2019-2020年新人教版高考化学一轮复习第三章金属及其化合物4铜及其化合物金属资源课件

①Fe―H2―SO→4 H2―C―uO→Cu ②CuO―H2―SO→4 CuSO4―F―e→Cu 若用这两种方法制得等量的铜，则下列有关说法符合实际情 况的是( ) A．消耗氧化铜的质量相同 B．消耗铁的质量相同 C．消耗硫酸的质量相同 D．生成硫酸亚铁的质量相同
解析：制备 1 mol Cu 需要 1 mol CuO，而 H2 还原 CuO 时需 要先用 H2 排除体系内的空气，冷却时也需要继续通 H2，因此需 要 H2 的量远大于 1 mol，即消耗的 Fe、H2SO4 均比第②种方法多。
现象记录如下：
由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( ) A．是 Cu B．是 Cu2O C．一定有 Cu，一定有 Cu2O D．一定有 Cu2O，可能有 Cu
解析：浓 H2SO4(加热)、硝酸均能氧化 Cu 或 Cu2O；而稀 H2SO4 与 Cu 不反应，与 Cu2O 反应。
答案：D
3．(2017·青岛二模)铜是与人类关系非常密切的有色金属。 已知：常温下，在溶液中 Cu2＋稳定，Cu＋易在酸性条件下发生反 应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu。大多数＋1 价铜的化合物是难溶物，如 Cu2O、CuI、CuCl、CuH 等。
根据氢氧化铜的溶度积常数可知溶液中 c(Cu2＋)＝Kspc[2COuHO－H2] ＝2.21×0－180－2 20mol·L－1＝2.2×10－4 mol·L－1。
题组二 铜及其化合物的转化关系及应用 4．(2017·潍坊一模)在实验室里用铁屑、氧化铜、稀硫酸为 原料制备单质铜，有下列两种途径：
A．SO2 B．苯 C．NaOH 溶液 D．乙醇
(3)一定条件下，在 CuSO4 中加入 NH5 反应生成氢化亚铜 (CuH)。
①已知 NH5 是离子化合物且所有原子都达到稀有气体的稳 定结构，请写出 NH5 的电子式：
________________________________________________；
(2)有色金属材料——铜和铝。 ①我国使用最早的合金是青铜，常见的铜合金有黄铜和白 铜。 ②铝合金。
3．金属冶炼 (1)金属在自然界中的存在形式 金、铂等化学性质不活泼的金属，在自然界以游离态存在； 化学性质较活泼的金属在自然界中以化合态存在。
(2)金属的冶炼方法 ①热分解法：
加热分解 HgO 和 Ag2O 的化学方程式分别为： 2HgO==△===2Hg＋O2↑ 2Ag2O==△===4Ag＋O2↑
第4讲 铜及其化合物 金属资源
[考纲要求] 1.掌握铜及其重要化合物的主要性质及其应用。 2.了解常见金属活动顺序。 3.了解金属的概念及其重要应用。
考点一 铜及其重要化合物
1.铜的性质 (1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热 性和延展性。
(2)化学性质
写出图中有关反应的化学方程式或离子方程式：
(3)①已知 NH5 是离子晶体且所有原子都达到稀有气体的稳 定结构，这说明该离子化合物是由 H－和 NH＋4 构成的，所以 NH5
的电子式为 ②Cu＋易在酸性条件下发生反应 2Cu＋===Cu2＋＋Cu，则 CuH
在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式为 2CuH＋2H＋===Cu ＋Cu2＋＋2H2↑。
解析：
根据氯元素守恒：2n(CuCl2)＝n(HCl)＝0.5 L×1 mol/L＝0.5 mol，可知 n(CuCl2)＝0.25 mol，根据 Cu 元素守恒：n(CuO)＝ n(CuCl2)＝0.25 mol，所以 m(CuO)＝0.25 mol×80 g·mol－1＝20 g。
答案：C
2 ． (2017·沈 阳 模 拟 ) 已 知 酸 性 条 件 下 有 如 下 反 应 ： 2Cu ＋ ===Cu2＋＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可 能产生 Cu 或 Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气 还原氧化铜实验所得的红色固体产物做了验证，实验操作和实验
Cu＋H2O
2Cu＋H2O
4CuO=高==温==2Cu2O＋O2↑
3.氢氧化铜 (1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。 (2)化学性质及应用
4．CuSO4·5H2O CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水 CuSO4 为 白色粉末，遇水变蓝色(生成 CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依 据。
答案：A
5．(2017·昌乐调研)孔雀石的主要成分为 Cu2(OH)2CO3。某 同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不 溶于水和稀硫酸)：
(1)反应①能观察到的现象是__固__体__逐__渐__溶__解__，__溶__液__由__无__色_ 变 成__蓝__色__，__有__气__泡__产__生___ ， 有 关 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ___C_u_2_(O__H_)_2C__O_3_＋__2_H_2_S_O__4=_=__=_2_C_u_S_O__4＋__C__O_2_↑__＋__3_H_2_O______。
