最新化学高三一轮复习系列《一轮复习讲义》28第3章 第13讲金属材料及金属矿物的开发利用58.pptx
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1、金属材料及金属矿物的开发利用金属材料及金属矿物的开发利用第第1313讲讲大一轮复习讲义第三章 金属及其化合物考纲要求KAOGANGYAOQIU1.了解常见金属的活动顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及其重要化合物的制备方法、主要性质及其应用。内容索引NEIRONGSUOYIN考点一铜及其化合物考点二金属材料与金属矿物的开发利用探究高考明确考向课时作业01考点一铜及其化合物1.单质铜知识梳理ZHISHISHULI(1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。(2)化学性质常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的_。有关
2、化学方程式_。铜锈2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3写出下列化学方程式:铜在空气中加热:_;铜丝在硫蒸气中反应:_。2.铜的重要化合物(1)Cu2(OH)2CO3的名称为 ,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学方程式:_,可溶于稀硫酸,离子方程式:。(2)黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O,化学方程式为_。碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO34H=2Cu2CO23H2OO2(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为_。(4)红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为_。CuSO45H2OCu2O2H=CuCu2
3、H2O(1)CuO是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2()(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物()(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水()(4)将铜片置于干燥的空气中,不易被腐蚀()(5)CuSO45H2O失去结晶水属于物理变化()辨析易错易混正误判断某研究小组用废铜粉制取胆矾,设计了如下几个实验方案:提升思维能力深度思考(3)对三个方案进行评价,你认为最好的是哪个方案?为什么?题组一铜及其化合物的转化1.某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质,下列操作正确且能达到实验目的的是A.将铜丝插入浓硫酸中并加热,反应后再加入水,观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气
4、的集气瓶中,观察CuCl2的生成C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干,得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿Cu2(OH)2CO3的铜器放入盐酸中浸泡,除去铜绿解题探究JIETITANJIU2.已知CuO经高温灼烧生成Cu2O,Cu2O与H 发生反应:Cu2O2H=CuCu2H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中,下列有关说法中正确的是A.如果溶液变为蓝色,同时有紫红色固体出现,说明样品全部生成Cu2OB.溶液中最终可能有紫红色固体出现C.该实验的结果无法说明CuO分解的程度D.如果溶液中出现蓝色,最终没有紫红色固体出现,说明CuO没有分解解析解答此题的关键是明确稀硝酸
5、具有酸性和强氧化性,能溶解CuO、Cu2O和单质Cu,因而该实验结果无法说明CuO分解的程度。3.(2018河北邯郸教学质量检测)某化合物M由两种常见的元素组成,为了测定其组成进行如下实验:M的化学式可能为A.Cu2S B.CuS C.FeS2 D.Fe3S4题组二铜及其化合物的制取4.(2018西安调研)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物,工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O晶体的工艺流程如下:下列说法正确的是A.焙烧过程中每消耗1 mol CuS则消耗3 mol O2B.焙烧后的废气能够使酸性高锰酸钾溶液褪色C.滤渣中主要含铁的氧化物D.将获得的CuCl22H2O晶体加热可制
6、得CuCl2固体解析气体A中的大气污染物为SO2,可以用NaOH溶液或氨水吸收。5.(2019西宁检测)工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收。a.浓硫酸 b.稀硝酸 c.NaOH溶液 d.氨水cd解析依据图示,泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制得铜。(2)由泡铜冶炼粗铜的化学方程式为_。(3)以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是_。a.电能全部转化为化学能b.粗铜接电源正极,发生氧化反应c.溶液中Cu2向阳极移动d.从阳极泥中可回收Ag、Pt、
7、Au等金属bd解析电解精炼铜过程中,电能转变为化学能的同时,部分电能也转化为热能,a错;电解精炼粗铜时,粗铜作阳极,与电源正极相连,发生氧化反应,b对;电解过程中Cu2向阴极移动,c错;粗铜中Ag、Pt、Au的放电能力比铜的弱,形成阳极泥,可以回收,d对。(4)利用反应2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O可制备CuSO4,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为_。4HO24e=2H2O解析根据总反应,O2发生还原反应,因此正极反应式为O24H4e=2H2O。铜的冶炼“两方法”(1)湿法炼铜:FeCuSO4=FeSO4Cu。(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
