（课标版）2021高考化学一轮复习 第9讲 铜及其重要化合物 用途广泛的金属材料课件 新人教版

第9讲铜及其重要化合物用途广泛的金属材料,课标研读备考定位,考点一铜及其重要化合物,考点二金属材料与金属矿物的开发利用,考点一铜及其重要化合物,自主学习探究提升,1铜的物理性质：铜是一种有金属光泽的_色固体，有良好的导电、导热性(仅次于银，可用于制电缆)，有良好的_性。2铜的化学性质,紫红,延展,cu2(oh)2co3,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：_。(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：_。,cu4hno3(浓)=cu(no3)22no22h2o,3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o,cu2ag=cu22ag,2fe3cu=2fe2cu2,3铜的重要化合物的主要性质(1)氧化铜和氢氧化铜：,黑,蓝,(2)碱式碳酸铜。碱式碳酸铜的化学式为_，是铜绿、孔雀石的主要成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为_，可溶于稀硫酸，离子方程式为cu2(oh)2co34h=2cu2co23h2o。(3)硫酸铜。cuso45h2o为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解。化学方程式为：_,cu2(oh)2co3,无水cuso4为_色粉末，遇水变_色(生成cuso45h2o)，据此可用来检验水的存在。(4)铜盐的毒性铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与_作用，使_变性失去生理活性，因此人们根据这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。,白,蓝,蛋白质,蛋白质,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砖红色cu2o蓝色cu(oh)2或cuso45h2o黑色cuo或cus或cu2s棕黄色cucl2,特别提醒,(6)cuco3是铜锈的主要成分，可用盐酸除去铜锈()(7)农业上配制波尔多液时可在铁桶或铝桶中进行()(8)cu2(oh)2co3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成()(9)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成()(10)将铁片置于cuso4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼()(11)将cucl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水cucl2固体()提示cucl2水解，加热蒸干得到cu(oh)2，灼烧后得到cuo。,(12)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()提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。(13)h2还原cuo时，应先加热后通h2()(14)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。()(15)将铜粉加入1.0moll1fe2(so4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。(),对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？提示方案(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。,3问题思考：(1)黄铜和金的颜色均为黄色，如何鉴别？(2)波尔多液是一种杀菌剂，它是由cuso4、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液，其杀菌的可能原因是什么？(3)由铜屑制备硫酸铜时，一般不用铜与浓硫酸反应，而是将热空气通入铜和稀硫酸的混合物中，为什么？,解题探究高效演练,1(2020山东滨海检测)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，可除去铜绿解析铜丝与浓硫酸加热生成硫酸铜后，再把混合物加入水中形成硫酸铜溶液，而不能把水加入反应物中，防止剩余浓h2so4稀释时溅出，a错误；常温下铜与氯气不反应，b错误；氯化铜溶液加热促进水解，生成的hcl挥发，最终得到cu(oh)2，c错误；cu2(oh2)co3能溶于盐酸，可除去铜绿，d正确。,d,2(2020云南大理模拟)已知酸性条件下有如下反应：2cu=cu2cu。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进行验证，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()a是cub是cu2oc一定有cu，一定有cu2od一定有cu2o，可能有cu解析浓硫酸(加热)、硝酸均能氧化cu或cu2o；而稀硫酸与cu不反应，与cu2o反应，根据实验现象分析，一定有cu2o，可能有cu，d项正确。,d,萃取精华：,粗铜中铜的含量为99.5%99.7%，主要含有ag、zn、fe、au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，铜在阳极上失电子变为cu2，用纯铜棒作阴极，cu2在阴极上得电子生成铜。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a.成本低；b.污染小；c.反应条件简单；d.含量很低的矿石也可以被利用。