第15讲 金属材料 金属冶炼 2024高考化学一轮复习高频考点精讲（新教材新高考） 课件

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1.熟记铜及其常见化合物的颜色
2.铜及其重要化合物的性质及应用
2.铜及其重要化合物的性质及应用(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：____________________________________。(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。(3)新制的Cu(OH)2常用来检验______。(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验______。(5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu__________。(6)Cu＋2H2SO4(浓) CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为_______________________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
会产生污染性气体SO2且H2SO4的利
1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2(　　)2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀(　　)3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化(　　)4.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4(　　)5.过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成(　　)
1.某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是A.将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D.将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
一、铜及其化合物的性质和应用
A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的盐酸易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
2.碱式碳酸铜又名孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2CO3，呈绿色，是一种具有广泛用途的化工产品。某化学小组探究制备碱式碳酸铜的反应条件并制备少量碱式碳酸铜。试剂：0.25 ml·L－1 Na2CO3溶液、0.5 ml·L－1 NaOH溶液、0.5 ml·L－1 Cu(NO3)2溶液各100 mL。实验1：探究Cu(NO3)2与NaOH和Na2CO3溶液配比取三种反应溶液，以表中的比例混合，在60 ℃条件下进行实验，并观察现象。
二、铜及其化合物的制备
注：“＋”越多表示沉淀的相对量越多。
实验2：探究反应温度按上述实验得到的合适反应液用量，在不同温度下进行实验，并观察现象。
实验3：制备碱式碳酸铜按最佳物料比取50 mL 0.5 ml·L－1 Cu(NO3)2溶液、50 mL 0.5 ml·L－1 NaOH溶液和相应体积的0.25 ml·L－1Na2CO3溶液，在最佳反应温度下进行实验，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥后，得到2.5 g产品。
请回答下列问题：(1)本实验配制溶液时用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有____________________________。(2)制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为__________，最佳反应温度为_______，本实验的加热方式为___________。
100 mL 容量瓶、
由实验1表格数据可知，当Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的体积均为2 mL时，生成的碱式碳酸铜最多，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的浓度分别为0.5 ml·L－1、0.5 ml·L－1、0.25 ml·L－1，则制备碱式碳酸铜时，Cu(NO3)2、NaOH和Na2CO3溶液的最佳物质的量之比为2∶2∶1；由实验2表格数据可知，当温度为75 ℃时，生成的碱式碳酸铜最多，则最佳反应温度为75 ℃，故本实验的加热方式为水浴加热。
(3)请写出本实验制备碱式碳酸铜的化学方程式： ______________________________________________________。(4)实验2中在80 ℃反应生成的沉淀中有少量黑色的物质，产生该物质的原因可能是____________________________________。
2NaOH＋Na2CO3＋2Cu(NO3)2
===Cu2(OH)2CO3＋4NaNO3
碱式碳酸铜受热分解生成黑色的氧化铜
(5)简述实验3中洗涤沉淀的操作： ______________________________________________________________________。
向过滤器中加入蒸馏水没过沉淀，待蒸馏水自
然流下后，重复操作2～3次
(6)计算本实验的产率为_____%(保留三位有效数字)。
2.常见的金属材料(1)金属材料分类
3.金属冶炼的一般方法及应用(1)金属在自然界中的存在
(2)金属冶炼的实质金属的冶炼过程就是把金属从 态还原为 态的过程，即_______________ (写反应通式，用M表示金属)。(3)金属冶炼的方法
Mn＋＋ne－===M
1.金属钠的冶炼用电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也用电解熔融的AlCl3(　　)2.电解饱和食盐水制取钠(　　)3.热还原法制取汞、银(　　)4.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等(　　)5.工业电解熔融态的Al2O3制Al时，加冰晶石的主要作用是提高Al的产量(　　)6.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁(　　)
1.根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。
答案　K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。
2.冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。对它们的冶炼对应方法的分析不正确的是A.(Ⅰ)—① B.(Ⅱ)—②C.(Ⅲ)—③ D.(Ⅳ)—④
(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜是采用焦炭法冶炼金属铜，对应方法①，故A正确；(Ⅱ)湿法炼铜是采用活泼金属置换法冶炼金属铜，对应方法③，故B错误；(Ⅲ)铝热反应是采用活泼金属置换法冶炼金属，对应方法③，故C正确；(Ⅳ)从光卤石中冶炼金属镁是采用电解熔融氯化镁的方法，对应方法④，故D正确。
3.金属的冶炼一般用热分解法、热还原法和电解法，选用冶炼方法的依据主要是A.金属在自然界里存在的形式B.金属元素在地壳中的含量C.金属阳离子得电子的能力D.金属熔点的高低
不同的金属有不同的冶炼方法，金属的冶炼方法是根据金属的活动性强弱确定，即根据金属阳离子得电子的能力确定，与其在自然界中的含量多少、熔点高低以及存在形式没有太大的关系，故C项正确。
1.正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)青铜和黄铜是不同结构的单质铜(2022·全国乙卷，7C)(　　)(2)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑(2022·江苏，7C) (　　)
2.(2022·广东，1)中华文明源远流长，在世界文明中独树一帜，汉字居功至伟。随着时代发展，汉字被不断赋予新的文化内涵，其载体也发生相应变化。下列汉字载体主要由合金材料制成的是
兽骨其主要成分是碳酸钙和其他钙盐，故A不符合题意；青铜器是铜与锡、铅等的合金，属于合金材料，故B符合题意；纸张的主要成分是纤维素，故C不符合题意；液晶显示屏是一种采用液晶为材料的显示器，液晶是一类介于固态和液态间的有机化合物，故D不符合题意。
3.(2020·全国卷Ⅲ,7)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cu(OH)2·CuCO3]，青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3]。下列说法错误的是A.保存《千里江山图》需控制温度和湿度B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱D.Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
4.(2022·海南，15)胆矾(CuSO4·5H2O)是一种重要化工原料，某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu，含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如右。
回答问题：(1)步骤①的目的是___________________。
原料表面含有少量的油污，Na2CO3溶液呈碱性，可以除去原料表面的油污。
(2)步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成__________(填化学式)污染环境。
在加热的条件下，铜可以与浓硫酸发生反应生成CuSO4、SO2和H2O，二氧化硫是一种大气污染物，步骤②中，若仅用浓H2SO4溶解固体B，将生成SO2污染环境。
(3)步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，反应的化学方程式为__________________________。
Cu＋H2O2＋H2SO4===CuSO4
步骤②中，在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4，生成CuSO4和H2O，该反应的化学方程式为Cu＋ H2O2＋ H2SO4===CuSO4＋2H2O。
(4)经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤的主要原因是____________________。
胆矾是一种易溶于水的晶体，因此，经步骤④得到的胆矾，不能用水洗涤。
(5)实验证明，滤液D能将I－氧化为I2。ⅰ.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2，理由是___________________________________________。
溶液 C 经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解
H2O2常温下即能发生分解反应，在加热的条件下，其分解更快，因此，甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I－氧化为I2。
ⅱ.乙同学通过实验证实，只能是Cu2＋将I－氧化为I2，写出乙同学的实验方案及结果___________________________________________________________________________________________________________________(不要求写具体操作过程)。
取滤液D，向其中加入适量硫化钠，使铜离子恰好完全沉淀，静置后，向上层清液中再加入KI溶液，溶液不变色，I－不能被氧化