第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
[考纲展示]
1．了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。 2.了解合金的概念及重要应用。 3.知道铜及其重要化合物的性质。 4.了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。
考 点 一 铜及其重要化合物[学生用书P62]
一、铜的化学性质
反应物 化学方程式 (1)潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜非金Cl2 属 S 氧化性酸 盐 l3 二、氧化铜和氢氧化铜
物质 化学式 氧化铜 CuO 氢氧化铜 Cu(OH)2 稀硝酸 AgNO3、FeCCu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag、Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 浓硫酸 浓硝酸 O2 △，绿色) (2)2Cu＋O2=====2CuO(黑色固体) 点燃Cu＋Cl2=====CuCl2(棕黄色烟) △2Cu＋S=====Cu2S △Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 1 / 23
颜色状态 水溶性 黑色固体(粉末) 不溶 CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O 蓝色固体 不溶 化学性质 △CuO＋H2=====Cu＋H2O △CuO＋CO=====Cu＋CO2 Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O Cu(OH)2=====CuO＋H2O △
三、硫酸铜
1．CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解为白色粉末CuSO4和水。 2．无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验试剂，但不适于作干燥剂。
(1)Cu在加热条件下与O2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu作为O2的吸收剂。若在实
验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。
(2)无水CuSO4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。 (3)铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。农业上常用石灰乳和CuSO4混合使用，是被称为“波尔多液”的农药。
(2015·最新调研)某课外研究小组，用含有较多杂质的铜粉，通过不同的化学反应制取胆矾。其设计的实验过程为
(1)杂铜中含有大量的有机物，可采用灼烧的方法除去有机物，灼烧时将瓷坩埚置于________上(用以下所给仪器的编号填空，下同)，取用坩埚应使用________，灼烧后的坩埚应放在________上，不能直接放在桌面上。 实验所用仪器：
a．蒸发皿 b．石棉网 c．泥三角 d．表面皿 e．坩埚钳 f．试管夹
(2)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物，灼烧后含有少量铜的可能原因是
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________。
a．灼烧过程中部分氧化铜被还原 b．灼烧不充分铜未被完全氧化 c．氧化铜在加热过程中分解生成铜 d．该条件下铜无法被氧气氧化
(3)通过途径Ⅱ实现用粗制氧化铜制取胆矾，必须进行的实验操作步骤：酸溶、加热通氧气、过滤、________、冷却结晶、________、自然干燥。
(4)由粗制氧化铜通过两种途径制取胆矾，与途径Ⅰ相比，途径Ⅱ有明显的两个优点是①________________________________、②________________________________。 [解析]
(1)因加热坩埚时温度较高，应放在泥三角上进行加热，且取用坩埚时要用坩埚钳，并且为防止坩埚炸裂和烧坏桌面，灼烧后的坩埚要在石棉网上冷却，不能直接放在桌面上。(2)灼烧后含有少量铜，其原因可能是灼烧不充分，铜未被完全氧化，也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。(3)利用途径Ⅱ制取胆矾时，必须先加酸将氧化铜溶解，加热通氧气将Cu氧化，过滤除去粗制氧化铜中的不溶物杂质后，然后再蒸发溶剂，冷却结晶，再过滤得晶体，最后将其干燥，由此可写出答案。(4)根据途径Ⅰ的反应化学方程式Cu＋2H2SO4(浓)△=====
CuSO4＋SO2↑＋2H2O和途径Ⅱ的反应化学方程式2Cu＋O2＋2H2SO4(稀)
△=====
2CuSO4＋2H2O，可以看出途径Ⅱ的优点是：①产生等量的胆矾比途径Ⅰ耗硫酸少；②途径Ⅱ不产生污染大气的气体(SO2)。 [答案] (1)c e b (2)ab (3)蒸发 过滤
(4)产生等量胆矾途径Ⅱ消耗硫酸少 途径Ⅱ不会产生污染大气的气体 [思维建模]—废铜综合利用的常见流程框图模式
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1.(2015·高考四川卷)下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( )
A．该溶液中Na＋、NH＋4、NO3－、Mg2＋可以大量共存 B．通入CO2气体产生蓝色沉淀
C．与H2S反应的离子方程式：Cu2＋＋S2－===CuS↓
D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu2＋＋2NH3·H2O ===Cu(OH)2↓＋2NH4＋
解析：选A。A.CuSO4溶液显酸性，Na＋、NH4＋、NO－3、Mg2＋可以大量共存，A项正确；B.CO2与CuSO4溶液不发生反应，违背了强酸制弱酸的原理，B项错误；C.H2S属于弱电解质，书写离子反应方程式时，要写化学式，C项错误；D.CuSO4溶液与过量浓氨水反应生成
四氨基合铜离子，D项错误。
题组一 铜及其化合物的性质
1．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 ( ) 选项 A B 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ 判断 Ⅰ对；Ⅱ对；无 Ⅰ对；Ⅱ对；有 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 铜表面易形成致密的氧化膜 向硫酸铜溶液中通入氨气，有把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧铜制容器可以盛放浓硫酸 C 深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧，铜丝表面变黑 滤渣，最后变成黑色固体 蓝色硫酸铜晶体受热转化为白硫酸铜溶液可用作游泳池的消Ⅰ对；Ⅱ对；有 D 色硫酸铜粉末是物理变化 毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 解析：选D。稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应，而且稀盐酸不能与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。
2．氢氧化铜和碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]均可溶于盐酸转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解生成氧化铜。溶解25.25
g的上述混合物，恰好消耗1.0
mol·L－1盐酸500
mL。灼烧等量的上述混合物，得到的氧化铜质量为( )
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A．15 g C．30 g
B．20 g D．35 g
解析：选B。用盐酸溶解上述混合物，最后所得溶液为CuCl2溶液，根据Cl－守恒得n(CuCl2)＝
1.0 mol·L－1×0.5 L
＝0.25 mol。根据Cu元素守恒得n(CuO)＝0.25 mol，其质量为0.25
2
mol×80 g·mol－1＝20 g。
题组二 铜及其化合物的综合应用
3．工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：
(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的________吸收。 a．浓H2SO4 b．稀HNO3 c．NaOH溶液 d．氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在________(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2＋的方法是______________(注明试剂、现象)。 (3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为
________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由转化关系可知A中含有SO2，故可利用碱性溶液吸收。稀HNO3虽然也能与SO2反应，但又会放出有毒气体NO，故不能选b。
(2)Fe2＋具有强还原性，可利用KMnO4溶液来检验，若KMnO4溶液褪色，则说明溶液中含有Fe2＋。
(3)由泡铜冶炼粗铜利用了铝的强还原性(铝热反应)。Cu2O中铜元素为＋1价，利用得失电高温
子守恒配平反应方程式：3Cu2O＋2Al=====Al2O3＋6Cu。 答案：(1)cd
(2)Fe3＋ 取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4溶液褪色 高温
(3)3Cu2O＋2Al=====Al2O3＋6Cu
4．铜器久置，表面会生成一层绿色固体，某化学兴趣小组收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。查阅相关资料后，得知该绿色物质是碱式碳酸铜。该小组同学利用如图装置进行实验，探究碱式碳酸铜的分解产物。
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高三化学一轮复习第3章金属及其化合物第4讲用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
