第15講銅金屬材料金屬冶煉[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解銅單質(zhì)及其重要化合物的性質(zhì)、用途。2.理解含銅重要化合物的制備原理及過程。3.了解金屬冶煉的原理和方法?？键c(diǎn)一銅及其化合物1．熟記銅及其常見化合物的顏色物質(zhì)顏色物質(zhì)顏色Cu紫紅色CuSO4白色CuO黑色CuSO4·5H2O藍(lán)色Cu2O磚紅色Cu2(OH)2CO3綠色Cu2S黑色Cu(OH)2藍(lán)色2.銅及其重要化合物的性質(zhì)及應(yīng)用(1)銅在潮濕的空氣中生成銅銹[Cu2(OH)2CO3]：_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)常用灼熱的銅粉除去N2中的O2，用灼熱的CuO除去CO2中的CO。(3)新制的Cu(OH)2常用來檢驗(yàn)________。(4)CuSO4遇水蒸氣變?yōu)樗{(lán)色晶體(CuSO4·5H2O)，可用于檢驗(yàn)________。(5)過量的Cu和濃HNO3反應(yīng)，得到NO2和NO的混合氣體，再加入稀H2SO4，Cu___________________________________________________________________________。(6)Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反應(yīng)中當(dāng)Cu過量時(shí)，H2SO4也不能完全反應(yīng)。此反應(yīng)不適用于制備CuSO4，因?yàn)開_____________________________________。(7)Cu＋的性質(zhì)①＋1價(jià)銅有較強(qiáng)的還原性，易被氧化劑氧化為＋2價(jià)。②＋1價(jià)銅在酸性條件下，易發(fā)生歧化反應(yīng)生成Cu和Cu2＋，如Cu2O加入稀H2SO4的離子方程式：Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O。1．CuO是黑色固體，與水反應(yīng)生成Cu(OH)2()2．將銅片置于干燥的空氣中，不易被腐蝕()3．CuSO4·5H2O失去結(jié)晶水屬于物理變化()4．常溫下Cu和濃H2SO4反應(yīng)生成CuSO4()5．過量的銅與濃硝酸反應(yīng)一定沒有一氧化氮生成()一、銅及其化合物的性質(zhì)和應(yīng)用1．某研究小組通過實(shí)驗(yàn)探究Cu及其重要化合物的性質(zhì)，下列操作正確且能達(dá)到目的的是()A．將銅絲插入濃硫酸中加熱，反應(yīng)完后把水加入反應(yīng)器中，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．將表面有銅綠的銅器放入稀鹽酸中浸泡，除去銅綠2．部分含銅物質(zhì)的分類與相應(yīng)化合價(jià)關(guān)系如圖所示。下列推斷不合理的是()A．a(chǎn)可與硫單質(zhì)反應(yīng)生成fB．c可與水反應(yīng)得到dC．可將葡萄糖與新制的d混合后加熱制得bD．可存在a→c→e→a的循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系二、銅的重要化合物的制備3．氯化亞銅(CuCl)常用作有機(jī)合成工業(yè)中的催化劑，CuCl是一種白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，溶于濃鹽酸，在潮濕空氣中易水解和被氧化。某學(xué)習(xí)小組用工業(yè)廢渣(主要成分為Cu2S和Fe2O3)制取氯化亞銅并同時(shí)生成電路板蝕刻液。其流程如下：回答下列問題：(1)固體A的成分為____________；為提高固體A在鹽酸中的溶解速率，可采取的措施有________________________(寫出1條即可)。(2)向混合液中加入氧化銅的作用是______________________________________________________________________________________________________________________________；用蝕刻液腐蝕銅制電路板的化學(xué)方程式為__________________________________________________________________________________________________________________________。(3)在Na2SO3溶液中逐滴加入CuCl2溶液，再加入少量濃鹽酸混合均勻，得到CuCl沉淀。該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________________________________。(4)CuCl沉淀的洗滌需要經(jīng)過酸洗、水洗和醇洗。其中醇洗的作用是____________________________________________________________________________________________________?？键c(diǎn)二金屬材料及金屬冶煉1．金屬材料分類2．合金3．金屬冶煉的一般方法冶煉方法主要反應(yīng)原理(舉例)熱分解法2HgOeq\o(=,\s\up7(△))2Hg＋O2↑2Ag2Oeq\o(=,\s\up7(△))4Ag＋O2↑熱還原法Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高溫))__________(高爐煉鐵)WO3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高溫))____________Fe2O3＋2Aleq\o(=,\s\up7(高溫))____________電解法2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解),\s\do5(冰晶石))____________MgCl2(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))____________2NaCl(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))____________1．