cuo杂质。根据资料信息分析：若杂质是cucl2，则产生的原因是_。若杂质是cuo，则产生的原因是_。解析：(1)仪器x是干燥管。(2)根据实验要求及有关信息可知，首先检查装置的气密性，加入药品后应在“气体入口”处通入干燥hcl，再点燃酒精灯，加热，待反应完成后，熄灭酒精灯，冷却，最后停止通入hcl，然后通入n2赶出装置中的hcl气体和氯气，使反应气被充分吸收，故实验操作的顺序为acdbe。(3)无水硫酸铜遇到cucl22h2o分解产生的水后变为蓝色，而分解产生的氯气不被硫酸铜吸收，当氯气通过并接触湿润的蓝色石蕊试纸时，氯气遇水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸使试纸先变红，次氯酸有强氧化性，可使变红色的试纸褪色。(4)d中的氢氧化钠吸收多余的cl2和hcl气体，防止污染空气，其中发生的氧化还原反应的离子方程式为2ohcl2=clcloh2o。(5)由题给信息可知，如果产生杂质是cucl2，则产生的原因是没能保持温度在大于300 条件下充分反应，即加热的时间不足或温度较低；若杂质是cuo，则产生的原因是通入氯化氢的量不足，导致在加热失水过程中有部分cucl22h2o发生水解生成cu2(oh)2cl2，最后分解生成cuo。答案：(1)干燥管(2)cdb(3)先变红，后褪色(4)2ohcl2=clcloh2o(5)加热时间不足或温度偏低通入hcl的量不足13(2017豫南四校联考)铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与h2so4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。.铁矿石中含氧量的测定按如图组装仪器，_；将5.0 g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置b、c中的药品如图所示(夹持仪器均省略)；从左端导气管口处不断地缓缓通入h2，待装置c出口处h2验纯后，点燃a处酒精灯；充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却。(1)补全步骤的操作： _。(2)装置c的作用为_。(3)测得反应后装置b增重1.35 g，则铁矿石中氧的质量百分含量为_。.铁矿石中含铁量的测定(1)步骤中煮沸的作用是_。(2)下列有关步骤的操作中说法正确的是_(填字母)。a因为碘水为黄色，所以滴定过程中不需加指示剂b滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂c滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液d锥形瓶