1、第4讲 金属材料与金属矿物的开发利用,【2019备考】 最新考纲：1.了解常见金属活动顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的制备方法。4.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。,考点一 铜及其化合物 (频数： 难度：),1.铜的性质,(1)物理性质：铜是_色金属，具有良好的_性、 _性和延展性。 (2)化学性质,紫红,导电,导热,写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式： _ _,2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3,Cu2Ag=2AgCu2,Cu2Fe3=2Fe2Cu2,2.铜的重要化合物,(1)氧化铜和氧化亚铜,CuO2H=Cu2H2O,Cu2O2H=
2、Cu2CuH2O,Cu(OH)22H=Cu22H2O,1.教材基础探究,把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来。,2.(RJ必修1P686改编)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,3.(溯源题)(2015四川理综，2)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( ),答案 A 探源：本考题
3、源于LK 必修1 P121“铜的化合物的转化”及其拓展，对CuSO4溶液的性质进行了考查。,题组一 铜及其化合物的性质应用 1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”,(1)CuO是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2( ) (2)Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu2( ) (3)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成( ) (4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成( ) (5)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在( ) (6)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6),2.
4、氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是( ),A.这里的“另一种反应物”具有还原性 B.CuH可作氧化剂，还原剂 C.CuHCl2=CuClHCl(燃烧) D.CuHHCl=CuClH2(常温) 解析 C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。 答案 C,【反思归纳】 Cu的性质及验证方案,1价的铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为2价。 1价铜在酸性条件下能发生歧化反应生成Cu和Cu2，利用这一原理可区别Cu和Cu2O。向红色物质中加入稀
5、硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。,题组二 铜及其化合物的制备工艺 3.CuSO4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.将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾 B.相对于途径，途径更好地体现了绿色化学思想 C.CuSO4在1 100 分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D.Y可能是葡萄糖,答案 C,4.工业上用黄铜矿冶炼铜并对炉渣进行综合利用的一种工艺流程如图所示：,(1)冶炼过程中得到的Cu2O和Cu的混合物称为“泡铜”，Cu2O与金属Al在高
6、温条件下混合反应可得粗铜，反应的化学方程式为_。粗铜精炼时应将粗铜连接在直流电源的_极，可在_极得到纯度较高的精铜。,(3)用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。根据流程回答下列问题： 加入适量NaClO溶液的目的是_ _(用离子方程式表示)。 除去Al3发生反应的离子方程式是_ _。 选用提供的试剂，设计实验验证炉渣中含有FeO。 提供的试剂有：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、高锰酸钾溶液、NaOH溶液、碘水。 所选试剂是_。实验方案：_ _。,【思维建模】 废铜综合利用的常见流程框图模式,考点二 金属材料与金属矿物的开发利用 (频数： 难度：),1.
7、合金,低,大,常温下，多数合金是固体，但钠钾合金是液体。 合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。,2.常见的金属材料,(1)金属材料,(2)黑色金属材料钢铁 _是用量最大，用途最广的合金。,钢,(3)有色金属材料铜和铝,3.金属矿物开发利用的方法,(1)金属在自然界中的存在,青铜,(2)金属冶炼的一般步骤,(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示),1.教材基础知识判断，正确的打“”，错误的打“”,(1)铝合金的熔点比纯铝的高( ) (2)合金材料中不可能含有非金属元素( ) (3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( ) (4)铁是人类在生产、生活中最
8、早使用的金属( ) (5)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜( ) (6)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应( ) (7)电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7),2.教材拓展知识探究,答案 (1)AlCl3为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解AlCl3的方法冶炼铝 (2)由于Na的沸点高于850 ，而K的沸点低于850 ，在850 时K形成蒸气而逸出，使化学反应向正方向进行,3.(溯源题)2013山东理综，28(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。,Fe
