1、【 精品教育资源文库 】 第 11讲 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物 考纲要求 1.掌握铜及其重要化合物的性质。 2.了解合金的概念及重要应用。 3.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。 4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。 考点一 合金及常见金属材料 1合金 2常见金属材料 (1)钢铁 【 精品教育资源文库 】 (2) (3) 【感悟测评】 判断正误 (正确的打 “” ，错误的打 “”) (1)合金的成分都是金属，属于混合物。 ( ) (2)任何不同的金属都可熔合为合金。 ( ) (3)钢和生铁的熔点 都比纯铁低。 ( ) (4)常见的铜合金有青铜、黄铜和白铜。
2、( ) (5)合金的化学性质一般与其各成分金属的化学性质不同。 ( ) 答案： (1) (2) (3) (4) (5) (1)合金属于混合物。 (2)合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于其成分金属，不是简单的加合，但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 考向一 合金的性质及应用 1 2016 年在上海首飞的 C919大型飞机采用了大量新材料铝锂合金。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
3、耐酸碱腐蚀。 答案： D 【 精品教育资源文库 】 2 2015 年 6 月 24 日中国载人潜水器 “ 蛟龙 ” 号在西太平洋的马里亚纳海沟试验海域成功创造了载人深潜新的历史记录，首次突破 7 000 米，最深达到 7 020米海底。 “ 蛟龙 ”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下列有关合金的说法中正确的是 ( ) A钛合金是一种新型的金属单质 B钛合金的熔点比成分金属的低，硬度小 C钛合金的化学性质与钛单质相同 D青铜、碳素钢、合金钢和硬铝均是合金 解析： 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，不属于新型金属单质， A错误；合金的熔点一般比成分金属
4、的熔点低但硬度大， B错误；合金的化学性质与其成分金属的化学性质是相同的，钛合金除具备钛单质的性质外，还具有其他成分的性质， C错误。 答案： D 考向二 合金成分的分析 3取硬铝样品进行如下实验 (每一步试剂均过量 )，由此可以推知硬铝的组成可能为( ) A Al、 Mg、 Si、 Zn B Al、 Fe、 Zn、 Na C Al、 Na、 Cu、 Fe D Al、 Cu、 Mg、 Si、 Mn 解析： 硬铝中一定含有 Al，样品加入足量稀盐酸后有难溶物存在，说明有金属活动性在 H 之后的金属或非金属存在，再加入浓 NaOH溶液后有气体生成和难溶物存在，根据题目信息可知硬铝样品中含有 Si，
5、最终的难溶物为 Cu， D项中含有上述三种物质。 答案： D 4部分氧化的 Fe Cu合金样品 (氧化产物为 Fe2O3、 CuO)共 5.76 g，经如下处理： 【 精品教育资源文库 】 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 V 896 解析： 因为氧化性： Fe3 Cu2 H ，还原性： FeCu，有气体产生，则该气体是 H2，所以滤液 A中阳离子不可能有 Fe3 ，而是 Fe2 、 H ，则 A项错误；最后的 3.2 g 固体为 Fe2O3，其中 Fe 元素的质
6、量为 2.24 g， B项正确；样品中 Cu元素和 O元素共 5.76 g 2.24 g 3.52 g， C项错误； 2.24 g Fe元素不可能全是单质，故生成的 H2标准状况的体积小于 896 mL， D项错误。 答案： B 考点二 铜及其化合物 1位置与物理性质 铜位于元素周期表的第四周期第 B 族，主要化合价为 1、 2。铜是 紫红色 固体，其导电性仅次于银。 2化学性质 写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式 【 精品教育资源文库 】 2Cu O2 CO2 H2O=Cu2(OH)2CO3(绿 色固体 ) S 2Cu=Cu2S Cu 2H2SO4(浓 )=CuSO4 SO2 2H2
7、O Cu 2Fe3 =2Fe2 Cu2 3铜的重要化合物 (1)氧化物和 氢氧化物 物质 氧化铜 氢氧化铜 氧化亚铜 化学式 CuO Cu(OH)2 Cu2O 状态 难溶于水的 黑色 固体(粉末 ) 难溶于水的 蓝色固体 不溶于水的 红色 固体 化学 性质 CuO 2H = Cu2 H2O CuO H2=Cu H2O CuO CO=Cu CO2 Cu(OH)2 2H=Cu2 2H2O Cu(OH)2=CuO H2O Cu2O 2H=Cu2 Cu H2O Cu2O H2=2Cu H2O (2)CuSO45H 2O：蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。 无水 CuSO4遇水变 蓝色 (生成 CuSO45H
