高考化学一轮复习 第9讲 铜及其化合物课件.ppt

第9讲铜及其化合物金属材料及金属矿物的开发利用 一 铜及其化合物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 教材研读 写出上图中有关反应的化学方程式或离子方程式 a 与潮湿空气反应 2cu o2 co2 h2ocu2 oh 2co3 b 与s反应 2cu scu2s c 与氧化性酸反应 与浓硫酸共热 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o 与稀硝酸反应 3cu 8h 2n3cu2 2no 4h2o 离子方程式 d 与盐溶液反应 写离子方程式 与硝酸银溶液反应 cu 2ag 2ag cu2 与fecl3溶液反应 cu 2fe3 2fe2 cu2 3 铜的冶炼a 火法炼铜 cu2s o22cu so2 b 湿法炼铜 fe cuso4feso4 cu c 电解精炼 电解时 用纯铜作阴极 粗铜作阳极 用cuso4溶液作电解液 2 氧化铜和氧化亚铜 3 氢氧化铜 1 物理性质 蓝色 不溶于水的固体 2 化学性质及应用 4 五水硫酸铜cuso4 5h2o为蓝色晶体 俗称蓝矾 胆矾 无水cuso4为白色粉末 遇水变蓝色 生成cuso4 5h2o 可用于检验水 5 碱式碳酸铜碱式碳酸铜的化学式为cu2 oh 2co3 是铜绿的成分 是铜在潮湿的空气中被锈蚀的产物 其受热易分解 cu2 oh 2co32cuo h2o co2 自测1某研究小组用废铜粉制取胆矾 设计了如下三个实验方案 1 cucuso4硫酸铜溶液cuso4 5h2o 2 cucuo硫酸铜溶液cuso4 5h2o 3 硫酸铜溶液cuso4 5h2o 对三个方案进行评价 你认为最好的是哪个方案 答案方案 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 因而方案 3 更经济合理 特别提示 1 通常cu2 在溶液中呈蓝色 可作为cu2 的判定依据 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 3 铜盐溶液有毒 主要是因为cu2 为重金属离子 能使蛋白质变性而失去生理活性 人们利用它的这一性质用胆矾 熟石灰 水配成波尔多液 用来杀虫 自测2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 足量金属粉末孔雀石溶液cu 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 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 2co3 2h2so42cuso4 co2 3h2o 2 铁粉 答案合理即可 fe cu2 fe2 cu 答案合理即可 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 2co3 2h2so42cuso4 co2 3h2o 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和h2so4 加入的金属粉末能将cu2 从溶液中置换出来即可 故可能是fe或zn等 二 合金及常见金属材料1 合金2 常见金属材料 1 重要的黑色金属材料 钢 钢是用量最大 用途最广的合金 钢 2 铜合金常见的铜合金主要包括 青铜 黄铜和白铜等 自测3下列关于金属的说法中 不正确的是 a 合金比纯金属具有更好的性能 合金的熔点一般比各成分金属的低b 一般情况下 合金的硬度大于其各成分金属的硬度c 常用电解法冶炼钠 镁 铝等活泼金属d 由于铝在常温下不能与氧气反应 所以铝制品具有一定的抗腐蚀性 是一种应用广泛的金属材料 d 答案da项 合金的熔点一般比其成分金属的低 b项 一般情况下 合金的硬度比其成分金属的大 c项 活泼金属常用电解法冶炼 如钠 镁 铝等 d项 铝在常温下能与氧气反应 并在铝的表面形成一层致密的氧化铝保护膜 所以铝制品具有一定的抗腐蚀性 自测4某化学兴趣小组对奥运会金牌成分提出猜想 甲认为金牌是由纯金制造的 乙认为金牌是由金银合金制成的 丙认为金牌是由黄铜 铜锌合金 制成的 为了验证他们的猜想 请你选择一种试剂来证明甲 乙 丙猜想的正误 a 硫酸铜溶液b 稀硝酸c 盐酸d 硝酸银溶液 b 答案b纯金遇到稀硝酸不溶解 金银合金遇到稀硝酸会部分溶解 黄铜遇到稀硝酸会全部溶解 三 金属矿物的开发和利用1 金属在自然界中存在的形态除了 金 铂等极少数金属外 绝大多数金属以 化合物的形式存在于自然界中 在这些金属化合物中 金属元素都显 正化合价 2 金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子 得电子被 还原为金属单质的过程 mn ne m 4 金属冶炼方法 1 热分解法例如 2hgo2hg o2 2ag2o4ag o2 用热分解法冶炼金属的特点 金属元素的金属性 弱 金属元素的原子 不易失去电子 对应的金属离子 容易得到电子 该金属元素所形成的化合物稳定性 较差 3 金属冶炼的一般步骤 2 热还原法a 焦炭还原法 例如 c还原zno cuo 化学方程式依次为c 2zno2zn co2 c 2cuo2cu co2 b 一氧化碳还原法 例如 co还原fe2o3 cuo 化学方程式依次为3co fe2o32fe 3co2 co cuocu co2 