1、【 精品教育资源文库 】 第 13讲 金属材料及金属矿物的开发利用 考纲要求 1.了解常见金属活动顺序。 2.了解合金的概念及重要应用。 3.了解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 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 常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的 _。有关化学方程式 _ _。 写出下列化学方程式： 铜在空气中加热： _； 铜丝在硫蒸气中反应： _。 答案 铜锈 2Cu O2 CO2 H2O=Cu2(OH)2CO3 2Cu O2= 2CuO 2Cu S= C
2、u2S 2铜的重要化合物 (1)Cu2(OH)2CO3的名称为 碱式碳酸铜 ，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式： Cu2(OH)2CO3= 2CuO CO2 H2O，可溶于稀硫酸，离子方程式： Cu2(OH)2CO3 4H =2Cu2 CO2 3H2O。 (2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的 Cu2O，化学方程式为 4CuO=高温 2Cu2O O2 。 (3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末，化学方程式为 CuSO45H 2O= CuSO4【 精品教育资源文库 】 5H2O。 (4)红色的 Cu2O 与稀硫酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子
3、方程式为 Cu2O 2H =Cu Cu2 H2O。 铜及其化合物的性质、应用 (1)CuO是黑色固体，与水反应生成 Cu(OH)2( ) (2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的 氧化物 ( ) (3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水 ( ) (4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀 ( ) (5)CuSO45H 2O失去结晶水属于物理变化 ( ) (6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈 ( ) (7)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有 NO2、 NO和 H2( ) (8)铜是导电性最好的金属材料 ( ) (9)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中铜不易生锈 ( ) (10)
4、将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水 CuCl2固体 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 把铜及其化合物的化学式与其颜色连接起来 答案 【 精品教育资源文库 】 题组一 铜及其化合物的转化 1已知 CuO经高温灼烧生成 Cu2O， Cu2O与 H 发生反应： Cu2O 2H =Cu Cu2 H2O。 将经高温灼烧后的 CuO 样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是 ( ) A如果溶液变为蓝色，同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成 Cu2O B溶液中最终可能有紫红色固体出现 C该实验的结果无法说明 CuO分
5、 解的程度 D如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明 CuO没有分解 答案 C 解析 解答此题的关键是明确稀硝酸具有酸性和强氧化性，能溶解 CuO、 Cu2O 和单质 Cu，因而该实验结果无法说明 CuO 分解的程度。 2 (2017 邯郸调研 )某炼铁废渣中含有大量 CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产 CuCl22H 2O晶体的工艺流程如下： 下列说法正确的是 ( ) A焙烧过程中每消耗 1 mol CuS则消耗 3 mol O2 B焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色 C滤渣中主要含铁的氧化 物 D将获得的 CuCl22H 2O晶体加热可制得 CuCl2固体 答案
6、 B 解析 A项， 2CuS 3O2=高温 2CuO 2SO2，由方程式可知， 1 mol CuS消耗 1.5 mol O2，错误；B项，废气中含有 SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确； C项，调节 pH时， Fe3 水解转化为 Fe(OH)3而除去，错误； D 项，将 CuCl22H 2O 直接加热脱水， Cu2 水解， HCl 挥发会产生Cu(OH)2，无法得到 CuCl2，错误。 题组二 铜及其化合物的制取 3 Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由 Cu2S冶炼铜及制取 CuSO45H 2O的流程图： Cu2S O2 Cu 焙烧 Cu2O、 CuO 足量稀硫酸 A 操作 B 蒸
