高考化学大一轮复习方案（考点互动探究+考例考法直击+教师备用习题）第九单元 铜及其重要化合物 金属矿物的开发利用课件 苏教版.ppt

考点互动探究 考例考法直击 教师备用习题 考试说明 第九单元铜及其重要化合物金属矿物的开发利用 1 了解铜及其重要化合物的制备方法 掌握其主要性质及其应用 2 了解常见金属的活动顺序 3 了解合金的概念及其重要应用 1 铜 1 物理性质 铜是 色金属 具有良好的 性 性和延展性 2 化学性质 知识梳理 考点一铜及其重要化合物 紫红 导电 导热 cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 2agno3 cu no3 2 2ag cu 2fecl3 cucl2 2fecl2 2 铜的化合物 1 氧化铜和氧化亚铜 cu h2o ch3cho h2o cu 2 氢氧化铜 cu oh 2 是 不溶于水的固体 可溶于酸 受热分解的化学方程式为 具有弱氧化性 可用于检验 3 无水硫酸铜 cuso4 是 色粉末 常用于检验水的存在 吸水后变为 色的晶体 cuso4 5h2o 俗称 铜盐能杀死某些细菌 并能抑制藻类生长 游泳馆常用 作池水消毒剂 cuso4和 的混合液即为无机农药波尔多液 是一种良好的杀菌剂 蓝色 醛基 白 蓝 蓝矾或胆矾 硫酸铜 石灰乳 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 填写下列铜及其化合物的颜色 cuo cu2o cu2s cus cu2 oh 2co3 cuso4 5h2o cu cuso4 cu oh 2 答案 黑色 红色 黑色 黑色 绿色 蓝色 紫红色 白色 蓝色 题组训练 题组一铜及其化合物的性质 1 2016 陕西榆林模拟 下列实验的前后 铜的质量一定发生变化的是 a 铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇b 铜片放入酸化的硝酸钠溶液c 铜和铁的混合物放入稀硝酸d 铜 锌 稀硫酸构成的原电池放电 答案 b 解析 由于氧化铜能够和乙醇反应生成乙醛和铜 铜变成氧化铜 氧化铜又被还原成铜 最终铜质量没有变化 a项不符合题意 铜和稀硝酸反应生成了硝酸铜 质量一定减少 b项符合题意 由于铁还原性大于铜 铁先参加反应 若是铁足量 则铜不消耗 c项不符合题意 铜 锌构成的原电池 铜是正极 质量没有变化 d项不符合题意 2 2016 黑龙江哈尔滨模拟 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 答案 d 解析 铜与浓硫酸反应后仍有大量浓硫酸 不能把水加入反应器中 否则会发生危险 a项错误 cu与cl2常温下不反应 需要加热才能发生反应 b项错误 cucl2水解生成的hcl易挥发 加热蒸干能促进cucl2的水解而得不到cucl2固体 c项错误 题组二流程题中的铜及其化合物间的转化 1 2016 山西阳泉模拟 部分氧化的fe cu合金样品 氧化产物为fe2o3 cuo 共5 76g 经如下处理 下列说法正确的是 a 滤液a中的阳离子为fe2 fe3 h b 样品中铁元素的质量为2 24gc 样品中cuo的质量为4 0gd v 896ml 答案 b 解析 根据题意 3 2g滤渣一定是铜 而铜与fe3 不共存 a项错误 最后的3 2g固体为fe2o3 其中铁元素的质量为2 24g b项正确 样品中铜元素和氧元素的质量共5 76g 2 24g 3 52g c项错误 2 24g铁元素不可能全是单质 故生成的氢气的体积小于896ml d项错误 2 2015 天津卷 废旧印刷电路板是一种电子废弃物 其中铜的含量达到矿石中的几十倍 湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解 萃取 电解等操作得到纯铜等产品 某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾 流程简图如下 图3 9 2 回答下列问题 1 反应 是将cu转化为cu nh3 42 反应中h2o2的作用是 写出操作 的名称 2 反应 是铜氨溶液中的cu nh3 42 与有机物rh反应 写出该反应的离子方程式 操作 用到的主要仪器名称为 其目的是 填序号 a 富集铜元素b 使铜元素与水溶液中的物质分离c 增加cu2 在水中的溶解度 3 反应 是有机溶液中的cur2与稀硫酸反应生成cuso4和 若操作 使用如图3 9 3装置 图中存在的错误是 4 操作 以石墨作电极电解cuso4溶液 阴极析出铜 阳极产物是 操作 由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 5 流程中有三处实现了试剂的循环使用 已用虚线标出两处 第三处的试剂是 循环使用的nh4cl在反应 中的主要作用是 图3 9 3 答案 1 作氧化剂过滤 2 cu nh3 42 2rh 2nh 2nh3 cur2分液漏斗ab 3 