金屬及其化合物第三章第四節(jié)銅及其化合物合金金屬礦物的開發(fā)利用2017版課程標(biāo)準(zhǔn)素養(yǎng)目標(biāo)1.了解銅與其主要化合物的性質(zhì)、制備及其在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用2.了解合金的概念，常見的金屬材料及其應(yīng)用3.了解金屬的活動(dòng)性順序、自然資源的開發(fā)利用(金屬冶煉)、材料分類與應(yīng)用等與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問題1.變化觀念與平衡思想：認(rèn)識(shí)金屬冶煉的方法，金屬冶煉遵循一定規(guī)律2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能對(duì)金屬的性質(zhì)提出有探究?jī)r(jià)值的問題；能從問題和假設(shè)出發(fā)，確定探究目的，設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究欄目導(dǎo)航01必備知識(shí)關(guān)鍵能力03真題體驗(yàn)領(lǐng)悟高考02研解素養(yǎng)悟法獵技04配套訓(xùn)練必備知識(shí)關(guān)鍵能力1銅及其化合物

【基礎(chǔ)整合】1．銅(1)物理性質(zhì)：銅是______色金屬，具有良好的______性、______性和延展性。(2)化學(xué)性質(zhì)：紫紅導(dǎo)電導(dǎo)熱①常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會(huì)被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的________。有關(guān)化學(xué)方程式：______________________________________。②寫出下列化學(xué)方程式。銅在空氣中加熱：_____________________________；銅絲在硫蒸氣中反應(yīng)：_____________________________。銅銹

2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3

2．銅的重要化合物(1)Cu2(OH)2CO3的名稱為____________，是銅綠、孔雀石的主要成分，受熱分解可生成黑色的氧化銅，化學(xué)方程式：_____________________________________，可溶于稀硫酸，離子方程式：_________________________________________。堿式碳酸銅

Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O

(2)黑色氧化銅在高溫下分解為紅色的Cu2O，化學(xué)方程式為_______________________。(3)藍(lán)色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末，化學(xué)方程式為______________________________________。(4)紅色的Cu2O與稀硫酸反應(yīng)，溶液變藍(lán)，同時(shí)生成紅色的單質(zhì)銅，離子方程式為________________________________。(6)Cu2＋與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀[Cu(OH)2]，這是檢驗(yàn)Cu2＋的原理之一(

)(7)過量的銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成(

)(8)H2還原CuO時(shí)，應(yīng)先加熱后通H2(

)(9)除去N2中混有的少量O2，通過灼熱的Cu網(wǎng)后收集氣體(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×(6)√

(7)×

(8)×

(9)√【重難突破】【答案】D2．(2019·江西南昌聯(lián)考)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì)，操作正確且能達(dá)到目的的是(

)A．將銅粉和硫粉混合均勻并加熱以制取CuSB．向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色C．向CuSO4溶液中加入適量的NaOH，過濾洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD．在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱水解，再加入少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，產(chǎn)生磚紅色沉淀【答案】C【解析】硫的氧化性較弱，只能將銅氧化為＋1價(jià)生成Cu2S，A錯(cuò)誤；銅與過量濃硫酸反應(yīng)后稀釋，應(yīng)將反應(yīng)后的溶液緩慢加入水中，并不斷攪拌，B錯(cuò)誤；CuSO4與NaOH溶液反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，過濾、洗滌、灼燒后可得CuO，C正確；淀粉水解后應(yīng)先加NaOH溶液至溶液呈堿性，然后加入新制Cu(OH)2懸濁液并加熱，才會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀，D錯(cuò)誤。3．(2019·廣東陽江模擬)已知CuO經(jīng)高溫灼燒生成Cu2O，Cu2O與H＋發(fā)生反應(yīng)：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。將經(jīng)高溫灼燒后的CuO樣品投入足量的熱的稀硝酸溶液中，下列有關(guān)說法中正確的是(

)A．如果溶液變?yōu)樗{(lán)色，同時(shí)有紫紅色固體出現(xiàn)，說明樣品全部生成了Cu2OB．溶液中最終可能有紫紅色固體出現(xiàn)C．這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度D．如果溶液中出現(xiàn)藍(lán)色，最終沒有紫紅色固體出現(xiàn)，說明CuO沒有分解【答案】C【解析】若忽略Cu能與熱的稀硝酸反應(yīng)會(huì)造成錯(cuò)選D。如果樣品部分生成了Cu2O，也會(huì)有類似現(xiàn)象發(fā)生，即這種實(shí)驗(yàn)的結(jié)果無法說明CuO分解的程度，A錯(cuò)誤、C正確；由于Cu能夠與熱的稀硝酸反應(yīng)，所以不論CuO是否完全分解，溶液中最終不可能有紫紅色固體出現(xiàn)，B，D均錯(cuò)誤。下列說法正確的是(

)A．焙燒過程中每消耗1molCuS則消耗3molO2B．焙燒后的廢氣能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色C．濾渣中主要為含鐵的氧化物D．將獲得的CuCl2·2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體【答案】B5．某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO，其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程如下：(1)雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，灼燒后含有少量銅的可能原因是____(填字母)。A．灼燒過程中部分氧化銅被還原B．灼燒不充分銅未被完全氧化C．氧化銅在加熱過程中分解生成銅D．該條件下銅無法被氧氣氧化(3)有同學(xué)指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一個(gè)環(huán)節(jié)，即應(yīng)先生成Cu(OH)2沉淀，過濾洗滌后再加熱分解Cu(OH)2得CuO。以下說法不可能成為減少該環(huán)節(jié)的理由的是______(填字母)。A．CuO比Cu(OH)2顆粒粗大，更易于從溶液中過濾出來B．Cu(OH)2分解溫度較低，加熱其濁液即可使其分解C．干態(tài)下分解Cu(OH)2，溫度難以控制，可能因溫度過高導(dǎo)致CuO進(jìn)一步分解生成Cu2OD．過濾分離出的CuO不需洗滌就已非常純凈【答案】(1)AB

