1、第四講 銅及其化合物 金屬材料,1了解銅及其重要化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用。 2了解常見金屬的活潑順序。 3了解合金的概念及其重要應(yīng)用。 1合金的概念、金屬的活動(dòng)性順序，金屬材料的性能及應(yīng)用。(選擇題為主) 2有關(guān)銅及其化合物的化工流程題型(簡(jiǎn)答題為主),一、銅及其化合物 1銅 (1)物理性質(zhì)：銅是紫 色金屬，具有良好的 性、 性和延展性。,紅,導(dǎo)電,導(dǎo)熱,(2)化學(xué)性質(zhì),2氧化銅 (1)物理性質(zhì)： 色粉末狀固體。 (2)化學(xué)性質(zhì),黑,3氫氧化銅 (1)物理性質(zhì)： 色 溶于水的固體。 (2)化學(xué)性質(zhì)：Cu(OH)2屬于 ，能與 反應(yīng)生成鹽和水。 4膽礬(CuSO45H2O) CuSO45H2O為 色

2、晶體，俗稱 。無(wú)水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO45H2O)，可作為 的檢驗(yàn)依據(jù)。,藍(lán),不,弱堿,酸,藍(lán)礬、膽礬,藍(lán),水,哪些現(xiàn)象可以作為判斷Cu2存在的依據(jù)？ 提示 (1)溶液中的Cu2常為藍(lán)色(濃CuCl2溶液為綠色，稀CuCl2溶液為藍(lán)色)，可作為Cu2的判定依據(jù)。如CuSO4溶液為藍(lán)色。 (2)Cu2與堿反應(yīng)生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2，這是鑒定Cu2的原理之一。,二、合金 1定義：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有 特性的物質(zhì)。 2性能 合金具有許多優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面不同于它的各成分金屬。 (1)多數(shù)合金的熔點(diǎn)比它的各成分金

3、屬的熔點(diǎn) 。 (2)合金的硬度一般比它的各成分金屬的硬度 。,金屬,低,大,3金屬材料 (1)黑色金屬材料：包括 。 生鐵與鋼,鐵、鉻、錳及其合金,不銹鋼：普通鋼中，加入 、 等多種元素，使其具有 的特性。 (2)有色金屬材料銅、鋁及其合金 銅合金：我國(guó)使用最早的合金是 ，常見的銅合金還有 和 。 鋁合金 常見種類：硅鋁合金、鎂鋁合金、硬鋁。 性質(zhì)特征： 、 、 、易于加工、成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗腐蝕能力。,Cr,Ni,不生銹,黃銅,白銅,密度小,強(qiáng)度高,塑性好,致密的氧化物保護(hù)膜,青銅,兩個(gè)變價(jià) 銅有兩個(gè)可變價(jià)態(tài)，1價(jià)和2價(jià)，銅及其化合物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系常圍繞可變化合價(jià)問(wèn)題而展開

4、。 六種顏色 銅及其化合物的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，常伴隨著顏色變化而使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象豐富多彩。故對(duì)銅及其化合物的常見顏色應(yīng)熟記且靈活掌握。 例如：紫紅色Cu 白色CuSO4,紅色Cu2O 藍(lán)色Cu(OH)2或CuSO45H2O 黑色CuO或CuS或Cu2S 棕黃色CuCl2 兩種鋼材,我的歸納 金屬元素在自然界的存在及冶煉 (1)存在：大多數(shù)金屬在自然界中以化合態(tài)存在，極少數(shù)(如Au、Pt等)才以游離態(tài)存在。 (2)冶煉方法 電解法：制KAl活潑金屬，電解熔融態(tài)金屬鹽或氧化物。 熱還原法：制ZnCu較活潑金屬，高溫下用還原劑(C、CO、H2、Al等)還原金屬化合物。 熱分解法：制Hg、Ag等不活潑金屬，加熱下

