2019高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 第三章 金屬及其化合物 第13講 金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用課件 魯科版.ppt

第13講金屬材料及金屬礦物的開發(fā)利用 1 了解常見金屬的活動(dòng)順序 2 了解合金的概念及重要應(yīng)用 3 了解銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 探究高考 提升考能 微課15 考點(diǎn)一銅及其化合物 返回 返回 1 判斷正誤 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 用膽礬煉銅 不涉及化學(xué)反應(yīng) 2 Cu2 OH 2CO3是銅銹的主要成分 在干燥空氣中不易生成 3 銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成 4 將鐵片置于CuSO4溶液中 鐵片上有紅色物質(zhì)析出 說明鐵比銅活潑 題組 1 3 2 2 將表中物質(zhì)的顏色填入對(duì)應(yīng)空格中 紫紅 白 黑 藍(lán) 磚紅 綠 黑 藍(lán) 返回 題組 1 3 2 返回 題組 1 3 2 結(jié)論 方案 3 更經(jīng)濟(jì)合理 方案 1 產(chǎn)生污染性氣體 且消耗硫酸較多 方案 2 消耗能量較多 且步驟復(fù)雜 方案 3 不產(chǎn)生污染性氣體 原料利用率高 節(jié)約能源 答案 返回 題組 1 3 2 題組一銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用1 銅在自然界多以化合態(tài)的形式存在于礦石中 常見的銅礦石有 黃銅礦 CuFeS2 斑銅礦 Cu5FeS4 輝銅礦 Cu2S 孔雀石 CuCO3 Cu OH 2 下列說法不正確的是 A 可用稀鹽酸除去銅器表面的銅綠B 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑C 工業(yè)上常采用電解法制取粗銅D 在上述幾種含銅化合物中 銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的是Cu2S C 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 2 某研究小組通過實(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 D 解析 A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 B項(xiàng)需要先加熱銅才與氯氣發(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 加熱蒸干最終得到的是氫氧化銅 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 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 題組二含銅化合物的性質(zhì)探究3 2017 海淀區(qū)期末 新制氫氧化銅存在平衡 Cu OH 2 2OH Cu OH 4 深藍(lán)色 某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn) 下列說法不正確的是 A 中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀B 中現(xiàn)象是Cu OH 2 2OH Cu OH 4 正向移動(dòng)的結(jié)果C 中現(xiàn)象證明葡萄糖具有還原性D 對(duì)比 和 可知Cu OH 2氧化性強(qiáng)于Cu OH 4 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 4 2017 福建廈門期末節(jié)選 為研究紅色固體產(chǎn)物的組成 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 以下每步均充分反應(yīng) 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 1 搖動(dòng)錐形瓶 的目的是 2 錐形瓶 中固體完全溶解得深藍(lán)色溶液的離子方程式為 3 將容量瓶 中的溶液稀釋100倍后 溶液的顏色與容量瓶 相近 