精品解析：第5讲 金属材料与金属的冶炼

第三章金属及其化合物 第5讲 金属材料与金属的冶炼 1.结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解金属材料的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用。 2.结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值。 考点一 铜及其重要化合物 1.铜单质 (1)物理性质：紫红色固体，具有导电性、导热性和延展性，不能被磁体吸引。 (2)化学性质 反应物 化学方程式 非金 属单 质 O2 ①常温下潮湿的空气中：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色) ②在空气中加热：2Cu+O22CuO(黑色固体) Cl2 Cu+Cl2CuCl2(棕黄色烟) 氧化 性酸 浓硫酸 Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O 浓硝酸 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 稀硝酸 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 盐 AgNO3 溶液 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag FeCl3 溶液 Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2 【注意】①铜为变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2>S。 ②Cu与稀硫酸不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀硫酸中逐渐溶解：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。 2.氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜(CuO) 氧化亚铜(Cu2O) 颜色 黑色 砖红色 与酸反 应(H+) CuO+2H+=Cu2++H2O Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 与H2 反应 CuO+H2Cu+H2O Cu2O+H22Cu+H2O 转化关系 4CuO2Cu2O+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 反应①的化学方程式：Cu(OH)2CuO+H2O。 反应②的离子方程式：Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O。 4.铜盐 (1)碱式碳酸铜 碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，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Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O。 (2)硫酸铜 ①CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾。 ②无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)。 【注意】①无水CuSO4能用作检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。 ②铜盐溶液有毒，具有杀菌作用，这是因为Cu2+是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。 (3)铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜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。铜盐溶液有毒，主要是因为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。 【注意】①通常利用反应2Cu+O22CuO除去某些混合气体中的少量O2。 ②铜变价金属，与Cl2反应生成CuCl2，与S反应生成Cu2S，由此可知氧化性：Cl2>S。 ③Cu与稀硫酸不反应，但在通入O2的条件下，Cu可在稀硫酸中逐渐溶解：2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。 ④无水CuSO4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。 5.铜的冶炼 (1)湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。 (2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿方法获得铜(粗铜)： 2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣) 2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2 2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑ (3)电解精炼铜：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，铜在阳极上失电子变为Cu2+，用纯铜棒作阴极，Cu2+在阴极上得电子生成铜。 6.废铜综合利用常见化工流程 考点二 金属材料与金属矿物的开发利用 1.合金 【注意】 ①合金的物理性质相比于其成分金属有所改变，但合金中各成分金属的化学性质不变。 ②并非所有的金属都能形成合金，若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点，则二者不能形成合金。 2.常见金属材料 (1)金属材料包括纯金属和它们的合金。日常使用的金属材料，大多数属于合金。 (2)几种常见的合金 ③ 【特