適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學一輪總復習第3章金屬及其化合物第13講銅金屬材料和金屬的冶煉課件

第13講銅、金屬材料和金屬的冶煉【課標指引】

1.了解合金的組成、性能及用途的關系,了解金屬的冶煉方法及原理。2.了解通過化學反應可以探索物質性質、實現(xiàn)物質轉化,認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值。考點一銅及其化合物考點二金屬材料和金屬的冶煉目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進階考點一銅及其化合物必備知識?梳理1.銅單質的性質(1)物理性質:銅是________色固體,具有良好的延展性、________性和________性。

紫紅

導熱

導電

(2)化學性質

寫出圖中下列反應的化學方程式:①在潮濕空氣中反應:_______________________________(綠色固體)。②與S反應:_______________________。

寫出圖中下列反應的離子方程式:③與稀硝酸反應:______________________________________;

與濃硝酸反應:________________________________。

④與FeCl3溶液反應:________________________________。

2Cu+O2+CO2+H2O══Cu2(OH)2CO32Cu+SCu2S3Cu+8H++2══3Cu2++2NO↑+4H2OCu+4H++2══Cu2++2NO2↑+2H2OCu+2Fe3+══2Fe2++Cu2+2.氧化銅和氧化亞銅

名稱氧化銅氧化亞銅顏色黑色磚紅色與酸反應(H+)CuO+2H+═Cu2++H2OCu2O+2H+═Cu2++Cu+H2O與H2反應CuO+H2Cu+H2OCu2O+H2

2Cu+H2O轉化關系4CuO2Cu2O+O2↑3.氫氧化銅(1)物理性質:藍色固體,________溶于水。

(2)化學性質(寫出化學方程式)反應①:______________________________________________。

反應②:______________________________________________。

難

Cu(OH)2

CuO+H2OCu(OH)2+2H+══Cu2++2H2O4.銅鹽(1)Cu2(OH)2CO3名稱為____________,是銅綠、孔雀石的主要成分。

(2)CuSO4·5H2O俗稱________、________。無水CuSO4遇水變藍色,可用于檢驗水的存在。

堿式碳酸銅

Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2OCu2(OH)2CO3+4H+══2Cu2++CO2↑+3H2O藍礬

膽礬

關鍵能力?提升考向

銅及其化合物的性質例某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質,下列操作正確且能達到實驗目的的是(

)A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱,反應后再加入水,觀察硫酸銅溶液的顏色B.常溫下將銅絲伸入盛滿氯氣的集氣瓶中,觀察CuCl2的生成C.將CuCl2溶液在蒸發(fā)皿中加熱蒸干,可得到無水CuCl2固體D.將表面有銅綠[Cu2(OH)2CO3]的銅器放入鹽酸中浸泡,可除去銅綠D解析

Cu與濃硫酸反應后的溶液中可能還存在濃硫酸,不能向其中加水,A錯誤;Cu與Cl2在常溫下不反應,需要加熱才能發(fā)生反應,B錯誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā),加熱蒸干能促進CuCl2的水解而得不到CuCl2固體,C錯誤。[對點訓練]

某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2·2H2O晶體的工藝流程如下:下列說法正確的是(

)A.“焙燒”過程中每消耗1.0molCuS,則消耗1.0molO2B.“焙燒”后的“廢氣”能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色C.“濾渣”中主要含鐵的氧化物D.將獲得的CuCl2·2H2O晶體加熱可制得CuCl2固體B解析

“焙燒”時發(fā)生反應2CuS+3O2

2CuO+2SO2。由化學方程式可知,A錯誤;“廢氣”中含有SO2,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,B正確;調節(jié)pH至3~4時,Fe3+水解轉化為Fe(OH)3,C錯誤;將CuCl2·2H2O直接加熱脫水,Cu2+水解產(chǎn)生Cu(OH)2,無法得到CuCl2,D錯誤?？键c二金屬材料和金屬的冶煉必備知識?梳理情境思考2023年5月30日我國神舟十六號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。金屬材料的技術突破,助力我國航空航天事業(yè)的飛速發(fā)展。(1)飛船整體結構使用了大量鋁合金,是利用了其密度小、強度高、抗腐蝕能力強等特性。(2)航空發(fā)動機的壓氣機葉片、發(fā)動機艙等使用了鈦合金,是利用了其耐高溫、熱導率高等性能。(3)航空發(fā)動機的殼體、軸承和傳動齒輪等使用了超高強度特種鋼,其硬度比組分金屬鐵的硬度大、熔點比鐵的熔點低。1.合金的定義及性能

