2020版高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第3單元 金屬及其化合物 第4節(jié) 銅及其重要化合物 用途廣泛的金屬材料課件 新人教版.ppt

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1、第4節(jié)銅及其重要化合物 用途廣泛的金屬材料,考綱要求:1.了解常見金屬的活動順序。(變化觀念與平衡思想) 2.了解銅及其重要化合物的制備方法,掌握其主要性質(zhì)及其應(yīng)用。(證據(jù)推理與模型認知、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識) 3.了解合金的概念及其重要應(yīng)用。(宏觀辨識與微觀探析),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,銅及其重要化合物 1.單質(zhì)銅 (1)銅的物理性質(zhì): 銅是一種有金屬光澤的色固體,有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性(僅次于銀,可用于制電纜),有良好的延展性。,紫紅,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(2)銅的化學(xué)性質(zhì):,黑,Cu+4HNO3(濃)==Cu(NO3)2+2NO

2、2+2H2O,3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag,Cu+2FeCl3==CuCl2+2FeCl2,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.銅的重要化合物 (1)黑色氧化銅在高溫下分解為磚紅色的Cu2O,化學(xué)方程式為 ;磚紅色的Cu2O與稀硫酸反應(yīng),溶液變藍,同時生成紅色的單質(zhì)銅,離子方程式為 。 (2)氫氧化銅是色水的固體。其化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用如下: 反應(yīng)的化學(xué)方程式: 反應(yīng)的離子方程式:,Cu2O+2H+==Cu+Cu2++H2O,藍,不溶于,Cu(OH)2+2H+==Cu2++

3、2H2O,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(3)Cu2(OH)2CO3的名稱為,是銅綠、孔雀石的主要成分,受熱分解可生成黑色的氧化銅,化學(xué)方程式為Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2+H2O,可溶于稀硫酸,離子方程式為Cu2(OH)2CO3+4H+==2Cu2++CO2+3H2O。 (4)藍色的硫酸銅晶體受熱分解為白色的硫酸銅粉末,化學(xué)方程式為CuSO45H2O CuSO4+5H2O。,堿式碳酸銅,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習(xí) 1.由銅屑制備硫酸銅時,一般不用銅與濃硫酸反應(yīng),而是將熱空氣通入銅和稀硫酸的混合物中,為什么?,提示 銅與濃

4、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化硫和水,化學(xué)方程式為Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O;將熱空氣通入到銅和稀硫酸混合物中發(fā)生的反應(yīng)為2Cu+O2 2CuO,CuO+H2SO4== CuSO4+H2O。兩種方法相比較,前一種方法會產(chǎn)生有毒的SO2氣體,且制取相同質(zhì)量的硫酸銅,消耗的硫酸較多,故制備硫酸銅時,一般采用第二種方法。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.波爾多液是一種農(nóng)業(yè)上應(yīng)用廣泛的殺菌劑,它是由硫酸銅、生石灰和水按一定比例配成的天藍色膠狀懸濁液,思考下列問題: 波爾多液能否用鐵桶盛放?為什么? 波爾多液能殺菌的可能原因是什么?,提示 不能。原因是

5、鐵能置換波爾多液中的Cu2+,降低殺菌能力。CuSO4是重金屬鹽,能使蛋白質(zhì)變性,因此能用于殺菌。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.某研究小組通過實驗探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達到實驗?zāi)康牡氖?) A.將銅絲插入濃硫酸中并加熱,反應(yīng)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,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,解析銅與濃硫酸反應(yīng)后,硫酸的濃度仍較高,不能把水加入反應(yīng)容器中,A項錯誤;Cu與Cl2常溫下不反