c 氢气还原法 例如 h2还原wo3 fe3o4 化学方程式依次为3h2 wo3w 3h2o 4h2 fe3o43fe 4h2o d 活泼金属还原法 例如 al还原cr2o3 v2o5 化学方程式依次为 2al cr2o3al2o3 2cr 10al 3v2o56v 5al2o3 3 电解法例如 电解熔融al2o3 mgcl2 nacl制al mg na 化学方程式依次为2al2o3 熔融 4al 3o2 mgcl2 熔融 mg cl2 2nacl 熔融 2na cl2 特别提示 1 电解法冶炼活泼金属使用的是熔融的金属盐或金属氧化物 不是盐溶液 2 钠 镁的冶炼是电解熔融的nacl mgcl2 铝的冶炼是电解加了冰晶石的熔融al2o3 而不是电解熔融alcl3 因为alcl3是共价化合物 熔融状态不导电 自测5 1 铝是地壳中含量最高的金属元素 为什么人类对铝的使用比铁 铜晚得多 2 热还原法用到的还原剂有焦炭 co和h2 试从所得产物纯度及对环境污染的角度考虑哪种还原剂更好 答案 1 铝的金属活动性比铁 铜强 难于冶炼 2 最好的还原剂是h2 原因是焦炭会使产品的纯度降低 co会污染环境 自测6下列制备金属单质的方法或原理正确的是 a 在高温条件下 用h2还原mgo制备单质mgb 在通电条件下 电解熔融al2o3制备单质alc 在通电条件下 电解饱和食盐水制备单质nad 加强热 使cuo在高温条件下分解制备单质cu b 答案b制备单质mg应该用电解熔融mgcl2的方法 制备单质na采用电解熔融nacl的方法 制备单质cu用热还原法 考点突破 考点一金属活动性顺序及其应用 考点二守恒法在化学计算中的应用 考点一金属活动性顺序及其应用 典例1化学在生活中有着广泛的应用 下列对应关系错误的是 b 答案bfecl3与cu的反应为2fecl3 cu2fecl2 cucl2 不能用来比较铁与铜的金属性强弱 故错误 1 1下列关于金属冶炼的说法中正确的是 a 金属银 汞可用热分解法冶炼b 可用热分解法冶炼金 铂c 金属mg al都可以用电解熔融氯化物的方法制得d 电解法是冶炼活泼金属 如钾 钠 镁 铝等 的唯一方法 a 答案aa项 银 汞为不活泼金属 工业上可用热分解其氧化物制得 b项 金 铂极不活泼 应用富集法 物理方法 冶炼 c项 alcl3为共价化合物 熔融状态不导电 工业上制备金属al是用电解熔融al2o3的方法 d项 工业上冶炼钾可以用钠还原法 na kclnacl k 反应制得的钾蒸气遇冷即得到金属钾 1 2氧化还原反应广泛应用于金属的冶炼 下列说法不正确的是 a 冶炼铁的主要原料有铁矿石 焦炭 空气 石灰石等 其中石灰石的作用是除去铁矿石中的脉石 二氧化硅 b 湿法炼铜与火法炼铜的反应中 铜元素都发生还原反应c 工业上mg可由电解熔融的mgo制取 na可由电解熔融的nacl制取d 铝热法还原铁的反应中 放出的热量能使铁熔化 c 答案c工业上用电解熔融mgcl2的方法冶炼金属镁 守恒法是中学化学计算中一种很重要的方法 也是解题中应用最多的方法之一 其特点是抓住有关变化的始态和终态 忽略中间过程 利用其中某种不变量建立关系式 从而简化思路 快速解题 守恒法主要包括质量守恒法 原子守恒法 电荷守恒法 得失电子守恒法等 1 质量守恒法质量守恒主要包括两项内容 参加反应的各物质的质量总和等于生成的各物质的质量总和 反应前后各元素的质量守恒 2 原子守恒法原子守恒主要指系列反应中某原子个数 或物质的量 不变 以此为基础 考点二守恒法在化学计算中的应用 可求出与该原子相关联的某些物质的数量 或质量 3 电荷守恒法电荷守恒即溶液中阳离子所带的正电荷总数 阴离子所带的负电荷总数 常见的电荷守恒有以下几种情况 化合物化学式中存在的电中性原则 正 负化合价代数和为0 离子反应中的电荷守恒 反应前后净电荷数相等 电解质溶液中存在的电荷守恒 阴 阳离子电荷总数相等 4 得失电子守恒法氧化还原反应中 或系列化学反应中 氧化剂得电子总数 还原剂失电子总数 典例2现有cuo和fe2o3组成的混合物ag 向其中加入2mol l 1的硫酸溶液50ml 恰好完全反应 若将ag该混合物在足量h2中加热 使其充分反应 冷却后剩余固体质量为 a 1 6agb a 1 6 gc a 3 2 gd 1 6g b 答案b金属氧化物与硫酸恰好完全反应 生成n h2o n h2so4 50 10 3l 2mol l 1 0 1mol 生成的h2o中的氧元素完全来自于金属氧化物 所以ag金属氧化物中氧元素的质量为0 1mol 16g mol 1 1 6g 则ag金属氧化物被足量h2还原后剩余固体质量为 a 1 6 g 2 1有一块铁的 氧化物 样品 用140ml5 0mol l 1盐酸恰好将其完全溶解 所得溶液还能吸收0 025molcl2 恰好使其中的fe2 全部转变为fe3 则该样品可能的化学式为 a fe2o3b fe3o4c fe4o5d fe5o7 d 答案d根据2fe2 cl22fe3 2cl 可知铁的 氧化物 样品用盐酸溶解后所得溶液中n fe2 0 025mol 2 0 05mol 根据电荷守恒得2n fe2 3n fe3 n cl 则n fe3 0 2mol 故n fe2 n fe3 0 05 0 2 1 4 该氧化物可表示为feo 2fe2o3 即fe5o7 2 2向一定量的fe feo fe2o3 fe3o4的混合物中加入150ml4mol l 1的稀硝酸恰好使混合物完全溶解 放出2 24lno 标准状况 往所得溶液中加入kscn溶液 无红色出现