届高考化学一轮复习学案金属材料及开发利用金属矿物.docx

1、届高考化学一轮复习学案金属材料及开发利用金属矿物金属材料及开发利用金属矿物考点一铜及其重要化合物 知识梳理一、单质铜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（1）常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。化学方程式为2CuO2CO2H2O=Cu2（OH）2CO3。（2）写出下列化学方程式。铜在空气中加热：2CuO22CuO；铜丝在硫蒸气中反应：2CuSCu2S。二、铜的重要化合物1.Cu（OH）2的性质及应用Cu（OH）2：蓝色不溶于水的固体。2.Cu2（OH）2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分

2、，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：Cu2（OH）2CO32CuOCO2H2O；可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2（OH）2CO34H=2Cu2CO23H2O。3.黑色氧化铜在高温下分解为红色的Cu2O，化学方程式为4CuO2Cu2OO2。4.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CuSO45H2OCuSO45H2O。（1）CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。（2）无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色（生成CuSO45H2O），可作为水的检验依据，但无水CuSO4不能做干燥剂。铜盐的毒性铜盐溶液有毒，是因为铜离子能使蛋白质变性从而失去生理活性，故可利用胆矾、熟石

3、灰、水配成波尔多液，用来杀灭植物的病毒。5.红色的Cu2O与稀盐酸反应，溶液变蓝，同时生成红色的单质铜，离子方程式为Cu2O2H=CuCu2H2O。自主检测1.判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。（1）（2019高考全国卷，11A）向CuSO4溶液中加入足量Zn粉，溶液蓝色消失：ZnCuSO4=CuZnSO4。（）（2）（2018高考全国卷，10A）用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率。（）（3）（2017高考全国卷，13B）向含较高浓度Cl的溶液中加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀而除去Cl的反应为CuCu22Cl=2CuCl。（）（4）加入稀硝酸溶解，过滤、

4、洗涤、干燥，可除去Cu粉中混有的CuO。（）（5）将铜丝插入稀硝酸中，反应的离子方程式为Cu4H2NO=Cu22NO2H2O。（）答案：（1）（2）（3）（4）（5）2.（2017浙江4月选考）Cu2O与稀硫酸反应的离子方程式是_；加热条件下氨被CuO氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式：_。答案：Cu2O2H=Cu2CuH2O3CuO2NH33CuN23H2O演练一铜及其化合物的性质及转化1.（2020江淮十校第二次联考）下列实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到目的的是（）A.将铜粉和硫粉混合均匀并加热以制取CuSB.向Cu与过量浓硫酸反应后的试管中加水以观察CuSO4溶液的

5、颜色C.向CuSO4溶液中加入适量的NaOH，过滤、洗涤并收集沉淀充分灼烧以制取CuOD.在淀粉溶液中加入适量稀硫酸微热水解，再加入少量新制Cu（OH）2悬浊液并加热，产生砖红色沉淀解析：选C。硫的氧化性较弱，只能将铜氧化为1价生成Cu2S，A项错误；稀释铜与过量的浓硫酸反应后的溶液，应将反应后的试管中的物质缓慢加入水中，并不断搅拌，B项错误；CuSO4与NaOH溶液反应生成Cu（OH）2沉淀，过滤、洗涤、灼烧后可得CuO，C项正确；淀粉水解后应先加NaOH溶液至溶液呈碱性，然后加入新制Cu（OH）2悬浊液并加热，才会产生砖红色沉淀，D项错误。2.（2020山东省实验中学高三诊断）氯化亚铜（C

6、uCl）是白色粉末，微溶于水，酸性条件下不稳定，易生成金属Cu和Cu2。某小组拟热分解CuCl22H2O制备CuCl，并进行相关探究。下列说法正确的是（）A.制备CuCl时产生的Cl2可以回收循环利用，也可以通入饱和NaCl溶液中除去B.Cu2（OH）2Cl2在200时反应的化学方程式为Cu2（OH）2Cl22CuO2HClC.X气体可以是N2，目的是做保护气，抑制CuCl22H2O在加热过程中发生水解D.CuCl与稀硫酸反应的离子方程式：2CuCl4HSO=2Cu22ClSO22H2O解析：选B。制备CuCl时产生的Cl2可以转化为HCl，回收循环利用，Cl2在饱和NaCl溶液中的溶解度小，

7、不能被吸收除去，A错误；Cu2（OH）2Cl2加热至200时生成CuO，结合原子守恒可知，还生成HCl，则化学方程式为Cu2（OH）2Cl22CuO2HCl，B正确；CuCl2水解生成氢氧化铜和HCl，X气体是用于抑制CuCl2水解的，则X为HCl，不是N2，C错误；CuCl在酸性条件下不稳定，易生成金属铜和Cu2，D错误。3.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.CuSC.FeS2 D.Fe3S4解析：选A。由题意并结合选项可知，1.60gM在高温下反应生成的气体是二氧化硫，二氧化硫被双氧水氧化为硫酸，根据滴定过程消耗的氢氧化钠，可