由此可知固體產(chǎn)物的組成及物質(zhì)的量之比約 2Cu O2 8NH3 H2O 2 Cu NH3 4 2 4OH 6H2O 使溶液與空氣中O2充分接觸 n Cu2O n Cu 1 200 解析 1 由題給信息 Cu2O溶于濃氨水生成無色的 Cu NH3 4 Cu NH3 4 在空氣中被氧化為藍(lán)色的 Cu NH3 4 2 可知搖動(dòng)錐形瓶的目的是為了使溶液充分接觸空氣 解析 2 中剩余固體為Cu 加濃氨水并搖動(dòng)錐形瓶 最終生成藍(lán)色的 Cu NH3 4 2 Cu元素的化合價(jià)升高 說明被空氣中的O2氧化 反應(yīng)物為Cu O2 NH3 H2O 生成物有 Cu NH3 4 2 根據(jù)電子守恒配平有 2Cu O2 NH3 H2O 2 Cu NH3 4 2 后有4個(gè)正電荷 由于溶液呈堿性 氨水 利用OH 平衡電荷有 2Cu O2 NH3 H2O 2 Cu NH3 4 2 4OH 最后根據(jù)原子守恒配平即可 解析 3 說明容量瓶 中 Cu NH3 4 2 的濃度是 中的100倍 容量瓶 中銅元素來自于Cu2O 容量瓶 中銅元素來自于Cu 則n Cu2O n Cu 1 200 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 題組二銅及其化合物的制取5 1 火法煉銅的原理 Cu2S O22Cu SO2 在該反應(yīng)中每生成1molCu 轉(zhuǎn)移 mole 2 以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)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 填選項(xiàng)字母 a 粗銅接電源正極 發(fā)生氧化反應(yīng)b 溶液中Cu2 向陰極移動(dòng)c 電解過程中 陽極和陰極的質(zhì)量變化相等d 利用陽極泥可回收Al Zn等金屬 ab 3 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 解析 1 反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)由 1價(jià)降低到0價(jià) O元素化合價(jià)由0價(jià)降低到 2價(jià) S元素化合價(jià)由 2價(jià)升高到 4價(jià) 由方程式可知生成2molCu 轉(zhuǎn)移6mol電子 則該反應(yīng)中每生成1molCu 轉(zhuǎn)移3mol電子 2 a 精煉銅時(shí) 粗銅做陽極 連接電源正極 發(fā)生氧化反應(yīng)故a正確 b 溶液中Cu2 向陰極移動(dòng) 故b正確 c 比銅活潑的金屬先放電 所以陽極和陰極的質(zhì)量變化不相等 故c錯(cuò)誤 d Al Zn比Cu活潑 在正極會(huì)生成Zn2 和Al3 故不能利用陽極泥回收Al Zn金屬 故d錯(cuò)誤 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 6 孔雀石的主要成分為Cu2 OH 2CO3 某同學(xué)設(shè)計(jì)的從孔雀石中冶煉銅的方案如下 假設(shè)孔雀石中雜質(zhì)不溶于水和稀硫酸 1 反應(yīng) 能觀察到的現(xiàn)象是 有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2 反應(yīng) 加入的金屬可能是 有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 Cu2 OH 2CO3 2H2SO4 2CuSO4 CO2 3H2O 固體逐漸消失 溶液由無色變成藍(lán)色 有氣泡產(chǎn)生 Fe Cu2 Fe2 Cu 鐵粉 答案合理即可 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 解析 1 孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐漸溶解 溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色 且有氣泡產(chǎn)生 反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2 OH 2CO3 2H2SO4 2CuSO4 CO2 3H2O 2 經(jīng)過濾除去難溶于水和稀硫酸的雜質(zhì) 則濾液中主要含有CuSO4 加入的金屬粉末能將Cu2 從溶液中置換出來即可 故金屬可能是Fe或Zn等 