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2022高三一轮复习 第三章 第11讲 镁、铜及其化合物 金属冶炼课件
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这是一份2022高三一轮复习 第三章 第11讲 镁、铜及其化合物 金属冶炼课件，共60页。PPT课件主要包含了MgCl2，2化学性质，氧化铜和氧化亚铜，碱式碳酸铜，＋CO2↑＋H2O，金属与非金属，金属特性，合金钢等内容，欢迎下载使用。
考点 1 镁及其化合物的性质及用途1．镁(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体。(2)化学性质(写化学方程式)：①与O2反应：_____________________(发出耀眼白光)；②与N2反应：_____________________；
③与CO2反应：__________________________；④与沸水反应：_______________________________。(3)用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
2．氧化镁(1)物理性质：白色____溶于水的固体，熔点高。(2)化学性质：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。(3)用途：耐火材料。
3．氢氧化镁(1)物理性质：白色 溶于水的固体。(2)化学性质：
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(2)涉及的部分化学反应：MgCl2→Mg(OH)2：_______________________________________；Mg(OH)2→MgCl2：_________________________________；MgCl2→Mg：____________________________。
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
结合教材必修1 P46图3－2“镁条燃烧”，写出燃烧过程中可能发生反应的化学方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________
(1)Mg在空气中燃烧，产物只是MgO。( )(2)镁着火不可以用CO2灭火，钠着火也不可以用CO2灭火。( )(3)镁、铝、硫酸构成原电池，镁作负极。( )(4)镁、铝、NaOH溶液构成原电池，镁作负极。( )(5)下列转化关系均可通过一步反应实现：Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→MgCl2。( )(6)1 ml Mg与足量盐酸反应时，转移2NA个电子。( )
题组一 镁及其化合物的性质与应用1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是 ( )A．①和② B．②和③C．③和④ D．②和④解析：与镁蒸气不发生反应的Ar、H2均可作为冷却气体。
2．甲、乙为单质，丙、丁为氧化物，它们存在如图反应(反应条件省略)。下列各组的甲、乙一定不符合的是( )A．铝和铁 B．氟和氧C．碳和硅 D．镁和碳解析：甲为氟，乙为氧，氟气和水反应生成氢氟酸和氧气，氢氟酸不属于氧化物，B不符合。
题组二 海水提镁3．如图为利用海水制备部分物质的过程。下列有关说法正确的是( )A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl的溶解度B．用澄清石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化D．加热MgCl2溶液制取无水氯化镁
解析：分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀产生，现象相同，不能鉴别，B错误；第④步中，SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr中S元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，C错误；需要在氯化氢气流中加热才能得到无水氯化镁，D错误。
4．海水中蕴藏着丰富的资源。除从海水中可制得食盐外，还可以制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取金属镁、溴的化工流程如图：已知：MgO的熔点为2 800 ℃，MgCl2的熔点为712 ℃。回答下列问题：(1)操作2的方法是_________，操作3具体指______________________。答案：(1)过滤 蒸发浓缩、降温结晶
(2)操作1粗盐精制主要是要除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，以下试剂顺序合理的组合是________(填字母)。①稀盐酸 ②NaOH ③Na2CO3 ④BaCl2a．②③④① b．③②④①c．④②③① d．④③①②(3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的，该溶液吸收溴的离子反应方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)写出电解MgCl2制取Mg的化学方程式：________________________________________________________________________________。(5)有同学认为上述流程过于复杂，可直接加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制取金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗？______(填“同意”或“不同意”)，请说出你同意或不同意的理由：___________________________________________________________________________________________。
考点 2 铜及其化合物1．单质铜(1)物理性质：_____色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
①写出下列化学方程式：铜在空气中加热：____________________。铜丝在硫蒸气中反应：__________________。铜丝在Cl2中反应：___________________。②常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式为_____________________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
3.氢氧化铜(1)物理性质：___色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用：
4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为____________，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：______________________________________。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称____________，其受热分解的化学方程式为_______________________________，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变____色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。
