《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二 金屬元素及其化合物 第9講 用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物講解課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專題二 金屬元素及其化合物 第9講 用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物講解課件（31頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、化學(xué)課標(biāo)版第9講 用途廣泛的金屬材料和開發(fā)利用金屬礦物考點(diǎn)一金屬的冶煉合金考點(diǎn)一金屬的冶煉合金1.金屬礦物的開發(fā)和利用金屬礦物的開發(fā)和利用(1)金屬在自然界中的存在形式(2)金屬冶煉的一般步驟金屬冶煉的過(guò)程就是使金屬化合物中的金屬離子得到 電子被 還原 為金屬單質(zhì)的過(guò)程,即:Mn+ne- M。(3)金屬冶煉的方法(用化學(xué)方程式表示)(4)鋁熱反應(yīng)1)原理:高溫下鋁將金屬氧化物中的金屬還原出來(lái)。2)實(shí)驗(yàn)裝置:如圖所示。3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象a.鎂條劇烈燃燒,放出一定的熱量,使氧化鐵粉末和鋁粉在較高溫度下發(fā)生劇烈的反應(yīng)。b.反應(yīng)放出大量的熱,并發(fā)出耀眼的強(qiáng)光。c.紙漏斗的下部被燒穿,有熔融物落入沙中。d.待

2、熔融物冷卻后,除去外層熔渣,仔細(xì)觀察,可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵珠。4)鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用a.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),在冶金工業(yè)上常用這一原理制取熔點(diǎn)較高的金屬,如用鋁熱反應(yīng)冶煉錳的化學(xué)方程式為3MnO2+4Al 2Al2O3+3Mn 。b.該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上,如焊接鋼軌等。2.合金合金3.常見金屬材料常見金屬材料(1)黑色金屬材料(如鋼鐵)a.鋼 是用量最大、用途最廣的合金。(2)有色金屬材料(如銅和鋁)a.我國(guó)使用最早的合金是青銅 ,常見的銅合金還有黃銅和白銅。1.判斷正誤判斷正誤,正確的畫正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫錯(cuò)誤的畫“”。(1)鋁合金的熔點(diǎn)比純鋁的高()(2)合金材料中不可能含有非金屬元素()(

3、3)合金中的金屬元素以化合物的形式存在()(4)合金中各元素的含量一定,所以合金是純凈物()(5)煉鐵:用焦炭和空氣反應(yīng)產(chǎn)生的CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物()(6)煉銅:用黃銅礦經(jīng)電解精煉得到純度為99.9%的銅()(7)制鎂:電解氯化鎂溶液制取金屬鎂()(8)制鈦:用金屬鈉置換四氯化鈦(TiCl4)溶液中的鈦來(lái)制取單質(zhì)鈦( )(9)制鈉:以海水為原料制得精鹽,再電解純凈的NaCl溶液 ()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2.【多維思考】(1)能否用電解AlCl3、MgO的方法冶煉Al、Mg?(2)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

4、?(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?(4)化學(xué)興趣小組對(duì)某“金牌”的成分提出了猜想:一是由純金制成,二是由黃銅(銅鋅合金)制成。請(qǐng)用化學(xué)方法判斷哪種猜想是正確的。答案(1)不能。因?yàn)锳lCl3是共價(jià)化合物,熔融時(shí)無(wú)法電離出自由移動(dòng)的離子,不導(dǎo)電;而MgO雖是離子化合物,但其熔點(diǎn)太高,熔融會(huì)消耗大量的電能,成本較高。(2)鋁的金屬活動(dòng)性比鐵、銅強(qiáng),難于冶煉,古代的技術(shù)條件達(dá)不到,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。(4)用鹽酸(或稀硝酸)溶解,若“金牌”部分溶

5、解(或全部溶解),則是由黃銅制成的;若“金牌”不溶解,則是由純金制成的。1.下列關(guān)于金屬冶煉方法的敘述不正確的是() 金屬存在形式冶煉方法A金游離態(tài)金子比沙子密度大,利用水洗法直接分離B銀化合態(tài)銀的金屬性弱,用加熱Ag2O的方法冶煉C鐵化合態(tài)用CO在高溫下還原鐵礦石中鐵的氧化物D鈉化合態(tài)鈉的金屬性強(qiáng),一般還原劑很難將其還原出來(lái),所以用電解飽和NaCl溶液的方法冶煉題組一金屬的冶煉方法答案 D鈉一般是由電解熔融NaCl的方法來(lái)制取,電解飽和食鹽水得到的是NaOH、H2和Cl2。2.下列關(guān)于金屬的一些說(shuō)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M(fèi)g、C