金屬與非金屬

金屬特性

低

大

2.常見的金屬材料(1)金屬材料的分類(2)三種常見的合金

組織結構

Cr

Ni小

高

Cu、Zn3.金屬在自然界中的存在形式

化合物

金、鉑

4.金屬的冶煉(1)金屬冶煉的實質金屬的冶煉是指將金屬從其________中還原出來,用于生產(chǎn)各種金屬材料的過程,即___________________________(寫反應通式,用R表示金屬)。

化合物

Rn++ne-══R(2)金屬冶煉的方法(用化學方程式表示)2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑3CO+Fe2O3

2Fe+3CO22HgO2Hg+O2↑關鍵能力?提升考向1金屬材料的性能及應用例1合金在生產(chǎn)和科學研究中發(fā)揮著重要作用。下列有關合金的性質與用途不具有對應關系的是(

)A.生鐵容易被腐蝕,可用于煉鋼和制造各種鑄件B.鈉鉀合金常溫下呈液態(tài)、導熱性好,可用于快中子反應堆的熱交換劑C.鎂鋰合金密度小、硬度和強度大,可用于制造火箭、導彈、航天器等D.鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,可用于制備電路中的精密元件A解析

生鐵用于煉鋼和制造各種鑄件,是由于生鐵具有優(yōu)良的鑄造、切削加工和耐磨性能,A錯誤;鈉鉀合金用于快中子反應堆的熱交換劑,是由于鈉鉀合金導熱性好,B正確;鎂鋰合金用于制造火箭、導彈、航天器等,是由于鎂鋰合金具有密度小、硬度和強度大的特點,C正確;鎳鉻鋁銅合金用于制備電路中的精密元件,是由于鎳鉻鋁銅合金具有很高的電阻率,D正確。[對點訓練1]

殲-20、運-20等裝備集體亮相,展示了我國現(xiàn)代化戰(zhàn)略空軍建設的階段性成果和軍工領域的最新科研成果。航空航天領域成果的取得離不開金屬材料的貢獻。下列關于金屬材料的說法中不正確的是(

)A.金屬材料包括純金屬和它們的合金B(yǎng).合金的硬度一般比其成分金屬大,但熔點一般比其成分金屬低C.鋁合金應用十分廣泛,因為它不僅價格合適,耐酸、堿腐蝕,而且具有優(yōu)良的機械性能D.新型鈦合金強度高、質量輕、耐高溫,廣泛用于航空航天領域C解析

金屬材料包括純金屬和它們的合金,A正確;合金的硬度一般比各成分金屬大,熔點一般比各成分金屬低,B正確;鋁易與酸、堿溶液發(fā)生反應,不耐酸、堿,C錯誤;新型鈦合金強度高、質量輕、耐高溫,可廣泛用于航空航天領域,D正確?？枷?金屬活動性與冶煉方法的關系例2(2023·廣東江門期末)自然資源的開發(fā)利用為人類社會發(fā)展提供物質基礎,下列有關說法正確的是(

)A.鋁熱反應采用了熱分解法B.MgCl2溶液通電后會產(chǎn)生Mg和Cl2C.煤的氣化和液化、石油的常壓蒸餾和減壓蒸餾均是物理變化D.冶金工業(yè)上,Na、Mg、Al均不能用焦炭、CO和H2等常用還原劑制得D解析

鋁熱反應是指利用鋁的還原性獲得高熔點的金屬單質,不屬于熱分解,A錯誤;電解氯化鎂溶液,陽極產(chǎn)生氯氣,而陰極產(chǎn)生氫氣,B錯誤;煤的氣化和液化過程中有新物質產(chǎn)生,屬于化學變化,C錯誤;冶煉性質較活潑的金屬,例如Na、Mg、Al,采用電解法冶煉,D正確。[對點訓練2]