1．结合教材必修1 P62资料卡片，回答下列问题：(1)古人很早就掌握了冶铜技术的原因是什么？(2)铜属于重金属，为什么日常生活中可以使用铜器皿加工食物？____________________________________________________________________________________________________________________________提示：(1)铜的化学性质不活泼，铜的化合物易被还原为铜单质。(2)铜化学性质不活泼，铜不易形成含铜的化合物，故使用铜器皿比较安全。
2．Cu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，试写出反应的化学方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________提示：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O
(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。( )(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( )(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。( )(4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。( )(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。( )
(6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。( )(7)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。( )(8)铜是导电性最好的金属材料。( )(9)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分。( )(10)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体。( )
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多；方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂；方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。因此方案(3)更合理
题组一 铜及其化合物的性质及应用1．我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列对文中词语的理解，正确的是( )A．“苦泉”中泉水属于胶体B．“熬”表示加热蒸馏C．“胆矾”化学式为CuSO4D．“化”表示置换转化
2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是 ( )A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：铜丝与浓硫酸反应后，仍有大量浓硫酸存在，不能把水加入反应器中，否则会发生危险，A项错误，Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。
题组二 铜及其化合物的制取3．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如图： (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________(填字母)吸收。a．浓硫酸 b．稀硝酸c．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________(填字母)。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2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________________________________________________________________________________。答案：(3)bd (4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
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纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。
考点 3 金属材料与金属矿物的开发利用1．合金的概念及性能
2．常见的金属材料(1)金属材料分类：
(2)几种常见的合金：①
3．金属矿物的开发利用(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)。
Mn＋＋ne－===M
(3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)：
结合教材必修2 P89实验4－1，多角度认识铝热反应，并填空：
(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。( )(2)金属元素的单质在常温下均为固体。( )(3)合金材料中不可能含有非金属元素。( )(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。( )(5)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。( )(6)金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂。( )(7)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。( )(8)电解氯化镁溶液制取金属镁。( )
(1)用H2还原法冶炼得到的金属，纯度高，但成本也高；用CO和C还原法冶炼得到的金属，纯度低，冶炼成本也低。(2)用热还原法制得的铜须用电解精炼法进行提纯。(3)金属冶炼与金属活动性的关系：
题组一 合金的形成条件1．表中是四种金属的熔、沸点数据：
(1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？___________________________________________________________。(2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。_____________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)NaCu，NaFe(2)要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点