6、u都是用熱還原法制得的C.金屬冶煉的本質(zhì)是金屬陽(yáng)離子得到電子變成金屬原子D.越活潑的金屬越難冶煉答案 B冶煉鋁的過(guò)程中,鋁由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),有化合價(jià)變化,屬于氧化還原反應(yīng),A正確;在工業(yè)上Mg用電解法冶煉,Cu用熱還原法冶煉,B錯(cuò)誤;金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是Mn+ne- M,C正確;金屬越活潑,則金屬離子的氧化性越弱,越難被還原,D正確。3.(2016吉林長(zhǎng)春模擬)下列反應(yīng)原理不符合工業(yè)冶煉金屬實(shí)際情況的是()A.2HgO 2Hg+O2B.2NaCl(熔融) 2Na+Cl2C.2MgO(熔融) 2Mg+O2D.Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 答案 CHg為不活潑金屬,可以直接用加熱分解的方法冶

7、煉,故A正確;鈉是活潑金屬,應(yīng)采用電解法制取,故B正確;鎂是活潑金屬,應(yīng)采用電解氯化鎂的方法制取,氧化鎂的熔點(diǎn)太高,消耗太多的能源,故C錯(cuò)誤;Fe的冶煉通常是用還原劑(C、CO、H2、活潑金屬等)將鐵從其化合物中還原出來(lái),故D正確。題組二合金的性質(zhì)及應(yīng)用4.鎂鋁合金質(zhì)優(yōu)體輕,又不易銹蝕,大量用于航空工業(yè)、造船工業(yè)、日用化工等領(lǐng)域。下列關(guān)于鎂鋁合金性質(zhì)的敘述中正確的是()A.此合金的熔點(diǎn)、硬度比鎂和鋁的熔點(diǎn)、硬度都高B.此合金能全部溶解于稀鹽酸中C.此合金能全部溶解于氫氧化鈉溶液中D.此合金不能全部溶于過(guò)量FeCl3溶液中答案 B合金的熔點(diǎn)一般低于組成它的成分金屬,A錯(cuò)誤;鎂鋁合金具有鎂、鋁的化

8、學(xué)性質(zhì),只有B正確。5.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(diǎn),判斷其中不能形成合金的是() NaCuAlFe熔點(diǎn)()97.51 0836601 535沸點(diǎn)()8832 5952 2003 000A.Cu和AlB.Fe和CuC.Fe和NaD.Al和Na答案 C鐵的熔點(diǎn)(1 535 )高于Na的沸點(diǎn)(883 ),無(wú)法制得鐵鈉合金?？键c(diǎn)二銅及其重要化合物考點(diǎn)二銅及其重要化合物1.銅的性質(zhì)銅的性質(zhì)(1)物理性質(zhì) (2)化學(xué)性質(zhì)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:a.與潮濕空氣反應(yīng):2Cu+O2+CO2+H2O Cu2(OH)2CO3 (

9、綠色固體)。b.與S反應(yīng):2Cu+S Cu2S 。c.與氧化性酸反應(yīng)與濃硫酸共熱:Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O ;與稀硝酸:3Cu+8H+2N 3Cu2+2NO+4H2O (離子方程式)。d.與鹽溶液反應(yīng)與硝酸銀溶液:Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+ ;與FeCl3溶液:Cu+2Fe3+ 2Fe2+Cu2+ 。3O2.氧化銅和氧化亞銅氧化銅和氧化亞銅3.氫氧化銅氫氧化銅(1)物理性質(zhì):藍(lán)色不溶于水的固體。(2)化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用4.CuSO45H2OCuSO45H2O為藍(lán)色晶體,俗稱藍(lán)礬、膽礬。無(wú)水CuSO4為白色粉末,遇水變藍(lán)色 (生成CuSO45H2O),可作為水的檢

10、驗(yàn)依據(jù)。1.判斷正誤判斷正誤,正確的畫正確的畫“”,錯(cuò)誤的畫錯(cuò)誤的畫“”。(1)鐵銹和銅銹的成分都是金屬氧化物()(2)過(guò)量的銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成()(3)檢驗(yàn)CO2中是否含有H2O(g)可將氣體通入裝有無(wú)水CuSO4的干燥管中()(4)濃H2SO4使CuSO4H2O失水是物理變化()(5)可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠()(6)硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑()(7)工業(yè)上常采用電解法制取粗銅()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.【多維思考】由銅屑制備硫酸銅時(shí),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?答案銅與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧

11、化硫和水,反應(yīng)方程式為Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2+2H2O;將熱空氣通入到銅和稀硫酸的混合物中發(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(huì)產(chǎn)生有毒的SO2,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(shí),一般采用第二種方法。3.【多維思考】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(lán)色膠狀懸濁液,思考下列問(wèn)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?答案不能。原因是鐵能置換波爾多液中的Cu2+,降低殺菌能力。Cu2+能使蛋白質(zhì)變性。題組一銅及其化合

12、物的性質(zhì)及其應(yīng)用1.(2016河北衡水模擬)下表中,對(duì)陳述、的正確性及其有無(wú)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(wú)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(guò)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(wú)答案 D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,、有因果關(guān)系,A錯(cuò)誤;銅表面不能形成