9、2O3 NaCl Cu2S Al2O3 答案 探源：本考题源于RJ必修2 P88“金属矿物的开发利用”，对常见金属的冶炼方法进行了考查。,题组一 金属矿物的开发与利用 1.下列关于金属冶炼方法的叙述不正确的是( ),解析 一般用电解熔融NaCl的方法来制取钠，而电解饱和食盐水得到的是NaOH、H2和Cl2。 答案 D,2.某同学采用硫铁矿焙烧取硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质)制备七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)，设计了如下流程：,下列说法不正确的是( ) A.溶解烧渣选用足量硫酸，试剂X选用铁粉 B.固体1中一定有SiO2，控制pH是为了使Al3转化
10、为Al(OH)3进入固体2 C.从溶液2得到FeSO47H2O产品的过程中，须控制条件防止其氧化和分解 D.若改变方案，在溶液1中直接加NaOH至过量，得到的沉淀用硫酸溶解，其溶液经结晶分离也可得到FeSO47H2O,解析 本题以FeSO47H2O的制备为背景，考查考生对于物质分离与提纯相关知识的理解、掌握及运用。由于最终制备的是硫酸盐，所以溶解所用的酸应该为硫酸，且要将溶液中的Fe3还原为Fe2，所以试剂X应该为Fe单质，A项正确；加硫酸后SiO2不能溶解，所以固体1中一定含有SiO2，而用NaOH溶液控制pH的目的是使Al3转化为Al(OH)3沉淀，B项正确；Fe2极易被氧化，而FeSO4
11、7H2O受热易分解，故从溶液2得到产品的过程中需要防氧化和防分解，C项正确；改变后的方案中，Fe主要以Fe3形式存在，得到的不是FeSO47H2O，D项错误。 答案 D,【归纳拓展】 金属活动性顺序表的应用,题组二 合金及其含量测定 3.C919大型飞机采用了大量新型材料铝锂合金。下列关于铝锂合金的说法不正确的是( ),A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物 B.铝锂合金的硬度比锂大 C.铝锂合金的熔、沸点比铝低 D.铝锂合金耐酸碱腐蚀 解析 铝锂合金中的铝能与酸和碱反应，锂能与酸反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。 答案 D,4.部分氧化的FeCu合金样品(氧化产物为Fe2O3、CuO)共5.76 g，
12、经如下处理：,下列说法正确的是( ) A.滤液A中的阳离子为Fe2、Fe3、H B.样品中Fe元素的质量为2.24 g C.样品中CuO的质量为4.0 g D.V896,解析 生成的滤渣是铜，金属铜可以和三价铁反应，所以滤液A中一定不含Fe3，故A错误；3.2 g固体为三氧化二铁，其物质的量为3.2 g160 gmol10.02 mol，铁元素物质的量为0.02 mol20.04 mol，质量为0.04 mol56 gmol12.24 g，故B正确；原来固体为5.76 g，所以CuO质量不超过5.76 g2.24 g3.52 g，故C错误；根据滤液A中溶质为过量H2SO4和FeSO4，而铁元素
13、物质的量为0.04 mol，说明参加反应的硫酸的物质的量为0.04 mol，含氢离子0.08 mol，其中部分氢离子生成氢气，另外的H和合金中的氧结合成水，由于合金中氧的物质的量为(5.763.22.24) g16 gmol10.02 mol，它结合氢离子0.04 mol，所以硫酸中有0.08 mol0.04 mol0.04 mol H转化成氢气，即生成0.02 mol氢气，标准状况下体积为448 mL，故D错误。 答案 B,【方法总结】 沉淀法测定物质含量,沉淀法测定物质含量是常用的一种方法，采用沉淀法时涉及的基本实验操作和主要问题有：称量、溶解(溶解试剂)、沉淀(重点是沉淀试剂的选择)、过
14、滤、沉淀洗涤、沉淀的干燥、称量及数据的处理(包括测定结果的误差分析)。,试题分析,(2016课标全国，13)下列实验操作能达到实验目的的是( ),解题思路：制备氢氧化铁胶体时应向沸水中滴入饱和氯化铁溶液；氯化镁是强酸弱碱盐，MgCl2溶液水解产生的HCl易挥发，所以由MgCl2溶液制备无水MgCl2要在HCl气流中加热蒸干；铜与稀硝酸反应，应该用稀盐酸除CuO；分别将少量钠投入到盛有水和乙醇的烧杯中，反应剧烈的是水，反应平缓的是乙醇，利用此反应比较水和乙醇中氢的活泼性。 正确答案：D,真题演练,1.(20152017高考选项)下列说法正确的是( ),答案 D,2.(20142017高考选项)下
15、列说法正确的是( ),A.气体通过无水CuSO4粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气 B.1 mol Cu和足量热浓硫酸反应可生成NA个SO3分子 C.将锌粒投入Cu(NO3)2溶液中，反应后固体质量增加 D.除去Cu粉中混合的CuO，可加入稀硝酸溶解，过滤、洗涤、干燥 答案 A,3.2013重庆理综，8(1)(2)合金是建造航空母舰的主体材料。,(1)航母升降机可由铝合金制造。 铝元素在周期表中的位置为_， 工业炼铝的原料由铝土矿提取而得，提取过程中通入的气体为_。 Al-Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜，其化学方程式为_。 焊接过程中使用的保护气为_(填化学式)。 (2)航母舰体材
16、料为合金钢。 舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_。 航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为_。,解析 本题围绕金属材料命题，要根据题目设问的角度，联系相关知识解答 (1)Al元素在周期表中的第三周期第A族；提纯铝土矿通入CO2使AlO转化为Al(OH)3沉淀。Al2O3与NaOH溶液发生的反应为Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O；保护气应不能与金属反应，一般用稀有气体。(2)金属在海水中主要发生吸氧腐蚀；炼钢过程中为降低Si的含量，常加入CaCO3或CaO，将SiO2转化为CaSiO3而除去。 答案 (1)第三周期第A族 CO2 Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O Ar(其他合理答案均可) (2)吸氧腐蚀 CaCO3或CaO,