6、應(yīng),需要加熱才能發(fā)生反應(yīng),B項錯誤;CuCl2水解生成的HCl易揮發(fā),加熱蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固體,C項錯誤;D項正確。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考向銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用 例(2019云南大理模擬)已知酸性條件下有如下反應(yīng):2Cu+==Cu2++Cu。由于反應(yīng)溫度不同,用氫氣還原氧化銅時,可能產(chǎn)生Cu或Cu2O,兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實驗所得的紅色固體產(chǎn)物進行驗證,實驗操作和實驗現(xiàn)象記錄如下:,由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產(chǎn)物() A.是CuB.是Cu2O C.一定有Cu,一定有Cu2OD.一定有Cu2O,可能有Cu,答

7、案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,歸納總結(jié)1.銅的冶煉“兩方法” (1)濕法煉銅:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu。 (2)高溫?zé)掋~:工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅(粗銅):,粗銅中銅的含量為99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等雜質(zhì),粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%99.98%的銅。 電解精煉銅的原理是用粗銅作陽極,銅在陽極上失電子變?yōu)镃u2+,用純銅棒作陰極,Cu2+在陰極上得電子生成銅。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.廢銅綜合利用的常用化工流程,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,3.銅

8、及其常見化合物的顏色,4.銅在通入氧氣并加熱的情況下,可在稀硫酸中逐漸溶解: 2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下: (1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的吸收。 a.濃硫酸b.濃硝酸 c.NaOH溶液d.氨水 (2)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(3)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是。 a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 b.

9、粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng) c.溶液中Cu2+向陽極移動 d.從陽極泥中可回收Ag、Pt、Au等金屬 (4)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池,正極電極反應(yīng)式為。,答案 (1)cd (2)3Cu2O+2Al 6Cu+Al2O3 (3)bd(4)O2+4e-+4H+==2H2O,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,解析 (1)氣體A中的大氣污染物為二氧化硫,能夠被NaOH溶液或氨水吸收。濃硫酸不能吸收二氧化硫。濃硝酸與SO2反應(yīng)生成一氧化氮有毒氣體。(2)泡銅在高溫下被鋁還原:3Cu2O+2Al 6Cu+A

10、l2O3。(3)粗銅的電解精煉:粗銅作陽極,純銅作陰極,硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液。a.電能不會全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,還可轉(zhuǎn)化為熱能,錯誤;b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng),正確;c.溶液中Cu2+向陰極移動,錯誤;d.利用陽極沒有參與反應(yīng)的剩余金屬即陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬,正確。(4)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4 2CuSO4+2H2O可以制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池,O2在正極被還原,電極反應(yīng)式為O2+4e-+4H+==2H2O。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,金屬礦物的開發(fā)和利用 1.合金 (1)合金的定義及性能。,金屬與非金屬,金屬特性,低,大

11、,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(2)常見金屬材料。,鐵,鉻,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,鋼鐵。,低碳鋼,中碳鋼,高碳鋼,青銅,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.金屬礦物的開發(fā)利用 (1)金屬在自然界中的存在。 (2)金屬冶煉的實質(zhì)。 金屬的冶煉過程就是把金屬從態(tài)還原為態(tài)的過程。即(寫反應(yīng)通式,用M表示金屬)。,正,化合,游離,Mn++ne-==M,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(3)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,自主練習(xí) 1.鋁是地殼中含量最

12、高的金屬元素,為什么人類對鋁的使用比鐵、銅晚得多?,提示 鋁的金屬活動性比鐵、銅強,難于冶煉,古代人受技術(shù)條件限制,不能冶煉鋁,故鋁的發(fā)現(xiàn)和大量使用比鐵、銅晚得多。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,2.下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是() A.工業(yè)上電解熔融狀態(tài)的Al2O3制備Al涉及氧化還原反應(yīng) B.工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的 C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D.越活潑的金屬越難冶煉,解析冶煉鋁的過程中鋁由化合態(tài)變游離態(tài),有化合價變化屬于氧化還原反應(yīng),A項正確;Mg在工業(yè)上用電解法冶煉,Cu用熱還原法冶煉,B項錯誤;金屬冶煉的實質(zhì)是Mn+