(2)耗酸少無污染性氣體SO2產(chǎn)生(3)D金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用【基礎(chǔ)整合】1．合金(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有__________的物質(zhì)。(2)性能：①多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)______；②合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度______。金屬特性低大2．常見金屬材料(1)重要的黑色金屬材料——鋼鐵。①______是用量最大、用途最廣的合金。②鐵、鉻、錳

鋼

2．常見金屬材料(1)重要的黑色金屬材料——鋼鐵。①________是用量最大、用途最廣的合金。②青銅

成分元素主要特性主要用途Al、Mg、Cu、Si等密度小、強(qiáng)度高用于汽車、飛機(jī)、火箭、船舶制造3．金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形式。金、鉑等金屬元素在自然界以________態(tài)存在；化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬在自然界中以________態(tài)存在。(2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)。金屬元素只有正價(jià)，沒有負(fù)價(jià)，所以金屬的冶煉過程就是把金屬從其化合物中________出來的過程。游離化合還原

②熱還原法(適用于Zn～Cu等中等活潑金屬)。a．焦炭還原法：如C還原ZnO、CuO，其化學(xué)方程式依次為______________________________________；______________________________________。b．一氧化碳還原法：如CO還原Fe2O3、CuO，其化學(xué)方程式依次為______________________________；_________________________________。c．氫氣還原法：如H2還原WO3、Fe3O4，其化學(xué)方程式依次為______________________________；_______________________________。d．活潑金屬還原法(鋁熱反應(yīng))：如Al還原Fe2O3、Cr2O3、V2O5，其化學(xué)方程式依次為______________________________；______________________________；____________________________________________。③電解法(適用于Al以前的活潑金屬)：如電解Al2O3、MgCl2、NaCl冶煉Al、Mg、Na，其化學(xué)方程式依次為______________________________________；______________________________________；______________________________________。(4)鋁熱反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論高溫下，鋁與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________原理應(yīng)用①制取熔點(diǎn)較高、活潑性弱于Al的金屬，如鐵、鉻、錳、鎢等；②金屬焊接，如野外焊接鋼軌等判斷正誤(正確的畫“√”，錯(cuò)誤的畫“×”)。(1)鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁的高(

)(2)合金材料中不可能含有非金屬元素(

)(3)鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬(

)(4)合金中的金屬元素以化合態(tài)的形式存在(

)(5)合金與純金屬相比，抗腐蝕能力更強(qiáng)(

)(6)工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應(yīng)(

)(7)電解氯化鎂溶液制取金屬鎂(

)(8)用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物(

)(9)用海水為原料制得精鹽，再電解純凈的NaCl溶液制氫氧化鈉(

)(10)用電解AlCl3和MgO的方法冶煉Al、Mg(

)【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√(6)√

(7)×

(8)√

(9)√

(10)×【重難突破】【答案】D【解析】鋁鋰合金中的鋁既能與酸反應(yīng)，又能與堿反應(yīng)，鋰能與酸反應(yīng)，故鋁鋰合金不耐酸堿腐蝕。2．金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的運(yùn)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是(

)A．合金的性質(zhì)與其成分金屬的性質(zhì)不完全相同B．工業(yè)上金屬M(fèi)g、Cu都是用熱還原法制得的C．金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D．越活潑的金屬越難冶煉【答案】B下列說法中不正確的是(

)A．合金的熔點(diǎn)比其成分金屬低，通常比成分金屬具有更優(yōu)良的金屬特性B．銅銀都能與稀硝酸反應(yīng)，收集到的VL氣體可能全為NOC．操作Ⅰ是過濾，操作Ⅱ是洗滌，操作Ⅲ應(yīng)是烘干D．根據(jù)反應(yīng)收集到的氣體體積可以計(jì)算銅和銀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)【答案】D【解析】實(shí)驗(yàn)中過濾烘干得到的Wg沉淀是AgCl，根據(jù)“銀”原子守恒，可確定合金中Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而合金與硝酸反應(yīng)生成的氣體不一定全是NO(有可能含有NO2)，故用排水法收集的氣體不能用于計(jì)算Cu、Ag的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。【答案】B5．(2019·云南大理模擬)下列是部分礦物資源的利用及產(chǎn)品流程，有關(guān)說法不正確的是(

)A．粗銅電解精煉時(shí)，粗銅作陽極B．生產(chǎn)鋁、銅、高純硅及玻璃過程中都涉及氧化還原反應(yīng)C．黃銅礦冶煉銅時(shí)，副產(chǎn)物SO2可用于生產(chǎn)硫酸，F(xiàn)eO可用作冶煉鐵的原料D．粗硅制高純硅時(shí)，提純四氯化硅可用多次分餾的方法【答案】B(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉，操作Ⅰ中加入的試劑最好是________(填字母)。A．適量的NaNO3

B．適量的HNO3C．適量的H2O2(3)取少量(