8、以求出n（S）n（SO2）n（H2SO4）n（NaOH）20.00103L0.1molL10.01mol，所以m（S）0.32g，则m（金属）1.60g0.32g1.28g，假如是铜，则n（Cu）0.02mol，M可能为Cu2S；假如是铁，则n（Fe）0.023mol，没有与之对应的选项。综上所述，A项正确。演练二铜及其化合物的制备4.（2020深圳一模）用CuCl22H2O制取无水CuCl2的实验装置如图所示，下列说法错误的是（）A.通入HCl可以抑制CuCl2的水解B.先滴入浓硫酸，再点燃c处酒精灯C.硬质玻璃管内部右侧会出现白雾D.装置d中上层为苯，下层为NaOH溶液解析：选D。A项，氯

9、化铜水解：CuCl22H2O Cu（OH）22HCl，生成的氯化氢易挥发，通入HCl可以抑制CuCl2的水解，正确；B项，CuCl22H2O加热失去结晶水必须在HCl的气流中进行，所以先滴入浓硫酸产生HCl气体，使硬质玻璃管中充满HCl气体后再点燃c处酒精灯，正确；C项，硬质玻璃管内部右侧有生成的水蒸气和通入的氯化氢，由于氯化氢极易溶于水，会产生白雾，正确；D项，氯化氢极易溶于水，为了防止倒吸，d中下层应为有机溶剂，可以是四氯化碳，上层为氢氧化钠溶液，错误。5.（2020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：请回答下列问题：（1）气体A中的大气污染物可选用下列

10、试剂中的_吸收。a.浓H2SO4 b.稀HNO3c.NaOH溶液 d.氨水（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、Au等金属（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_。解析：（1）气体A中的大气污染物为SO2，可以用NaOH溶液或氨水吸收。（2）依据图示，泡铜中的Cu2O与Al高温下发生铝热反应制

11、得铜。（3）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，粗铜做阳极，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）根据总反应，O2发生还原反应，因此正极反应式为O24H4e=2H2O。答案：（1）cd（2）3Cu2O2AlAl2O36Cu（3）bd（4）4HO24e=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）：2CuFeS24O2Cu2S3SO22FeO（炉渣）2C

12、u2S3O22Cu2O2SO22Cu2OCu2S6CuSO2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高纯度的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极，失电子变为Cu2，用纯铜棒做阴极即可得到精铜。考点二金属材料与金属矿物的开发利用 知识梳理一、合金1.概念：两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。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。（1）熔点：一般比它的各成分金属都低；（2）硬度和强度：一般比它的各成分金属都大。二、常见金属材料1.重要的黑色金属材料钢钢是用量最大、用途最广的合金。钢2.几种

13、有色金属材料三、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化合物形式存在。2.金属的冶炼（1）实质：把金属从化合态还原为游离态。（2）方法：根据金属的活动性顺序不同，金属冶炼的方法分为热分解法、热还原法、电解法等。冶炼方法主要反应原理（举例）热分解法2HgO2HgO22Ag2O4AgO2热还原法CO做还原剂Fe2O33CO2Fe3CO2（高炉炼铁）H2做还原剂WO33H2W3H2O活泼金属做还原剂3MnO24Al3Mn2Al2O3电解法2Al2O3（熔融）4Al3O2MgCl2（熔融）MgCl22NaCl（熔融）2NaCl23.铝热反

14、应实验原理高温下，铝与氧化铁发生反应，放出大量的热，生成的铁呈熔融态，易与Al2O3分离。化学方程式为Fe2O32Al2FeAl2O3实验装置实验现象（1）镁带剧烈燃烧，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；（2）纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中原理应用（1）制取熔点较高、活动性弱于Al的金属，如铁、铬、锰、钨等；（2）金属焊接，如野外焊接钢轨等自主检测判断正误（正确的打“”，错误的打“”）。（1）（2019高考全国卷，7B）铝合金大量用于高铁建设。（）（2）金属元素的单质在常温下均为固体。（）（3）金属元素在不同化合物中化合价均相同。（）（4）合金材料中

15、不可能含有非金属元素。（）（5）港珠澳大桥的建设使用了大量钢材，钢材是合金。（）（6）铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。（）（7）合金中的金属元素都是以化合态形式存在。（）（8）合金的硬度一般大于其成分金属，而熔点一般低于其成分金属。（）（9）金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂。（）（10）用金属钠在高温下还原TiCl4可制取金属钛。（）（11）人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。（）（12）电解氯化镁溶液制取金属镁。（）答案：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）演练一金属材料与合金1.下列生活用品中主要由黑色金属材料制造的是（）A

16、.塑钢门窗B.不锈钢刀C.纯铜导线D.18K金首饰解析：选B。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）叫作黑色金属材料。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.铝锂合金的熔点比铝低D.铝锂合金耐酸碱腐蚀解析：选D。铝锂合金中的铝既能与酸反应，又能与碱反应，锂能与酸

