高考化学总复习 第三章 9 铜及其化合物 金属材料课件.ppt

第三章金属及其化合物 第9讲铜及其化合物金属材料 微考点 大突破 微充电 大收获 1 单质铜的化学性质 微考点1金属铜及其重要化合物的主要性质及应用基础微回扣 1 与非金属的反应 写出化学方程式 与o2反应加热 常温下在潮湿的空气中 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 与cl2反应 色烟 棕黄 2 与氧化性酸的反应 写出相应的化学方程式 与非氧化性酸 不反应 与氧化性酸反应与浓硫酸的反应 与浓硝酸的反应 与稀硝酸的反应 3cu 8hno3 稀 3cu no3 2 2no 4h2o cu 4hno3 浓 cu no3 2 2no2 2h2o 3 与盐溶液的反应 用离子方程式表示 与硝酸银溶液的反应 与氯化铁溶液的反应 2fe3 cu 2fe2 cu2 cu 2ag cu2 2ag 2 铜的化合物的主要性质 1 氧化铜和氢氧化铜 黑 蓝 2 硫酸铜 cuso4 5h2o为蓝色晶体 俗称 受热易分解为白色粉末cuso4和水 无水cuso4遇水变蓝色 生成cuso4 5h2o 可作为水的检验试剂 cuso4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液 是一种良好的杀菌剂 可以用来防治多种作物的病虫害 蓝矾或胆矾 两个变价铜有两个可变价态 1价和 2价 铜及其化合物之间的转化关系常围绕可变化合价问题而展开 六种颜色铜及其化合物的转化过程中 常伴随着颜色变化而使实验现象丰富多彩 故对铜及其化合物的常见颜色应熟记且灵活掌握 例如 紫红色 cu白色 cuso4红色 cu2o蓝色 cu oh 2或cuso4 5h2o黑色 cuo或cus或cu2s棕黄色 cucl2 判断正误 正确的画 错误的画 1 将铜丝插入浓硫酸加热 反应后把水加入反应器中 观察硫酸铜溶液的颜色 警示 如果把水加入反应器中 会造成酸液飞溅 应把反应器中的溶液缓慢倒入盛有适量水的烧杯中 并不断搅拌 2 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中 观察cucl2的生成 警示 cu与氯气反应应点燃 3 将cucl2溶液在蒸发皿中加热蒸干 得到无水cucl2固体 警示 cucl2水解 最终得到cuo 4 将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中 可闻到刺激性气味 警示 铜丝在空气中加热生成cuo cuo与乙醇生成有刺激性气味的乙醛 同学们在复习铜的化合物性质时 要联系大多数金属氧化物 氢氧化物及其碳酸盐的规律进行复习 1 氢氧化物溶解性常见的四大强碱 koh naoh ca oh 2 ba oh 2溶于水 其余的氢氧化物大多数不溶于水 属于弱碱 所以大多数可溶性的盐与naoh溶液反应生成氢氧化物沉淀 这一规律常用于金属阳离子的检验 除杂等 方法微总结 4 金属元素的氧化物 氢氧化物与酸 碱的反应 1 规律 几乎所有的金属元素的氧化物 氢氧化物均与酸反应 生成盐和水 如al2o3 fe2o3 fe3o4 feo mg oh 2 cu oh 2 fe oh 2与硫酸 盐酸反应的离子方程式分别为al2o3 6h 2al3 3h2o fe2o3 6h 2fe3 3h2o fe3o4 8h 2fe3 fe2 4h2o feo 2h fe2 h2o mg oh 2 2h mg2 2h2o cu oh 2 2h cu2 2h2o fe oh 2 2h fe2 2h2o 反应中化合价没有变化 属于复分解反应 配平时依据电荷守恒 反应后生成金属阳离子所带的电荷数 消耗的h 个数 2 特例 fe oh 2 fe2o3 feo与硝酸反应时 2价铁被氧化 发生氧化还原反应 5 氯化物水溶液加热蒸干除了4种可溶性碱koh naoh ca oh 2 ba oh 2对应的氯化物kcl nacl cacl bacl2水溶液加热蒸干可得到相应氯化物外 其余金属氯化物如alcl3 fecl3 cucl2 mgcl2等物质的水溶液受热均会发生水解生成氢氧化物 氢氧化物受热分解生成相应氧化物 微典通关1 在稀硫酸中加入铜粉 铜粉不溶 再加入下列物质 铜粉溶解的是 fecl3 fe2o3 cu no3 2 kno3a 只有 或 b 只有 或 c 只有 或 或 d 中任意一种 对点微练 铜及其化合物的性质1 已知cuo经高温灼烧生成cu2o cu2o与h 发生 cu2o 2h cu cu2 h2o 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 应用微提升 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 也含有类似现象发生 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项不正确 d项错误 答案 c 2 铜 银 金是人类认识最早的三种金属 因为很早就被人们用作钱币 因此有 货币金属 之称 由于铁的金属性比铜 银 金强 相对而言 人类认识铁稍晚 某研究性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强 它们设计了如下方案 1 铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出 2 铁 铜和氯气反应分别生成fecl3和cucl2 3 足量的铁粉和铜粉分别与浓硫酸反应生成feso4和cuso4 4 铜片置于fecl3溶液中铜片逐渐溶解 5 