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(共59张PPT)
[学习目标]
1.结合真实情境中的应用实例,了解金属材料的主要性能,以及在生产、生活中的应用。
2.结合实例或通过实验探究认识铜及其化合物性质。
3.了解通过化学反应可以探究物质的性质,实现物质的转化。
1.铜单质
(1)物理性质:______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常温下在潮湿的空气中:________________________
_____________ (碱式碳酸铜,绿色)
②在空气中加热:2Cu+O2 2CuO(黑色固体)
Cl2 __________________(棕黄色烟)
2Cu+O2+CO2+H2O===
Cu2(OH)2CO3
紫红
反应物 化学方程式
氧化性酸 浓硫酸 _______________________________________
稀硝酸 _______________________________________
盐 FeCl3溶液 _____________________________________
3Cu+8HNO3(稀)=== 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
Cu+2FeCl3=== CuCl2+2FeCl2
(3)制备方法
2.氧化铜与氧化亚铜
黑
砖红
CuO+2H+=== Cu2++H2O
Cu2O+2H+=== Cu2++Cu+H2O
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:____________________。
反应②的离子方程式:__________________________。
Cu(OH)2+2H+=== Cu2++2H2O
4.铜盐
(1)碱式碳酸铜——Cu2(OH)2CO3(铜绿、孔雀石的主要成分)与盐酸反应的化学方程式:
_______________________________________。
(2)蓝矾(胆矾)——CuSO4·5H2O
蓝矾不稳定,易分解,反应的化学方程式为____________________________。
CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体,可用于检验水。
(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,用来杀灭侵染植物的病毒。
Cu2(OH)2CO3+4HCl=== 2CuCl2+CO2↑+3H2O
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)商代后期铸造出工艺精湛的后(司)母戊鼎,该鼎属于铜合金制品。( )
(2)CuO 是黑色固体,与水反应生成Cu(OH)2。( )
(3)在乙醇中加入少量无水硫酸铜,检验乙醇中是否含水。( )
(4)Cu在Cl2中燃烧产生棕黄色的烟,若反应后,向集气瓶中加少量水振荡,可得到棕黄色溶液。( )
(5)将表面有铜绿的铜器放入盐酸中浸泡除去铜绿。( )
√
×
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×
√
1.《宋会要辑稿》记载:“浸铜之法,先取生铁打成薄片,……浸渍数日,铁片为胆水(硫酸铜溶液)所薄,上生赤煤,取出刮洗……入炉烹炼,……方成铜。”下列理解错误的是(　　)
A.“打成薄片”增大了反应的接触面积
B.“铁片为胆水所薄”发生了置换反应
C.“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤
D.“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强
C
解析　“打成薄片”,增大了反应物之间的接触面积,使反应更快更充分,A不符合题意;“铁片为胆水所薄”,发生反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应,B不符合题意;“上生赤煤”是因为铁与硫酸铜反应生成了红色的铜,不是红色的煤,C符合题意;“浸铜之法”中铁能将硫酸铜中的铜置换出来,说明铁比铜活泼,D不符合题意。
2.(2026·南京开学摸底)“价—类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图。如图是铜元素的“价类二维图”,下列说法正确的是(　　)

A.物质A能与稀硫酸反应生成E
B.物质B的化学式为CuO
C.物质D是一种白色难溶于水的物质
D.物质D能与稀硫酸反应生成E
D
解析　物质A中铜元素化合价为0,是铜单质Cu,在金属活动性顺序中,铜排在氢之后,不能与稀硫酸发生置换反应,所以物质A不能与稀硫酸反应生成E,A错误;物质B属于氧化物,且铜元素显+1价,氧元素显-2价,根据化合物中正负化合价代数和为零,其化学式应为Cu2O,B错误;物质D属于碱,且铜元素显+2价,应为氢氧化铜Cu(OH)2,氢氧化铜是蓝色难溶于水的物质,不是白色,C错误;物质D是Cu(OH)2,物质E是硫酸铜CuSO4,氢氧化铜能与稀硫酸发生中和反应生成CuSO4和H2O,D正确。
3.(2025·陕西省名校联盟联考)实验室以生锈的铜屑[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]为原料制备胆矾的流程如图。下列说法正确的是(　　)

