（新課標）高考化學總復習第3章第四節(jié)用途廣泛的金屬材料和開發(fā)金屬礦物講義.docx

第四節(jié)用途廣泛的金屬材料和開發(fā)金屬礦物高考備考指南考綱定位1.了解合金的概念及其重要應用；了解化學與金屬材料的關系。2.掌握金屬銅及其重要化合物的主要性質及應用。3.了解銅及其重要化合物的制備方法。4.了解常見金屬的活動性順序和常見金屬的冶煉方法。核心素養(yǎng)1.宏觀辨識認識金屬材料的性能和應用，認識銅及其化合物的性質及其應用。2.科學探究理解銅及其化合物的性質和制備并進行實驗探究。3.社會責任開發(fā)利用金屬礦物應具有可持續(xù)性和綠色環(huán)保意識。合金與金屬礦物的開發(fā)利用(對應復習講義第34頁)1常見金屬材料(1)分類(2)合金(3)常見合金材料銅合金鋁合金：密度小，強度高，塑性好，易于加工。應用于建筑業(yè)、容器包裝業(yè)、交通運輸業(yè)等2金屬礦物的開發(fā)利用(1)金屬在自然界中的存在形態(tài)在自然界中絕大多數(shù)金屬以化合態(tài)的形式存在。少數(shù)化學性質不活潑的金屬存在游離態(tài)。(2)金屬冶煉的實質使金屬化合物中的金屬離子得電子被還原為金屬單質的過程：Mnne=M。(3)常見冶煉方法 電解法KAlNa：2NaCl(熔融)2NaCl2；Mg：MgCl2(熔融)MgCl2；Al：2Al2O3(熔融)4Al3O2。熱還原法ZnCu高爐煉鐵：3COFe2O32Fe3CO2；鋁熱反應制鉻：Cr2O32Al2CrAl2O3；焦炭還原銅：C2CuO2CuCO2。熱分解法Hg、AgHg：2HgO2HgO2；Ag：2Ag2O4AgO2。角度1合金與金屬材料1C919大型飛機采用了大量新型材料鋁鋰合金。下列關于鋁鋰合金的說法不正確的是()A鋁鋰合金是鋁與鋰形成的混合物B鋁鋰合金的硬度比鋰大C鋁鋰合金的熔、沸點比鋁低D鋁鋰合金耐酸堿腐蝕DAl、Li均與酸反應，不耐酸堿腐蝕。2下列說法中正確的是()A鐵是人類在生產(chǎn)、生活中最早使用的金屬材料B金、銀、銅是應用最廣泛的金屬材料C鈦被譽為“21世紀的金屬”，應用前景很廣闊D銅是導電性、導熱性最好的有色金屬C銅是人類最早使用的金屬材料，A錯；鐵是應用最廣泛的金屬材料，B錯；銀的導電性比銅好，D錯。角度2鋁熱反應與金屬的冶煉3用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應實驗，需要的試劑還有_(填字母)，其作用_。aKClbKClO3cMnO2dMg取少量鋁熱反應所得的固體混合物，將其溶于足量稀H2SO4，滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象，_(填“能”或“不能”)說明固體混合物中無Fe2O3，理由是_(用離子方程式說明)。解析做鋁熱反應的實驗時，需要KClO3作助燃劑，且用鎂條引燃；即使固體混合物中有Fe2O3，因發(fā)生反應Fe2O36H=2Fe33H2O和Fe2Fe3=3Fe2，使Fe3轉化為Fe2，KSCN溶液也不會變紅。答案bdKClO3作助燃劑，Mg作引燃劑不能Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2(或只寫Fe2Fe3=3Fe2)4(2019成都模擬)金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應用。下列說法不正確的是()A電解熔融氯化鈉制取金屬鈉的反應中，Na被還原B利用焦炭煅燒孔雀石Cu2(OH)2CO3制得銅也屬于還原法C金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子D工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的D金屬冶煉的本質是金屬陽離子得到電子變成金屬原子，A、C均正確；煅燒孔雀石分解生成CuO，CuO被焦炭還原為單質Cu，屬于還原法制取，B正確；工業(yè)上利用電解熔融MgCl2的方法來制得金屬鎂，D錯誤。鋁熱反應有關問題分析實驗裝置實驗現(xiàn)象鎂帶劇烈燃燒，放出一定的熱，并發(fā)出耀眼的白光，氧化鐵和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈反應；紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入沙中原理應用制取熔點較高、活潑性弱于Al的金屬鉻、錳、鎢等；金屬焊接，如野外焊接鋼軌等銅及其化合物(對應復習講義第35頁)1銅的主要性質(1)常溫下，銅在干燥的空氣中性質穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里則會被銹蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹，反應的化學方程式為2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。(2)寫出下列化學方程式：銅在空氣中加熱：2CuO22CuO；銅絲在硫蒸氣中反應：2CuSCu2S；銅與濃H2SO4共熱：Cu2H2SO4(濃)CuSO4SO22H2O；足量Cu與一定量濃HNO3反應的有關離子方程式為Cu4H2NO=Cu22NO22H2O，3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。