把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中 并用导线连接 铁片上无气泡产生 而铜片上有气泡产生 以上设计合理的有 5 解析 1 fe把cu置换出来 可以证明fe比cu活泼 2 fe cu还原cl2生成的产物中氯均为 1价 不能证明 3 根据feso4和cuso4无法证明fe cu的活泼性 4 cu还原fe3 为fe2 说明还原性cu比fe2 强 不能证明cu fe的还原性或活泼性强弱 5 形成原电池 fe作负极失电子 活动性fe cu 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 2co3 2h2so4 2cuso4 co2 3h2o 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 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 固体逐渐消失 溶液由无色变成蓝色 有气泡产生 cu2 oh 2co3 2h2so4 2cuso4 co2 3h2o 铁粉 fe cu2 fe2 cu 4 铜是生命必需的元素 也是人类最早使用的金属之一 铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响 请完成 1 3 题 1 在西汉古籍中曾有记载 曾青得铁则化为铜 即曾青 cuso4 跟铁反应生成铜 试写出该反应的化学方程式 2 铜器表面有时会生成铜绿 请写出生成铜绿的化学方程式 这层铜绿可以用化学方法除去 试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式 fe cuso4 feso4 cu 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 cu2 oh 2co3 4hcl 2cucl2 co2 3h2o 3 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币 试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币 铜的熔点是1183 4 铁的熔点是1534 8 解析 2 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 要除去铜器表面的铜绿 考虑选择盐酸 因盐酸不和铜反应 且盐酸具有挥发性 化学反应方程式如下 cu2 oh 2co3 4hcl 2cucl2 co2 3h2o 选择铜做货币是因为铜的熔点比较低 容易冶炼铸造成型 铜的化学性质比较稳定 不易被腐蚀 1 合金 1 合金 形成 是由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的 性质特点 具有 2 性能 合金具有不同于各成分金属的物理 化学或机械性能 熔点 一般比它的各成分金属的 如生铁的熔点比纯铁的熔点 硬度和强度 一般比它的各成分金属的 微考点2合金及常见的金属材料基础微回扣 金属特性 低 低 大 2 常见的金属材料 1 钢 2 铝合金 3 铜合金 我国使用最早的铜合金是 常见的铜合金还有黄铜和白铜 青铜 1 构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属 也可以是金属与非金属 合金中一定含金属元素 2 合金的性质不是各成分金属的性质之和 合金具有许多良好的物理 化学和机械性能 在许多方面不同于各成分金属 不是简单加合 但在化学性质上 一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质 3 并非所有的金属都能形成合金 两种金属形成合金 其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化 若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点 则二者不能形成合金 4 合金一定是混合物 判断正误 正确的画 错误的画 1 合金材料中不可能含有非金属元素 警示 合金中也可能含有非金属 2 镧镍合金能大量吸收h2形成金属氢化物 可作储氢材料 警示 镧镍合金具有可逆吸放氢的功能 3 大多数合金比各成分金属硬度大 熔点低 警示 大多数合金比各成分金属硬度大 熔点低 这是大多数合金的特点 4 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 警示 常常利用铝合金的特性来制飞机 车厢等的外壳 金属活动顺序表的应用总结1 金属活动性顺序常见金属的主要化学性质总结列于下表 方法微总结 4 铝热剂 在铝热反应中 反应混合物 铝 金属氧化物 称为铝热剂 能与al组成铝热剂的金属氧化物常见的有fe2o3 fe3o4 cr2o3 mno2 v2o5 wo3等 微典通关2 某同学设计了如下实验测量mg铜银合金样品中铜的质量分数 下列说法中不正确的是 a 合金的熔点比其成分金属低 通常比成分金属具有更优良的金属特性b 铜银能与稀硝酸反应 收集到的vl气体可能全为noc 操作 是过滤 操作 是洗涤 操作 应是烘干d 根据反应收集到的气体体积可以计算铜和银的质量分数 解析 解答本题要注意以下两点 1 没有告诉硝酸的浓度 与硝酸反应放出的气体中可能含有no2 2 wg固体应该是干燥纯净的agcl 由此确定三步操作 答案 d 2 定量分析型定量测定合金的成分常用量气或沉淀两种方法 1 定量集气法 