1、1第 12 讲 铜及其重要化合物、金属材料一、铜及其化合物1铜的性质(1)物理性质:铜是 紫红色金属,具有良好的 导电性、 导热性和延展性。01 02 03 (2)化学性质写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式: 2CuO 2CO 2H 2O=Cu2(OH)2CO304 2CuS Cu2S05 = = = = = 2氧化铜和氧化亚铜23氢氧化铜(1)物理性质: 蓝色 不溶于水的固体。14 15 (2)化学性质及应用4CuSO 45H2OCuSO45H2O 为 蓝色晶体,俗称 蓝矾、胆矾。无水 CuSO4为 白色粉末,遇水变蓝16 17 18 色(生成 CuSO45H2O),可作为水的检验依据
2、。无水 CuSO4只能作为水的检验试剂,但不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。二、金属材料1合金32常见金属材料(1)黑色金属材料钢铁。 钢是用量最大,用途最广的合金。04 (2)有色金属材料铜和铝。我国使用最早的合金是 青铜,常见的铜合金有黄铜和白铜等。05 铝合金3金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在4(2)金属冶炼的一般步骤(3)金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从 化合态还原为 游离态的过程。即 Mn ne M。07 08 09 (4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)1.判断正误,正确的画“” ,错误的画“” ,并指明错因。(1)除去 Cu 粉中混有 CuO 的方法是加入
3、稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。()错因:Cu 与 HNO3也反应。(2)将铜粉加入 1.0 molL1 Fe2(SO4)3溶液中,现象是溶液变蓝,有黑色固体出现。()错因:Fe 3 氧化铜,本身被还原为 Fe2 ,没有黑色固体生成。(3)1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成 NA个 SO3分子。()错因:Cu 与热浓 H2SO4反应产生 SO2。(4)合金中的金属元素都是以化合态形式存在。()5错因:合金中金属多是以游离态形式存在的。(5)合金的硬度一般小于成分金属,而熔点一般高于成分金属。()错因:合金的硬度一般大于成分金属,而熔点一般小于成分金属。(6)合金材料中不可能含有非金属元素
4、。()错因:铁合金中就含 C、Si 等非金属元素。2教材改编题(据人教必修一 P68T6)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。从物理性质和化学性质的角度分析,铜常用于制造货币的说法正确的是( )A铜来源广泛,易于从自然界冶炼得到B铜的化学性质比较稳定,不易被腐蚀,铜的熔点比较低,容易冶炼铸造成型C铜的外观为紫红色,大方美观,易于被人们接受D铜的化学性质不稳定,在空气中易转化为铜绿,铜绿具有抗腐蚀能力,易于流通答案 B考点 铜及其化合物的性质一典例 1 (2018安徽三校联考)硫酸铜是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是( )A相对于途径,途径更好地体现了绿色化
5、学思想B硫酸铜在 1100 分解所得气体 X 可能是二氧化硫和三氧化硫的混合气体CY 可以是葡萄糖溶液D将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体解析 途径:Cu2H 2SO4(浓) CuSO4SO 22H 2O,途径= = = = = :2CuO 22H 2SO4(稀) 2CuSO42H 2O,制取等质量硫酸铜途径需要的= = = = = 硫酸少,且途径无污染性气体产生,故途径更好地体现了绿色化学思想,A 项正确;若 X 是二氧化硫和三氧化硫的混合气体,则硫酸铜中铜元素、硫元素的化合价都降低,而无元素化合价升高,故 B 项错误;葡萄糖中含有醛基,可与氢氧化铜悬浊液在加热条件下反应生成 Cu
6、2O,C 项正确;硫酸铜溶液中铜离子会水解,但生成的硫酸不挥发,故将硫酸铜溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体,D 项正确。6答案 B名师精讲1熟记铜及其化合物的颜色物质 颜色 物质 颜色Cu 紫红色 CuSO4 白色CuO 黑色 CuSO45H2O 蓝色Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色2.铜及其化合物(1)Cu 在加热条件下与 O2非常容易反应,利用这一性质,可把 Cu 作为 O2的吸收剂。若在实验题中看到加热的铜网或铜粉,应想到这一作用。(2)无水 CuSO4常用作水的检验试剂;由于其吸水效率不是太高,一般不作干燥剂使用。(3)铜盐属于重金
7、属盐,可使蛋白质变性,故铜盐有毒。农业上常用石灰乳和 CuSO4混合作用,两者的混合液是被称为“波尔多液”的农药。(4)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。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。(5)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。3铜的冶炼“两方法”(1)湿法炼铜:FeCuSO 4=FeSO4Cu。(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):2CuFeS24O 2 Cu2S3SO 22FeO(炉渣)= = = =
