第4讲 金属材料及金属矿物的开发利用
[考纲要求] 1.知道铜及其重要化合物的性质。2.了解合金的概念及重要应用。3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。
考点一 铜及其化合物
收集：樱满唯
1．单质铜
(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (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：
①化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。 ②化学方程式：2Cu＋S=====Cu2S。 ③与氧化性酸反应
a．与浓硫酸共热的化学方程式：Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O； b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋2NO3===3Cu2＋2NO↑＋4H2O。 ④与盐溶液反应(写离子方程式)
a．与硝酸银溶液：Cu＋2Ag===2Ag＋Cu2； b．与FeCl3溶液：Cu＋2Fe3===2Fe2＋Cu2。 2．氧化铜和氧化亚铜
名称 颜色 与酸反应(H) 与H2反应 转化关系 3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用
＋＋
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氧化铜 黑色 CuO＋2H===Cu2＋H2O CuO＋H2=====Cu＋H2O 高温△＋＋氧化亚铜 砖红色 Cu2O＋2H===Cu2＋Cu＋H2O Cu2O＋H2=====2Cu＋H2O △＋＋4CuO=====2Cu2O＋O2↑
4．CuSO4·5H2O
CuSO4·5H2O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。
题组一 铜及其化合物的性质
1．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)2 D．Cu2O遇硝酸可能会被氧化成Cu2 答案 D
解析 CuSO4变成CuSO4·5H2O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。 2．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( ) 选项 A B 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 Ⅰ对；Ⅱ对；无 Ⅰ对；Ⅱ对；有 ＋
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 铜表面易形成致密的氧化膜 向硫酸铜溶液中通入氨气，有铜制容器可以盛放浓硫酸 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C 深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 Ⅰ错；Ⅱ对；无 答案 D 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，Ⅰ、Ⅱ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，Ⅰ、Ⅱ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。
3．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，除去铜绿 答案 D
解析 A项浓硫酸溶于水时放热，应该是把反应后的溶液倒入水中，故该项错误；B项需要先加热铜才能与氯气发生反应，故该项错误；C项氯化铜溶液中存在水解平衡，加热蒸干最终得到的是氢氧化铜，故该项错误；D项铜和盐酸不反应，只有铜绿[Cu2(OH)2CO3]与盐酸反应，故该项正确。
熟记铜及其化合物的颜色
物质 Cu CuO Cu2O Cu2S
题组二 铜及其化合物转化关系的应用
4．某课外研究小组用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为
颜色 紫红色 黑色 砖红色 黑色 物质 CuSO4 CuSO4·5H2O Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2 颜色 白色 蓝色 绿色 蓝色
(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是________(填字母)。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化
(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是________________________________________________________________________。 答案 (1)ab
(2)耗酸少；无污染性气体SO2产生
解析 (1)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。
(2)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu＋O2＋2H2SO4=====2CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是①产生等量的CuSO4，比途径Ⅰ消耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体SO2。
废铜综合利用的常见流程框图模式
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考点二 金属材料及合金概述
1．熟记金属活动性顺序 金属活动性顺序 K、Ca、Na 常温下易被氧与O2反应 化，点燃生成过氧化物或其他复杂氧化物 常温下生成碱和氢气 与热水反应 有碱存在与水反应 不反应 与高温水蒸气反应 不反应 常温生成氧化膜 加热化合 Mg Al、Zn Fe、Sn、Pb(H) Cu、Hg、Ag Pt、Au 与H2O反应 与非氧化性酸反应 先与水反应，生与盐溶液反应 成的碱再与盐反应 自然界存在形态 生成盐和氢气 不反应 排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来 化合态(Fe有游离态) 游离态 2.合金
(1)概念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 (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。 ①熔点：一般比它的各成分金属的低； ②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。 3．常见金属材料
?黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金金属材料—?
?有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金
(1)重要的黑色金属材料——钢 钢是用量最大、用途最广的合金。
低碳钢：韧性、焊接性好，强度低??
碳素钢?中碳钢：强度高，韧性及加工性好
??高碳钢：硬而脆，热处理后弹性好钢
???
合金钢：具有各种不同的优良性能，用于制不锈钢?? 及各种特种钢
(2)几种有色金属材料
题组一 金属的性质和应用
1．下列关于金属元素的叙述正确的是( ) A．金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性 B．金属元素的单质在常温下均为固体 C．金属元素在不同化合物中化合价均相同 D．大多数金属元素的单质为电的良导体 答案 D
第三章 第4讲 2016化学大一轮步步高答案