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 7 2017 東城區(qū)期末 CuSO4用途廣泛 以Cu為原料制CuSO4有多種方法 1 實(shí)驗(yàn)室可用Cu與濃硫酸反應(yīng)制CuSO4 Cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是 該方法制CuSO4存在的不足是 寫出任意一條 反應(yīng)產(chǎn)生SO2 對(duì)環(huán)境有污染或氧化劑濃硫酸利用率不高 其他合理答案正確均可 Cu 2H2SO4 濃 CuSO4 SO2 2H2O 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 2 實(shí)驗(yàn)小組采取如下方法制CuSO4 實(shí)驗(yàn)表明 Fe3 能加快生成CuSO4的反應(yīng)速率 加快原理可表述為i 2Fe3 Cu 2Fe2 Cu2 的離子方程式是 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 3 用電解的方法制CuSO4 如圖所示 與直流電源a端相連的電極材料是 填 銅片 或 石墨 將進(jìn)口處較濃硫酸替換為Na2SO4溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)得到的CuSO4溶液pH比替換前升高 結(jié)合化學(xué)用語解 釋pH升高的原因是 銅片 替換為Na2SO4后 陰極區(qū)發(fā)生反應(yīng)2H 2e H2 陰極區(qū)c OH c H OH 也可以通過陰離子交換膜運(yùn)動(dòng)到陽極區(qū) 導(dǎo)致CuSO4溶液pH升高 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 2 生成的Fe2 被氧氣氧化 4Fe2 O2 4H 4Fe3 2H2O 3 由圖可知SO移向與a端相連的電極材料 則該電極材料為陽極 是失電子的一極 說明是Cu失電子得到Cu2 則與a端相連的電極材料是銅片 解析 1 Cu與濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu 2H2SO4 濃 CuSO4 SO2 2H2O 該方法反應(yīng)產(chǎn)生SO2 對(duì)環(huán)境有污染 濃硫酸濃度減小后 反應(yīng)停止 濃硫酸利用率不高 題組 1 7 6 5 4 3 2 返回 考點(diǎn)二金屬材料與金屬礦物的開發(fā)利用 返回 1 判斷正誤 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 合金是混合物 合金中的成分金屬保持各自的化學(xué)性質(zhì) 2 金屬在自然界中都以化合態(tài)存在 故金屬的冶煉就是將金屬?gòu)钠浠衔镏兄脫Q出來 3 鎂合金的硬度與強(qiáng)度均高于純鎂 4 濕法煉銅和火法煉銅的反應(yīng)中 銅元素都發(fā)生了還原反應(yīng) 5 高鐵車廂大部分材料采用鋁合金 因鋁合金強(qiáng)度大 質(zhì)量輕 抗腐蝕能力強(qiáng) 6 在常溫下 銅可以被濃硫酸和濃硝酸氧化 7 工業(yè)上金屬Al是用電解熔融的氯化物制得的 8 金屬不論是否活潑都比較難冶煉 鋁熱反應(yīng)可以冶煉難熔金屬 自然界中存在游離態(tài)鐵元素 還原 銅與濃硫酸反應(yīng)需要加熱 氧 題組 1 2 返回 返回 2 下表中是四種金屬的熔 沸點(diǎn)數(shù)據(jù) 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 歸納出兩種金屬不能形成合金的有哪些組合 2 概括出能形成合金的兩種金屬應(yīng)具備的條件 答案 1 Na Cu Na Fe 2 要形成合金 各成分都要有共同的液態(tài)溫度范圍 即合金中一種金屬的熔點(diǎn)要高于另一種金屬的熔點(diǎn)而低于它的沸點(diǎn) 題組 1 2 返回 題組一常見的金屬材料1 合金與純金屬制成的金屬材料相比 優(yōu)點(diǎn)是 合金的硬度一般比它的各成分金屬的大 一般地 合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的低 改變?cè)系呐浔?