8、=800 2Cu2S3O 2 2Cu2O2SO 2= = = = =1200 2Cu2OCu 2S 6CuSO 2= = = = =1200 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,用纯铜棒作阴极即可得精铜。1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:7由此推出本次氢气还原氧化铜实验
9、的产物( )A是 CuB是 Cu2OC一定有 Cu,一定有 Cu2OD一定有 Cu2O,可能有 Cu答案 D解析 浓 H2SO4(加热)、硝酸均能氧化 Cu 或 Cu2O;而稀 H2SO4与 Cu 不反应,与 Cu2O 反应。2Cu 2S 是火法炼铜的重要原料之一,下面是由 Cu2S 冶炼铜及制取 CuSO45H2O 的流程图:Cu2S Cu Cu2O、CuO A B 胆矾 O2 焙 烧 足 量 稀 硫 酸 操 作 蒸 发 、 结 晶 、 过 滤 (1)Cu2S 中铜元素的化合价为_,火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向 Cu2O、CuO 中加入足量稀硫酸得到的体系 A 中溶液
10、呈蓝色,且有红色物质生成,请写出生成红色物质的离子方程式:_。(3)若将 A 中红色物质反应掉,操作中加入的试剂最好是_(填字母)。A适量的 NaNO3 B适量的 HNO3C适量的 H2O2答案 (1)1 Cu 2SO 2 2CuSO 2 (2)Cu 2O2H =Cu2 CuH 2O = = = = = (3)C解析 (1)Cu 2S 中铜为1 价,火法炼铜中 Cu、O 被还原,S 被氧化,反应的化学方程式为 Cu2SO 2 2CuSO 2。= = = = = (2)依据信息知 Cu2O 在酸性条件下生成 Cu2 (蓝色)和单质铜(红色),反应的离子方程式为 Cu2O2H =Cu2 Cu H2
11、O。(3)H2O2不产生污染物,不引入杂质。考点 金属材料二8典例 2 冶炼金属一般有以下几种方法:热分解法;焦炭法;水煤气法(CO或 H2);活泼金属置换法;电解法。这几种方法各有优缺点,它们在工业上均有应用。古代有:a.火烧孔雀石炼铜;b.湿法炼铜;现代有:c.铝热法炼铁;d.光卤石法炼镁。对它们的冶炼方法分析不正确的是( )Aa 用 Bb 用 Cc 用 Dd 用解析 铁、铜、镁的冶炼方法,要根据它们的金属活动性来选择。火烧孔雀石炼铜是用焦炭作还原剂进行冶炼,A 正确;湿法炼铜是在溶液中进行的,故不能用水煤气法,B 不正确;铝热法炼铁属于活泼金属置换法,C 正确;镁的活泼性较强,用电解法比
12、较适宜,D正确。答案 B名师精讲1合金特性(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,合金中一定含金属元素。(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、化学和机械性能,在许多方面不同于各成分金属,不是简单加合;但在化学性质上,一般认为合金体现的是各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范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点,则二者不能形成合金。(4)合金一定是混合物。2金属活动性顺序表中隐含的重要信息93.金属的冶炼(1)金属活泼性与冶炼方法的关系:(2)有些活动性很强的
13、金属也可以用还原法来冶炼,如:NaKCl KNaCl= = = = =850 2RbClMg MgCl22Rb等,= = = = =700 800 在此主要运用了化学平衡移动原理,利用 K、Rb 沸点低,气化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。4铝热反应103(2018芜湖质检)下列说法正确的是( )A工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气B钢铁厂用热还原法冶炼铁C工业上电解熔融状态的 Al2O3制备 Al 不涉及氧化还原反应DMgCl 2(aq) Mg(OH)2 MgO Mg 石 灰 乳 煅 烧 电 解 答案 B解析 电解 NaCl 溶液生成 NaOH、H 2和 Cl2,得不到单
14、质钠,A 错误;电解熔融 Al2O3发生的是氧化还原反应,C 错误;工业上冶炼镁是电解熔融 MgCl2而不是 MgO,D 错误。4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( )11A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D越活泼的金属越难冶炼答案 B解析 合金的化学性质与成分金属的化学性质相似,物理性质略有不同,A 正确;Mg在工业上用电解法冶炼,Cu 用热还原法冶炼,B 错误;金属冶炼的实质是Mn ne =M,C 正确;金属越活泼,则金属离子的氧化性越弱,越难被还原,D 正确。12