A.胆矾的化学式为CuSO4 B.步骤①的目的是除去油污
C.步骤②中H2O2作还原剂 D.步骤③的操作:蒸发结晶
B
解析　胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,故A错误;碳酸钠溶液呈碱性,油脂在碱性条件下水解,步骤①的目的是除去油污,故B正确;步骤②中发生反应Cu+H2O2+2H+=== Cu2++2H2O,H2O2作氧化剂,故C错误;步骤③是从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体,操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤,故D错误。
1.合金的定义及性能
低
大
2.常见的金属材料
(1)金属材料及分类
①金属材料:是指金属元素或以金属元素为主构成的具有_________的材料的统称,包括_______、_____或______________等。
②分类
金属特性
纯金属
合金
特种金属材料
铁、铬、锰
(2)常见的合金
①
(2)常见的合金
①
低碳钢
高碳钢
中碳钢
0.03%~2%
2%~4.3%
②
③新型合金材料:Ti Fe合金和La Ni合金;钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
3.金属矿物的开发利用
(1)金属在自然界中的存在形式
化合物
(2)金属冶炼的实质
金属的冶炼就是把金属从化合态还原为游离态的过程。即:Mn++ne-=== M(M表示金属)。
(3)金属活动性与冶炼方法的关系
×
(4)金属冶炼的方法(用化学方程式表示)
[正误辨析]　正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)合金金属元素的单质在常温下均为固体。( )
(2)铝合金的熔点比纯铝的低。( )
(3)合金材料中不可能含有非金属元素。( )
(4)火烧孔雀石炼铜是采用的焦炭法来冶炼金属。( )
(5)钛属于金属元素,钛合金材料具有强度高、质量小、抗腐蚀的优点。( )
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×
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√
1.北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料,下列有关金属材料的说法正确的是(　　)
A.纯金属的硬度一般比它们组成合金的成分金属硬度更高
B.钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C.金属单质在常温下都是银白色
D.合金中至少含两种金属元素
B
解析　合金的硬度通常比其成分纯金属更高,因此纯金属硬度更高的说法错误,故A错误;钛及钛合金具有质轻高强、耐热、耐腐蚀等特性,广泛应用于航天领域,故B正确;金属单质不全是银白色(如铜为紫红色),故C错误;合金中可含一种金属和另一种非金属(如钢含铁和碳),故D错误。
2.(2025·郴州市期末)金属铬常用于提升特种合金的性能。工业上以铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的流程如下图。下列说法正确的是(　　)
D
A.①中铬铁矿既作氧化剂又作还原剂
B.②中稀盐酸可以替代稀硫酸
C.若A是Na2Cr2O7,则③中浓硫酸体现了强氧化性
D.④中反应物总能量大于生成物总能量
1.(2025·江苏卷)探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ　取一定量5% CuSO4溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ　将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ　向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是(　　)
A.步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为[Cu(NH3)4]SO4
B.步骤Ⅱ的两份溶液中:c深蓝色(Cu2+)C.步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D.步骤Ⅲ中产生气体、析出红色物质的反应为[Cu(NH3)4]2++Fe=== Cu+Fe2++4NH3↑
B
解析　步骤Ⅰ中硫酸铜溶液与适量浓氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,步骤Ⅱ中氢氧化铜沉淀分别与浓氨水、稀盐酸反应生成[Cu(NH3)4]2+(深蓝色)、氯化铜(蓝色),步骤Ⅲ向含有[Cu(NH3)4]2+的深蓝色溶液中插入打磨过的铁钉,无明显现象,说明[Cu(NH3)4]2+与Fe不反应,加入稀盐酸,[Cu(NH3)4]2+与HCl反应生成Cu2+和氯化铵,Fe与HCl反应生成Fe2+和氢气,Fe与Cu2+发生置换反应生成Fe2+和Cu,因此会有气泡产生,铁钉表面出现红色物质Cu。步骤Ⅰ产生的蓝色沉淀为氢氧化铜,A错误;Cu元素在深蓝色溶液中主要以[Cu(NH3 )4]2+形式存在,在蓝色溶液中主要以Cu2+形式存在,故深蓝色溶液中Cu2+浓度小于蓝色溶液中Cu2+浓度,B正确;步骤Ⅲ中无明显现象是因为[Cu(NH3)4]2+与Fe不反应,与铁的钝化无关,C错误;步骤Ⅲ中Fe与HCl反应生成氢气:Fe +2HCl=== FeCl2+H2↑,Fe与Cu2+反应生成Cu:Fe+Cu2+=== Fe2++Cu,D错误。