17、反应，故铝锂合金不耐酸碱腐蚀。演练二金属的冶炼3.（2020九江质检）下列说法正确的是（）A.工业上通过电解氯化钠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D.MgCl2（aq）Mg（OH）2MgOMg解析：选B。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。4.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：_。（2）

18、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。例如：2Al4BaO3BaBaOAl2O3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的低解析：（1）由AlCl3与NH3H2O的反应可推出化学方程式。（2）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，所以Al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。答案：（1）GaCl33NH3H2O=Ga（OH）33NH4Cl（2）弱d有些很活泼的金属

19、也可以用还原法来冶炼，如NaKClKNaCl、2RbClMgMgCl22Rb等，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。演练三铝热反应及其应用5.（教材改编题）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，关于铝热反应回答下列问题：（1）用铝粉和Fe2O3做铝热反应实验，需要的试剂还有。A.KCl B.KClO3C.MnO2 D.Mg（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）。（3）取少量（1）中铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足

20、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）。解析：（1）做铝热反应的实验时，需要KClO3做助燃剂，且用镁条引燃。（2）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。（3）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。答案：（1）BD（2）加少量KC

21、lO3，插上镁条并将其点燃铁（3）不能Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe21.（2018高考海南卷）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。现取20.00mL含有Cu2的溶液，加入足量的KI充分反应后，用0.1000molL1的Na2S2O3标准

22、溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00mL，此溶液中Cu2的浓度为molL1。答案：（1）CuH2O2H2SO4=CuSO42H2O（2）Cu2Fe3=Cu22Fe2酸性防止Fe3水解生成Fe（OH）3（3）Cu20.12502.（2018高考全国卷，26，14分）我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种以闪锌矿（ZnS，含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质）为原料制备金属锌的流程如图所示：相关金属离子c0（Mn）0.1molL1形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：金属离子Fe3Fe2Zn2Cd2开始沉淀的pH1.56.36.27.4沉淀完全的pH2.88.38.29.4回答

23、下列问题：（1）焙烧过程中主要反应的化学方程式为_。（2）滤渣1的主要成分除SiO2外还有_；氧化除杂工序中ZnO的作用是，若不通入氧气，其后果是。（3）溶液中的Cd2可用锌粉除去，还原除杂工序中反应的离子方程式为_。（4）电解硫酸锌溶液制备单质锌时，阴极的电极反应式为；沉积锌后的电解液可返回工序继续使用。解析：（1）在焙烧过程中ZnS和O2反应生成ZnO和SO2。（2）溶液中的Pb2与SO不能共存生成PbSO4沉淀，SiO2不溶于H2SO4，即滤渣1中含SiO2和PbSO4。氧化除杂过程中O2能将溶液中Fe2氧化生成Fe3，加入ZnO能调节溶液的pH，促进Fe3完全水解。由题表知Fe2、Zn

24、2开始沉淀和沉淀完全时的pH非常接近，若不通入O2将Fe2氧化为Fe3，加入ZnO后无法除去Fe2，会影响Zn的纯度。（3）根据题中信息可知还原除杂工序中涉及的离子反应为Cd2Zn=CdZn2。（4）结合图示可知电解ZnSO4溶液时生成Zn，即电解时Zn2在阴极被还原，电极反应式为Zn22e=Zn。沉积Zn后的电解液中主要含有H2SO4，可返回溶浸工序中继续使用。答案：（1）2ZnS3O22ZnO2SO2（2）PbSO4调节溶液的pH无法除去杂质Fe2（3）Cd2Zn=CdZn2（4）Zn22e=Zn溶浸一、选择题1.（新题预测）平昌冬奥会“北京8分钟”，主创团队用石墨烯制作了20能发热4h的

25、智能服饰；用铝合金管材和碳纤维制作了高2.35m、重量仅为10kg的熊猫木偶，向世界展现了新时代的中国形象。下列说法中，不正确的是（）A.石墨烯是能导热的金属材料B.铝合金是密度较低的金属材料C.碳纤维是耐低温的无机非金属材料D.新型材料种类多、用途广解析：选A。石墨烯为非金属材料，A错误。2.（2020怀化联考）下列有关金属的说法中正确的是（）A.生铁比纯铁抗腐蚀能力更强B.青铜、不锈钢、硬铝都是合金C.性质越活泼的金属越早被人类冶炼和使用D.单质铝在空气中比较耐腐蚀，所以铝是不活泼金属解析：选B。生铁容易被腐蚀，比纯铁抗腐蚀能力弱，A项错误；青铜、不锈钢、硬铝都是合金，B项正确；性质越不活泼的金属越早被人类冶炼和使用，C项错误；单质铝在空气中比较耐腐蚀，是因为其表面有一层致密的氧化膜，铝是活泼金属，D项错误。3.（2020河南八市第一次测评）天工开物中记载：“凡铜供世用，出山与出炉，止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和，转色为黄铜；以砒霜等药制炼为白铜；矾、硝等药制炼为青铜。”其中涉及的物质中熔点最高的是（）A.青铜 B.黄铜C.赤铜 D.白铜解析：选C。赤铜是纯度较高的铜，熔点比其合金高，青铜是铜