1、【 精品教育资源文库 】 第 11讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物 考纲要求 考情分析 命题趋势 1.了解常见金属的活动顺序。 2.了解铜及其重要化合物的制备方法，掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。 3.了解合金的概念及其重要作用。 2016，全国卷甲， 13T 2016，四川卷， 9T 2016，北京卷， 28T 本部分内容涉及题型较多，有选择题、综合推断题及实验探究题，铜及其重要化合物知识往往结合电化学知识一起考查。由金属材料、铜及其重要化合物知识联系生活实际，近几年高考的考查有升温趋势。预计在 2019年高考中还会 继续考查本部分内容，在平时的复习过程中，多注重与实验探究
2、的结合。 分值： 2 4 分 考点一 铜及其重要化合物 1铜 (1)物理性质 铜是 ！ _紫红 _#色金属，具有良好的 ！ _导热 _#性、 ！ _导电 _#性和延展性。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金属 O2 潮湿的空气中： 2Cu O2 CO2 H2O=Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜， ！ _绿 _#色 ) ！ _2Cu O2= 2CuO_#(！ _黑色 _#固体 ) Cl2 ！ _Cu Cl2=点燃 CuCl2_#(！ _棕黄 _#色烟 ) S ！ _2Cu S= Cu2S_# 氧化性酸 浓硫酸 ！ _Cu 2H2SO4(浓 )= CuSO4 SO2 2H2O_# 浓硝酸
3、！ _Cu 4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2 2NO2 2H2O_# 【 精品教育资源文库 】 稀硝酸 ！ _3Cu 8HNO3(稀 )=3Cu(NO3)2 2NO 4H2O_# 盐 AgNO3、FeCl3 ！ _Cu 2AgNO3=Cu(NO3)2 2Ag_#、 ！ _Cu2FeCl3=CuCl2 2FeCl2_# 2铜的氧化物和氢氧化物 氧化铜 氧化亚铜 氢氧化铜 化学式 CuO Cu2O Cu(OH)2 状态 不溶于水的 ！ _黑色_#固体 (粉末 ) 不溶于水的 ！ _红色 _#固体 不溶于水的 ！_蓝色 _#固体 化学性质 CuO 2H =！ _Cu2 H2O_# CuO H2
4、= ！ _CuH2O_# CuO CO= ！ _CuCO2_# Cu2O 2H =！_Cu2 Cu H2O_# Cu2O H2= 2Cu H2O Cu(OH)2 2H=Cu2 2H2O Cu(OH)2= ！ _CuO H2O_# 3 铜盐 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为 ！ _碱式碳酸铜 _#， 是铜绿的成分 ， 它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果 ， 它受热易分解 ： ！ _Cu2(OH)2CO3= 2CuO H2O CO2 _#。 (2)无水 CuSO4是 ！ _白色 _#粉末 ， 遇水变 ！ _蓝色 _#(生成 CuSO45H 2O)，可作为水的检验依据 ， 但不适于作干燥剂。 Cu
5、SO45H 2O为 ！ _蓝 _#色晶体，俗称 ！_蓝矾 _#或 ！ _胆矾 _#，受热易分解： CuSO45H 2O= CuSO4 5H2O ，蓝色晶体受热转化为白色粉末。 (3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质 ！ _变性 _#失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。 铜及其化合 物的颜色 物质 颜色 物质 颜色 Cu 紫红色 CuSO4 白色 【 精品教育资源文库 】 CuO 黑色 CuSO45H 2O 蓝色 Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色 Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色
6、 1判断正误，正确的划 “” ，错误的划 “” 。 (1)(2017 海南卷 )稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜。 ( ) (2)无水 CuSO4白色粉末遇水变蓝色，发生物理变化。 ( ) (3)CuSO45H 2O加热失去结晶水发生物理变化。 ( ) (4)清除铜制品表面的铜绿用稀 HNO3。 ( ) 2 (2018 甘肃兰州月考 )某化学兴趣小组进行了有关 Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验，实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是 ( C ) A实验 中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被 Cu还原为 NO2 B实验 中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 C实验
7、发生反应的化学方程式为： 3Cu Cu(NO3)2 4H2SO4=4CuSO4 2NO 4H2O D由上述实验可得出结论： Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸反应 解析 A 项， Cu 与稀 HNO3反应生成 NO，在试管口遇到 O2而生成 NO2，错误； B 项，加稀H2SO4提供了 H ， NO3 在酸性环境下与 Cu 反应，错误； D项， Cu 常温下与稀 HNO3反应，不与稀 H2SO4反应，错误。 区别红色物质 Cu 和 Cu2O的方法 向红色物质中加入稀硫酸，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 Cu2O H2SO4=CuSO