5、分解金屬氧化物。,問(wèn)題征解 將a mol Fe3、b mol Cu2、c mol Fe和d mol Cu混合于同一反應(yīng)體系中充分反應(yīng)，分析可能發(fā)生哪些反應(yīng)？,必考點(diǎn)23 金屬活動(dòng)性順序表的應(yīng)用總結(jié) 常見金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋?金屬在化學(xué)反應(yīng)中失去電子生成陽(yáng)離子的能力依次減弱，對(duì)應(yīng)陽(yáng)離子得電子能力依次增強(qiáng) 該規(guī)律有多種應(yīng)用，歸納如下：,1判斷金屬與酸能否發(fā)生置換反應(yīng) 排在H前邊的金屬可與非氧化性酸發(fā)生置換氫的反應(yīng)。 2判斷金屬與鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng) 排在前邊的較活潑的金屬能把排在后邊的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)，生成新鹽和新金屬。(非?；顫娊饘俪?，如K、Ca、Na等),3判斷金屬與水能否發(fā)生置換

6、反應(yīng) (1)極活潑金屬(K、Ca、Na)可與冷水發(fā)生置換氫的反應(yīng)； (2)活潑金屬(Mg、Al)可與熱水發(fā)生置換氫的反應(yīng)； (3)較活潑金屬(Zn、Fe)與水蒸氣在高溫下反應(yīng)，可置換水中的氫生成氫氣，但生成的氫氧化物受熱分解，最后得到金屬氧化物； (4)排在氫后邊的金屬與水不反應(yīng)。,4判斷原電池正、負(fù)極及電極反應(yīng) 由兩種金屬構(gòu)成原電池的兩個(gè)電極，在金屬活動(dòng)順序表中位于前面的金屬為負(fù)極。 (1)負(fù)極反應(yīng)：電極金屬失電子被氧化，形成金屬陽(yáng)離子進(jìn)入溶液。 (2)正極反應(yīng)：溶液中微粒(酸性條件下為H，中性條件下為H2O和O2)在正極上得到電子被還原。,5判斷金屬在自然界中的存在狀態(tài) 6判斷金屬氫氧化物

7、的熱穩(wěn)定性強(qiáng)弱 金屬活動(dòng)順序表中越位于前面的金屬，其氫氧化物越穩(wěn)定，越不易分解，越后面的金屬氫氧化物越易分解，極不活潑的金屬Pt、Au甚至無(wú)氫氧化物。,7判斷金屬的冶煉方法 金屬冶煉的本質(zhì)是金屬離子得到電子，被還原成金屬原子的過(guò)程。金屬活動(dòng)順序表中的不同金屬，因金屬離子結(jié)合電子能力不等，所以冶煉方法不同。,【典例1】 (2013重慶區(qū)縣聯(lián)考)某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Fe、Cu的金屬活動(dòng)性，他們提出了以下兩種方案。請(qǐng)你幫助他們完成有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。 方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時(shí)放入稀硫酸(或稀鹽酸)中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動(dòng)性。該原理的離子方程式為_。,

8、方案：有人利用Fe、Cu作電極設(shè)計(jì)成原電池，以確定它們的活動(dòng)性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標(biāo)出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。 正極反應(yīng)式：_； 負(fù)極反應(yīng)式：_。,方案：結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，幫助他們?cè)僭O(shè)計(jì)一個(gè)驗(yàn)證Fe、Cu活動(dòng)性的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方案(與方案、不能雷同)_ _； 用離子方程式表示其反應(yīng)原理_。,解析 金屬活動(dòng)性即其還原性，可以利用金屬與H反應(yīng)的難易或劇烈程度來(lái)進(jìn)行比較，或用原電池正負(fù)極進(jìn)行判斷，或用金屬之間的置換反應(yīng)進(jìn)行比較，或利用最高價(jià)氧化物的堿性強(qiáng)弱來(lái)比較。,答案 方案：Fe2H=Fe2H2 方案：裝置圖如圖所示 2H2e=H2 Fe2e=Fe2 方案：把鐵片

