2020創(chuàng)新設(shè)計(jì)高三化學(xué)配套學(xué)案課件第三章第4講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用

1、第4講金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用【2020備考】最新考綱:1.了解常見金屬活動(dòng)性順序。2.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。3.了解銅及其重要化合物的制備方法。4.掌握銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。核心素養(yǎng):1.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:具有證據(jù)意識(shí),能基于證據(jù)對(duì)金屬材料性質(zhì)提出可能的假設(shè),通過分析推理加以證實(shí)或證偽;能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象,揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):能對(duì)金屬的性質(zhì)提出有探究?jī)r(jià)值的問題;能從問題和假設(shè)出發(fā),確定探究目的,設(shè)計(jì)探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?？键c(diǎn)一銅及其化合物 (頻數(shù):難度:)本考點(diǎn)主要考查:銅及其化合物的重要性質(zhì)判斷;銅的化合物的實(shí)驗(yàn)探究;含銅礦物的開發(fā)

2、與利用。1.銅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì):銅是 色金屬,具有良好的 性、 性和延展性。紫紅導(dǎo)電導(dǎo)熱(2)化學(xué)性質(zhì)2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3Cu2Ag=2AgCu2Cu2Fe3=2Fe2Cu22.銅的重要化合物(1)氧化銅和氧化亞銅CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O(2)氫氧化銅Cu(OH)22H=Cu22H2O(1)無水CuSO4只能作為檢驗(yàn)水的試劑,不能作為水蒸氣的吸收試劑而用于除雜。(2)銅鹽溶液有毒,主要是因?yàn)镃u2作為一種重金屬離子能與蛋白質(zhì)作用,使蛋白質(zhì)變性失去生理活性,因此人們利用了它的這一性質(zhì)用膽礬、熟石灰、水配成了波爾多液,用來殺滅植物病毒和病

3、蟲害。速查速測(cè)1.(易混點(diǎn)排查)正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”(1)CuO是黑色固體,與水反應(yīng)生成Cu(OH)2( )(2)將氣體通過無水硫酸銅,粉末變藍(lán),證明原氣體中含有水蒸氣( )(3)CuSO45H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化( )(4)Cu2(OH)2CO3是銅銹的主要成分,在干燥的空氣中銅不易生銹( )(5)1 mol Cu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子( )(6)中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹( )2.(教材基礎(chǔ)探究)把銅及其化合物的化學(xué)式與其顏色連接起來。3.(思維探究題)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明H2還原氧化銅所得的紅色固體中是否含有Cu2O。 _答案向紅色物質(zhì)中加入稀硫酸

4、,若溶液由無色變成藍(lán)色,且有紅色固體生成,則固體中含有Cu2O。A組基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1.(2019黃岡模擬)某同學(xué)通過系列實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到目的的是()A.將銅粉與硫粉混合均勻加熱以制取CuSB.向Cu與過量濃硫酸反應(yīng)后的試管中加水以觀察CuSO4溶液的顏色C.向CuSO4溶液中加入過量的NaOH,過濾洗滌并收集沉淀充分灼燒以制取CuOD.在淀粉溶液中加入適量稀H2SO4微熱,再加少量新制Cu(OH)2懸濁液并加熱,產(chǎn)生紅色沉淀解析由于硫的氧化性弱,所以只能將銅氧化成1價(jià),生成Cu2S,故A錯(cuò)誤;濃H2SO4過量不能直接向試管中加水,故B錯(cuò)誤;向CuSO4溶液中加入過量

5、的NaOH產(chǎn)生氫氧化銅沉淀,過濾洗滌并灼燒氫氧化銅分解生成氧化銅,故C正確;葡萄糖和新制氫氧化銅反應(yīng)必須在堿性條件下進(jìn)行,該反應(yīng)在淀粉溶液中加入適量稀硫酸微熱,在酸性條件下進(jìn)行該實(shí)驗(yàn),所以實(shí)驗(yàn)不成功,不能產(chǎn)生紅色沉淀,故D錯(cuò)誤。答案C2.(2019周口模擬)下表中,對(duì)陳述、的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是()選項(xiàng)陳述陳述判斷A銅綠的主要成分是堿式碳酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠對(duì);對(duì);無B銅表面易形成致密的氧化膜銅制容器可以盛放濃硫酸對(duì);對(duì);有C向硫酸銅溶液中通入氨氣,有深藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,過濾后灼燒濾渣,最后變成黑色固體把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒,銅絲表面變黑對(duì);對(duì);有D藍(lán)色硫酸銅晶體受

