《创新方案》讲义：用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物.doc

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1、第四节用途广泛的金属材料开发利用金属矿物高 考 导 航了解常见金属的活动性顺序。了解合金的概念及其重要应用。了解铜及其重要化合物的主要性质及其应用。考点一铜及其化合物1铜的化学性质反应物化学方程式非金属氧气氯气硫氧化性酸浓硫酸浓硝酸稀硝酸盐硝酸银氯化铁2.氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式颜色、状态水溶性3.硫酸铜(1)CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称 矾或胆矾，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。(2)无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)，可作为水的检验试剂，但不适于作干燥剂。1波尔多液是一种杀菌剂，它是由硫酸铜、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液，思考下列

2、问题：(1)波尔多液能否用铁桶盛放？为什么？(2)波尔多液能杀菌的可能原因是什么？2如何清除铜制品表面的铜绿？能否用稀HNO3清洗？命题角度一铜及其化合物的性质1(2014南昌模拟)已知酸性条件下可发生反应：2Cu=Cu2Cu。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如表所示：加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象红色固体和蓝色溶液无色气体无色气体和蓝色溶液红棕色气体和蓝色溶液由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物是()ACu BCu2OC一定有Cu，可能有Cu2O

3、D一定有Cu2O，可能有Cu2.中学化学中有很多物质可以实现如图所示物质之间的转化。其中反应条件和部分反应产物已略去。液体B和C可能是单一溶质的溶液，也可能是纯净物。(1)若A是一种紫红色金属，气体D能使品红溶液褪色，加热时又恢复原色。写出反应的化学方程式_。该气体D与另一种气体H混合后生成一种淡黄色固体W，写出该反应的化学方程式_。(2)若A是一种金属单质，D是最轻的气体，B_(填“是”或“不是”)NaOH溶液。(3)若A是金属单质，D是一种无色气体，遇到空气变为红棕色，液体C呈蓝色。写出反应的离子方程式_。写出满足反应条件的任意一个离子方程式_。命题角度二铜及其化合物的制取3(2014江西

4、萍乡模拟)Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO45H2O的流程图。Cu2SCuCu2O、CuOAB胆矾(1)Cu2S中铜元素的化合价为_，火法炼铜的反应原理是_(用化学方程式表示)。(2)向Cu2O、CuO中加入足量稀硫酸得到的体系A中溶液呈蓝色，且有红色物质生成，请写出生成红色物质的离子方程式：_。(3)若将A中红色物质反应掉，操作中加入的试剂最好是_(填字母序号)。A适量的NaNO3 B适量的HNO3 C适量的H2O2(4)取5.0 g胆矾样品逐渐升高温度使其分解，分解过程的热重曲线如图所示。通过计算确定258 时发生反应的化学方程式：_，e点对应物质的化

5、学式为_(计算过程略去)。4某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应精制CuO，其设计的实验过程为：(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的原因可能是_。a灼烧过程中部分氧化铜被还原b灼烧不充分铜未被完全氧化c氧化铜在加热过程中分解生成铜d该条件下铜无法被氧气氧化(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO，与途径相比，途径有明显的两个优点是_。(3)有同学指出，由CuSO4溶液到生成CuO少了一个环节，即应先生成Cu(OH)2沉淀，过滤洗涤后再加热分解Cu(OH)2得CuO。以下说法不可能成为减少该环节的理由的是_。ACuO比Cu(OH)2颗粒

6、粗大，更易于从溶液中过滤分离BCu(OH)2分解温度较低，加热其浊液即可使其分解C干态下分解Cu(OH)2，温度难以控制，可能因温度过高导致CuO进一步分解生成Cu2OD过滤分离出的CuO不需洗涤就已非常纯净1(2013上海高考)一定量的CuS和Cu2S的混合物投入足量的HNO3中，收集到气体V L(标准状况)，向反应后的溶液中(存在Cu2和SO)加入足量NaOH，产生蓝色沉淀，过滤，洗涤，灼烧，得到CuO 12.0 g，若上述气体为NO和NO2的混合物，且体积比为11，则V可能为()A9.0 L B13.5 L C15.7 L D16.8 L2(2012四川高考)向27.2 g Cu和Cu2