改變生成合金的條件 得到有不同性能的合金 合金比純金屬的導(dǎo)電性更強(qiáng) 合金比純金屬的應(yīng)用范圍更廣泛A B C D B 題組 1 3 2 返回 A 題組 1 3 2 返回 題組二金屬的冶煉3 用鋁熱反應(yīng)還原下列物質(zhì) 制得金屬各1mol時(shí) 消耗鋁最少的是 A MnO2B Cr2O3C V2O5D Fe3O4 D 題組 1 3 2 返回 拓展 有些活動(dòng)性很強(qiáng)的金屬也可以用還原法來冶煉 如 Na KClK NaCl請(qǐng)用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理 分析其原因 金屬活潑性與冶煉方法的關(guān)系 答案 由于Na的沸點(diǎn)高于850 而K的沸點(diǎn)低于850 在850 時(shí)K形成蒸氣而逸出 使化學(xué)反應(yīng)向正方向進(jìn)行 題組 1 3 2 返回 微課15定量測(cè)定合金組成的兩種方法 返回 1 定量集氣法定量集氣法是指收集合金中某種物質(zhì)溶于酸或堿溶液時(shí)所產(chǎn)生的氣體的量 應(yīng)用化學(xué)方程式或關(guān)系式來判斷合金的組成 其原理的關(guān)鍵點(diǎn)是某組分具有特殊性質(zhì) 特別是與酸或堿反應(yīng)能產(chǎn)生氣體 其操作要點(diǎn)和注意事項(xiàng)有 保證裝置的氣密性良好 注意收集氣體的讀數(shù)方法 2 沉淀法沉淀法測(cè)定物質(zhì)含量是常用的一種方法 采用沉淀法時(shí)涉及的基本實(shí)驗(yàn)操作和主要問題有 稱量 溶解 溶解試劑 沉淀 重點(diǎn)是沉淀試劑選擇 過濾 沉淀洗滌 沉淀的干燥 稱量及數(shù)據(jù)的處理 包括測(cè)定結(jié)果的誤差分析 返回 1 航母螺旋槳主要由銅鋁合金制造 80 0gCu Al合金用鹽酸完全溶解后 在溶液中加入過量氨水 過濾后得到白色沉淀39 0g 則合金中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 83 1 題組 1 2 返回 47 06 題組 1 2 返回 鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 要使c組實(shí)驗(yàn)后剩余合金中的鋁恰好完全溶解 還需向容器中加入1 0mol L 1的氫氧化鈉溶液 mL 3 第三位同學(xué)取不同質(zhì)量的樣品 分別和30mL同濃度的鹽酸反應(yīng) 所取合金質(zhì)量與產(chǎn)生氣體的體積 標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定 如表所示 2 0mol L 1 47 06 78 題組 1 2 返回 題組 1 2 返回 題組 1 2 返回 返回 1 判斷正誤 正確的打 錯(cuò)誤的打 1 2016 全國(guó)卷 除去Cu粉中混有CuO的方法是加入稀硝酸溶解 過濾 洗滌 干燥 2 2015 全國(guó)卷 將銅粉加入1 0mol L 1Fe2 SO4 3溶液中 現(xiàn)象是溶液變藍(lán) 有黑色固體出現(xiàn) 3 2015 廣東高考 1molCu和足量熱濃硫酸反應(yīng)可生成NA個(gè)SO3分子 4 2015 四川高考 中國(guó)古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹 5 2015 四川高考 氣體通過無水硫酸銅 粉末變藍(lán) 證明原氣體中含有水蒸氣 6 2014 全國(guó)卷 H2通過灼熱的CuO粉末 反應(yīng)后固體物質(zhì)增重 題組 1 4 3 2 返回 C 解析 Na Mg屬于活潑金屬 用電解熔融NaCl MgCl2的方法制備而不能電解NaCl溶液 MgCl2溶液 A B錯(cuò)誤 電解熔融Al2O3制取Al的反應(yīng)為2Al2O3 熔融 4Al 3O2 該反應(yīng)屬于氧化還原反應(yīng)D錯(cuò)誤 題組 1 4 3 2 返回 3 2014 山東理綜 30 離子液體是一種室溫熔融鹽 為非水體系 由有機(jī)陽離子 Al2Cl和AlCl組成的離子液體作電解液時(shí) 可在鋼制品上電鍍鋁 1 鋼制品應(yīng)接電源的 極 已知電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng) 陰極電極反應(yīng)式為 若改用AlCl3水溶液作電解液 則陰極產(chǎn)物為 2 為測(cè)定鍍層厚度 用NaOH溶液溶解鋼制品表面的鋁鍍層 當(dāng)反應(yīng)轉(zhuǎn)移6mol電子時(shí) 所得還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量為 mol 3 