2銅的重要化合物的性質與應用(1)氧化銅和氧化亞銅名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(H)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O與H2反應CuOH2CuH2OCu2OH22CuH2O轉化關系4CuO2Cu2OO2(2)氫氧化銅藍色難溶物，是一種弱堿。Cu(OH)2Cu(OH)2CuOH2O。Cu(OH)22H=Cu22H2O。(3)銅鹽Cu2(OH)2CO3Cu2(OH)2CO3的名稱為堿式碳酸銅，呈綠色，是銅銹的主要成分，受熱易分解的方程式為Cu2(OH)2CO32CuOCO2H2O。CuSO4aCuSO4 5H2O為藍色晶體，俗稱膽礬或藍礬。受熱或遇濃H2SO4，藍色晶體變?yōu)榘咨勰?。b無水CuSO4遇水變藍色(生成CuSO45H2O)，可作為水或水蒸氣的檢驗試劑。銅鹽的毒性銅鹽溶液有毒，主要是因為銅離子能與蛋白質作用，使蛋白質變性失去生理活性，因此人們利用這一性質用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液，用來殺滅植物的病毒。(1)(2017全國卷)向含Cl的溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀而除去Cl的反應為CuCu22Cl=2CuCl。()(2)(2016全國卷)除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解，過濾、洗滌、干燥。()(3)(2015全國卷)將銅粉加入1.0 molL1Fe2(SO4)3溶液中，現(xiàn)象是溶液變藍、有黑色固體出現(xiàn)。()(4)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應可生成NA個SO3。()(5)中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹。()(6)氣體通過無水硫酸銅，粉末變藍，證明原氣體中含有水蒸氣。()(7)(2014全國卷)H2通過灼熱的CuO粉末，反應后固體物質增重。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)角度1銅及其化合物的性質及應用1(2019河南十校聯(lián)考)據(jù)央視新聞報道，考古人員在江西發(fā)掘一座距今2000多年、迄今保存最完好的西漢古墓。在古墓中有10余噸西漢銅錢。這些銅錢銹跡斑斑，銅銹的主要成分可表示為Cu2H2CO5。下列有關判斷正確的是()A銅銹中Cu和C的化合價均為2B銅質文物表面的銅銹可用稀硝酸除去C銅銹易溶于水D32 g銅生成銅銹轉移1 mol電子D銅銹中Cu為2價，C為4價，A項錯誤；稀硝酸能夠溶解銅銹，也能溶解銅，除去銅質文物表面的銅銹應用稀硫酸或稀鹽酸，B項錯誤；銅銹難溶于水，C項錯誤；銅生成銅銹時，銅由0價變?yōu)?價，32 g(0.5 mol)銅生成銅銹時，轉移1 mol電子，D項正確。2下列關于銅的化合物的說法正確的是()A藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末是化學變化B一定條件下，新制的Cu(OH)2懸濁液能與葡萄糖反應但不能與乙酸反應C用稀鹽酸除去銅銹的離子方程式為CuO2H=Cu2H2OD將用H2還原CuO所得的紅色固體投入稀硫酸中充分反應后有紅色固體剩余且溶液呈藍色，可說明原紅色固體中一定含有Cu和Cu2OAB項，Cu(OH)2與乙酸發(fā)生中和反應；C項，銅銹的成分不是CuO而是Cu2(OH)2CO3；D項，實驗結論不能說明一定含Cu。證明Cu中是否含Cu2O的一般思路樣品溶液呈藍色證明Cu中含Cu2O注意不能加硝酸角度2以銅的重要化合物制備為載體的綜合試題3(2019萊州一中模擬)實驗室以含有少量鐵的粗銅粉和硫酸與硝酸的混合溶液為原料制備CuSO45H2O晶體。設計的工藝流程如圖所示：請回答下列問題：(1)根據(jù)反應原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理論配比(物質的量之比)為_。操作中需要把NO與_(氣體)混合通入水中，混入該氣體的目的是_(用化學方程式表示)。(2)溶液中存在一定濃度的Fe3、Cu2，在該濃度時生成氫氧化物沉淀的pH如下表。操作中某學生設計物質X為H2O，若加水調節(jié)溶液pH，則Fe(OH)3開始沉淀的pH_1.9(填“”或“”)；而實際操作中一般不用此法調節(jié)溶液pH，其主要原因是_。開始沉淀沉淀完全Fe31.93.2Cu24.76.7(3)操作中物質Y為_。查閱資料知CuSO45H2O的溶解度曲線如圖所示，則操作應采取的措施是蒸發(fā)濃縮、_、過濾、洗滌、干燥等。解析(1)操作是利用硝酸氧化而溶解銅，生成的Cu2與SO結合為CuSO4。根據(jù)3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O知，生成3 mol CuSO4消耗3 mol硫酸、2 mol硝酸。操作中把NO與氧氣混合通入水中生成硝酸以循環(huán)利用，并減少污染，反應方程式是4NO3O22H2O=4HNO3。(2)因加水使c(Fe3)降低，則Fe(OH)3開始沉淀的pH1.9，而實際操作中一般不用此法調節(jié)溶液pH，其主要原因是加入的水較多不利于蒸發(fā)濃縮或蒸發(fā)濃縮消耗很多的能量。(3)