24用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物课件 苏教.ppt

用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 国际空间站 栏目索引 名师增分策略 结束放映 返回导航页 考点一铜及其化合物 知识梳理 1 金属铜 1 与非金属的反应 2 与酸的反应 3 与盐溶液的反应 结束放映 返回导航页 2 铜的化合物 1 氧化铜和氧化亚铜 CuO 2H Cu2 H2O 转化关系 与H2反应 Cu2O 2H Cu2 Cu H2O 与酸反应 H 砖红色 黑色 颜色 氧化亚铜 氧化铜 名称 CuO H2Cu H2O Cu2O H22Cu H2O 2 氢氧化铜 物理性质 蓝色不溶于水的固体 化学性质 Cu OH 2属于弱碱 能与酸反应生成盐和水 3 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 可作为水的检验依据 结束放映 返回导航页 思考与探究 产生污染性气体 且消耗硫酸较多 消耗能量较多 且步骤复杂 不产生污染性气体 原料利用率高 节约能源 结论 方案 3 更经济合理 1 下表中 对陈述 的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 结束放映 返回导航页 题型建模 题型一铜及其化合物的性质 D 结束放映 返回导航页 2 氢氧化铜和碱式碳酸铜 Cu2 OH 2CO3 均可溶于盐酸转化为氯化铜 在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜 溶解25 25g的上述混合物 恰好消耗1 0mol L 1盐酸500mL 灼烧等量的上述混合物 得到的氧化铜质量为 A 15gB 20gC 30gD 35g B 名师提醒 1 含Cu2 的溶液常为蓝色 浓CuCl2溶液为蓝绿色 稀CuCl2溶液为蓝色 可作为Cu2 存在的判断依据 2 Cu2 与碱反应生成蓝色Cu OH 2沉淀 这是鉴定Cu2 的常用方法 3 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 结束放映 返回导航页 题型二铜及其化合物的制取 固体逐渐消失 溶液由无色变为蓝色 有气泡产生 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 加入的金属粉末要能将Cu2 从溶液中置换出来即可 故金属可能是Fe或Zn等 铁粉 Fe Cu2 Fe2 Cu 加热浓缩 冷却结晶 过滤 难溶于水和稀硫酸的杂质 结束放映 返回导航页 4 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 ab 耗酸少 无污染性气体SO2产生 3 有同学指出 由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节 即应先生成Cu OH 2沉淀 过滤洗涤后再加热分解Cu OH 2得CuO 以下说法不可能成为减少该环节的理由的是 A CuO比Cu OH 2颗粒粗大 更易于过滤从溶液中分离B Cu OH 2分解温度较低 加热其浊液即可使其分解C 干态下分解Cu OH 2 温度难以控制 可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD 过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净 D 结束放映 返回导航页 考点二合金及常见金属材料 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 熔合而成的具有金属特性的物质 2 性能 熔点 多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点低 硬度 合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度大 2 常见金属材料 结束放映 返回导航页 1 黑色金属材料 钢 2 几种有色金属材料 结束放映 返回导航页 思考与探究 下表中是四种金属的熔 沸点数据 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 概括出能形成合金的两种金属应具备的条件 Na Cu Na Fe 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 结束放映 返回导航页 题型建模 1 下列物质中 不属于合金的是 A 硬铝B 黄铜C 钢铁D 水银2 纯铁的熔点为1535 而高炉中炼铁时生铁 含碳量较高的铁的合金 在1200 左右就熔化了 这是因为 A 铁的纯度越高熔点越低B 合金的熔点比其成分物质的熔点高C 因为形成了铁碳合金 所以熔点变低D 在高炉中熔化的过程中发生了化学反应3 铝镁合金因坚硬 轻巧 美观 洁净 易于加工而成为新型建筑装潢材料 主要用于制作窗框 卷帘门 防护栏等 下列与这些用途无关的性质是 A 不易生锈B 导电性好C 密度小D 强度高 D C B 结束放映 返回导航页 考点三金属矿物的开发和利用 知识梳理 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的存在形态 化合态 2 存在单质的金属的性质特点 化学性质不活泼 2 金属的冶炼 1 实质 把金属从化合态还原为游离态 2 一般步骤 结束放映 返回导航页 结束放映 返回导航页 思考与探究 1 