高考化学一轮复习 第3章金属及其化合物 课时4 铜及其化合物 金属材料课件.ppt

课时4铜及其化合物金属材料 1 了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用 2 了解常见金属的活泼性顺序 3 了解合金的概念及其重要应用 最新考纲 考点一铜及其重要化合物 1 铜 1 物理性质 铜是紫 色金属 具有良好的 性 性和延展性 2 化学性质 红 导电 导热 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 化学方程式 固体 化学方程式 与氧化性酸a 与浓硫酸共热 b 与稀硝酸反应的离子方程式 与盐溶液反应 写离子方程式 a 与硝酸银溶液 b 与fecl3溶液 2cu o2 co2 h2o cu2 oh 2co3 3cu 8h 2no3 3cu2 2no 4h2o cu 2ag 2ag cu2 cu 2fe3 2fe2 cu2 绿色 2 氧化铜 1 物理性质 色粉末状固体 2 化学性质3 氢氧化铜 1 物理性质 色 溶于水的固体 2 化学性质及应用 黑 蓝 不 4 cuso4 5h2ocuso4 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 探究思考1 波尔多液是一种农业上应用广泛的杀菌剂 它是由硫酸铜 生石灰和水按一定比例配成的天蓝色胶状悬浊液 思考下列问题 1 波尔多液能否用铁桶盛放 为什么 2 波尔多液能杀菌的可能原因是什么 答案 1 不能 原因是铁能置换波尔多液中的cu2 降低杀菌能力 2 cuso4是重金属盐 能使蛋白质变性 2 连线 把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来 3 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 解析此题是通过实验现象推测反应的本质 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h2so4溶液变蓝色和得到红色固体 证明原固体中一定含有cu2o而cu不能证明其有无 答案一定有cu2o 可能有cu 示例1 2012 天津理综 9 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁 某 变废为宝 学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后 得到含70 cu 25 al 4 fe及少量au pt等金属的混合物 并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线 请回答下列问题 1 第 步cu与酸反应的离子方程式为 得到滤渣1的主要成分为 2 第 步加h2o2的作用是 使用h2o2的优点是 调溶液ph的目的是使 生成沉淀 3 用第 步所得cuso4 5h2o制备无水cuso4的方法是 4 由滤渣2制取al2 so4 3 18h2o 探究小组设计了三种方案 上述三种方案中 方案不可行 原因是 从原子利用率角度考虑 方案更合理 5 探究小组用滴定法测定cuso4 5h2o mr 250 含量 取ag试样配成100ml溶液 每次取20 00ml 消除干扰离子后 用cmol l 1edta h2y2 标准溶液滴定至终点 平均消耗edta溶液bml 滴定反应如下 cu2 h2y2 cuy2 2h 写出计算cuso4 5h2o质量分数的表达式w 下列操作会导致cuso4 5h2o含量的测定结果偏高的是 a 未干燥锥形瓶b 滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c 未除净可与edta反应的干扰离子 解析根据制备路线可知 cu al fe au pt的混合物中加入稀h2so4 浓硝酸 则可以将cu al fe溶解 au pt不溶解 所以滤渣1的主要成分为au pt 滤液1中含有cu fe al的离子 根据滤液2和cuso4 5h2o可知 滤液2为cuso4溶液 滤渣2中含有fe oh 3和al oh 3 2 第 步操作中加h2o2的目的是将fe2 转化为fe3 从而将fe3 转化为沉淀除去 防止对cuso4晶体的制备产生干扰 h2o2的还原产物为h2o 不引入杂质 同时对环境没有污染 调节ph的目的是将fe3 和al3 转化为沉淀而除去 3 用cuso4 5h2o制备无水cuso4 只要除去结晶水即可 在加热过程中cuso4发生水解 但是因为硫酸不挥发 所以最终得到的仍然是cuso4 所以只要加热脱水即可 4 甲中制备的al2 so4 3晶体中含有fe2 so4 3 乙 丙两种方案中 乙方案的原子利用率更高 1 2014 重庆四区联考 下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是 a cuso4变成cuso4 5h2o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c