7、O的混合物中加入某浓度的稀硝酸0.5 L，固体物质完全反应，生成NO和Cu(NO3)2。在所得溶液中加入1.0 mol/L的NaOH溶液1.0 L，此时溶液呈中性，金属离子已完全沉淀，沉淀质量为39.2 g。下列有关说法不正确的是()ACu与Cu2O的物质的量之比为21B硝酸的物质的量浓度为2.6 mol/LC产生的NO在标准状况下的体积为4.48 LDCu、Cu2O与硝酸反应后剩余HNO3为0.2 mol3(2012福建高考节选)酸浸法制取硫酸铜的流程示意图如下：(1)步骤(i)中Cu2(OH)2CO3发生反应的化学方程式为_。(2)步骤(ii)所加试剂起调节pH作用的离子是_(填离子符号)

8、。(3)在步骤(iii)发生的反应中，1 mol MnO2转移2 mol电子，该反应的离子方程式为_。考点二合金及其重要应用1合金(1)概念：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。(2)性能：合金具有不同于各成分金属的物理、化学性能或机械性能。熔点：一般比它的各成分金属的低；硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。2常见金属材料金属材料黑色金属材料：铁、铬、锰以及它们的合金有色金属材料：除黑色金属以外的其他金属及其合金(1)重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢(2)几种有色金属材料深化拓展(1)常温下，多数合金是固态，但钠钾合金呈液态。(2)

9、合金的物理性质相比于成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质仍然不变。(3)并非所有的金属都能形成合金。因为两种金属必须熔合在一起才能形成合金。如果一种金属还未熔化时，另一种金属已经汽化，则一般不能熔合在一起，如Cu与Na、Fe与Na等不能形成合金。命题角度一合金的性能特点及应用1下列对合金的说法正确的是()A合金中至少含有两种金属元素，不含非金属元素B合金中的金属元素以化合物的形式存在C合金中各种元素的含量一定，所以合金是纯净物D合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属2新型镁合金被大量应用于制造笔记本电脑的外壳、竞赛自行车的框架等，这些实际应用充分体现了下列哪些镁合金的优异

10、性能()熔点低硬度大延展性好导电性强密度小(质地轻盈)耐腐蚀ABC D命题角度二有关合金成分的分析与计算3(2014河北衡水高三模拟)某化学小组为测定一定质量的某铜铝混合物中铜的质量分数，设计了如下实验方案：方案：铜铝混合物测定生成气体的体积方案：铜铝混合物测定剩余固体的质量下列有关判断中不正确的是()A溶液A和B均可以是盐酸或NaOH溶液B若溶液B选用浓硝酸，则测得铜的质量分数偏小C溶液A和B均可选用稀硝酸D实验室中方案更便于实施4某铝合金(硬铝)中含有镁、铜、硅，为了测定该合金中铝的含量，有人设计了如下实验：(1)取样品a g，称取时使用的仪器名称为_。(2)将样品溶于足量稀盐酸中，过滤，

11、滤液中主要含有_；滤渣中含有_；在溶解过滤时使用的主要仪器有_。(3)往滤液中加入过量NaOH溶液，过滤，写出该步操作中有关的化学方程式_。(4)在第(3)步的滤液中通入足量CO2，过滤，将沉淀用蒸馏水洗涤数次后，烘干并灼烧至重量不再减少为止，冷却后称量，质量为b g。有关反应的化学方程式为_。(5)计算该样品中铝的质量分数的表达式为_。(6)若第(3)步中加入NaOH溶液的量不足，会使测定的结果_(填“偏高”、“偏低”或“不影响”，下同)；若第(4)步中的沉淀灼烧不充分，会使测定的结果_。考点三金属矿物的开发和利用1金属在自然界中的存在形式2金属冶炼的一般步骤3金属冶炼的实质金属冶炼的过程就

