1、模块一 元素及其化合物 专题一 金属及其化合物考点四 金属材料与矿物、铜及其化合物第1步 高考真题试水第2步 教材知识盘点第3步 命题要点突破第4步 模拟练习达标温示提馨请做：第1步 高考真题试水（点此进入word部分）第2步 教材知识盘点 一、合金和常见的金属材料1合金(1)概念：合金是指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：多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点；合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度。低大2常见金属材料(1)黑色金属材料钢铁。是用量最大，用途最广的合金。钢(2)有色金属材料铜和铝。我国使用最早的合金是，常见的铜合金有黄铜和白铜。铝合金
2、。青铜二、金属的冶炼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，在自然界以态存在；化学性质较活泼的金属在自然界中以态存在。2金属冶炼的一般步骤(1)富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量。(2)冶炼：利用氧化还原反应，用把金属矿石中的金属离子还原成金属单质。(3)精炼：提纯金属。游离化合还原剂3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=2HgO2；2Ag2O=4AgO2(2)热还原法：焦炭还原法：用 C 还原 CuO 的化学方程式：。一氧化碳还原法：工业上炼铁的反应原理：。C2CuO=高温 2CuCO23COFe2O3=高温 2
3、Fe3CO2H2 还原法：用 H2 还原 WO3 的化学方程式：。活泼金属还原法：用 Al 还原 Cr2O3 的化学方程式：。3H2WO3=W3H2O2AlCr2O3=高温 2CrAl2O3(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)=电解 4Al3O2MgCl2(熔融)=电解 MgCl2 三、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、导性和导性。紫红热电(2)化学性质反应物质化学方程式O2潮湿的空气(固体)在空气中加热(固体)Cl2非金属S2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3绿色2CuO2=2Cu
4、O 黑色CuCl2=点燃 CuCl22CuS=Cu2S反应物质化学方程式浓H2SO4浓HNO3氧化性酸稀HNO3Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OCu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O反应物质化学方程式AgNO3盐FeCl3Cu2AgNO3=Cu(NO3)22AgCu2FeCl3=CuCl22FeCl22.氧化铜与氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色与酸反应(H)Cu2O2H=Cu2CuH2O与 H2反应转化关系黑色砖红色CuO2H=Cu2H2OCuOH2=CuH2OCu2OH2=2CuH2O4CuO=高温2Cu2
5、OO23.氢氧化铜(1)物理性质：溶于水的固体。(2)化学性质及应用：反应的化学方程式：反应的离子方程式：蓝色不Cu(OH)2=CuOH2OCu(OH)22H=Cu22H2O4铜盐(1)Cu2(OH)2CO3 的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为 。(2)CuSO45H2O 为蓝色晶体，俗称 、胆矾，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 CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。Cu2(OH)2CO3=2CuOH2OCO2蓝矾CuSO45H2O=CuSO45H2O蓝(3)铜盐溶液有毒，主要是
6、因为 Cu2作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。第3步 命题要点突破 命题点 1 金属冶炼的方法1(2013山东高考，节选)金属冶炼与处理常涉及氧化还原反应。由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是()AFe2O3 BNaClCCu2S DAl2O3解析 非常活泼的金属，如 Na、K、Mg、Al 等，用电解的方法冶炼。答案 BD2(2014天津高考，节选)已知：化合物MgOAl2O3MgCl2AlCl3类型离子化合物离子化合物离子化合物共价化合物熔点/2 8002 050714191工业制镁时
7、，电解 MgCl2 而不电解 MgO 的原因是_；制铝时，电解 Al2O3 而不电解AlCl3 的原因是_。解析 MgO 和 MgCl2 均为离子化合物，但 MgO 的熔点太高，熔融时需要消耗大量能量，故使用熔点较低的 MgCl2。AlCl3属于共价化合物，熔融时不导电，故不能用电解 AlCl3 的方法冶炼 Al。答案 MgO 的熔点高，熔融时耗费更多能源，增加生产成本。AlCl3 是共价化合物，熔融态难导电。方法技巧 金属冶炼三方法1电解法在金属活动性顺序中 Al 之前(含铝)的金属，用电解的方法冶炼。如电解熔融 NaCl制Na，电解熔融MgCl2制镁，电解熔融Al2O3制铝。2热还原法在金
8、属活动性顺序中，Al 之后，Cu 之前(含 Cu)的金属一般用还原法冶炼。常使用的还原剂有焦炭、CO 和 H2。用焦炭作还原剂冶炼的金属会混有一定量的碳，如钢铁。用CO 作还原剂时产物的纯度较高，但 CO 有毒，污染环境。用 H2作还原剂时产物的纯度高、对环境无污染，但 H2 不易获得，且难以贮存和运输。3加热分解法在金属活动性顺序中，Cu 之后的金属(如 Hg、Ag)一般可采用加热分解氧化物的方法冶炼。如加热 HgO、Ag2O 制得 Hg、Ag。命题点 2 铝热反应及应用1铝热反应(1)原理：高温下铝将较不活泼的金属从其氧化物中还原出来。(2)实验装置：铝粉还原氧化铁的实验装置：如图所示。(