题组二 金属冶炼方法2．黄铜(铜、锌合金)因外观与黄金相似又俗称“药金”。回答相关问题。(1)鉴别黄金与“药金”可采用________________方法。(2)古代“药金”冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)，木炭混合加热至800 ℃，得到金光闪闪的“药金”。该冶炼方法属于________法，冶炼过程中Cu2O反应的化学方程式为___________________________。
答案：弱 Ba的沸点比Al低，高温变成Ba蒸气，促进反应向右进行
题组三 铝热反应及应用4．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 ml·L－1盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：(1)产物中的单质B是________。 (2)②中所发生的各反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。
答案：(1)Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(4)0.67 ml·L－1 2.33 ml·L－1
题组四 新素材命题5．武德合金是用50%铋(Bi)、25%铅(Pb)、12.5%锡(Sn)和12.5%镉(Cd)制成的。它的熔点是70 ℃，比所有标准条件下为固态的金属熔点都低。把武德合金制成的保险丝安装在电闸盒中，如果电路中发生短路或超载，电流过大，导线便会发热，当温度升高到70 ℃时，保险丝熔断，保护电器设备，防止火灾发生。西班牙人乌罗阿和武德分别于1935年和1941年发现了铂主要以游离态和合金形式存在。因此，为了纪念武德，人们将这种特殊的合金命名为武德合金。钢中加入微量铋，可改善钢的加工性能，可锻铸铁加入微量铋，能使可锻铸铁具备类似不锈钢的性能。
结合上述材料，回答下列问题：问题1.铋的还原熔炼：原理是Bi2O3与还原剂煤粉在高温下发生反应，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——宏观辨识与微观探析)问题2.铋的置换熔炼：原理是Bi2S3加置换剂铁屑在高温下置换，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——证据推理与模型认知)问题3.含＋4价的铅元素的化合物具有强氧化性，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性还强，在实验室中也可用PbO2和浓盐酸反应制取Cl2，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——变化观念与平衡思想)
1.镁的特殊反应(1)镁在空气中燃烧除生成氧化镁外，还有少量的氮化镁。(2)镁能在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。2.特殊的颜色Cu、Cu2O—红色，CuO—黑色，Cu(OH)2—蓝色，CuSO4—白色，CuSO4·5H2O—蓝色，Cu2(OH)2CO3—绿色。
1．(2020·高考全国卷Ⅲ)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解析：孔雀石、蓝铜矿的主要成分均能与酸反应，C错误。
(4)(2016·高考全国卷Ⅱ)除去Cu粉中混有的CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。( )(5)(2015·高考全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。( )
3．(2018·高考全国卷Ⅱ)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＋)＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示：
回答下列问题：(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。
考点 1 镁及其化合物的性质及用途1．镁(1)物理性质：具有银白色金属光泽的固体。(2)化学性质(写化学方程式)：①与O2反应：_____________________(发出耀眼白光)；②与N2反应：_____________________；
③与CO2反应：__________________________；④与沸水反应：_______________________________。(3)用途：生产合金，冶金工业上用作还原剂和脱氧剂。
2．氧化镁(1)物理性质：白色____溶于水的固体，熔点高。(2)化学性质：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O。(3)用途：耐火材料。
3．氢氧化镁(1)物理性质：白色 溶于水的固体。(2)化学性质：
Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O
(2)涉及的部分化学反应：MgCl2→Mg(OH)2：_______________________________________；Mg(OH)2→MgCl2：_________________________________；MgCl2→Mg：____________________________。
MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2
Mg(OH)2＋2HCl===MgCl2＋2H2O
结合教材必修1 P46图3－2“镁条燃烧”，写出燃烧过程中可能发生反应的化学方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________
(1)Mg在空气中燃烧，产物只是MgO。( )(2)镁着火不可以用CO2灭火，钠着火也不可以用CO2灭火。( )(3)镁、铝、硫酸构成原电池，镁作负极。( )(4)镁、铝、NaOH溶液构成原电池，镁作负极。( )(5)下列转化关系均可通过一步反应实现：Mg―→MgO―→Mg(OH)2―→MgCl2。( )(6)1 ml Mg与足量盐酸反应时，转移2NA个电子。( )
题组一 镁及其化合物的性质与应用1．镁粉是焰火、闪光粉、鞭炮中不可缺少的原料。工业上制造镁粉是将镁蒸气在某种气体中冷却，有下列气体：①空气、②CO2、③Ar、④H2、⑤N2，其中可作为冷却气体的是 ( )A．①和② B．②和③C．③和④ D．②和④解析：与镁蒸气不发生反应的Ar、H2均可作为冷却气体。
2．甲、乙为单质，丙、丁为氧化物，它们存在如图反应(反应条件省略)。下列各组的甲、乙一定不符合的是( )A．铝和铁 B．氟和氧C．碳和硅 D．镁和碳解析：甲为氟，乙为氧，氟气和水反应生成氢氟酸和氧气，氢氟酸不属于氧化物，B不符合。
题组二 海水提镁3．如图为利用海水制备部分物质的过程。下列有关说法正确的是( )A．制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl的溶解度B．用澄清石灰水可鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液C．在第③、④、⑤步骤中，溴元素均被氧化D．加热MgCl2溶液制取无水氯化镁
解析：分别向碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入澄清石灰水，均有白色沉淀产生，现象相同，不能鉴别，B错误；第④步中，SO2＋2H2O＋Br2===H2SO4＋2HBr中S元素的化合价升高，则二氧化硫被氧化，溴元素被还原，C错误；需要在氯化氢气流中加热才能得到无水氯化镁，D错误。