12、是把金属从化合态还原为游离态的过程。即：Mnne=M。4金属冶炼的方法(用化学方程式表示)a电解法：钠 铝 b热还原法：高炉炼铁 铝热反应 c热分解法：汞 命题角度一金属的冶炼原理1下列有关金属的工业制法中正确的是()A制钛：用金属钠置换氯化钛(TiCl4)溶液中的钛B炼铁：用焦炭和空气反应产生的CO在高温下还原铁矿石中铁的氧化物C制钠：用海水为原料制得精盐，再电解纯净的NaCl溶液D炼铜：用黄铜矿经电解精炼得到纯度为99.9%的铜2(2014石家庄质检)下列有关金属冶炼的方法叙述正确的是()A电解氯化镁水溶液制备金属镁B利用铝热反应制备金属铝C加热分解Fe2O3的方法制备金属铁D用火法或湿法

13、均可制备金属铜3下列制备单质的方法中，需要加入还原剂才能实现的是()A高炉炼铁B电解法制金属镁C加热氧化汞制金属汞D从海带灰浸取液中(含I)提取碘单质【总结提升】金属活动性顺序表的应用金属活动性顺序表对金属的复习具有重要的指导作用，也是高考命题的重要内容，考查形式多样，涉及计算、金属冶炼方法的判断、氧化性、还原性强弱的判断等。金属活动性顺序表K Ca NaMg Al ZnFe Sn Pb(H)Cu Hg AgPtAu原子失电子能力由大到小，还原性由强到弱阳离子得电子能力由小到大，氧化性由弱到强(Fe对应Fe2)和O2反应常温易被氧化常温能被氧化常温干燥空气中不易被氧化加热时能被氧化不能被氧化和

14、H2O反应常温置换出氢加热或与水蒸气反应置换出氢不能置换出水中的氢和酸反应剧烈反应并置换出酸中的氢能置换出酸中的氢不能置换出酸中的氢和碱反应仅Al、Zn能跟强碱水溶液反应和盐反应先与水反应排在前面的金属能把排在后面的金属从它的可溶性盐溶液中置换出来冶炼方法 命题角度二对铝热反应的考查4下列叙述错误的是()A高温下铝粉和二氧化锰粉末的混合物能发生铝热反应B高温下铝粉和氧化镁粉末的混合物能发生铝热反应C镁能在二氧化碳气体中燃烧置换出碳D惰性电极电解氯化镁溶液能生成Mg(OH)2、H2和Cl25(2014合肥模拟)粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：取适量A进行

15、铝热反应，产物中有单质B生成；另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 mol/L盐酸中，得溶液C；将中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。请回答下列问题：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质B是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是：_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是：_。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2)为_，c(Fe2)为_。 总结提升有金属参加或生成的置换反应小结(1)活泼金属与水或酸反应置换出H2。如：2Na2H2O=2NaOHH2，2A

16、l3H2SO4=Al2(SO4)33H2。(2)铁与水蒸气反应置换出H2：3Fe4H2O(g)Fe3O44H2。(3)水溶液中，金属活动性顺序表中排在前面的金属置换出排在后面的金属。如：Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag。(4)镁置换出碳：2MgCO22MgOC。(5)铝热反应：Al置换出难熔的金属Fe、Cr、Mn等。如：8Al3Fe3O44Al2O39Fe。(6)非水溶液中，非金属单质C、H2等可还原出Cu、Fe、W等金属。如：C2CuO2CuCO2，3H2WO3W3H2O。1判断正误，正确的划“”，错误的划“”(1)(2013江苏高考)氯化铝是一种电解质，可用于电解法制铝。()(2)(2013安徽高考)工业上通过电解氯化钠溶液制备金属钠和氯气。()(3)(2013重庆高考)钢铁厂用热还原法冶炼铁。()(4)(2012广东高考)工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al涉及氧化还原反应。()(5)(2012江苏高考改编)MgCl2(aq)Mg(OH)2MgOMg，在给定条件下能实现。()2(2013山东高考节选)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是_。aFe2O3bNaClcCu2SdAl2O3