第3讲金属材料及金属矿物的开发利用2017级教学指导意见核心素养1.了解金属活动性顺序，合金的概念及其重要应用。2了解铜及其重要化合物的制备方法，掌握其性质及应用。3了解自然资源综合利用(如金属冶炼)、材料、能源、环境保护等社会热点问题。1.宏观辨识与微观探析：能从不同层次认识金属材料的多样性；能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2变化观念与平衡思想：认识金属冶炼的方法及规律。3证据推理与模型认知：具有证据意识，能基于证据对金属材料性质提出可能的假设，通过分析推理加以证实或证伪。考点一铜及其化合物学在课内1铜(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铜锈。有关化学方程式：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3。铜丝与硫蒸气反应的方程式：2CuSCu2S与氧化性酸反应：a与浓硫酸共热的化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2Ob与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2Oc与浓硝酸反应的离子方程式：Cu4H2NO=Cu22NO22H2O。与盐溶液反应与FeCl3溶液反应的离子方程式2Fe3Cu=2Fe2Cu2。2铜的重要化合物(1)氧化物CuO：黑色难溶于水的固体，与酸(H)反应，可以用H2、CO、Al还原出Cu。Cu2O：a砖红色难溶于水的固体。b与酸反应(H)为Cu2O2H=CuCu2H2O。cCu2O遇到HNO3发生氧化反应生成Cu2。(2)氢氧化铜蓝色难溶物，是一种弱碱。(3)铜盐Cu2(OH)2CO3：名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。CuSO4：白色粉末，可由蓝色的硫酸铜晶体受热分解得到，化学方程式为CuSO45H2OCuSO45H2O。铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失活，利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，杀灭植物的病毒。名师点拨涉铜警示点1铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S。2Cu与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解：2CuO22H2SO4=2CuSO42H2O。3无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂。考在课外教材延伸判断正误(1)CuSO45H2O失去结晶水属于物理变化()(2)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水()(3)H2还原CuO时，应先加热后通H2()(4)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在()(5)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成()(6)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体()(7)农业上配制波尔多液时可在铁桶或铝桶中进行()(8)Cu2SO22CuSO2制取粗铜，若有1 mol O2参加反应时，反应中转移电子数目为4NA()拓展应用(1)指出下列各物质的颜色Cu紫红色CuO黑色Cu2O砖红色CuSO4白色CuSO45H2O蓝色Cu2在水溶液中蓝色(2)下图是一枚五角的硬币，该硬币中一定含铜。思维探究(1)将铜丝插入浓硫酸中加热。为观察反应后CuSO4溶液的颜色，应如何操作？答案应将反应后的液体冷却后再缓缓倒入盛水的烧杯中边加边搅拌，绝不能将水加入混合液中。(2)为确定H2还原CuO所得的红色固体中是否含有Cu2O，可向红色固体中加稀硫酸，还是稀硝酸？答案稀硫酸。如含Cu2O，则发生Cu2O2H=CuCu2H2O，溶液变蓝。如加稀硝酸，则发生3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O，无法确定是否含Cu2O。基础点巩固1下列实验的前后，铜的质量一定发生变化的是()A铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇中B铜片放入酸化的硝酸钠溶液C铜和铁的混合物放入稀硝酸D铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电答案B2铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石CuCO3Cu(OH)2。下列说法不正确的是()A可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿B硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂C工业上常采用电解法制取粗铜D在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S解析CuSO4是重金属盐，能使蛋白质变性，B项正确；工业上常用电解法精炼铜，C项不正确。答案C3氢化亚铜(CuH)是一种难溶物质，用CuSO4溶液和另一种“反应物”在4050 时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧，跟盐酸反应能产生气体。下列有关推断中错误的是()A这里的“另一种反应物”具有还原性BCuH可作氧化剂、还原剂CCuHCl2=CuClHCl(燃烧)DCuHHCl=CuClH2(常温)解析C项中Cl2具有强氧化性，产物应为CuCl2和HCl。答案C能力点提升4(2018济宁一中质检)分别用等量的铁与足量的稀硫酸和足量的CuO制备单质铜，有人设计了以下两种方案：FeH2Cu，CuOCuSO4Cu。对制备得到Cu的量，下列判断正确的是()A一样多 B多 C多 D无法判断解析方案中CuOH2CuH2O需考虑排空问题，故浪费了一部分H2，所以制得Cu的量少。答案C5某同学利用下列实验探究金属铝与铜盐溶液的反应：下列说法正确的是()A由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜B实验2中生成红色物质的离子方程式为AlCu2=Al3CuC溶液中阴离子种类不同是导致实验1、2出现不同现象的原因D由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与H浓度均为0.2 molL1的盐酸和硫酸溶液反应，后者更剧烈解析对比实验1、2可知，SO对铝片有钝化作用，阻碍反应进行。答案C6铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：(1)Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H2O2溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式_。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式_。(3)火法炼铜的原理：Cu2SO22CuSO2，在该反应中每生成1 mol Cu，转移_mol e。(4)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_(填选项字母)。a粗铜接电源正极，发生氧化反应b溶液中Cu2向阴极移动c电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等d利用阳极泥可回收Al、Zn等金属解析(1)金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H2O2溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性，能溶解铜，离子方程式为：CuH2O22H=Cu22H2O。(2)将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2(OH)2CO3，反应的化学方程式为2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H。(3)反应中Cu元素化合价由1价降低到0价，O元素化合价由0价降低到2价，S元素化合价由2价升高到4价，由方程式可知生成2 mol Cu，转移6 mol电子，则该反应中每生成1 mol Cu，转移3 mol电子。(4)精炼铜时，粗铜作阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故a正确；溶液中Cu2向阴极移动，故b正确；在阳极比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故c错误；Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后，Ag、Pt、Au从粗铜上脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故d错误。答案(1)CuH2O22H=Cu22H2O(2)2Cu2CO2H2O=Cu2(OH)2CO32H(3)3(4)ab高考真题体验7(2018海南化学)铜是人类发现最早并广泛使用的一种金属。回答下列问题：(1)实验室使用稀硫酸和H2O2溶解铜片，该反应的化学方程式为_。(2)电子工业使用FeCl3溶液刻蚀印刷电路板铜箔，写出该过程的离子方程式_，配制的FeCl3溶液应保持_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是_。(3)溶液中Cu2的浓度可采用碘量法测得：2Cu25I=2CuIII2S2O=S4O3I反应中的氧化剂为_。答案(1)CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O(2)Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe(OH)3(3)Cu28(2016四川化学，9)CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟用热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。【资料查阅】【实验探究】该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)请回答下列问题：(1)仪器X的名称是_。(2)实验操作的先后顺序是a_e(填操作的编号)。a检查装置的气密性后加入药品b熄灭酒精灯，冷却c在“气体入口”处通入干燥HCld点燃酒精灯，加热e停止通入HCl，然后通入N2(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是_。(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是_。【探究反思】(5)反应结束后，取出CuCl产品进行