大单元二　第四章　第15讲　铜　金属材料　金属冶炼-2025年高中化学大一轮复习讲义人教版

第15讲铜金属材料金属冶炼[复习目标]1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途。2.理解含铜重要化合物的制备原理及过程。3.了解金属冶炼的原理和方法。考点一铜及其化合物1．熟记铜及其常见化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色2.铜及其重要化合物的性质及应用(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制的Cu(OH)2常用来检验________。(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验________。(5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu___________________________________________________________________________。(6)Cu＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为______________________________________。(7)Cu＋的性质①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。1．CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2()2．将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀()3．CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化()4．常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4()5．过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成()一、铜及其化合物的性质和应用1．某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是()A．将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，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．将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿2．部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是()A．a可与硫单质反应生成fB．c可与水反应得到dC．可将葡萄糖与新制的d混合后加热制得bD．可存在a→c→e→a的循环转化关系二、铜的重要化合物的制备3．氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，CuCl是一种白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，溶于浓盐酸，在潮湿空气中易水解和被氧化。某学习小组用工业废渣(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制取氯化亚铜并同时生成电路板蚀刻液。其流程如下：回答下列问题：(1)固体A的成分为____________；为提高固体A在盐酸中的溶解速率，可采取的措施有________________________(写出1条即可)。(2)向混合液中加入氧化铜的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________；用蚀刻液腐蚀铜制电路板的化学方程式为__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在Na2SO3溶液中逐滴加入CuCl2溶液，再加入少量浓盐酸混合均匀，得到CuCl沉淀。该反应的离子方程式为_____________________________________________________________。(4)CuCl沉淀的洗涤需要经过酸洗、水洗和醇洗。其中醇洗的作用是____________________________________________________________________________________________________。考点二金属材料及金属冶炼1．金属材料分类2．合金3．金属冶炼的一般方法冶炼方法主要反应原理(举例)热分解法2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑热还原法Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))__________(高炉炼铁)WO3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高温))____________Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高温))____________电解法2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5(冰晶石))____________MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))____________2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(电解))____________1．奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金，钛合金属于无机非金属材料()2．中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈()3．青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑(2022·江苏，7C)()4．金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3()5．热还原法制取汞、银()6．铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等()7．将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁()8．电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al()一、金属冶炼方法的选择1．金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是()A．金属在自然界里存在的形式B．金属元素在地壳中的含量C．金属阳离子得电子的能力D．金属熔点的高低2．冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。下列对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是()A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—②C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④二、铜的冶炼3．用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下：已知：CuFeS2＋3CuCl2=4CuCl＋FeCl2＋2S。(1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________。(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为___________________________________________。(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是________(填离子符号)。(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有________________，为保持流程持续循环，每生成1molCu，理论上需补充CuCl2的物质的量为________________。(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O2eq\o(=,\s\up7(高温))3Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有_______________________________________________________________。1．(2021·湖北，2)“乌铜走银”是我国非物质文化遗产之一。该工艺将部分氧化的银丝镶嵌于铜器表面，艺人用手边捂边揉搓铜器，铜表面逐渐变黑，银丝变得银光闪闪。下列叙述错误的是()A．铜的金属活动性大于银B．通过揉搓可提供电解质溶液C．银丝可长时间保持光亮D．用铝丝代替银丝，铜也会变黑2．(2020·全国卷Ⅲ,7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是()A．保存《千里江山图》需控制温度和湿度B．孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C．孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D．Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO33．(2022·海南，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如下。回答问题：(1)步骤①的目的是_____________________________________________________________。(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成__________(填化学式)污染环境。(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________________________。(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是_______________________________。(5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是______________________________________________________________________