4．海水中蕴藏着丰富的资源。除从海水中可制得食盐外，还可以制取镁、钾、溴及其化工产品。从海水中制取金属镁、溴的化工流程如图：已知：MgO的熔点为2 800 ℃，MgCl2的熔点为712 ℃。回答下列问题：(1)操作2的方法是_________，操作3具体指______________________。答案：(1)过滤 蒸发浓缩、降温结晶
(2)操作1粗盐精制主要是要除去粗盐中的Ca2＋、Mg2＋、SO，以下试剂顺序合理的组合是________(填字母)。①稀盐酸 ②NaOH ③Na2CO3 ④BaCl2a．②③④① b．③②④①c．④②③① d．④③①②(3)SO2水溶液可以起到富集溴的目的，该溶液吸收溴的离子反应方程式是_____________________________________________________________________________________________________________________。
(4)写出电解MgCl2制取Mg的化学方程式：________________________________________________________________________________。(5)有同学认为上述流程过于复杂，可直接加热Mg(OH)2得到MgO，再电解熔融的MgO制取金属镁，这样可简化实验步骤，体现实验的简约性原则。你同意该同学的想法吗？______(填“同意”或“不同意”)，请说出你同意或不同意的理由：___________________________________________________________________________________________。
考点 2 铜及其化合物1．单质铜(1)物理性质：_____色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
①写出下列化学方程式：铜在空气中加热：____________________。铜丝在硫蒸气中反应：__________________。铜丝在Cl2中反应：___________________。②常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。有关化学方程式为_____________________________________。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
3.氢氧化铜(1)物理性质：___色不溶于水的固体。(2)化学性质及应用：
4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为____________，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：______________________________________。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称____________，其受热分解的化学方程式为_______________________________，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变____色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。
1．结合教材必修1 P62资料卡片，回答下列问题：(1)古人很早就掌握了冶铜技术的原因是什么？(2)铜属于重金属，为什么日常生活中可以使用铜器皿加工食物？____________________________________________________________________________________________________________________________提示：(1)铜的化学性质不活泼，铜的化合物易被还原为铜单质。(2)铜化学性质不活泼，铜不易形成含铜的化合物，故使用铜器皿比较安全。
2．Cu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，试写出反应的化学方程式。____________________________________________________________________________________________________________________________提示：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O
(1)CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2。( )(2)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物。( )(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水。( )(4)将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀。( )(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化。( )
(6)用稀硝酸清除铜制品上的铜锈。( )(7)过量铜与浓硝酸反应，产生的气体中有NO2、NO和H2。( )(8)铜是导电性最好的金属材料。( )(9)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分。( )(10)将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，制得无水CuCl2固体。( )
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多；方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂；方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。因此方案(3)更合理
题组一 铜及其化合物的性质及应用1．我国宋代沈括在《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列对文中词语的理解，正确的是( )A．“苦泉”中泉水属于胶体B．“熬”表示加热蒸馏C．“胆矾”化学式为CuSO4D．“化”表示置换转化
2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，下列操作正确且能达到实验目的的是 ( )A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿
解析：铜丝与浓硫酸反应后，仍有大量浓硫酸存在，不能把水加入反应器中，否则会发生危险，A项错误，Cu与Cl2在常温下不反应，需要加热才能发生反应，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。
题组二 铜及其化合物的制取3．工业上由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)冶炼铜的主要流程如图： (1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________(填字母)吸收。a．浓硫酸 b．稀硝酸c．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________(填字母)。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2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为__________________________________________________________________________________。答案：(3)bd (4)4H＋＋O2＋4e－===2H2O
