第14讲 金属材料及金属矿物的开发利用—2025年高考化学大一轮复习讲义（新教材新高考）

—2025年高考化学大一轮复习讲义（新教材新高考） 第14讲 金属材料及金属矿物的开发利用 ( 知识体系 ) ( 知识梳理一 ) 一、铜及其主要化合物 1、铜 （1） 物理性质：颜色：红色(紫红色)金属 （2） 化学性质：价态：+1(不稳定) +2(稳定) ①与某些非金属单质反应： Ⅰ.与氧气反应：2Cu+O22CuO Ⅱ.与硫反应：2Cu+SCu2S(黑色) Ⅲ.与氯气反应：Cu+Cl2CuCl2(棕黄色的烟) ②与酸反应：（非氧化性酸不反应） Ⅰ.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O Ⅱ.Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O Ⅲ.3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O ③与某些盐反应：Cu+2FeCl3===CuCl2+2FeCl2(印刷电路板) 2、铜的氧化物 （1） CuO(黑色)，Cu2O(红色)   （2）与酸反应：Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O （3）与还原性物质（如H2、CO、C等）反应：CuO+CO===Cu+CO2 3、铜的氢氧化物及其反应 Cu(OH)2：蓝色物质，不溶性弱碱 （1）受热分解（是难溶碱的共性）Cu(OH)2CuO+H2O （2） 弱氧化性 ：与新制氢氧化铜悬浊液反应 配制新制的Cu(OH)2悬浊液： 4、铜盐及其反应 碱式碳酸铜（铜绿）受热分解：Cu2(OH)2CO32CuO+CO2↑+H2O ( 经典典例 ) 1．下列关于铜及其化合物之间转化反应的离子方程式或化学方程式书写不正确的是 A．单质转化为可溶性盐： B．碱转化为氧化物： C．硫酸盐转化为碱式碳酸盐： D．可溶性盐转化为难溶性盐： 2．探究铜及其化合物的性质，下列方案设计、现象和结论都正确的是 实验方案 现象 结论 A 向浓度均为的、混合溶液中加入溶液 出现蓝色沉淀 B 取适量硫酸铜粉末溶于水，再向溶液中加入足量浓氨水 硫酸铜粉末溶解后显蓝色，加足浓氨水后得到深蓝色溶液 氨分子结合铜离子能力强于水分子 C 将铜和浓硫酸反应后的混合物倒入盛有稀盐酸、混合溶液的烧杯中 产生大量白色沉淀 说明铜和浓硫酸反应后有硫酸剩余 D 取一段未打磨的铝条，伸入稀溶液 铝条表面出现紫红色固体 铝活泼性比铜强 A．A B．B C．C D．D 3．铜器久置于空气中会生锈产生 “铜绿”，化学式为Cu2(OH)2CO3，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。某同学利用下述系列反应实现了铜及其化合物的转化：铜铜绿甲Cu(OH)2乙Cu。下列说法不正确的是 A．铜绿属于盐 B．甲为CuO C．① 属于氧化还原反应 D．②不是氧化还原反应 4．铜及其重要化合物在生产中有着重要的应用。辉铜矿(主要成分 Cu2S)可以用于制铜，反应为Cu2S +O22Cu+SO2，制得的粗铜通过电解法进行精炼。Cu2S与浓硝酸反应可得Cu(NO3)2。Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)4]2+。Cu2O加入到稀硫酸中，溶液变蓝色并有紫红色固体产生，下列说法正确的是 A．电解精炼铜时阴极反应：Cu-2e-=Cu2+ B．Cu2S与浓硝酸反应Cu2S+6HNO3(浓)2Cu(NO3)2+2NO2↑+H2S↑+H2O C．Cu2O溶于稀硫酸：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O D．Cu在O2 存在下与氨水反应：2Cu+8NH3+O2+4H+=2[Cu(NH3)4]2++2H2O ( 知识梳理二 ) 一、金属矿物的开发利用 1．合金及新材料 （1）合金概念：两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔化而成的具有金属特性的物质叫合金(合金为混合物)。如：钢铁为铁碳合金。 （2）合金特性：合金比它的成分金属具有良好的物理和化学等多方面性能。如合金的熔点一般比它的成分金属熔点低，合金适宜铸造；又如硬铝合金的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当钢材，且密度小。 （3）钛合金：金属钛是一种新型的结构材料。钛的密度为454g·cm-3，比钢轻，可是，钛的机械性能与钢相似。钛恰好兼有钢和铝的优点。液体钛几乎能溶解所有的金属，因此可以和多种金属形成合金。将钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛的表面容易形成致密的、钝性的氧化物保护膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀性很强。由于金属钛具有优良的性能，在国防和高能技术中，钛占有重点地位，在航海和航空制造业中得到广泛的应用。 2．金属的冶炼 （1）金属的存在：除了金、铂等少数金属外，绝大多数金属以化合态的形式存在于自然界。 （2）金属冶炼的涵义：简单地说，金属的冶炼就是把金属从矿石中提炼出来。金属冶炼的实质是把金属元素从化合态还原为游离态， （3）从矿石中提取金属的一般步骤有