2.(2024·吉林卷)某工厂利用铜屑脱除锌浸出液中的Cl-并制备Zn,流程如下。“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变。下列说法正确的是(　　)
C
锌浸出液中相关成分(其他成分无干扰):
离子 Zn2+ Cu2+ Cl-
浓度/(g·L-1) 145 0.03 1
A.“浸铜”时应加入足量H2O2,确保铜屑溶解完全
B.“浸铜”反应:2Cu+4H++H2O2=== 2Cu2++H2↑+2H2O
C.“脱氯”反应:Cu+Cu2++2Cl-=== 2CuCl
D.脱氯液净化后电解,可在阳极得到Zn
解析　结合“脱氯”步骤仅Cu元素化合价发生改变并产生CuCl固体,可推断“脱氯”时Cu和Cu2+发生归中反应并结合Cl-生成CuCl,离子方程式为Cu+Cu2++2Cl-=== 2CuCl,则“浸铜”时铜屑不能完全溶解,A错误,C正确;“浸铜”时Cu与H2O2在酸性条件下反应,离子方程式为Cu+2H++H2O2=== Cu2++2H2O,B错误;脱氯液中含大量的Zn2+,净化后电解,Zn2+在阴极上得电子生成单质Zn,D错误。
[夯基固本练]
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1.下列有关金属冶炼的说法中不正确的是(　　)
A.金属的冶炼先后,主要取决于金属的活动性强弱
B.炼铁时,加入石灰石的作用是用于除去铁矿石中的二氧化硅
C.金属冶炼的过程就是被冶炼的金属得电子被还原的过程
D.氯化钠是一种来自海洋的重要化工原料,可以制备钠单质、烧碱、纯碱,以上过程均为氧化还原反应
D
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2.新型镁合金可制成笔记本电脑外壳、竞赛自行车框架等,这说明镁合金具有的性能是(　　)
①熔点低　②硬度大　③不导热　④导电性强　⑤密度小　⑥耐腐蚀
A.①②③ B.②③④
C.①③⑥ D.②⑤⑥
解析　①熔点低是合金的普遍特性,但题目应用场景不涉及高温,故A不符合题意;③不导热不符合金属特性,且④导电性强并非结构材料所需,故B不符合题意;①熔点低和③不导热均与题干应用无关,故C不符合题意;②硬度大满足结构强度需求,⑤密度小符合轻量化要求,⑥耐腐蚀确保使用寿命,均正确,故D符合题意;故选D。
D
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3.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是(　　)
A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn
B.用H2还原Fe2O3可得到Fe
C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D.Ag2O直接热分解可得到Ag
解析　根据金属活泼性顺序可知,可以用热还原法冶炼Sn,因此可以用焦炭热还原SnO2得到Sn,A正确;根据金属活泼性顺序可知,也可以用热还原法冶炼Fe,因此可以用H2还原Fe2O3得到Fe,B正确;铜能够与氧气反应,Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等,C错误;银的活泼性较差,工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag,D正确。
C
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4.明代《天工开物》中记载了有关“五金”的内容:黄金美者,其值去黑铁(生铁)一万六千倍,然使釜鬵(xín,一种炊具)、斤(这里指菜刀、镰刀、锄头等)斧不呈效于日用之间……贸迁有无。下列解释正确的是(　　)
A.明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于青铜合金
B.添加了铬、镍的不锈钢菜刀和农具使用后即使不保养,也不会生锈
C.金属的另一个用途就是铸成钱币作为贸易交往中的流通手段
D.黑铁属于铁合金,熔点比铁的高
C
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解析　明代使用的釜、鬵一类的炊具都属于铁合金,A错误;不锈钢制作就是在普通钢中添加铬、镍等元素改变了钢铁内部结构,不锈钢不容易生锈,家里用的农具是铁合金,如果未及时洗干净后晾干,铁能与氧气、水同时接触,容易发生电化学腐蚀,容易生锈,B错误;金属可以用来铸成钱币作为贸易交往中的流通手段,C正确;黑铁属于合金,熔点比成分金属Fe的低,D错误。
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5.铜元素的“价—类”二维图如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.a、d均易溶于水 B.b既有氧化性又有还原性
C.常温下,f与单质硫反应生成e D.向固体c中通入H2S气体生成e