8、练后反思练后反思粗铜中铜的含量为99.5%99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极,失电子变为Cu2,用纯铜棒作阴极即可得精铜。02考点二金属材料与金属矿物的开发利用1.合金知识梳理ZHISHISHULI(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 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 ;硬度和强度:一般比它的各成分金属的 。金属特性低大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
9、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。(2)几种有色金属材料3.金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外,绝大多数金属元素以_形式存在。化合物(2)金属冶炼的实质金属元素只有正价,没有负价,所以金属的冶炼过程就是把金属从其化合物中_出来的过程。(3)金属冶炼的方法热分解法如由HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag:_、_。还原O2热还原法a.CO还原Fe3O4:_;b.H2还原WO3:_;电解法工业上用电解法冶炼Na、Mg、Al的化学方程式分别为_、_、_。4.铝热反应实验中的有关问题实验装置实验现象镁
10、带剧烈燃烧,放出大量的热,并发出耀眼的白光,氧化铁与铝粉在较高温度下发生剧烈的反应;纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中实验结论高温下,铝与氧化铁发生反应,放出大量的热Fe2O32Al2FeAl2O3原理应用制取熔点较高、活动性弱于Al的金属,如铁、铬、锰、钨等;金属焊接,如野外焊接钢轨等(1)金属元素的单质只有还原性,其离子只有氧化性()(2)金属元素的单质在常温下均为固体()(3)合金材料中不可能含有非金属元素()(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属()(5)合金的硬度一般大于成分金属,而熔点一般低于成分金属()(6)金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂()(7)人类历史上使用铝的时间
11、比铁晚,原因是铝的冶炼成本高()(8)电解氯化镁溶液制取金属镁()辨析易错易混正误判断题组一金属材料与合金1.(2018武汉调研)下列生活用品中主要由黑色金属材料制造的是A.塑钢门窗 B.不锈钢刀C.纯铜导线 D.18K金首饰解题探究JIETITANJIU解析冶金工业上习惯把铁、铬、锰以及它们的合金(主要指合金钢及钢铁)叫做黑色金属材料。塑钢门窗是以聚氯乙烯树脂为主要原料制造的,A项错误;不锈钢刀为铁的合金,主要由黑色金属材料制造而成,B项正确;纯铜导线为铜单质,铜属于有色金属,C项错误;18K金首饰为金的合金,属于有色金属材料,D项错误。2.C919大型飞机的制造采用了大量新材料铝锂合金。下
12、列关于铝锂合金的说法不正确的是A.铝锂合金是铝与锂形成的混合物B.铝锂合金的硬度比锂大C.铝锂合金的熔沸点比铝低D.铝锂合金耐酸碱腐蚀解析铝锂合金中的铝既能与酸反应,又能与碱反应,锂能与酸反应,故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。3.(2018唐山调研)现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为(提示:Si2OHH2O=2H2)A.Al、Mg、Si、Zn B.Al、Fe、Zn、NaC.Al、Na、Cu、Fe D.Al、Cu、Mg、Si、Mn题组二金属冶炼方法的选择4.(2019九江质检)下列说法正确的是A.工业上通过电解氯化钠
13、溶液制备金属钠和氯气B.钢铁厂用热还原法冶炼铁C.工业上电解熔融状态的Al2O3制备Al不涉及氧化还原反应解析电解NaCl溶液生成NaOH、H2和Cl2,得不到单质钠,A错误;电解熔融Al2O3发生的是氧化还原反应,C错误;工业上冶炼镁是电解熔融MgCl2而不是MgO,D错误。5.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的应用。完成下列填空:(1)镓(Ga)与铝同主族。写出镓的氯化物与氨水反应的化学方程式:_。3NH3H2O=Ga(OH)33NH4ClGaCl3解析由AlCl3与NH3H2O的反应可推出化学方程式。(2)用铝和金属氧化物反应制备金属单质是工业上较常用的方法。如:2A
14、l4BaO 3BaBaOAl2O3常温下Al的金属性比Ba的金属性_(填“强”或“弱”)。利用上述方法可制取Ba的主要原因是_。a.高温时Al的活泼性大于Bab.高温有利于BaO分解c.高温时BaOAl2O3比Al2O3稳定d.Ba的沸点比Al的低d弱解析依据元素周期律可知Al的金属性弱于Mg,Mg的金属性弱于Ba。应从化学平衡移动的观点分析此反应发生的原因。练后反思练后反思主要运用了化学平衡移动原理,利用K、Rb沸点低,汽化离开反应体系,使化学反应得以向正反应方向进行。题组三铝热反应及应用6.铝热反应的本质是利用铝的还原性,将难熔金属从其氧化物中置换出来,关于铝热反应解答下列问题:(1)用铝
15、粉和Fe2O3做铝热反应实验,需要的试剂还有_。A.KCl B.KClO3 C.MnO2 D.Mg解析做铝热反应的实验时,需要KClO3作助燃剂,且用镁条引燃。(2)用等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物在一定条件下与Al粉进行铝热反应。引发铝热反应的操作是_。产物中单质是_(写名称)。解析在混合物上加少量KClO3固体并插上Mg条,点燃Mg条后放出热量,使KClO3固体分解放出O2,进一步加剧Mg的燃烧,可在短时间内使混合物温度迅速升高,引发反应。MgO不能与铝发生铝热反应,所以产物中单质为Fe。加少量KClO3,插上镁条并将其点燃铁(3)取少量(1)中铝热反应所得的固体混合物,将其溶
16、于足量稀H2SO4,滴加KSCN溶液无明显现象,_(填“能”或“不能”)说明固体混合物中无Fe2O3,理由是_(用离子方程式说明)。Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2不能解析反应后固体混合物中若有Fe2O3,因发生反应:Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe2,Fe3转化为Fe2,加KSCN溶液不会变红。03探究高考明确考向1231.(2016浙江理综,7)下列说法不正确的是 A.储热材料是一类重要的能量存储物质,单位质量的储热材料在发生熔融或结 晶时会吸收或释放较大的热量B.Ge(32号元素)的单晶可以作为光电转换材料用于太阳能电池C.Ba2浓度较高时危
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