rh分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多 4 o2 h2so4加热浓缩 冷却结晶 过滤 5 h2so4防止由于溶液中c oh 过高 生成cu oh 2沉淀 解析 1 cu转化为cu nh3 42 cu被氧化 因此h2o2作氧化剂 操作 得到溶液和残渣 为过滤 2 根据流程图 cu nh3 42 与rh反应 生成nh3 nh4 和cur2 根据原子守恒 电荷守恒配平离子方程式 操作 得到有机层和溶液 为分液 需要用到的仪器为分液漏斗 目的是富集铜元素 并分离出铜元素 3 cur2与稀硫酸发生复分解反应 生成cuso4和hr 图中错误有 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 分液漏斗中液体太多 4 电解cuso4溶液 阳极为oh 放电 阳极产物为h2so4和o2 由cuso4溶液制得胆矾的步骤为加热浓缩 冷却结晶 过滤 5 电解cuso4溶液制得的h2so4可以循环利用 循环使用nh4cl 可以防止cu2 转化为沉淀 考点二合金金属材料 知识梳理 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 的物质 2 性能 多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度 2 常见金属材料 金属特性 低 大 铁 铬 锰 1 黑色金属材料 钢铁 是用量最大 用途最广的合金 2 有色金属材料 铜和铝 我国使用最早的合金是 常见的铜合金有黄铜和白铜 铝合金 钢 青铜 对点自测1 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 铝合金的熔点比纯铝的高 2 合金材料中不可能含有非金属元素 3 铁是人类在生产 生活中最早使用的金属 4 金 银 铜是应用最广泛的金属材料 5 合金中的金属元素以化合物的形式存在 6 合金中各元素的含量一定 所以合金是纯净物 答案 1 2 3 4 5 6 解析 1 合金的熔点一般低于组成各成分金属的熔点 2 生铁 钢中都含有非金属碳 3 人类应用最早的金属为铜 4 生铁或钢为应用广泛的金属材料 5 合金中的金属元素以游离态形式存在 6 合金都为混合物 2 将下列合金与其用途连线 青铜a 不锈钢 铬镍合金b 司母戊鼎 低碳钢c 门窗框架 铝合金d 钢丝 钢管 答案 b a d c 题组一合金的组成 性质和用途 1 所谓合金 就是不同种金属 也包括一些非金属 在熔融状态下形成的一种熔合物 根据下列四种金属的熔 沸点 其中不能形成合金的是 a cu和alb fe和cuc fe和nad al和na 题组训练 答案 c 解析 要想形成合金 则必须满足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 这样才能熔合在一起 当铁熔化时 钠已经变成钠蒸气了 所以铁和钠不具备形成合金的条件 2 c919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金 下列关于铝锂合金的说法不正确的是 a 铝锂合金是铝与锂形成的混合物b 铝锂合金的硬度比锂大c 铝锂合金的熔沸点比铝低d 铝锂合金耐酸碱腐蚀 答案 d 解析 铝锂合金中的铝能与酸和碱反应 锂能与酸反应 故铝锂合金不耐酸碱腐蚀 3 某合金与铁的物理性质的比较如表所示 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 答案 a 题组二合金在流程题中应用的考查 1 2016 广东佛山模拟 银铜合金广泛用于航空工业 从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下 注 al oh 3和cu oh 2开始分解的温度分别为450 和80 1 电解精炼银时 阴极反应式为 滤渣a与稀硝酸反应 产生的气体在空气中迅速变为红棕色 该气体变色的化学反应方程式为 2 固体混合物b的组成为 答案 1 ag e ag2no o2 2no2 2 cuo al oh 3al oh 3 oh alo2 2h2o 3 424o2 4 5025 5 蒸发浓缩 冷却结晶 2 某研究性学习小组对某废旧合金 含有cu fe si三种成分 进行分离 回收 其工业流程如图3 12 5所示 已知 298k时 ksp cu oh 2 2 0 10 20 ksp fe oh 3 4 0 10 38 ksp mn oh 2 1 9 10 13 根据上面流程回答有关问题 1 操作 一定都不含有的操作是 a 过滤b 洗涤c 干燥d 蒸馏 图3 12 5 2 过量的还原剂应是 溶液a中发生的反应的离子方程式为 3 若用xmol lkmno4溶液处理溶液b 当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗kmno4溶液yml 则最后所得红棕色固体c的质量为 g 用含x y的代数式表示 4 