6、熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑錯(cuò);對(duì);無解析稀鹽酸可以與Cu2(OH)2CO3反應(yīng),而且稀鹽酸不能與Cu反應(yīng),所以可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Cu2(OH)2CO3,、有因果關(guān)系,A錯(cuò)誤;銅表面不能形成致密的氧化膜,銅與濃硫酸在一定溫度下能發(fā)生反應(yīng),所以不能用銅制容器盛裝濃硫酸,B錯(cuò)誤;硫酸銅與氨水生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受熱分解生成黑色CuO,、均正確,但沒有因果關(guān)系,C錯(cuò)誤;藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末有新物質(zhì)生成,屬于化學(xué)變化,CuSO4可用作消毒劑,但與前者沒有因果關(guān)系,D正確。答案D3.Cu2S是火法煉銅的重要原料之一,下面是由Cu2

7、S冶煉銅及制取CuSO45H2O的流程圖:(1)Cu2S中銅元素的化合價(jià)為_,火法煉銅的反應(yīng)原理是_ (用化學(xué)方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的體系A(chǔ)中溶液呈藍(lán)色,且有紅色物質(zhì)生成,請(qǐng)寫出生成紅色物質(zhì)的離子方程式:_。(3)若將A中紅色物質(zhì)反應(yīng)掉,操作中加入的試劑最好是_(填字母序號(hào))。A.適量的NaNO3 B.適量的HNO3C.適量的H2O2【歸納總結(jié)】銅的冶煉“兩方法”B組考試能力過關(guān)4.(2015四川卷)下列有關(guān)CuSO4溶液的敘述正確的是()答案A5.(2018海南化學(xué),14)銅是人類發(fā)現(xiàn)最早并廣泛使用的一種金屬?；卮鹣铝袉栴}:(1)實(shí)驗(yàn)室使用稀硫酸和H2O2

8、溶解銅片,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)電子工業(yè)使用FeCl3溶液刻蝕印刷電路板銅箔,寫出該過程的離子方程式_。配制的FeCl3溶液應(yīng)保持_(填“酸性”“堿性”或“中性”),原因是_。答案(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe(OH)3(3)Cu20.1250考點(diǎn)二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用(頻數(shù):難度:)本考點(diǎn)主要考點(diǎn)有:(1)銅及其化合物的性質(zhì),(2)銅的化合物的實(shí)驗(yàn)探究,(3)以礦物加工為主線的工藝流程題。特別是工藝流程題是高考必考題,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)特別關(guān)注。1.合金低大常溫下,多數(shù)合金是固體,但鈉鉀合金是液體。合金的物理

9、性質(zhì)相比于成分金屬有所改變,但合金中各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)仍然不變。并非所有的金屬都能形成合金,若一種金屬的熔點(diǎn)大于另一種金屬的沸點(diǎn),則二者不能形成合金。2.常見的金屬材料(1)金屬材料黑色金屬材料有色金屬材料鐵、鉻、錳以及它們的合金除黑色金屬以外的其他金屬及其合金(2)黑色金屬材料鋼鐵 是用量最大,用途最廣的合金。鋼(3)有色金屬材料銅和鋁青銅3.金屬礦物開發(fā)利用的方法(1)金屬在自然界中的存在(2)金屬冶煉的一般步驟(4)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)1.金屬冶煉與金屬活動(dòng)性的關(guān)系:2.熱還原法中使用的還原劑通常是碳單質(zhì)、一氧化碳和氫氣等。在高爐煉鐵中,加入的還原劑是焦炭,但真正作還原劑

10、的是CO。速查速測(cè)1.(易混點(diǎn)排查)正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”(1)合金中至少含有兩種金屬元素,不含非金屬元素( ) (2)合金中各種元素的含量一定,所以合金是純凈物( )(3)合金的硬度一般大于成分金屬,而熔點(diǎn)一般低于成分金屬( )(4)電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí),陰極上依次析出Cu、Fe、Al( )(5)用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦來制取單質(zhì)鈦( )(6)將MgO與鋁粉混合發(fā)生鋁熱反應(yīng)制備鎂( )2.(規(guī)范簡(jiǎn)答練)(1)工業(yè)上冶煉鋁為什么用電解熔融Al2O3而不用電解熔融AlCl3？冶煉鎂為什么用電解熔融MgCl2而不用電解熔融MgO? _。 (2)

11、鋁是地殼中含量最高的金屬元素,為什么人類對(duì)鋁的使用比鐵、銅晚得多？ _。 (3)熱還原法用到的還原劑有焦炭、CO和H2,試從所得產(chǎn)物純度及對(duì)環(huán)境污染的 角度考慮哪種還原劑更好？ _。答案(1)AlCl3為共價(jià)化合物,熔融時(shí)不導(dǎo)電,故不能用電解AlCl3的方法冶煉鋁。盡管MgO屬于離子化合物,但其熔點(diǎn)高,熔融時(shí)耗費(fèi)更多能源,增加生產(chǎn)成本,而MgCl2的熔點(diǎn)較低,更易熔融,故工業(yè)冶煉鎂使用電解熔融MgCl2的方法(2)鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng),難于冶煉,古代人們的技術(shù)條件達(dá)不到,不能冶煉鋁,故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多(3)最好的還原劑是H2;原因是焦炭會(huì)使產(chǎn)品的純度降低,CO會(huì)污染環(huán)境A組