13、+ne-==M,C項正確;金屬越活潑,則金屬離子的氧化性越弱,越難被還原,D項正確。,B,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考向1合金的性質(zhì)及應(yīng)用 例1下列關(guān)于合金的說法不正確的是() A.合金的熔點一般比它的成分金屬的熔點高 B.合金的硬度一般比它的成分金屬大 C.合金與各成分金屬相比,具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)或機械性能 D.合金在工業(yè)上的用途比純金屬更廣,解析合金的熔點比它的成分金屬要低,故A項錯誤,B項正確;合金具有許多良好的物理、化學(xué)、機械性能,故C項正確;合金比純金屬用途更廣泛,故D項正確。,A,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,歸納總結(jié)組成合金的

14、元素不一定是兩種或兩種以上的金屬,也可以是金屬與非金屬;合金中一定含金屬元素。 并非所有的金屬都能形成合金,兩種金屬形成合金,其前提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化,若一種金屬的熔點高于另一種金屬的沸點,則二者不能形成合金。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,對點演練 所謂合金,就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔融狀態(tài)下形成的一種熔合物,根據(jù)下列四種金屬的熔、沸點判斷,其中不能形成合金的是(),A.Cu和AlB.Fe和Cu C.Fe和NaD.Al和Na,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考向2金屬礦物的開發(fā)與利用 例2(2019甘肅武威模擬

15、)分析推理是化學(xué)學(xué)習(xí)的方法之一。下列實驗推理正確的是() A.鈉的金屬性強,一般還原劑很難將其還原出來,所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉 B.金屬的冶煉方法與金屬的活潑性有很大關(guān)系,銀和汞可以用熱分解的方法冶煉 C.工業(yè)上電解熔融氯化鎂可制得金屬鎂,所以電解熔融氯化鋁也可制得鋁 D.將鎂條和鋁片用導(dǎo)線連接再插進稀NaOH溶液中,鎂條上產(chǎn)生氣泡,說明鎂比鋁活潑,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,歸納總結(jié)1.選擇金屬冶煉的方法要依據(jù)金屬在自然界中的存在形態(tài)和金屬的活動性。金屬活動順序中,金屬的位置越靠后,越容易被還原;金屬的位置越靠前,越難被還原。 2.化學(xué)性質(zhì)很

16、穩(wěn)定的金屬如Au、Pt等,在自然界中以游離態(tài)存在,用物理方法即可得到。 3.有些活動性很強的金屬也可以用還原法來冶煉,如Na+KCl K+NaCl,2RbCl+Mg MgCl2+2Rb等。在此過程主要運用了化學(xué)平衡移動原理,利用K、Rb的沸點低,變成氣體離開反應(yīng)體系,促使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,對點演練 用鋁和金屬氧化物反應(yīng)制備金屬單質(zhì)是工業(yè)上較常用的方法。如:,常溫下Al的金屬性比Ba的金屬性(選填“強”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是。 A.高溫時Al的活潑性強于Ba B.高溫有利于BaO分解 C.高溫時BaOA

17、l2O3比Al2O3穩(wěn)定 D.Ba的沸點比Al的低,答案,解析,2,3,4,1,1,2,3,4,1.金屬材料在日常生活以及生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。下列關(guān)于金屬的一些說法不正確的是() A.合金的性質(zhì)與其組成金屬的性質(zhì)不完全相同 B.火燒孔雀石Cu2(OH)2CO3制得銅也屬于還原法 C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽離子得到電子變成金屬原子 D.工業(yè)上金屬Mg、Cu都是用熱還原法制得的,答案,解析,1,2,3,4,2.(2019黑龍江哈爾濱月考)下列說法中正確的是() A.純鐵易被腐蝕,可以在純鐵中混入碳元素制成“生鐵”,以提高其抗腐蝕能力 B.我們使用合金是因為它比純金屬具有更優(yōu)良的化學(xué)性質(zhì) C.我國