cuo是黑色固体 与水反应可生成cu oh 2d cu2o遇硝酸可能会被氧化成cu2 解析a项变化属于化学变化 a错 cu oh 2是碱 能与酸反应 b错 cuo不能与水反应 c错 cu2o中铜处于低价态 能被强氧化剂硝酸氧化 答案d 2 2014 成都诊断 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 解析稀盐酸可以与cu2 oh 2co3反应 而且稀盐酸不能与cu反应 所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿cu2 oh 2co3 有因果关系 a错误 铜表面不能形成致密的氧化膜 铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应 所以不能用铜制容器盛装浓硫酸 b错误 硫酸铜与氨水生成cu oh 2 cu oh 2受热分解生成黑色cuo 均正确 但没有因果关系 c错误 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成 属于化学变化 cuso4可用作消毒剂 但与前者没有因果关系 d正确 答案d 3 自然界地表层原生铜的硫化物经氧化 淋滤作用后变成cuso4溶液 向地下深层渗透 遇到难溶的zns或pbs 慢慢转变为铜蓝 cus 下列分析正确的是 a cus的溶解度大于pbs的溶解度b 原生铜的硫化物具有还原性 而铜蓝没有还原性c cuso4与zns反应的离子方程式是cu2 s2 cus d 整个过程涉及的反应类型有氧化还原反应和复分解反应 解析cuso4与pbs反应可以生成cus 所以cus的溶解度小于pbs的 a错误 硫化物中硫的化合价为 2价 均具有还原性 b错误 zns难溶于水 不能写成离子形式 c错误 铜的硫化物首先被氧化成cuso4 然后硫酸铜与zns pbs发生复分解反应生成更难溶的cus d正确 答案d 氧化铜和氧化亚铜比较 考点二金属材料及金属矿物的利用 1 合金 1 概念 合金是指 熔合而成的具有 的物质 2 性能 合金具有不同于各成分金属的物理 化学性能或机械性能 熔点 一般比它的各成分金属的 硬度和强度 一般比它的各成分金属的 两种或两种以上的金属 或金属与非金属 金属特性 低 大 2 常见金属材料 1 重要的黑色金属材料 钢 是用量最大 用途最广的合金 钢 低碳钢 中碳钢 高碳钢 合金钢 2 几种有色金属材料 3 金属冶炼的一般步骤4 金属冶炼方法 1 热分解法 适用于hg ag等不活泼金属 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 弱 不易 较差 容易 2 热还原法 适用于zn cu等中等活泼金属 焦炭还原法 例如 c还原zno cuo 其化学方程式依次为 一氧化碳还原法 例如 co还原fe2o3 cuo 其化学方程式依次为 氢气还原法 例如 h2还原wo3 fe3o4 其化学方程式依次为 活泼金属还原法 例如 al还原cr2o3 v2o5 其化学方程式依次为 5al2o3 3 电解法 适用于al以前的活泼金属 例如 al2o3 mgcl2 nacl的电解反应 其化学方程式依次为 探究思考1 能否用电解alcl3和mgo的方法冶炼al mg 答案不能 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 熔融会消耗大量的能量 成本较高 2 判断下列有关金属冶炼的说法是否正确 如不正确请说明原因 1 制钛 用金属钠置换氯化钛 ticl4 溶液中的钛 2 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 3 制钠 用海水为原料制得精盐 再电解纯净的nacl溶液 4 炼铜 用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99 9 的铜 答案 1 不能用ticl4溶液 应用熔融态的ticl4 2 3 中电解nacl溶液得到naoh cl2和h2 4 中电解法精炼铜的原料是粗铜 示例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 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 1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 思维启迪 认真分析工艺流程中每步可能发生的反应及其产物 第 4 问利用关系式法进行计算 解析 1 电解精炼ag时 粗银作阳极 纯银作阴极 含有ag 的电解质溶液作为电解液 所以阴极反应式为ag e ag 滤渣ag与稀hno3反应生成no no被o2氧化生成no2 方程式为2no o2 2no2 2 naoh溶液与al2 so4 3 cuso4反应生成al oh 3沉淀和cu oh 2沉淀 若naoh过量 al