奮斗者號(hào)潛水器載人艙外殼使用了鈦合金，鈦合金屬于無機(jī)非金屬材料()2．中國古代利用明礬溶液的酸性清除銅鏡表面的銅銹()3．青銅比純銅熔點(diǎn)低、硬度大，所以古代用青銅鑄劍(2022·江蘇，7C)()4．金屬鈉的冶煉用電解熔融的NaCl，則金屬鋁的冶煉也用電解熔融的AlCl3()5．熱還原法制取汞、銀()6．鋁熱反應(yīng)可用于冶煉高熔點(diǎn)金屬，如K、Ca、Cr、Mn等()7．將六水合氯化鎂晶體在一定條件下加熱得到無水氯化鎂，電解熔融氯化鎂，可以得到金屬鎂()8．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)，陰極上依次析出Cu、Fe、Al()一、金屬冶煉方法的選擇1．金屬的冶煉一般用熱分解法、熱還原法和電解法，選用冶煉方法的依據(jù)主要是()A．金屬在自然界里存在的形式B．金屬元素在地殼中的含量C．金屬陽離子得電子的能力D．金屬熔點(diǎn)的高低2．冶煉金屬一般有下列四種方法：①焦炭法；②水煤氣法；③活潑金屬置換法；④電解法。四種方法在工業(yè)上均有應(yīng)用，古代有：(Ⅰ)火燒孔雀石煉銅；(Ⅱ)濕法煉銅?，F(xiàn)代有：(Ⅲ)鋁熱法煉鉻；(Ⅳ)從光鹵石中煉鎂。下列對(duì)它們的冶煉對(duì)應(yīng)方法的分析不正確的是()A．(Ⅰ)—① B．(Ⅱ)—②C．(Ⅲ)—③ D．(Ⅳ)—④二、銅的冶煉3．用含銅豐富的自然資源黃銅礦(CuFeS2)冶煉銅的工藝流程如下：已知：CuFeS2＋3CuCl2=4CuCl＋FeCl2＋2S。(1)浸取時(shí)，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________。(2)若過濾1所得濾液中只含F(xiàn)eCl2，則將其在空氣中加熱蒸干、灼燒后，所得固體的化學(xué)式為___________________________________________。(3)調(diào)節(jié)溶液的pH后，除生成Cu外，還能產(chǎn)生一種金屬離子，此金屬離子是________(填離子符號(hào))。(4)過濾3所得濾液中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有________________，為保持流程持續(xù)循環(huán)，每生成1molCu，理論上需補(bǔ)充CuCl2的物質(zhì)的量為________________。(5)冶煉工藝還可以將精選后的黃銅礦砂與空氣在高溫下煅燒，使其轉(zhuǎn)變?yōu)殂~，化學(xué)方程式為6CuFeS2＋13O2eq\o(=,\s\up7(高溫))3Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋SO2，此工藝與前一工藝相比主要缺點(diǎn)有_______________________________________________________________。1．(2021·湖北，2)“烏銅走銀”是我國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)之一。該工藝將部分氧化的銀絲鑲嵌于銅器表面，藝人用手邊捂邊揉搓銅器，銅表面逐漸變黑，銀絲變得銀光閃閃。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．銅的金屬活動(dòng)性大于銀B．通過揉搓可提供電解質(zhì)溶液C．銀絲可長時(shí)間保持光亮D．用鋁絲代替銀絲，銅也會(huì)變黑2．(2020·全國卷Ⅲ,7)宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年色彩依然，其中綠色來自孔雀石顏料[主要成分為Cu(OH)2·CuCO3]，青色來自藍(lán)銅礦顏料[主要成分為Cu(OH)2·2CuCO3]。下列說法錯(cuò)誤的是()A．保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度B．孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化C．孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿D．Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO33．(2022·海南，15)膽礬(CuSO4·5H2O)是一種重要化工原料，某研究小組以生銹的銅屑為原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制備膽礬。流程如下。回答問題：(1)步驟①的目的是_____________________________________________________________。(2)步驟②中，若僅用濃H2SO4溶解固體B，將生成__________(填化學(xué)式)污染環(huán)境。(3)步驟②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________________________________________________。(4)經(jīng)步驟④得到的膽礬，不能用水洗滌的主要原因是_______________________________。(5)實(shí)驗(yàn)證明，濾液D能將I－氧化為I2。ⅰ.甲同學(xué)認(rèn)為不可能是步驟②中過量H2O2將I－氧化為I2，理由是______________________________________________________________________