第三章第四节铜及其化合物金属材料汇总

第四节铜及其化合物金属材料其重要化合物的主要性质及其应用。2.氧化铜和氢氧化铜物质化学式颜色状态水溶性氧化铜O黑色固体(粉末)氢氧化铜Cu(OH)2蓝色固体CuOCuO＋2H化学性质23.硫酸铜uSO典例引领[典例1](2012·天津高考节选)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、FeAuPt体的路线：分为________。调溶液pH的目的是使________生成沉淀。【解题导引】△△(3)加热脱水考点精析铜的冶炼“三方法”CuSO==2Cu2O＋2SO2CuOCuS=====6Cu＋SO2↑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。(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题组强化1．(2016·河北正定中学月考)某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是()A．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B氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成CCuCl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()选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ判断A铜绿的主要成分是氧化铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Ⅰ对；Ⅱ对；有B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸Ⅰ对；Ⅱ对；有色硫酸铜粉末是物理变化毒剂物均能分混合物，得到氧化铜的质量是()[误区警示]熟记铜及其化合物的颜色CuSO4OCu2O砖红色Cu2(OH)2CO3Cu2SCu(OH)2合考查常见的金属，请回答下列问题：液后，溶液很快变蓝。试写出该反应的离子方程式______。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式___________。(3)火法炼铜的原理：Cu2S＋O2=====2Cu＋SO2，在该反应中每生成1molCu，转移________mol电子。44下列说法正确的是________(填字母)。a．粗铜接电源正极，发生氧化反应c．电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等(5)据报道，有一种叫ThibacillusFerroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾(CuSO4·5H2O)：BFe是___________。②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式。【答案】(1)Cu＋H2O2＋2H＋===Cu2＋＋2H2OCu＋2CO－＋H2O===Cu2(OH)2CO3↓＋CO2↑34)ab除尽②CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO42CuSO4＋2H2O=====2Cu＋2H2SO4＋O2↑(合理答案均可)5．实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO4·5H2O晶体。设计的工艺流程如图所示：请回答下列问题：(1)根据反应原理，操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为________。操作②中需要把NO与________气体混合通入水中，混入该气体的目的是_______________(用化学方程式表示)。操作③中某学生设计物质X为H2O，若加水调整溶液pH，则Fe(OH)3开始沉淀的pH”“>”或“＝”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液pH，其主要原因是__________________。Fe3＋Cu2＋开始沉淀4.7沉淀完全7(4)为测定胆矾中结晶水的数目，称取25.0g胆矾晶体在坩埚中加热，固体质量随温度升高而变化的曲线如下图。当固体质量为8.0g时，观察到固体完全呈黑色。请列式计算开始称取的胆矾中结晶水的数目。cFeFeOHpH法调节溶液pH，其主要原因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。(3)由溶液Ⅱ得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解，根据CuSO4·5H2O的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且O(4)当固体质量为8.0g时，观察到固体完全呈黑色，此时固体已全部分解为氧化铜。O(2)>不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量)(3)H2SO4冷却到30℃下结晶OCuSO4·xH2O~CuO160＋18x808x8025.0g＝8.0gx＝5，即胆矾中结晶水的数目为5。(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。①熔点：一般比它的各成分金属的低；(3)几种有色金属材料业、交通运输业、电子行业等业、交通运输业、电子行业等铜及铜合金|铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜典例引领(1)航母升降机可由铝合金制造。中通入的气体为________。AlMgNaOHAlO。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。①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为________。②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________。(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。①80.0gCu­Al合金用酸完全溶解后，加入过量氨水，过滤得白色沉淀39.0g，则合金②为分析某铜合金的成分，用酸将其完全溶解后，用NaOH溶液调节pH，当pH＝3.4定含有________。【答案】(1)①第三周期第ⅢA族CO2②Al2O3＋2NaOH===2NaAlO2＋H2OAr(其他合理答案均可)考点精析正确理解合金的概念(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(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，则二者不能形成合金。(4)合金一定是混合物。题组强化NNaAl熔点(℃)沸点(℃)5950根据以上数据判断其中不能形成合金的是()2．有关合金的叙述正确的是()A电性比成分金属强C械强度比各成分金属小D．多数合金比成分金属熔点低，硬度大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4．(2016·江苏启东模拟)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mg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BVL气体可能全为NOC．操作Ⅰ是过滤，操作Ⅱ是洗涤，操作Ⅲ应是低温干燥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(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(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。