能否用电解AlCl3和MgO的方法冶炼Al Mg 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 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 熔融会消耗大量电能 成本较高 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 结束放映 返回导航页 题型建模 题型一判断金属的冶炼方法 1 下列说法错误的是 A 有些活泼金属如铝可用作热还原法的还原剂B 用电解NaCl溶液的方法来冶炼金属钠C 可用电解熔融氧化铝的方法来冶炼铝D 回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物 2 金属材料在日常生活以及生产中有着广泛的应用 下列关于金属的一些说法不正确的是 合金的性质与其组成金属的性质不完全相同 火烧孔雀石 Cu2 OH 2CO3 也属于还原法 金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子 工业上金属Mg Al都是用电解熔融氯化物制得的 越活泼的金属越难冶炼A B 只有 C D B 解析 合金的性质与其成分金属的性质不完全相同 如硬度 强度更大 熔点更低等 正确 火烧孔雀石生成CuO CuO被焦炭还原为单质Cu 属于还原法制取 正确 因AlCl3为共价化合物 熔融时不导电 冶炼铝应用电解熔融Al2O3的方法 错误 金属冶炼就是把金属阳离子还原为金属原子 越活泼的金属其阳离子的氧化性越弱 越难被还原 正确 B 结束放映 返回导航页 题型二铝热反应冶炼难熔金属 3 下列各组物质中能发生铝热反应的是 A Al粉和FeO粉末B 木炭粉和CuO粉末C Al粉和MgO粉末D Al粉和稀盐酸 4 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 铝热反应是铝与金属氧化物间的反应 B中无铝粉 错误 D中无金属氧化物 错误 C中虽然是铝粉与金属氧化物的混合物 但Al不如Mg活泼 两者不能发生铝热反应 判断铝热反应能否发生可从以下方面分析 首先看状态 粉末或固体 再看化学成分 铝和金属氧化物 后看金属氧化物中的金属活动性 要比铝活动性弱 A D 结束放映 返回导航页 1 沿金属活动顺序表归纳金属的冶炼方法K Ca Na Mg AlZn Fe Sn Pb CuHg AgPt Au电解法热还原法热分解法物理方法 名师归纳 2 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 结束放映 返回导航页 题组一铜及其化合物 1 2011 山东理综 12 Al Fe Cu都是重要的金属元素 下列说法正确的是 A 三者对应的氧化物均为碱性氧化物B 三者的单质放置在空气中均只生成氧化物C 制备AlCl3 FeCl3 CuCl2均不能采用将溶液直接蒸干的方法D 电解AlCl3 FeCl3 CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu Fe Al C 结束放映 返回导航页 2 2013 广东理综 32 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HNO3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 在生成固体B的过程中 需控制NaOH的加入量 若NaOH过量 则因过量引起的反应的离子方程式为 2NO O2 2NO2 Ag e Ag 结合工艺流程及Al OH 3和Cu OH 2的分解温度知固体混合物B含有CuO Al OH 3 若NaOH过量 则Al OH 3会转化为NaAlO2 CuO Al OH 3 Al OH 3 OH AlO2 2H2O 3 完成煅烧过程中一个反应的化学方程式 CuO Al2O3 CuAlO2 4 若银铜合金中铜的质量分数为63 5 理论上5 0kg废料中的铜可完全转化为 molCuAlO2 至少需要1 0mol L的Al2 SO4 3溶液 L 5 CuSO4溶液也可用于制备胆矾 其基本操作是 过滤 洗涤和干燥 50 25 5 由CuSO4溶液制备胆矾需要的操作为蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 洗涤和干燥 蒸发浓缩 冷却结晶 结束放映 返回导航页 题组二合金及金属的冶炼 结束放映 返回导航页 解析 依据元素周期律可知Al的金属性小于Mg Mg的金属性小于Ba 应从化学平衡移动的观点分析此反应发生的原因 弱 d 结束放映 返回导航页 b d Cu2S 4 H2 结束放映 返回导航页 3 如图为电解精炼银的示意图 填 a 或 b 极为含有杂质的粗银 若b极有少量红棕色气体产生 则生成该气体的电极反应式为 4 为处理银器表面的黑斑 Ag2S 将银器浸于铝质容器里的食盐水中并与铝接触 Ag2S转化为Ag 食盐水的作用是 a 做电解质溶液 或导电 1 气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的 吸收 a 浓H2SO4b 稀HNO3c NaOH溶液d 氨水 2 用稀H2SO4浸泡熔渣B 取少量所得溶液 滴加KSCN溶液后呈红色 说明溶液中存在 填离子符号 检验溶液中还存在Fe2 的方法是 注明试剂 现象 结束放映 返回导航页 6 2012 山东理综 28 工业上由黄铜矿 主要成分CuFeS2 冶炼铜的主要流程如下 cd Fe3 bd 结束放映 返