①化学方程式：
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。 ②化学方程式：2Cu＋S==△===Cu2S ③与氧化性酸
a．与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)==△===CuSO4＋SO2↑＋ 2H2O；
b．与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu＋8H＋＋2NO－3 ===3Cu2 ＋＋2NO↑＋4H2O；
2．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)铝合金的熔点比纯铝的高( × ) (2)合金材料中不可能含有非金属元素(× ) (3)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( √ ) (4)铁是人类在生产、生活中最早使用的金属( × ) (5)用金属钠能置换氯化铜溶液中的铜( × ) √(6)工业上电解熔融状态的 Al2O3 制备 Al 涉及氧化还原反应
③硝酸具有强氧化性，因此 CuH 转化为 Cu(NO3)2，还原产 物是 NO，另外还有 H2O 和 H2 生成，则根据电子得失守恒和原 子 守 恒 可 知 ， 配 平 后 的 化 学 方 程 式 为 6CuH ＋ 16HNO3===6Cu(NO3)2＋3H2↑＋4NO↑＋8H2O
(4)溶液 pH＝6，则氢氧根离子的浓度为 10－8mol·L－1，所以
②热还原法：
a．焦炭还原法：用 C 还原 CuO 的化学方程式： C＋2CuO=高==温==2Cu＋CO2↑。 b．一氧化碳还原法：工业上炼铁的反应原理： 3CO＋Fe2O3=高==温==2Fe＋3CO2。 c．H2 还原法：用 H2 还原 WO3 的化学方程式： 3H2＋WO3==△===W＋3H2O。 d．活泼金属还原法：用 Al 还原 Cr2O3 的化学方程式： 2Al＋Cr2O3=高==温==2Cr＋Al2O3。
③电解法： 电解熔融 Al2O3、MgCl2 冶炼 Al、Mg 的化学方程式分别为： 2Al2O3(熔融)冰=电=晶=解=石= 4Al＋3O2↑ MgCl2(熔融)=电==解==Mg＋Cl2↑
[深化] 1．AlCl3 为共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解 AlCl3 的方法冶炼铝。
尽管 MgO 属于离子化合物，但其熔点高，熔融时耗费更多 能源，增加生产成本，而 MgCl2 的熔点较低，更易熔融，故工业 冶炼镁使用电解熔融 MgCl2 的方法。
2．区别红色物质 Cu 和 Cu2O 的方法 向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红
色物质为 Cu2O，否则为 Cu。 反应的化学方程式为 Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。
考点二 金属材料及金属矿物的利用 1.合金
2．常见金属材料 (1)黑色金属材料——钢铁。
解析： (1)在新制 Cu(OH)2 悬浊液中滴入葡萄糖溶液，加热发生氧 化还原反应生成氧化亚铜、葡萄糖酸盐和水，因此生成不溶物的 颜色为砖红色。氧化亚铜不稳定，容易转化为黑色的氧化铜，因 此这种黑色物质的化学式为 CuO。
(2)为顺利观察到白色沉淀，则需要把碘萃取出来，所以可 以加入的最佳试剂是苯，答案选 B。
c．与浓硝酸反应的离子方程式：Cu＋4H＋＋2NO－3 ===Cu2＋ ＋2NO2↑＋2H2O。
2．氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反 应(H＋)
与 H2 反应
转化关系
CuO＋2H＋===
Cu2O＋2H＋===
Cu2＋＋H2O
Cu2＋＋Cu＋H2O
CuO＋H2==△===
Cu2O＋H2==△===
[深化] 1．无水 CuSO4 只能作为水的检验试剂，但不能作为水蒸气 的吸收试剂而用于除杂。 2．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)
(1)CuO 是黑色固体，与水反应可生成 Cu(OH)2( × )
(2)Cu2O 遇硝酸会被氧化成 Cu2＋( √ )
(3)Cu2(OH)2CO3 是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生
6．Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一，下面是由 Cu2S 冶炼 铜及制取 CuSO4·5H2O 的流程图。
Cu2S―O―△2→Cu―焙―烧→Cu2O、
CuO―足―量―稀―硫―酸→A操―作―→ⅠB蒸―发―、―结――晶―、―过→滤胆矾 Cu2S 中铜元素的化合价为________，火法炼铜的反应原理 是_______________________________
解析： Cu2S 中铜元素的化合价为＋1；Cu2S 在加热条件下与 O2 反 应生成 Cu，依据氧化还原反应的实质判断硫元素对应的产物是 SO2。反应方程式为 Cu2S＋O2==△===2Cu＋SO2。
答案：＋1 Cu2S＋O2==△===2Cu＋SO2
[练后归纳] 1．废铜综合利用的常用化工流程
②写出 CuH 在过量稀盐酸中有气体生成的离子方程式： __2_C__u_H_＋__2_H__＋_=_=_=_C__u_＋__C_u_2_＋_＋__2_H_2_↑______________完成下列化学方程式：