9、插入CuSO4溶液中，一段時(shí)間后，觀察鐵片表面是否生成紅色物質(zhì) FeCu2=Fe2Cu,(1)在金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠后，其單質(zhì)的還原性越弱，簡(jiǎn)單離子的氧化性越強(qiáng)，如Cu2的氧化性強(qiáng)于Fe2，但Fe3的氧化性強(qiáng)于Cu2。 (2)Cu之后的金屬不與非氧化性酸反應(yīng)；Cu、Hg、Ag能與氧化性酸反應(yīng)，但不產(chǎn)生氫氣；Pt、Au不與氧化性酸反應(yīng)，但可溶解于“王水”中。,【應(yīng)用1】 (2013杭州質(zhì)檢)有關(guān)X、Y、Z、W四種金屬進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：,根據(jù)以上事實(shí)，下列判斷或推測(cè)錯(cuò)誤的是 ( )。 AZ的陽(yáng)離子氧化性最強(qiáng) BW的還原性強(qiáng)于Y的還原性 CZ放入CuSO4溶液中一定有Cu析出 D用X、Z和稀

10、硫酸可構(gòu)成原電池，且X作負(fù)極,解析 由1知金屬性：XY，由2知金屬性：WX，由3知金屬性YZ，即金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)閃XYZ。由3還可得出Z陽(yáng)離子的氧化性強(qiáng)于H，即在金屬活動(dòng)性順序表中Z排在H之后，但Z與Cu的位置無(wú)法判斷，所以Z與Cu的金屬性強(qiáng)弱無(wú)法比較，故C項(xiàng)不正確。 答案 C,必考點(diǎn)24 銅及其化合物的性質(zhì)及其應(yīng)用 1氧化銅和氧化亞銅,【典例2】 (2013江津區(qū)檢測(cè))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)制取膽礬。其設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為：,(1)雜銅中含有大量的有機(jī)物，可采用灼燒的方法除去有機(jī)物，灼燒時(shí)將瓷坩堝置于_上(用以下所給儀器的編號(hào)填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用_

11、，灼燒后的坩堝應(yīng)放在_上，不能直接放在桌面上。 實(shí)驗(yàn)所用儀器： a蒸發(fā)皿 b石棉網(wǎng) c泥三角 d表面皿 e坩堝鉗 f試管夾,(2)雜銅經(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_。 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 d該條件下銅無(wú)法被氧氣氧化 (3)通過(guò)途徑實(shí)現(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過(guò)濾、_、冷卻結(jié)晶、_、自然干燥。,(4)由粗制氧化銅通過(guò)兩種途徑制取膽礬，與途徑相比，途徑有明顯的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是_、 _。 (5)在測(cè)定所得膽礬(CuSO4xH2O)中結(jié)晶水x值的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中

12、：稱量操作至少進(jìn)行_次。,(6)若測(cè)定結(jié)果x值偏高，可能的原因是_ _(填字母編號(hào))。,a加熱溫度過(guò)高 b膽礬晶體的顆粒較大 c加熱后放在空氣中冷卻 d膽礬晶體部分風(fēng)化 解析 (1)因加熱坩堝時(shí)溫度較高，應(yīng)放在泥三角上進(jìn)行加熱，且取用坩堝時(shí)要用坩堝鉗，并且為防止坩堝炸裂和燒壞桌面，燒后的坩堝要在石棉網(wǎng)上冷卻，不能直接放在桌面上。(2)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。(3)利用途徑制取膽礬時(shí)，必須先加酸將氧化銅溶解，加熱通氧氣將Cu氧化，過(guò)濾除去粗制氧化銅中的不溶物雜質(zhì)后，然后再蒸發(fā)溶劑，冷卻結(jié)晶，再過(guò)濾得晶體，最后將其干燥，由此可寫

13、出答案。,答案 (1)c e b (2)a、b (3)蒸發(fā) 過(guò)濾 (4)產(chǎn)生等量膽礬途徑消耗硫酸少 途徑不會(huì)產(chǎn)生污染大氣的氣體 (5)4 (6)a,首先明確命題意圖，在考查Cu及其化合物性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系的同時(shí)，考查綠色化學(xué)思想和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等能力。然后結(jié)合基本實(shí)驗(yàn)操作和銅及氧化銅的性質(zhì)，經(jīng)過(guò)周密而有序地思維，認(rèn)真作答。,【應(yīng)用2】 (2013黑龍江質(zhì)檢)已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu=Cu2Cu。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時(shí)，可能產(chǎn)生Cu或Cu2O，兩者都是紅色固體。一同學(xué)對(duì)某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)所得的紅色固體產(chǎn)物作了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄如下：,由此推出本次氫