8、4 Cu H2O。 【 精品教育资源文库 】 废铜的回收利用常见流程 例 1 (2018 安徽淮南月考 )实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶 液为原料制备 CuSO45H 2O(胆矾 )晶体。设计的工艺流程图如下： 请回答下列问题： (1)根据反应原理，操作 所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比 (物质的量之比 )为 ！ _2 3_#。操作 中需要把 NO 与 ！ _O2_#气体混合通入水中，混入该气体的目的是 ！ _4NO 3O2 2H2O=4HNO3_#(用化学方程式表示 )。 (2)溶液 中存在一定浓度的 Fe3 、 Cu2 ，在该浓度时生成氢氧化物沉淀的 pH如下表。操作
9、 中某学生设计物质 X 为 H2O，若加水调节溶液 的 pH，则 Fe(OH)3开始沉淀的 pH！_#1.9(填 “ ”“1.9，而实际操作中一般不用此法调节溶液的 pH，其主 要原因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。 (3)由溶液 得到晶体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解。根据 CuSO45H 2O 的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且 30 时 CuSO45H 2O 失水变为 CuSO43H 2O，因此应冷却到 30 以下结晶。 金属回收利用的思考路线 原料 操作或反应 主产物 操作或反应 ? 目标产物 例 1 废旧印刷电
10、路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下： 回答下列问题： (1)反应 是将 Cu 转化为 Cu(NH3)42 ，反应中 H2O2的作用是 ！ _#。写出操作 的名称： ！ _#。 (2)反应 是铜氨溶液中的 Cu(NH3)42 与有机物 RH 反应，写出该反应的离子方程式： ！ _#。操作 用到的主要仪器名 称为 ！ _#，其目的是 ！_#(填字母 )。 a富集铜元素 b使铜元素与水溶液中的物质分离 c增加 Cu2 在水中的溶解度 (3)反应 是有机溶液中的 C
11、uR2与稀硫酸反应生成 CuSO4和 ！ _#。若操作 使用右图装置，图中存在的错误是 ！ _#。 【 精品教育资源文库 】 (4)操作 以石墨作电极电解 CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是 ！ _#。操作 由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是 ！ _#。 (5)流程中有三 处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是 ！_#。循环使用的 NH4Cl在反应 中的主要作用是 ！ _#。 答题送检 来自阅卷名师报告 错误 致错原因 扣分 (2) 对流程图没有作透彻的分析，没弄清 Cu(NH3)42 与有机物 RH反应之后有哪些产物，导致离子方程式书写错误 2 (3) 不清楚分液漏斗对液
12、体物质有量上的要求，多数仪器如试管、烧瓶等，其盛装的溶液一般均不超过其容积的 1/3 1 (4) 从 CuSO4溶液制胆矾，实际上是使用了结晶法 ，很多同学回答加热浓缩、冷却结晶，忽略了结晶之后还要过滤这一操作而导致答案不完整 1 解析 (1)Cu 转化为 Cu(NH3)42 ，化合价升高，发生氧化反应，故 H2O2作氧化剂，将Cu氧化。从图中可以看出，经过操作 得到溶液和残渣，故操作 是过滤。 (2)铜氨溶液中的 Cu(NH3)42 与有机物 RH 反应生成 NH3和 NH4Cl及溶解在有机层中的 CuR2，故反应的离子方程式为 Cu(NH3)42 2RH=2NH3 2NH4 CuR2 。操
13、作 得到溶液和有机层，故 该操作是分液，用到的主要仪器是分液漏斗。其目的是使铜元素与水溶液中的物质分离，富集铜元素。(3)根据反应 可以判断出 CuR2与稀硫酸反应生成 CuSO4和 RH。图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁，分液漏斗中的液体太多。 (4)电解 CuSO4 溶液，阳极是水放电，电极反应式为 2H2O 4e =O2 4H ，故阳极产物是 O2和 H2SO4。将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤即得胆矾晶体。 (5)反应 消耗 H2SO4，操作 电解 CuSO4溶液产生 H2SO4，实现了 H2SO4的循环使用。反应 中 H2O2将铜氧化 为 Cu2 ， Cu2 与 NH3产
14、生 Cu(NH3)42 ，因为 NH3溶于水，溶液显碱性，如果 c(OH )过高，会产生 Cu(OH)2沉淀，为防止产生 Cu(OH)2沉淀，在反应 中加入了 NH4Cl。 答案 (1)作氧化剂 过滤 (2)Cu(NH3)42 2RH=2NH4 2NH3 CuR2 分液漏斗 ab (3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、分液漏斗中的液体过多 【 精品教育资源文库 】 (4)O2、 H2SO4 加热浓缩、冷却结晶、过滤 (5)H2SO4 防止由于溶液中 c(OH )过高， 生成 Cu(OH)2沉淀 1 (2018 江西赣州质检 )氯化亚铜 (CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末；微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液 (主要含 Cu2 、 Fe3 、 H 、 Cl )