8、2O)，可作为水的检验依据。 CuSO 4 和石灰乳的混合液即为无机农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病害。 【多维思考】 1黄铜和金的颜色均为黄色，如何鉴别？ 提示： 测密度 是否溶于稀硝酸 测硬度 2波尔多液是一种杀菌剂，它是由 CuSO4、生石灰和水按一 定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液，其杀菌的可能原因是什么？ 提示： CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性。 3某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案： 【 精品教育资源文库 】 (1)Cu 浓硫酸加热CuSO4 加水稀释硫酸铜溶液 蒸发结晶CuSO45H 2O。 (2)Cu O2灼烧CuO 稀硫酸硫酸
9、铜溶液 蒸发结晶CuSO45H 2O。 (3) Cu 热空气 稀硫酸硫酸铜溶液 蒸发结晶CuSO45H 2O。 对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？ 提示： (3) (1)通常利用反 应 2Cu O2=2CuO除去混合气体中的少量 O2。 (2)常利用 CuSO4 转化为 CuSO45H 2O 时固体由白色粉末变成蓝色晶体检验少量水的存在。 (3)铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性酸 (稀盐酸、稀硫酸 )中逐渐溶解： 2Cu O2 2H2SO4=2CuSO4 2H2O。 考向一 铜及其化合物的性质和应用 1铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿 (CuFeS
10、2)、斑铜矿 (Cu5FeS4)、辉铜矿 (Cu2S)、孔雀石 CuCO3Cu(OH) 2。下列说法不正确的是 ( ) A可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 B硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C工业上常采用电解法制取粗铜 D在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是 Cu2S 答案： C 2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
11、的结果无法说明 CuO分解的程度 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 【 精品教育资源文库 】 答案： C 3氢化亚铜 (CuH)是一种难溶物质，用 CuSO4溶液和另一种 “ 反应物 ” 在 40 50 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 CuH Cl2=CuCl 十 HCl(燃烧 ) D CuH HCl=CuCl H2( 常温 ) 解析： C项中 Cl2具有强氧化性，产物应为 CuCl2和 HC
12、l。 答案： C 考向二 铜的冶炼方法 4在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为原料制备单质铜，有下列两种途径： Fe H2SO4H2 CuOCu CuO H2SO4CuSO4 FeCu 若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情况的是 ( ) A消耗氧化 铜的质量相同 B消耗铁的质量相同 C消耗硫酸的质量相同 D生成硫酸亚铁的质量相同 解析： 制备 1 mol Cu 需要 1 mol CuO，而 H2还原 CuO时需要先用 H2排除体系内的空气，冷却时也需要继续通 H2，因此需要 H2的量远大于 1 mol，即消耗的 Fe、 H2SO4均比第 种方法多。 答案： A 5孔雀石的主要成分
13、为 Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下 (假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸 )： 【 精品教育资源文库 】 (1)反应 能观察到的现象是 _， 有关反应的化学方程式为 _ _。 (2) 反应 加 入 的 金 属 可 能 是 _ ， 有 关 反 应 的 离 子 方 程 式 为_。 解析： (1)孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为 Cu2(OH)2CO3 2H2SO4=2CuSO4 CO2 3H2O。 (2)经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，是滤液中主要含有 CuSO4，加入的金属粉末能将 Cu2 从溶液中置换
14、出来即可，故金属可能是 Fe或 Zn等。 答案： (1)固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO3 2H2SO4=2CuSO4 CO2 3H2O (2)铁粉 (答案合理即可 ) Fe Cu2 =Fe2 Cu 考向三 铜及其化合物的转化关系 6 (2018 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 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；B项，废气中含有 SO2，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，正确；调节 pH 时， Fe3 水 解转化为 Fe(OH)3而除去，因而 C