【答案】(1)强度大、密度小、散热性好、消震性好(答案合理即可)AlOHHO==2AlO＋3H2↑5.45些金属化合物中，金属元素都显正化合价。使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。△其的化合物稳定性较差。△C△CZnOCuOCZnOZnAl2O3＋2Cr，10Al＋3V2O5=====6V＋5Al2O3。(3)电解法冶炼金属电解电解典例引领(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。(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(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为____________。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OHSOCuSOHOCuSO电池，其正极电极反应为_______________。【解题导引】的哪些重要环节？AlAlOCubdHOe=2H2O考点精析一、金属活动性顺序表的应用二、铝热反应①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝①镁带剧烈燃烧，放出一定的热，并发出耀眼的白光，氧化铁和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应；②纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，反应的化学方程式为制取熔点较高、活泼性弱于Al的铬、锰、钨等金属；②金属焊接，如野外焊接钢轨等实验现象实验结论原理应用题组强化1．下列事实不能用金属活动性解释的是()A．生活中可用铝制的水壶烧水B．镀锌铁制品破损后，镀层仍能保护铁制品C．工业上常用热还原法冶炼铁，用电解法冶炼钠D含有的Ag、Au杂质沉积在电解槽的底部2．工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法，不同的金属应选用不同的冶炼方法。选择的原则主要是依据()A．金属在地壳中的丰度B．金属在自然界中的存在形式C．金属的还原性强弱D．金属的利用价值016·石家庄模拟)下列制备金属单质的方法或原理正确的是()A．在高温条件下，用H2还原MgO制备单质MgC．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na[误区警示](1)金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，其阳离子越容易被还原，金属的位置越靠越难被还原。NaAlFAlO熔化温度。图如下：下列有关说法不正确的是()A．生产铝、铜、高纯硅及玻璃的过程中都涉及氧化还原反应B．粗铜精炼时，粗铜作阳极D．粗硅制高纯硅时，提纯四氯化硅可用多次分馏的方法FeO、Fe2O3)生产钛白粉的副产品(硫酸亚铁)，可以把＋6价的铬还原为＋3价的铬，在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀。(1)碾碎的目的是____________________________________________。(2)加入过量的硫酸除让钛铁矿充分反应外，还起到的作用是__________。(3)第④步所加试剂是________。(4)上述物质中可循环使用的试剂是________(写化学式)。___________________________________(6)第③步中加热的目的是_____________________。(3)铁粉(4)H2SO4(5)CrO－＋3Fe2＋＋4OH－＋4H2O===Cr(OH)3↓＋3Fe(OH)3↓课堂小结(教师用书独具)第一条：铜及其化合物转化网络第二条：重点知识萃取1．熟记2个物理性质：①合金的熔点比成分金属低。②合金的硬度比成分金属大。2Cu＋O2＋H2O＋CO2===Cu2(OH)2CO3(铜锈)，CuHNOCuNO2NO↑＋4H2O，分层限时跟踪练(十一) [基础练]扣教材练双基1．钓鱼岛群岛的东海海域及部分太平洋海域探明为海底热水矿床。海底热水矿床是沉积着由岩浆热气从地底喷出的金、铜、锌、稀有金属等区域。下列说法正确的是()A．金不溶于任何溶液B．铜、锌在空气中均能被氧化成对应的氧化物C．铜锌合金的熔点低于铜或锌的熔点D.Cu的质子数和中子数之差为342．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)A．合金的性质与其成分金属的性质不完全相同B．工业上金属Mg、Cu都是用热还原法制得的C．金属冶炼的本质是金属阳离子得到电子变成金属原子3．下列有关金属的工业制法中正确的是()A．制钛：用金属钠置换四氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B．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C．制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液D．炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜4．出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法不正确的是()A．锡青铜的熔点比纯铜低B．在自然环境中，锡青铜中的锡可对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀速率比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程常加入少量H2O2，然后再加入少量碱至溶液pH＝4，即可以除去铁离子而不损失硫酸铜。下列说法不正确的是()OH22验所得的红色固体产物做了验证，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()120012005008246038821619下列关于这一过程的叙述错误的是()A．反应中有二氧化硫生成B．产物中铜元素主要以氧化物形式存在C．随温度升高，铁的氧化物在酸中的溶解度降低D．温度高于600~620℃时生成物中水溶性Cu%下降的原因是水溶性铜分解所致行下列实验。反应的化学方程式是________________________；样品中铝的质量是________g。(2)若取ag样品将其点燃，恰好完全反应，该反应的化学方程式是_____，氧化铁与铝的质量比是________。(3)待(2)中反应产物冷却后，加入足量盐酸，测得生成的气体体积为cL，该气体与(1)9b【答案】(1)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑11.210．某工厂酸性工业废水中含有一定量的Fe3＋、Cu2＋、Au3＋等。有人设计了图中的工(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①________、②________、③________、④________、⑤________。(3)铁红的化学式为________；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红______________；氧化铜_________________。【答案】(1)①铁屑②稀硫酸③稀硝酸④氢氧化钠⑤氢氧化钠CuHNO=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O(3)Fe2O3用作红色颜料用作制造铜盐的原料CuCl物质开始沉淀沉淀完全Fe(OH)3