7、发、结晶、过滤 胆矾 (1)Cu2S 中铜元素的化合价为 _，火法炼铜的反应原理是 _(用化学方【 精品教育资源文库 】 程式表 示 )。 (2)向 Cu2O、 CuO中加入足量稀硫酸得到的体系 A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式： _。 (3)若将 A中红色物质反应掉，操作 中加入的试剂最好是 _(填字母 )。 A适量的 NaNO3 B适量的 HNO3 C适量的 H2O2 答案 (1) 1 Cu2S O2= 2Cu SO2 (2)Cu2O 2H =Cu2 Cu H2O (3)C 解析 (1)Cu2S中铜为 1价，火法炼铜中 Cu、 O被还原， S被氧化，反应的
8、化学方程式为 Cu2S O2= 2Cu SO2。 (2)依据信息知 Cu2O在酸性条件下生成 Cu2 (蓝色 )和单质铜 (红色 )，反应的离子方程式为 Cu2O 2H =Cu2 Cu H2O。 (3)H2O2不产生污染物，不引入杂质。 4 (2018 安顺检测 )工业上由黄铜矿 (主要成分为 CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下： (1)气体 A中的大气污染物可选用下列试剂中的 _吸收。 a浓硫酸 b稀硝酸 c NaOH溶液 d氨水 (2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为 _ _。 (3)以 CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜 (含 Al、 Zn、 Ag、 Pt、 Au 等杂质 )的电解精炼，下列
9、说法正确的是 _。 a电能全部转化为化学能 b粗铜接电源正极，发生氧化反应 c溶液中 Cu2 向阳极移动 d从阳极泥中可回收 Ag、 Pt、 Au等金属 (4)利用反应 2Cu O2 2H2SO4=2CuSO4 2H2O可制备 CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为 _。 答案 (1)cd (2)3Cu2O 2Al=高温 Al2O3 6Cu (3)bd 【 精品教育资源文库 】 (4)4H O2 4e =2H2O 解析 (1)气体 A 中的大气污染物为 SO2，可以用 NaOH 溶液或氨水吸收。 (2)依据图示，泡铜中的 Cu2O与 Al高温下发生铝热反应制得铜。 (3)电解
10、精炼铜过程中，电能转变为化学能的同时，部分电能也转化为热能， a 错；电解精炼粗铜时，粗铜作阳极，与电源正极相连，发生氧化反应， b对；电解过程中 Cu2 向阴极移动， c错；粗铜中 Ag、 Pt、 Au 的放电能力比铜的弱，形成阳极泥，可以回收， d对。 (4)根据总反应， O2发生还原反应，因此正极反应式为 O2 4H 4e =2H2O。 铜的冶炼 “ 两方法 ” (1)湿法炼铜： Fe CuSO4=FeSO4 Cu。 (2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜 (粗铜 )： 2CuFeS2 4O2 =800 Cu2S 3SO2 2FeO(炉渣 ) 2Cu2S 3O2 =1 200
11、 2Cu2O 2SO2 2Cu2O Cu2S =1 200 6Cu SO2 粗铜中铜的含量为 99.5% 99.7%，主要含有 Ag、 Zn、 Fe、 Au 等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达 99.95% 99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为 Cu2 ，用纯铜棒作阴极即可得精铜。 考点二 金属材料与金属矿物的开发利用 1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。 熔点：一般比它的各成分金属的 低 ； 硬度和强度：一般比 它的各成分金属的 大
12、。 2常见金属材料 金属材料 ? 黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金有色金属材料：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 【 精品教育资源文库 】 钢是用量最大、用途最广的合金。 钢? 碳素钢? 低碳钢：韧性、焊接性好，强度低中碳钢：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 铝及铝合金? 铝? 性能：良好的延展性和导电性用途：制导线铝合金? 性能：密度小、强度高、塑性好、易于成型、 制造工艺简单、成本低廉用途：主要用于建筑业、容器和包装业、交通运输业、电子行业等铜及铜合金?
13、 铜? 性能：良好的导电性和导热性用途：主要用于电器和电子工业、建筑业铜合金：青铜是我国使用最早的合金，常见的还有黄铜和白铜3金属矿物的开发利用 (1)金属在自然界中的存在 在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以 _形式存在。 (2)金属冶炼的实质 金属元素只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中 _出来的过程。 (3)金属冶炼的方法 热分解法。 如由 HgO、 Ag2O冶炼 Hg、 Ag： _、 _。 热还原法。 a CO还原 Fe3O4： _； b H2还原 WO3： _； 【 精品教育资源文库 】 c C还原 ZnO： ZnO C=高温 Zn CO 。 电解法。 工业上用电解法冶炼 Na、 Mg、 Al 的化学方程式分别为 _、 _