将溶液c调节ph至2 9 3 2的目的是 5 常温下 取0 2mol l的cucl2溶液 若要使cu2 开始沉淀 应调节ph至 6 工业上由红棕色固体c制取相应单质常用的方法是 a 电解法b 热还原法c 热分解法 7 用惰性电极电解溶液e制取固体b 所发生的化学反应方程式为 解析 1 操作 一定都不含有的操作是蒸馏 2 过量的还原剂应是铜 溶液a中发生反应的离子方程式为2fe3 cu 2fe2 cu2 3 若用xmol lkmno4溶液处理溶液b 当恰好将溶液中的阳离子完全氧化时消耗kmno4溶液yml 反应的高锰酸钾的物质的量为10 3xymol 1mol高锰酸钾参与反应转移5mol电子 则氧化的亚铁离子的物质的量为5 10 3xymol 最后所得红棕色固体氧化铁的质量为0 5 5 10 3xymol 160g mol 1 0 4xyg 4 将溶液c调节ph至2 9 3 2的目的是保证fe3 沉淀完全而其他金属阳离子不沉淀 5 常温下 ksp cu oh 2 2 0 10 20 取0 2mol l的cucl2溶液 若要使cu2 开始沉淀 c oh 2 0 10 20 0 2 0 5 10 9 5mol l 故溶液的ph应调节至4 5 6 工业上制取铁的方法是用co还原氧化铁得到铁单质 故选择热还原法 7 用惰性电极电解氯化铜溶液制取固体铜 所发生的化学反应方程式为cucl2cu cl2 1 金属在自然界中的存在形式金 铂等化学性质不活泼的金属 在自然界以 态存在 化学性质较活泼的金属在自然界中以 态存在 2 金属冶炼的一般步骤 1 富集 除去杂质 提高矿石中有用成分的含量 2 冶炼 利用氧化还原反应 用还原剂把金属矿石中的金属从化合态还原为游离态 3 精炼 提纯金属 知识梳理 考点三金属矿物的开发利用 游离 化合 3 金属冶炼方法 1 热分解法 用热分解冶炼法冶炼金属的特点 金属元素的金属性 金属元素的原子 失去电子 其金属离子 得到电子 该金属元素所形成的化合物稳定性 例如加热hgo和ag2o 2 热还原法 适用于zn cu等中等活泼金属 焦炭还原法 c还原zno cuo 其化学方程式依次为 一氧化碳还原法 co还原fe2o3 cuo 其化学方程式依次为 弱 不易 容易 较差 氢气还原法 h2还原wo3 fe3o4 其化学方程式依次为 活泼金属还原法 铝热反应 al还原cr2o3 v2o5 其化学方程式依次为 3 电解法 适用于al以前的活泼金属 al2o3 mgcl2 nacl的电解反应 其化学方程式依次为 4 铝热反应 对点自测1 判断下列描述的正误 正确的打 错误的打 1 铝热剂属于混合物 2 用金属钠能置换氯化钛 ticl4 溶液中的钛 3 人类使用铝的时间比铁晚 原因是铝的冶炼成本高 4 用海水为原料制得精盐 再电解纯净的nacl溶液制取金属钠 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 解析 2 金属钠先与溶液中的水反应 不能与ticl4发生置换反应 4 电解纯净的nacl溶液得到氢氧化钠溶液而不是金属钠 5 黄铜矿冶炼得到的粗铜电解可得99 9 的铜 6 电解mgcl2溶液得不到金属镁 而是生成mg oh 2 h2 cl2 2 将金属与冶炼金属的方法搭配起来 以c co或h2作还原剂还原 以较活泼金属na mg等还原 利用铝热反应原理用al还原 电解法 热分解法 1 fe zn cu等中等活泼金属 2 na mg al等活泼或较活泼金属 3 hg ag等不活泼金属 4 v cr mn w等高熔点金属 5 k rb ti等金属 答案 1 2 3 4 5 答案 c 题组训练 题组一金属的冶炼原理及应用 1 以下方法可用于工业冶炼金属的是 a 电解熔融alcl3获取金属铝b 在高温条件下 用h2还原mgo制备单质mgc 用co还原铁矿石来获取金属铁d 加强热 使cuo在高温条件下分解制备单质cu 解析 工业上是电解熔融氧化铝获取金属铝 氯化铝是共价化合物 a项错误 mg是活泼的金属 应采用电解熔融mgcl2的方法制取 b项错误 用co还原铁矿石来获取金属铁是工业上炼铁的原理 属于还原法 c项正确 利用cuo制备cu 应采用热还原法 如h2 cuocu h2o d项错误 2 用自然资源生产部分材料 其产品流程示意图如图3 12 6所示 下列有关说法正确的是 a 制取铝也可用电解熔融alcl3的方法b 由赤铁矿冶炼生铁时 发生的反应既有吸热反应 又有放热反应c 粗铜精炼时往往以粗铜作电解池的阴极d 将mgcl2溶液加热蒸发结晶 即可得到mgcl2 答案 b 题组二铝热反应 答案 bd不能fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe 2fe3 3fe2 1 2015 山东卷节选 用铝粉和fe2o3做铝热反应实验 需要的试剂还有 a kclb kclo3c mno2d mg取少量铝热反应所得的固体混合物 将其溶于足量稀h2so4 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 