14、氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物是 ( )。 ACu BCu2O C一定有Cu，可能有Cu2O D一定有Cu2O，可能有Cu,解析 此題是通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測(cè)反應(yīng)的本質(zhì)。H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu2O中的一種或兩種，加入稀H2SO4溶液變藍(lán)色和得到紅色固體，證明原固體中一定含有Cu2O而Cu不能證明其有無(wú)。 答案 D,Hold住考向 名師揭秘 銅及其化合物的知識(shí)以及金屬材料的應(yīng)用，在新課標(biāo)高考中的地位在逐步得到加強(qiáng)，屬于新出現(xiàn)的高考熱點(diǎn)。預(yù)測(cè)2014年高考仍會(huì)有新的命題，一輪復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)密切注意有關(guān)題目！,1(2010北京理綜，11)自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO4溶

15、液，向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS或PbS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)(CuS)。下列分析正確的是 ( )。 ACuS的溶解度大于PbS的溶解度 B原生銅的硫化物具有還原性，而銅藍(lán)沒(méi)有還原性 CCuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式是Cu2S2 =CuS D整個(gè)過(guò)程涉及的反應(yīng)類型有氧化還原反應(yīng)和復(fù)分解反 應(yīng),解析 CuSO4與PbS反應(yīng)可以生成CuS，所以CuS的溶解度小于PbS的，A錯(cuò)誤；硫化物中硫的化合價(jià)為2價(jià)，均具有還原性，B錯(cuò)誤；ZnS難溶于水，不能寫成離子形式，C錯(cuò)誤；銅的硫化物首先被氧化成CuSO4，然后硫酸銅與ZnS、PbS發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)生成更難溶的CuS，D正確。 答案 D,2(2012福建

16、理綜，24)(1)電鍍時(shí)，鍍件與電源的_極連接。 (2)化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層。 若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用_(填“氧化劑”或“還原劑”)與之反應(yīng)。 某化學(xué)鍍銅的反應(yīng)速率隨鍍液pH變化如圖所示。該鍍銅過(guò)程中，鍍液pH控制在12.5左右。據(jù)圖中信息，給出使反應(yīng)停止的方法：_。,(3)酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下：,步驟()中Cu2(OH)2CO3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 _。 步驟()所加試劑起調(diào)節(jié)pH作用的離子是_(填離子符號(hào))。 在步驟()發(fā)生的反應(yīng)中，1 mol MnO2轉(zhuǎn)移2 mol電子，該反應(yīng)的離子方程式為_。,1(2012重慶理綜，27)氯離

17、子插層鎂鋁水滑石Mg2Al(OH)6ClxH2O是一種新型離子交換材料，其在高溫下完全分解為MgO、Al2O3、HCl和水蒸氣?，F(xiàn)用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)確定其化學(xué)式(固定裝置略去)。,金屬材料的加工與綜合應(yīng),(1)Mg2Al(OH)6ClxH2O熱分解的化學(xué)方程式為_。 (2)若只通過(guò)測(cè)定裝置C、D的增重來(lái)確定x，則裝置的連接順序?yàn)開(按氣流方向，用接口字母表示)，其中C的作用是_。裝置連接后，首先要進(jìn)行的操作的名稱是_。 (3)加熱前先通N2排盡裝置中的空氣，稱取C、D的初始質(zhì)量后，再持續(xù)通入N2的作用是_、_等。 (4)完全分解后測(cè)得C增重3.65 g、D增重9.90 g，則x_。若取消冷卻玻

18、管B后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定的x值將_(填“偏高”或“偏低”)。,(5)上述水滑石在空氣中放置時(shí)易發(fā)生反應(yīng)生成Mg2Al(OH)6Cl12y(CO3)yzH2O，該生成物能發(fā)生類似的熱分解反應(yīng)?，F(xiàn)以此物質(zhì)為樣品，用(2)中連接的裝置和試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定z，除測(cè)定D的增重外，至少還需測(cè)定_。,2(2012天津理綜，9)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”學(xué)生探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后，得到含70% Cu、25% Al、4% Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物，并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線：,請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)第步Cu與酸反應(yīng)的離子方程式為_ _； 得到濾渣1的主要成分