oh 3沉淀溶解 离子方程式为al oh 3 oh alo2 2h2o 3 由于在反应前后 cu的化合价降低 cuo作氧化剂 所以失电子的只能是o2 被氧化成o2 利用得失电子守恒配平 4 4cu 4cuo 2al2o3 2al2 so4 3 4cualo2即2cu al2 so4 3 2cualo2 5 由于胆矾带有结晶水 为防止失去结晶水 应采取加热浓缩 冷却结晶的方法 答案 1 ag e ag2no o2 2no2 2 al oh 3 cu oh 2al oh 3 oh alo2 2h2o 3 424o2 4 5025 5 蒸发浓缩 冷却结晶 示例3 2013 山东 28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 向cuso4溶液中加入镁条时有气体生成 该气体是 解析 1 na k mg al等活泼金属的冶炼均采用电解法 fe cu的冶炼采用热还原法 2 在辉铜矿和h2so4 o2的反应中 cu2s是还原剂 o2作氧化剂 所以1molo2得4mole 还原剂也失去4mole cu2 2h2o cu oh 2 2h mg 2h mg2 h2 所以放出的气体应为h2 答案 1 bd 2 cu2s4h2 1 2014 德阳一诊 2014年将在上海首飞的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 答案d 2 2013 上海 26 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 bao al2o3常温下al的金属性比ba的金属性 选填 强 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 3 合金在生产生活中的应用日趋广泛 1 镁合金被用于制造笔记本电脑外壳 竞赛自行车车架等 是由于镁合金具有 等优异性能 2 测定某镁铝合金中镁的质量分数 称取一定质量的样品放入naoh溶液中 发生反应的离子方程式是 另称取一定质量的样品放入500ml稀硫酸中 固体全部溶解并产生气体 待反应完全后 向所得溶液中加入naoh溶液 生成沉淀的物质的量与加入naoh溶液的体积关系如图所示 生成沉淀阶段的图像斜率视为恒定 则合金中al的质量为 g naoh溶液的物质的量浓度为 mol l 1 3 有一种镁铝合金 mg17al12 是贮氢材料 该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为mg17al12 17h2 17mgh2 12al 得到的混合物在6 0mol l 1的盐酸中能完全释放出h2 1molmg17al12完全吸氢后得到的混合物与上述盐酸完全反应 释放出h2的物质的量为 要求列出计算过程 解析本题以合金为载体考查了物质含量的计算 离子方程式以及电极反应式的书写等 意在考查考生对电化学知识 离子反应知识的掌握情况以及相关计算能力 2 镁不和naoh溶液反应 铝属于两性金属 能与naoh溶液反应生成naalo2 离子方程式为2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 由图可 答案 1 强度大 密度小 散热性好 消震性好 答案合理即可 2 2al 2oh 2h2o 2alo2 3h2 5 45 3 mg17al12 70hcl 17mgcl2 12alcl3 35h2 1mol35moln h2 35mol 17mol 52mol 2012 山东高考 30节选 无水alcl3 183 升华 遇潮湿空气即产生大量白雾 实验室可用下列装置制备 素养9物质制备工艺中试剂的选择及作用 典例剖析 装置b中盛放饱和nacl溶液 该装置的主要作用是 装置c中盛装的试剂是 作用是 f中试剂的作用是 用一件仪器装填适当试剂后也可起到f和g的作用 所装填的试剂为 科学审题 浓盐酸易挥发 从a出来的cl2中混有hcl气体 b装置中的饱和nacl溶液是为了吸收其中的hcl c中盛的是浓h2so4 作用是干燥cl2防止水蒸气对制alcl3的反应产生干扰 f的作用是吸收水蒸气 防止g中水蒸气进入e中 g的作用是吸收cl2 两装置合并后需要同时起两个作用 所装试剂应选择碱石灰 规范答案 除去hcl浓h2so4干燥氯气吸收水蒸气碱石灰 解答该类题目要掌握以下要领 1 根据题目要求及试剂的状态和性质准确判断试剂的作用 通常有制备物质 除杂净化 吸水干燥 吸收尾气等作用 2 试剂的选取是考查试剂作用的另一种形式 选取试剂时要考虑实验目的 试剂的性质状态和实验中所给仪器等因素 3 规范描述试剂的作用 如 除去 防止 抑制 吸收 使 等 回答要准确规范 说明 解答此类题目要注意三个得分点 试剂的作用 试剂的选取 规范答题 答题模板 1 试剂的作用 判断试剂的作用要清楚物质的成分 以及试剂与物质反应的化学原理 2 试剂的选取 原理正确 符合仪器装置的要求 能够达到实验目的 3 规范答题 语言要简练 规范 准确 避免口语化 某研究性学习小组为合成1 丁醇 查阅资