用鋁粉和Fe2O3做鋁熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn) 需要的試劑還有 a KClb KClO3c MnO2d Mg取少量鋁熱反應(yīng)所得的固體混合物 將其溶于足量稀硫酸 滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象 填 能 或 不能 說明固體混合物中無Fe2O3 理由是 用離子方程式說明 題組 1 4 3 2 返回 解析 1 電鍍時(shí) 鍍件應(yīng)連接電源負(fù)極 作陰極 在陰極上發(fā)生還原反應(yīng) 結(jié)合題中 電鍍過程中不產(chǎn)生其他離子且有機(jī)陽離子不參與電極反應(yīng) 可知陰極上的反應(yīng)是4Al2Cl7 3e Al 7AlCl4 若改用AlCl3水溶液作電解液 則陰極反應(yīng)是水電離出的H 得電子被還原為H2 2 鋁與NaOH溶液反應(yīng)的還原產(chǎn)物是H2 由化學(xué)方程式 或電子守恒 可知 每轉(zhuǎn)移6mol電子 生成3molH2 3 鋁熱反應(yīng)需要Mg條和KClO3引發(fā)反應(yīng) 滴加KSCN溶液無明顯現(xiàn)象 說明溶液中無Fe3 但是 固體溶于足量稀硫酸 由于Fe2O3與H2SO4反應(yīng)生成Fe2 SO4 3 生成的Fe2 SO4 3能與Fe反應(yīng)生成FeSO4 所以不能說明固體中無Fe2O3 題組 1 4 3 2 返回 答案 1 負(fù)4Al2Cl7 3e Al 7AlCl4 H2 2 3 3 b d不能Fe2O3 6H 2Fe3 3H2O Fe 2Fe3 3Fe2 或只寫Fe 2Fe3 3Fe2 題組 1 4 3 2 返回 4 2016 四川理綜 9 CuCl廣泛應(yīng)用于化工和印染等行業(yè) 某研究性學(xué)習(xí)小組擬熱分解CuCl2 2H2O制備CuCl 并進(jìn)行相關(guān)探究 資料查閱 實(shí)驗(yàn)探究 該小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 夾持儀器略 題組 1 4 3 2 返回 1 儀器X的名稱是 2 實(shí)驗(yàn)操作的先后順序是a e 填操作的編號(hào) a 檢查裝置的氣密性后加入藥品b 熄滅酒精燈 冷卻c 在 氣體入口 處通入干燥HCld 點(diǎn)燃酒精燈 加熱e 停止通入HCl 然后通入N2 3 在實(shí)驗(yàn)過程中 觀察到B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色 C中試紙的顏色變化是 4 裝置D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式是 干燥管 cdb 先變紅 后褪色 4 Cl2 2OH Cl ClO H2O 題組 1 4 3 2 返回 探究反思 5 反應(yīng)結(jié)束后 取出CuCl產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 發(fā)現(xiàn)其中含有少量的CuCl2或CuO雜質(zhì) 根據(jù)資料信息分析 若雜質(zhì)是CuCl2 則產(chǎn)生的原因是 若雜質(zhì)是CuO 則產(chǎn)生的原因是 通入HCl的量不足 加熱時(shí)間不足或溫度偏低 題組 1 4 3 2 返回 解析 1 儀器X的名稱為干燥管 2 熱分解CuCl2 2H2O制備CuCl 應(yīng)防止CuCl被氧化和Cu 水解 所以必須先趕走裝置中的氧氣和水蒸氣后再加熱 且要在HCl氣流中加熱制備 反應(yīng)結(jié)束后先熄滅酒精燈 冷卻 停止通入HCl 繼續(xù)通入氮?dú)?所以操作順序?yàn)閍 c d b e 3 B中物質(zhì)由白色變?yōu)樗{(lán)色 說明有水生成 產(chǎn)物中還有Cl2 所以C中濕潤(rùn)藍(lán)色石蕊試紙先變紅 后褪色 題組 1 4 3 2 返回 解析 4 D中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是Cl2和NaOH的反應(yīng) 反應(yīng)的離子方程式為Cl2 2OH Cl ClO H2O 5 若雜質(zhì)是CuCl2 說明CuCl2沒有反應(yīng)完全 原因是加熱時(shí)間不足或溫度偏低 CuCl2 2H2O在無HCl氣體保護(hù)的氛圍中受熱 最終生成CuO 故最后產(chǎn)品中若出現(xiàn)CuO雜質(zhì) 說明通入HCl的量不足 題組 1 4 3 2 返回 返回 本講結(jié)束 謝謝