,d,区分红色物质cu和cu2o的方法向红色物质中加入稀h2so4，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为cu2o，否则为cu，反应的化学方程式为cu2oh2so4=cuso4cuh2o。,萃取精华：,4(2020山东潍坊检测)某炼铁废渣中含有大量cus及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产cucl22h2o晶体的工艺流程如下：下列说法正确的是()a焙烧过程中每消耗1molcus则消耗3molo2b焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色c滤渣中主要含铁的氧化物d将获得的cucl22h2o晶体加热可制得cucl2固体,b,5(2020新题预测)某化学兴趣小组进行了有关铜、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如图所示。下列有关说法正确的是()a实验中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被铜还原为no2b实验中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强,c,c实验发生反应的化学方程式为3cucu(no3)24h2so4=4cuso42no4h2od由上述实验可得出结论：铜在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸反应解析中发生反应：3cu8hno3(稀)=3cu(no3)22no4h2o，溶液为蓝色，试管口no被氧化生成红棕色的二氧化氮，但硝酸被还原为no，a错误；中加稀硫酸，铜与稀硫酸不反应，但硝酸铜在酸性条件下具有硝酸的强氧化性，继续与铜反应，b、d错误，c正确。,6(2020山东滨州检测)工业上由黄铜矿(主要成分cufes2)冶炼铜的主要流程如下：(1)气体a中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a浓硫酸b浓硝酸cnaoh溶液d氨水,cd,(2)用稀硫酸浸泡熔渣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)。(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。,fe3,取少量待测液放在试管中，加入酸性高锰酸钾溶液，紫色褪去，则含有fe2,(4)以cuso4溶液为电解质溶液进行粗铜(含al、zn、ag、pt、au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是_。a电能全部转化为化学能b粗铜接电源正极，发生氧化反应c溶液中cu2向阳极移动d从阳极泥中可回收ag、pt、au等金属(5)利用反应2cuo22h2so4=2cuso42h2o可以制备cuso4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。,bd,o24e4h=2h2o,7(2020衡水模拟)铜及其化合物在工农业生产领域有着重要的用途，氯化铜、氯化亚铜经常用作催化剂。其中cucl广泛应用于化工和印染等行业。【查阅资料】()氯化铜：从水溶液中结晶时，在15以下得到四水物，在1525.7得到三水物，在2642得到二水物，在42以上得到一水物，在100得到无水物。,(1)实验室用如图所示的实验仪器及药品制备纯净、干燥的氯气并与铜反应(铁架台、铁夹略)制备氯化铜。按气流方向连接各仪器接口的顺序是a_、_、_、_、_。本套装置有两个仪器需要加热，加热的顺序为先后_。,d,e,h,i,f,g,b,a,d,(2)印刷电路板是由高分子材料和铜箔复合而成，刻制印刷电路板时，要用fecl3溶液作为“腐蚀液”，写出该反应的化学方程式：_。(3)现欲从(2)所得溶液获得纯净的cucl22h2o，进行如下操作：首先向溶液中加入h2o2溶液然后再加试剂x用于调节ph，过滤，除去杂质，x可选用下列试剂中的_(填序号)。anaohbnh3h2occuodcuso4要获得纯净cucl22h2o晶体的操作步骤：向所得滤液中加少量盐酸，蒸发浓缩、_、_、洗涤、干燥。,2fecl3cu=2fecl2cucl2,c,冷却到2642结晶,过滤,(4)用cucl22h2o为原料制备cucl时，发现其中含有少量的cucl2或cuo杂质，若杂质是cucl2，则产生的原因是_。(5)设计简单的实验验证0.1moll1的cucl2溶液中的cu2对h2o2的分解具有催化作用：_,加热温度低(或加热时间不够),解析(1)用装置a制备cl2，制得的cl2中混有hcl、h2o(g)，所以将气体先通过盛饱和食盐水的装置c除去hcl，再通过盛浓硫酸的装置e干燥cl2，用纯净、干燥的cl2与cu反应制备cucl2；由于cl2会污染大气，最后用盛放naoh溶液的装置b吸收尾气；同时注意洗气时导气管应长进短出；按气流方向连接各仪器接口的顺序是：ad、eh、if、gb。实验室用mno2和浓盐酸加热制cl2，cu与cl2加热反应制备cucl2，则装置a和装置d需要加热；为了防止cu与空气中的o2反应生成cuo，所以实验时必须先加热装置a产生cl2，用生成的cl2赶尽装置中的空气后再加热装置d。(2)cu与fecl3溶液反应生成cucl2和fecl2。,(1)新制cu(oh)2常用来检验醛基，该反应需在碱性环境中进行，加热至沸腾可生成红色沉淀氧化亚铜(cu2o)。(2)溶液中的cu2常为蓝色(浓cucl2溶液为绿色，稀cucl2溶液为蓝色)，可作为cu2的鉴别依据。例如：cuso4溶液呈蓝色，在推断题中，“蓝色溶液”基本可作为cu2的存在依据。(3)cu2与碱反应生成蓝色沉淀cu(oh)2，这也是鉴定cu2的原理之一。,萃取精华：,(4)废铜综合利用的常用化工流程,考点二金属材料与金属矿物的开发利用,自主学习探究提升,正,(2)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)。