12、基礎(chǔ)知識(shí)鞏固1.(2019廣東實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考)下列有關(guān)金屬的說法正確的是()A.濕法煉銅和火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素都發(fā)生還原反應(yīng)B.加強(qiáng)熱使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)CuC.黑色金屬材料包括鐵、鉻、錳及其化合物D.生鐵與鋼的區(qū)別在于生鐵含碳雜質(zhì),而鋼不含解析濕法煉銅和火法煉銅的反應(yīng)中,銅元素的化合價(jià)均降低,發(fā)生還原反應(yīng),故A項(xiàng)正確;CuO在高溫條件下不能分解生成單質(zhì)Cu,B項(xiàng)錯(cuò)誤;黑色金屬材料包括鐵、鉻、錳及其合金,C項(xiàng)錯(cuò)誤;生鐵和鋼都是鐵碳合金,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A2.氧化還原反應(yīng)廣泛應(yīng)用于金屬冶煉,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(yīng)中,Na被還原B.冶煉鎂、鋁采用電解法

13、C.用磁鐵礦煉鐵的反應(yīng)中,1 mol Fe3O4被CO還原成Fe,轉(zhuǎn)移9 mol電子D.鋁熱法還原鐵的反應(yīng)中,放出的熱量能使鐵熔化解析用磁鐵礦煉鐵時(shí),Fe3O4被還原為Fe,當(dāng)有1 mol Fe3O4被CO還原成Fe時(shí),轉(zhuǎn)移8 mol電子。答案C3.某鋁合金中含有元素鎂、銅、硅,為了測(cè)定該合金中鋁的含量,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答有關(guān)問題:(1)稱取樣品a g,稱量時(shí)應(yīng)該使用的主要儀器的名稱是_。(2)將樣品溶解于足量的稀鹽酸,過濾并洗滌。濾液中主要含有_,濾渣中含有_,溶解、過濾用到的玻璃儀器是_。(3)濾液中加過量氫氧化鈉溶液、過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_。(4)步驟(3)的濾液中通入足量二

14、氧化碳?xì)怏w,過濾。有關(guān)反應(yīng)的離子方程式是_。(5)步驟(4)過濾后的濾渣用蒸餾水洗滌數(shù)次,烘干并灼燒至恒重,冷卻后稱量,其質(zhì)量為b g。有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是_,原樣品中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_。(6)若步驟(3)中加入氫氧化鈉的量不足,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果_(填“偏高”“偏低”或“不影響”,下同);若步驟(5)中濾渣沒有洗滌,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果_;若濾渣灼燒不充分,則實(shí)驗(yàn)結(jié)果_?！練w納總結(jié)】合金兩大分析方法1.定性分析型:確定成分研究性質(zhì)形成合金的各種成分的特殊化學(xué)性質(zhì)仍按單一組分的性質(zhì),一般是將合金酸溶或堿溶,根據(jù)反應(yīng)中的特殊現(xiàn)象或根據(jù)溶解后所得溶液繼續(xù)加沉淀劑產(chǎn)生的現(xiàn)象判斷其成分。此類試題常以流程的形式呈現(xiàn),解答

15、的關(guān)鍵是理清每一步加入的物質(zhì)和生成物質(zhì)的成分。2.定量分析型:沉淀法沉淀法測(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法,采用沉淀法時(shí),涉及到的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問題有:稱量、溶解(溶解試劑);沉淀(重點(diǎn)是沉淀試劑的選擇);過濾、沉淀洗滌、沉淀的干燥、稱量;數(shù)據(jù)的處理(包括測(cè)定結(jié)果的誤差分析)。 B組考試能力過關(guān)4.(2018天津理綜,1)以下是中華民族為人類文明進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn)的幾個(gè)事例,運(yùn)用化學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行的分析不合理的是()A.四千余年前用谷物釀造出酒和醋,釀造過程中只發(fā)生水解反應(yīng)B.商代后期鑄造出工藝精湛的后(司)母戊鼎,該鼎屬于銅合金制品C.漢代燒制出“明如鏡、聲如磬”的瓷器,其主要原料為黏土D.屠呦呦用乙醚從青蒿中提取出對(duì)治療瘧疾有特效的青蒿素解析谷物的主要成分為淀粉,用谷物釀造出酒和醋,釀造過程主要包括淀粉水解為葡萄糖,葡萄糖發(fā)酵生成乙醇,乙醇被氧化為乙酸,因此釀造過程中涉及水解反應(yīng)和氧化反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;后(司)母戊鼎為商代后期的青銅器,屬于銅合金制品,B項(xiàng)正確;陶瓷的主要原料為黏土,C項(xiàng)正確;青蒿素易溶于乙醚,而不易溶于水,因此,屠呦呦用乙醚提取青蒿素的過程包括萃取操作,D項(xiàng)正確。答案A5.(重慶卷)合金是建造航空母艦的主體材料