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纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。
考点 3 金属材料与金属矿物的开发利用1．合金的概念及性能
2．常见的金属材料(1)金属材料分类：
(2)几种常见的合金：①
3．金属矿物的开发利用(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)。
Mn＋＋ne－===M
(3)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)：
结合教材必修2 P89实验4－1，多角度认识铝热反应，并填空：
(1)金属元素的单质只有还原性，其离子只有氧化性。( )(2)金属元素的单质在常温下均为固体。( )(3)合金材料中不可能含有非金属元素。( )(4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属。( )(5)合金的硬度一般大于成分金属，而熔点一般低于成分金属。( )(6)金属氧化物与铝粉的混合物都是铝热剂。( )(7)人类历史上使用铝的时间比铁晚，原因是铝的冶炼成本高。( )(8)电解氯化镁溶液制取金属镁。( )
(1)用H2还原法冶炼得到的金属，纯度高，但成本也高；用CO和C还原法冶炼得到的金属，纯度低，冶炼成本也低。(2)用热还原法制得的铜须用电解精炼法进行提纯。(3)金属冶炼与金属活动性的关系：
题组一 合金的形成条件1．表中是四种金属的熔、沸点数据：
(1)根据表中数据，归纳出两种金属不能形成合金的有哪些组合？___________________________________________________________。(2)概括出能形成合金的两种金属应具备的条件。_____________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)NaCu，NaFe(2)要形成合金，各成分都要有共同的液态温度范围，即合金中一种金属的熔点要高于另一种金属的熔点而低于它的沸点
题组二 金属冶炼方法2．黄铜(铜、锌合金)因外观与黄金相似又俗称“药金”。回答相关问题。(1)鉴别黄金与“药金”可采用________________方法。(2)古代“药金”冶炼方法如下：将碳酸锌、赤铜(Cu2O)，木炭混合加热至800 ℃，得到金光闪闪的“药金”。该冶炼方法属于________法，冶炼过程中Cu2O反应的化学方程式为___________________________。
答案：弱 Ba的沸点比Al低，高温变成Ba蒸气，促进反应向右进行
题组三 铝热反应及应用4．粉末状试样A是由等物质的量的MgO和Fe2O3组成的混合物。进行如下实验：①取适量A进行铝热反应，产物中有单质B生成；②另取20 g A全部溶于0.15 L 6.0 ml·L－1盐酸中，得溶液C；③将①中得到的单质B和溶液C反应，放出1.12 L(标况)气体，同时生成溶液D，还残留有固体物质B；④用KSCN溶液检验时，溶液D不变色。
请填空：(1)产物中的单质B是________。 (2)②中所发生的各反应的化学方程式是______________________________________________________________________________________。(3)③中所发生的各反应的离子方程式是______________________________________________________________________________________。(4)若溶液D的体积仍视为0.15 L，则该溶液中c(Mg2＋)为________，c(Fe2＋)为________。
答案：(1)Fe (2)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O，MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O(3)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋(4)0.67 ml·L－1 2.33 ml·L－1
题组四 新素材命题5．武德合金是用50%铋(Bi)、25%铅(Pb)、12.5%锡(Sn)和12.5%镉(Cd)制成的。它的熔点是70 ℃，比所有标准条件下为固态的金属熔点都低。把武德合金制成的保险丝安装在电闸盒中，如果电路中发生短路或超载，电流过大，导线便会发热，当温度升高到70 ℃时，保险丝熔断，保护电器设备，防止火灾发生。西班牙人乌罗阿和武德分别于1935年和1941年发现了铂主要以游离态和合金形式存在。因此，为了纪念武德，人们将这种特殊的合金命名为武德合金。钢中加入微量铋，可改善钢的加工性能，可锻铸铁加入微量铋，能使可锻铸铁具备类似不锈钢的性能。
结合上述材料，回答下列问题：问题1.铋的还原熔炼：原理是Bi2O3与还原剂煤粉在高温下发生反应，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——宏观辨识与微观探析)问题2.铋的置换熔炼：原理是Bi2S3加置换剂铁屑在高温下置换，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——证据推理与模型认知)问题3.含＋4价的铅元素的化合物具有强氧化性，PbO2的氧化性比Cl2的氧化性还强，在实验室中也可用PbO2和浓盐酸反应制取Cl2，写出发生反应的化学方程式。(素养角度——变化观念与平衡思想)
1.镁的特殊反应(1)镁在空气中燃烧除生成氧化镁外，还有少量的氮化镁。(2)镁能在二氧化碳中燃烧，生成氧化镁和碳。2.特殊的颜色Cu、Cu2O—红色，CuO—黑色，Cu(OH)2—蓝色，CuSO4—白色，CuSO4·5H2O—蓝色，Cu2(OH)2CO3—绿色。
1．(2020·高考全国卷Ⅲ)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解析：孔雀石、蓝铜矿的主要成分均能与酸反应，C错误。
(4)(2016·高考全国卷Ⅱ)除去Cu粉中混有的CuO的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥。( )(5)(2015·高考全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 ml·L－1 Fe2(SO4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现。( )
3．(2018·高考全国卷Ⅱ)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＋)＝0.1 ml·L－1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表所示：
回答下列问题：(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。
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