13、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;硫酸銅與氨水反應(yīng)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。2.(2016陜西榆林模擬)下列實(shí)驗(yàn)的前后,銅的質(zhì)量一定發(fā)生變化的是()A.銅絲在空氣中灼燒后立即插入乙醇中B.銅片放入酸化的硝酸鈉溶液中C.銅和鐵的混合物放入稀硝酸中D.銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池放電答案 BA項(xiàng),灼熱的氧化銅能夠和乙醇反應(yīng)生成乙醛、水和銅,銅變成氧化銅,氧化銅又被還

14、原成銅,最終銅的質(zhì)量沒有變化,錯(cuò)誤;B項(xiàng),銅和稀硝酸反應(yīng),質(zhì)量一定減少,正確;C項(xiàng),鐵先參加反應(yīng),若鐵足量,銅的質(zhì)量不變化,錯(cuò)誤;D項(xiàng),銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池中,銅作正極不消耗,錯(cuò)誤。3.某研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究Cu及其化合物的性質(zhì),操作正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?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(wú)水CuCl2固體D.將表面有銅綠Cu2(OH)2CO3的銅器放入鹽酸中浸泡,除去銅綠答案 DA項(xiàng),濃硫酸溶于水時(shí)放熱,應(yīng)該是把反應(yīng)后的溶液倒入水中,故該項(xiàng)錯(cuò)誤;

15、B項(xiàng),需要先加熱,銅才能與氯氣發(fā)生反應(yīng),故該項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),氯化銅溶液中存在水解平衡,加熱蒸干最終得不到CuCl2,故該項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),銅和鹽酸不反應(yīng),只有銅綠Cu2(OH)2CO3與鹽酸反應(yīng),故該項(xiàng)正確。4.某課外研究小組,用含有較多雜質(zhì)的銅粉,通過(guò)不同的化學(xué)反應(yīng)精制CuO,其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為(1)含雜質(zhì)的銅粉經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物,灼燒后含有少量銅的可能原因是 (填字母序號(hào))。a.灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原b.灼燒不充分銅未被完全氧化c.氧化銅在加熱過(guò)程中分解生成銅題組二銅及其重要化合物的綜合應(yīng)用d.該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化(2)由粗制氧化銅通過(guò)兩種途徑制取硫酸銅,與途徑相

16、比,途徑有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是 。答案(1)ab(2)耗酸少;無(wú)污染性氣體SO2產(chǎn)生解析(1)灼燒后含有少量銅,其原因可能是灼燒不充分,銅未被完全氧化,也可能是灼燒過(guò)程中部分氧化銅被還原。(2)途徑的優(yōu)點(diǎn)是:產(chǎn)生等量的CuSO4,比途徑消耗硫酸少;不產(chǎn)生污染大氣的SO2氣體。5.(2016山東濰坊模擬)銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用,銅在化合物中的常見化合價(jià)有+1價(jià)、+2價(jià)。已知Cu2O與稀硫酸反應(yīng),溶液呈藍(lán)色。(1)工業(yè)上可用Cu2S+O2 2Cu+SO2反應(yīng)制取粗銅,該反應(yīng)中 元素被還原。(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中,溫度控制在50 ,加入H2O2溶液,一段時(shí)間后,升溫到60 ,再

17、反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅,該反應(yīng)的離子方程式為 。溫度控制在5060 的原因除了加快反應(yīng)速率外,還有 。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱,生成CuCl沉淀,寫出生成CuCl的離子方程式: 。(3)現(xiàn)向Cu、Cu2O和CuO組成的混合物中,加入2 L 0.6 molL-1HNO3溶液恰好使混合物溶解,同時(shí)收集到4 480 mL NO氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為 。若將上述混合物用足量的H2加熱還原,所得到固體的質(zhì)量為 g。若混合物中含0.2 mol Cu,將該混合物與稀硫酸充分反應(yīng),消耗H2SO4的物質(zhì)的量為 mol。答案(1)Cu、O(2)

18、Cu+H2O2+2H+ Cu2+2H2O防止H2O2分解2Cu2+2Cl-+S+H2O 2CuCl+S+2H+(3)3Cu2O+2N+14H+ 6Cu2+2NO+7H2O320.223O24O3O解析(1)在該反應(yīng)中銅、氧元素的化合價(jià)降低,得到電子,被還原。(3)Cu2O跟稀硝酸反應(yīng)的離子方程式是3Cu2O+2N+14H+ 6Cu2+2NO+7H2O。硝酸發(fā)生反應(yīng)后得到的產(chǎn)物是Cu(NO3)2和NO,由2 L0.6 molL-1=2nCu(NO3)2+4.480 L22.4 Lmol-1得nCu(NO3)2=0.5 mol,n(Cu2+)=0.5 mol,所以若將上述混合物用足量的H2加熱還原,所得到固體的質(zhì)量為0.5 mol64 gmol-1=32 g。若混合物中含0.2 mol Cu,則根據(jù)銅原子守恒可得:2n(Cu2O)+n(CuO)=0.3 mol;根據(jù)得失電子守恒可得:2n(Cu)+2n(Cu2O)=3(4.480 L22.4 Lmol-1),解得n(CuO)=0.1 mol,n(Cu2O)=0.1 mol,消耗H2SO4的物質(zhì)的量為0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol。3O