定量集气法是指收集合金中某种物质溶解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 其原理关键点是根据某组分的特殊性质 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 重点是沉淀试剂的选择 过滤 沉淀洗涤 沉淀的干燥 称量 数据的处理 包括测定结果的误差分析 对点微练 合金的性质和应用5 下列说法中正确的是 a 铁是人类在生产 生活中最早使用的金属材料b 金 银 铜是应用最广泛的金属材料c 钛被誉为 21世纪的金属 应用前景很广阔d 铜是导电性 导热性最好的有色金属 应用微提升 解析 铜是人类使用最早的金属材料 a项错 铁 铝及铝合金是应用最广泛的金属材料 b项错 银的导电性比铜好 d项错 答案 c 对点微练 有关合金成分的分析6 北京2008奥运会金牌直径为70mm 厚6mm 某化学兴趣小组对金牌成分提出猜想 甲认为金牌是由纯金制造 乙认为金牌是由金银合金制成 丙认为金牌是由黄铜 铜锌合金 制成 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 解析 当金牌是纯金时遇到稀硝酸不溶解 当金牌是金银合金时遇到稀硝酸会部分溶解 当金属是黄铜时遇到稀硝酸会全部溶解 答案 b 1 金属在自然界中的存在形态 1 在自然界中绝大多数金属以 的形式存在 2 少数化学性质 的金属存在游离态 2 金属的冶炼 1 实质 把金属从 2 方法 根据金属的活动性不同 金属冶炼的方法分为 和富集法等 微考点3金属矿物的开发利用基础微回扣 化合态 热分解法 稳定 化合态还原为游离态 电解法 热还原法 写出下列几种金属的冶炼方法 钠 铁 锌 银 铝 热还原法 电解法 电解法 热还原法 热分解法 高考警示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 而不是盐溶液 2 铜除了用热还原法冶炼外 还可以用湿法炼铜或电解法进行冶炼 3 冶炼mg时只能电解mgcl2不能电解mgo 熔点太高 4 冶炼al时只能电解al2o3不能电解alcl3 共价化合物 熔融时不导电 加入冰晶石 na3alf6 的目的是降低al2o3的熔化温度 判断正误 正确的画 错误的画 1 钢铁厂用热还原法冶炼铁 警示 铁为较活泼金属 工业上用co还原fe2o3的方法冶炼铁 2 铝合金的熔点比纯铝高 警示 合金的熔点比各成分金属的熔点低 3 al fe cu三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 警示 铜在空气中生锈 生成碱式碳酸铜而不是氧化铜 4 电解熔融氯化镁制取金属镁 警示 mg为活泼金属 用电解的方法冶炼 由于金属的化学活动性不同 金属离子得到电子还原成金属原子的能力也就不同 因此需采用不同的冶炼方法 方法微总结 4 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 实验现象 镁条剧烈燃烧 放出一定的热量 使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应 反应放出大量的热 并发出耀眼的强光 纸漏斗的下部被烧穿 有熔融物落入沙中 待熔融物冷却后 除去外层熔渣 仔细观察 可以发现落下的是铁珠 微典通关3 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 将金属钠加入ticl4溶液中制得金属钛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 对点微练 金属的开发和利用7 下列金属材料中 最适合制造飞机外壳的是 a 镁铝合金b 铜合金c 碳素钢d 铅锡合金 应用微提升 解析 由于镁铝合金的密度小 强度大 机械性能好 适合于制造飞机外壳 故选a项 答案 a 8 从石器 青铜器到铁器时代 金属的冶炼体现了人类文明的发展水平 如图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限 之所以有先后 主要取决于 a 金属的化合价高低b 金属的活动性大小c 金属的导电性强弱d 金属在地壳中的含量多少 解析 因技术的不成熟 越活泼的金属越难冶炼 相反越不活泼的金属越易冶炼得到 金属利用的先后取决于金属的活动性大小 答案 b 解析 mg al等非常活泼的金属用电解法冶炼 选项a c错误 hg等不活泼金属用热分解法冶炼 选项d错误 答案 b 10 2015 大庆模拟 下列有关金属的工业制法中 正确的是 a 制钠 用海水为原料制得精盐 再电解纯净的nacl溶液b 制铁 以铁矿石为原料 co还原得到铁c 制镁 用海水为原料 经一系列过程制得氧化镁固体 h2还原得到镁d 制铝 从铝土矿中获得氧化铝再得到氯化铝固体 电解熔融的氯化铝得到铝 11 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 a mno2b cr2o3c v2o5d fe3o4 解析 据铝热反应中化合价升降相等分析可得 答案 d 12 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 并放出耀眼的光芒 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 沸点数据如下 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 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