解析 做铝热反应的实验时 需要kclo3作助燃剂 且用镁条引燃 固体混合物中若有fe2o3 因发生反应fe2o3 6h 2fe3 3h2o和fe 2fe3 3fe2 fe3 转化为fe2 kscn溶液也不会变红 2 2016 山东聊城模拟 某同学对 铝热反应 的现象有这样的描述 反应放出大量的热 并发出耀眼的光芒 纸漏斗的下部被烧穿 有熔融物落入沙中 查阅 化学手册 知 al al2o3 fe fe2o3的熔点 沸点数据如表所示 1 该同学推测 铝热反应所得到的熔融物应是铁铝合金 理由是该反应放出的热量使铁熔化 而铝的熔点比铁低 此时液态的铁和铝熔合形成铁铝合金 你认为他的解释是否合理 填 合理 或 不合理 2 设计一个简单的实验方案 证明上述所得的块状熔融物中含有金属铝 该实验所用试剂是 反应的离子方程式为 3 实验室溶解该熔融物 下列试剂中最好的是 填字母 a 浓硫酸b 稀硫酸c 稀硝酸d 氢氧化钠溶液 答案 1 合理 2 naoh溶液2al 2oh 2h2o 2alo 3h2 3 b 解析 1 根据铁 铝的熔点 沸点 在一定温度下fe al能熔合 2 根据al与碱液反应生成h2 可证明al的存在 故选用naoh溶液 3 fe al均为活泼金属 可以用稀硫酸溶解 1 2013 上海卷 用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法 如 2al 4bao3ba bao al2o3常温下al的金属性比ba的金属性 选填 强 或 弱 利用上述方法可制取ba的主要原因是 a 高温时al的活泼性大于bab 高温有利于bao分解c 高温时bao al2o3比al2o3稳定d ba的沸点比al的低 答案 弱d 2 2013 重庆卷节选 合金是建造航空母舰的主体材料 1 航母升降机可由铝合金制造 铝元素在周期表中的位置为 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得 提取过程中通入的气体为 al mg合金焊接前用naoh溶液处理al2o3膜 其化学方程式为 焊接过程中使用的保护气为 填化学式 2 航母舰体材料为合金钢 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成 则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 答案 1 第三周期第 a族co2 al2o3 2naoh 2naalo2 h2oar 其他合理答案均可 2 吸氧腐蚀 caco3或cao 3 2013 山东卷节选 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 fe2o3b naclc cu2sd al2o3 2 辉铜矿 cu2s 可发生反应 2cu2s 2h2so4 5o2 4cuso4 2h2o 该反应的还原剂是 当1molo2发生反应时 还原剂所失电子的物质的量为 mol 答案 1 b d 2 cu2s4 解析 1 在金属活动顺序表中 排在金属铝前面的金属需采取电解法冶炼 而金属fe cu利用热还原法冶炼 2 在反应中cu2s中cu s化合价升高被氧化 cu2s在反应中作还原剂 1molo2发生反应 得到4mol电子 因此还原剂所失去的电子也一定是4mol 4 2014 山东卷节选 离子液体是一种室温熔融盐 为非水体系 由有机阳离子 al2cl7 和alcl4 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 答案 1 负4al2cl7 3e al 7alcl4 h2 2 3 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 可知阴极上的反应式是4al2cl 3e al 7alcl 若改用alcl3水溶液作电解液 则阴极反应是水电离出的h 得电子还原为h2 2 用naoh溶解铝镀层时发生反应 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 h2是还原产物 当转移6mol电子时 该反应可得到3mol还原产物 1 2016 河北唐山模拟 已知酸性条件下有如下反应 2cu cu2 cu 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 a cub cu2oc 一定有cu 可能有cu2od 一定有cu2o 可能有cu 答案 d 解析 h2还原cuo生成红色固体 可能是cu和cu2o中的一种或两种 加入稀硫酸变蓝和得到红色固体 证明原固体中含cu2o 而不能证明有无cu 2 2016 江西九江模拟 下列有关金属及其化合物的说法中 正确的个数为 在人类对金属材料的使用过程中 性质活泼的金属单质最早被人们冶炼和使用 纯铁比生铁抗腐蚀性更强 单质铝在空气中比较耐腐蚀 所以铝是不活泼金属 向紫色石蕊试液中加入过量的na2o2粉末 振荡 溶液变为蓝色