《秋浦歌》中的一首“爐火照天地,紅星亂紫煙。赧郎明月夜,歌曲動寒川”描寫的是我國古代勞動人民“冶煉金屬”的熱烈場面。下列有關金屬冶煉的說法錯誤的是(

)A.應用熱還原法可以冶煉鐵B.應用鋁熱法可以冶煉鎂C.應用電解法可以冶煉鋁D.應用熱分解法可以冶煉汞B解析

Mg的還原性強于鋁,不能采用鋁熱法冶煉Mg,可采用電解熔融MgCl2的方法冶煉鎂。素養(yǎng)發(fā)展進階進階1練易錯·避陷阱1.(2023·廣東江門統(tǒng)考)鼻梁條可增強口罩的密封性,部分鼻梁條的成分是鋁合金。關于鋁合金說法正確的是(

)A.鋁合金是純凈物B.高溫下熔煉鋁合金時,不需要隔絕空氣C.鼻梁條使用鋁合金,利用其密度大、抗腐蝕性好的優(yōu)點D.鋁合金可與強酸和強堿溶液反應,因此鋁制炊具不宜長時間存放酸性或堿性食物D解析

鋁合金中含有多種金屬,屬于混合物,A錯誤;鋁化學性質較為活潑,高溫下能被氧氣氧化生成氧化鋁,因此熔煉鋁合金時需要隔絕空氣,B錯誤;鼻梁條使用鋁合金,利用了其密度小、抗腐蝕性好的優(yōu)點,C錯誤;鋁能與強酸和強堿反應,因此鋁制炊具不宜長時間存放酸性或堿性食物,D正確。2.金屬是人類生產(chǎn)生活中不可缺少的材料之一,下列有關金屬的說法錯誤的是(

)A.銅比鋁先成功冶煉的原因是鋁比銅活潑,更難獲得其單質B.扔掉廢棄鋁制包裝既浪費金屬材料,又易造成環(huán)境污染,應回收循環(huán)利用C.生鐵易生銹,不耐腐蝕,而純鐵具有耐腐蝕性,所以常用的鐵質器具大多數(shù)是用高純度的鐵制造的D.目前已制得的純金屬只有80多種,但制得的合金已有幾千種,大量使用的不是純金屬而是各種合金C解析

活潑的金屬冶煉難度大,銅比鋁先成功冶煉的原因是鋁比銅活潑,更難獲得鋁單質,A正確;扔掉廢棄鋁制品不僅是浪費金屬鋁資源,而且鋁的廢棄物難降解,還污染了環(huán)境,B正確;常用的鐵質器具大多是用鐵合金制造的,C錯誤;合金一般具有熔點低、硬度大、抗腐蝕性強等方面的優(yōu)點,現(xiàn)制得的合金已達幾千種,所以大量使用的不是純金屬而是其合金,D正確。進階2練熱點·提素能3.下列有關金屬冶煉的說法不正確的是(

)A.在歷史上金屬冶煉的先后順序主要取決于金屬的活動性強弱B.煉鐵時,加入石灰石的作用是除去鐵礦石中的二氧化硅C.金屬冶煉的過程就是被冶煉的金屬得電子被還原的過程D.工業(yè)上用電解氯化鎂溶液的方法冶煉金屬鎂D解析

金屬活動性越強越難冶煉,金屬活動性越弱越容易冶煉,故在歷史上金屬冶煉的先后順序主要取決于金屬的活動性強弱,A正確;煉鐵時,石灰石中的碳酸鈣在高溫條件下分解能生成氧化鈣和二氧化碳,氧化鈣能和二氧化硅反應生成硅酸鈣,從而除去鐵礦石中的二氧化硅,B正確;金屬冶煉就是金屬化合物變?yōu)榻饘賳钨|的過程,就是金屬得電子被還原的過程,C正確;電解氯化鎂溶液不能得到金屬鎂,D錯誤。4.(2023·廣東湛江二模)部分含銅物質的分類與相應銅元素的化合價關系如圖所示。下列說法正確的是(

)A.a、d均易溶于水B.b既有氧化性又有還原性C.常溫下,f與單質硫反應生成eD.向固體c中通入H2S氣體生成eB解析

a為CuO,b為Cu2O,c為Cu(OH)2,d為CuS,e為Cu2S,f為Cu。a為CuO,d為CuS,二者均為難溶于水的黑色粉末,A錯誤;b為Cu2O,Cu的化合價為+1價,處于中間價態(tài),既有氧化性又有還原性,B正確;Cu在常溫下不與S反應,需要加熱才能反應,C錯誤;向固體Cu(OH)2中通入H2S氣體生成CuS,D錯誤。進階3研真題·明考向5.正誤判斷:正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)(2023·湖南卷,1A