18、首艘航母“遼寧艦”上用于艦載機降落的攔阻索是特種鋼纜,屬于金屬材料 D.Na、Al、Cu可以分別用電解冶煉法、熱還原法和熱分解法得到,答案,解析,1,2,3,4,3.(2019廣東中山一中模擬)某化學(xué)小組為測定一定質(zhì)量的某銅鋁混合物中銅的質(zhì)量分數(shù),設(shè)計了如下實驗方案:,下列有關(guān)判斷中不正確的是() A.溶液A和B均可以是鹽酸或NaOH溶液 B.若溶液B選用濃硝酸,則測得銅的質(zhì)量分數(shù)偏小 C.溶液A和B均可選用稀硝酸 D.實驗室中方案更便于實施,答案,解析,1,2,3,4,4.(2019湖北八市聯(lián)考)銅是一種重要的金屬元素,其單質(zhì)、合金和化合物具有廣泛的用途。下面是涉及銅及其化合物的有關(guān)實驗探究

19、。回答下列問題: (1)黃銅色如黃金,成分為銅鋅合金。某學(xué)校化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)在實驗室中對黃銅與濃硫酸的反應(yīng)進行了下面的探究。 寫出Cu與濃硫酸反應(yīng)生成SO2的化學(xué)方程式:。 黃銅與濃硫酸反應(yīng)可選用下列裝置中的。,1,2,3,4,同學(xué)甲采用下列裝置驗證產(chǎn)生的混合氣體中含有H2。,.黃銅與濃硫酸反應(yīng)生成的混合氣體中含有H2的原因是。,1,2,3,4,(2)同學(xué)乙在做完Cu與濃硫酸反應(yīng)的實驗后,發(fā)現(xiàn)有Cu剩余,且銅片上附著黑色粉末。同學(xué)乙查閱資料如下: CuS為黑色粉末;25 時,Ksp(CuS)=1.2710-36;CuS對熱不穩(wěn)定,加熱至220 時分解為黑色的Cu2S和硫單質(zhì);CuS在空氣中加熱

20、時迅速被氧氣氧化生成黑色的CuO和SO2。 該同學(xué)刮下銅片上的黑色粉末,加入試管中,然后加入蒸餾水,振蕩,靜置后發(fā)現(xiàn)上層清液為淺藍色,下部為黑色物質(zhì),由此確定該黑色粉末中含有。 該同學(xué)通過(填操作名稱),得到不溶于水的黑色物質(zhì)。 請你幫助該同學(xué)設(shè)計實驗驗證該黑色物質(zhì)為CuS:。,1,2,3,4,答案 (1)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O 乙、丁.除去SO2.檢驗SO2是否除盡.濃硫酸.黑色變?yōu)榧t色.變?yōu)樗{色.防止空氣中的水蒸氣對實驗結(jié)果造成影響.隨著反應(yīng)的進行,濃硫酸變?yōu)橄×蛩?黃銅中的Zn與稀硫酸反應(yīng)生成H2 (2)CuSO4過濾在空氣中加熱該黑色物質(zhì),用濕潤的品紅

21、試紙檢驗生成的氣體,品紅試紙褪色,1,2,3,4,解析 (1)在加熱的條件下,Cu與濃硫酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CuSO4、SO2、H2O。濃硫酸與黃銅的反應(yīng)中,濃硫酸為液體,實驗室中用試管作反應(yīng)器,加熱液體時,一般試管口略向上傾斜,故可采用裝置乙;也可采用裝置丁。因?qū)嶒灥哪康氖菣z驗H2的存在,故需要除去混合氣體中的SO2,故在裝置A中盛NaOH濃溶液除去SO2,用品紅溶液檢驗SO2是否除盡;裝置C中盛濃硫酸,除去H2中的水蒸氣;裝置D中干燥的H2與CuO在加熱條件下反應(yīng);用無水硫酸銅檢驗生成的水蒸氣。(2)得到淺藍色溶液說明黑色粉末中含有CuSO4。固液分離用過濾操作。加熱該黑色物質(zhì),用濕潤的品紅試紙檢驗生成的SO2即可。,