由于金属的化学活动性不同，金属离子得电子还原成金属原子的能力不同。必须采用不同的冶炼方法。常用方法如下：,化合,游离,mnne=m,(4)铝热反应,铝热反应的三个注意事项(1)铝热反应是在高温干态下进行的置换反应，铝只能与金属活动性顺序中排在铝之后的金属的氧化物反应。(2)铝热反应会放出大量的热(这一特性常出现在推断题中)。mg条、kclo3的作用是产生高温，引发铝热反应。(3)铝热反应不能用来冶炼大量的金属铁、铜等(要考虑冶炼成本)。,特别提醒,1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()提示合金中也可能含有非金属，如铁合金中含有碳。(2)镧镍合金能大量吸收h2形成金属氢化物，可作储氢材料()提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()提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()提示常常利用铝合金的特性来制飞机、车厢等的外壳。(5)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金()(6)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜()(7)工业上电解熔融状态的al2o3制备al涉及氧化还原反应()(8)电解alcl3、fecl3、cucl2的混合溶液时，阴极上依次析出cu、fe、al()(9)电解氯化镁溶液可制取金属镁(),(10)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()(11)合金是混合物，合金中的成分金属保持各自的化学性质()(12)金属在自然界中都以化合态存在，故金属的冶炼就是将金属从其化合物中置换出来()(13)湿法炼铜和火法炼铜的反应中，铜元素都发生了还原反应()(14)工业上金属al是用电解熔融的氯化物制得的()(15)金属不论是否活泼都比较难冶炼，铝热反应可以冶炼难熔金属(),2问题思考：(1)下表中是四种金属的熔、沸点数据：根据表中数据，归纳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。(2)工业生产中是否可用电解alcl3和mgo的方法冶炼al、mg?(3)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？,提示(1)nacu，nafe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。(2)不是。因为alcl3是共价化合物，熔融时不能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，使其熔融会消耗大量的热能，成本较高。(3)铝的金属活动性比铁、铜强，难于冶炼，古代人受技术条件限制，不能冶炼铝，故铝的发现和大量使用比铁、铜晚得多。,解题探究高效演练,1下列关于合金的说法不正确的是()a合金的熔点一般比它的成分金属的熔点高b合金的硬度一般比它的成分金属大c合金与各成分金属相比，具有许多优良的物理、化学或机械性能d合金在工业上的用途比纯金属更广解析合金的熔点一般比它的成分金属要低，硬度要大，故a项错误；合金的硬度一般比各成分金属大，故b项正确；合金具有许多良好的物理、化学、机械性能，故c项正确；合金比纯金属用途更广泛，故d项正确。,a,知识拓展组成合金的元素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。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，若一种金属的熔点高于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。常温下多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。,2(2020新题选粹)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铜银都能与稀硝酸反应，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cu、ag合金与足量硝酸反应生成cu(no3)2、agno3溶液、no或no2气体，由于no2与水反应生成no，则用排水法收集到的vl气体为no；向反应后溶液中加入nacl溶液，反应生成agcl沉淀，经过滤、洗涤、烘干后得到agcl固体。由于没有告诉硝酸的浓度，合金与硝酸反应放出的气体中可能含有no2，故d错误。,d,3(2020甘肃武威模拟)分析推理是化学学习的方法之一。下列实验推理正确的是()a钠的金属性强，一般还原剂很难将其还原出来，所以用电解饱和nacl溶液的方法冶炼b金属的冶炼方法与金属的活泼性有很大关系，银和汞可以用热分解的方法冶炼c工业上电解熔融氯化镁可制得金属镁，所以电解熔融氯化铝也可制得铝d将镁条和铝片用导线连接再插进稀naoh溶液中，镁条上产生气泡，说明镁比铝活泼,b,解析电解饱和食盐水得到的是naoh、h2和cl2，钠一般是由电解熔融nacl的方法来制取，a项不正确；银和汞活泼性弱，可以用热分解的方法冶炼，b项正确；氯化铝是共价化合物，熔融氯化铝不导电，不能用电解熔融氯化铝的方法来制取铝，c项不正确；由于铝片能够与naoh溶液反应，而镁条与naoh溶液不反应，所以将镁条和铝片用导线连接再插进稀naoh溶液中，镁条上产生气泡，不能说明镁比铝活泼，d项不正确。,a,c,萃取精华：,6(2020新题选粹)下列有关金属的工业制法中，正确的是()a以海水为原料制得精盐，再电解精盐的水溶液制取钠b用海水、石灰乳等为原料，经一系列过程制得氧化镁，用h2还原氧化镁制得镁c以铁矿石、焦炭、空气、石灰石等为原料，通过反应产生的co