9、3)实验现象：镁条剧烈燃烧，放出一定的热量，使氧化铁粉末和铝粉在较高温度下发生剧烈的反应。反应放出大量的热，并发出耀眼的强光。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，仔细观察，可以发现落下的是铁珠。(4)反应特点：高温条件。剧烈燃烧，放出大量的热。新生成的液态金属单质易与 Al2O3(固态)分离。(5)引燃剂和铝热剂：引燃剂：镁条、氯酸钾。铝热剂：铝粉和金属氧化物(Fe2O3、Cr2O3、V2O5 等)组成的混合物。2铝热反应的应用(1)该反应为放热反应，铝在高温下还原出了金属单质。在冶金工业上也常用这一原理制取熔点较高的金属，如铬、锰等，3MnO24Al=高温 2
10、Al2O33Mn。(2)该反应原理可以应用在生产上，如焊接钢轨等。1(2014山东高考，节选)用铝粉和 Fe2O3 做铝热反应实验，需要的试剂还有()AKCl BKClO3CMnO2DMg取少量铝热反应所得的固体混合物，将其溶于足量稀 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 做铝热反应的实验时，需要 KClO3 作助燃剂，且用镁条引燃。固体混合物中若有 Fe2O3，因发生反应：Fe2O36H=2Fe33H2O 和 Fe2Fe3=3Fe2，Fe3转化为 Fe2，KSCN溶液也不会变红。答案 BD 不能
11、Fe2O36H=2Fe33H2O、Fe2Fe3=3Fe22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：取适量 A 进行铝热反应，产物中有单质 B 生成；另取 20 g A 全部溶于 0.15 L 6.0 mol/L 盐酸中，得溶液 C；将中得到的单质 B 和溶液 C 反应，放出 1.12 L(标准状况)气体，同时生成溶液 D，还残留有固体物质 B；用 KSCN 溶液检验时，溶液 D 不变色。请填空：(1)中引发铝热反应的实验操作是_，产物中的单质 B 是_。(2)中所发生的各反应的化学方程式是_。(3)中所发生的各反应的离子方程式是_。解析(2)Fe2
12、O3 和 MgO 都是碱性氧化物，能与酸反应生成盐和水：Fe2O36HCl=2FeCl33H2OMgO2HCl=MgCl2H2O。(3)混合物中只有 Fe2O3 能和 Al 发生铝热反应并生成铁单质。C 溶液中有反应生成了 FeCl3，还有未反应的 HCl，发生的离子反应为 Fe2H=Fe2H2，Fe2Fe3=3Fe2。答案(1)加少量 KClO3，插上镁条并将其点燃 Fe(2)Fe2O36HCl=2FeCl33H2O、MgO2HCl=MgCl2H2O(3)Fe2H=Fe2H2、Fe2Fe3=3Fe2命题点 3 铜的冶炼方法1Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一，下面是由 Cu2S 冶炼铜及制取
13、 CuSO45H2O 的流程图。Cu2S O2Cu 焙烧 Cu2O、CuO足量稀硫酸 A 操作B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_。(用化学方程式表示)。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：Cu2SO2=2CuSO2。答案 1 Cu2SO2=2CuSO22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)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为_。(2)反应
14、加入的金属可能是_，有关反应的离子方程式为_。解析 孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由 无 色 变 为 蓝 色，且 有 气 泡 产 生；反 应 的 化 学 方 程 式 为Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有 CuSO4，加入的金属粉末能将 Cu2从溶液中置换出来即可，故金属可能是 Fe 或 Zn等。答案(1)固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生 Cu2(OH)2CO32H2SO4=2CuSO4CO23H2O(2)铁粉 FeCu2=Fe2Cu方法技巧 铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：FeCuSO4
15、=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)：2CuFeS24O2=800 Cu2S3SO22FeO(炉渣)2Cu2S3O2=1 200 2Cu2O2SO22Cu2OCu2S=1 200 6CuSO2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。(3)生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化亚铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：a
16、.成本低；b.污染小；c.反应条件简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。1.特殊的颜色：Cu、Cu2O红色，CuO黑色Cu(OH)2蓝色，CuSO4白色，CuSO45H2O蓝色，Cu2(OH)2CO3绿色2特殊的制法：(1)电解法(K、Ca、Na、Mg、Al 等活泼金属)(2)热还原法(ZnCu 之间较活泼金属)(3)热分解法(Hg、Ag 等不活泼金属)3必记五反应：(1)工业上冶炼 Mg：MgCl2(熔融)=电解MgCl2(2)工业上冶炼 Al：2Al2O3(熔融)=电解4Al3O2(3)工业上冶炼 Fe：3COFe2O3=高温2Fe3CO2(4)铝热反应：Fe2O32Al=高温Al2O32Fe(5)铜绿的生成：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3温示提馨请做：第4步 模拟练习达标（点此进入word部分）