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解析　由图可知,a为CuO,b为Cu2O,c为Cu(OH)2,d为CuS,e为Cu2S,f为Cu。a为CuO,d为CuS,二者均为难溶于水的固体,A项错误;b为Cu2O,Cu的化合价为+1,处于中间价态,既有氧化性又有还原性,B项正确;Cu在常温下不与S反应,加热才能反应,C项错误;向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS,D项错误。
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6.(2025·黑龙省江六校联考)CuSO4是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3物质的量之比最好为3∶2
B.相对于途径①、③,途径②更好地体现了绿色化学思想
C.已知1 mol CuSO4在1 100 ℃所得混合气体X为SO2和O2,则O2为0.75 mol
D.Y可以是乙醇
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素的化合价由+2降到+1,S元素的化合价由+6降到+4,O元素的化合价由-2升高到0,根据电子转移守恒可知,1 mol+2 mol=4n(O2),则O2为0.75 mol,C正确;硫酸铜可以与过量的氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜悬浊液,氢氧化铜悬浊液可以被含有醛基的有机物还原为氧化亚铜,乙醛含有醛基,则Y可以是乙醛,乙醇不行,D错误;故选D。
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7.(2025·石家庄市第二中学教育集团期末)钛(Ti)和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等领域。工业上以钛铁矿(FeTiO3)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示:
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[能力技能练]
8.某小组同学探究Cu和物质A的反应,实验如表所示。
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装置 序号 物质A 实验现象
① 0.6 mol·L-1 Fe(NO3)3溶液(调pH=1) 铜粉溶解,溶液变为深棕色[经检验含Fe(NO)2+]
② 0.6 mol·L-1 FeCl3溶液 铜粉溶解,溶液变为蓝绿色
③ 1.8 mol·L-1 NaNO3溶液(调pH=1) 无明显变化
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10.(2025·泰安市四模)某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬以及少量的金,用于制取K2Cr2O7、金属铜和粗碲工艺流程如下:
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[素养提升练]
11.(2026·天津开学摸底)金属材料对人类文明的发展进步贡献巨大。
(1)金属冶炼。《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡煎炼亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞴(指鼓入空气)熔化。”鼓入足量空气的目的是　 　　　　　　,从而提高炉温。“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅能使锡较易熔化流出,其原因是
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使木炭充分燃烧
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合金的熔点低
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(2)金属的活动性。为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,兴趣小组设计了如下实验:实验后,经过反思交流,小组同学一致认为,省略实验_____
(填字母序号)也能达到实验目的,三种金属常用的冶炼方法是　　　 　。
C
热还原法
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(3)金属的回收再利用。兴趣小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
溶液X中只含有一种溶质,该溶质化学式为　 　　。
Cu(NO3)2
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解析　(1)鼓入足量空气,能让木炭(可燃物)与氧气充分接触,使木炭充分燃烧,释放更多热量,从而提高炉温; 加铅后,铅与锡形成合金,合金的熔点低于其组分金属(锡)的熔点,即形成合金降低了熔点,所以锡较易熔化流出。(2)实验A可以得出锌的金属活动性强于铁,实验B可以得出铁的金属活动性在氢前,实验C可以得出铁的金属活动性强于铜,实验D可以得出铜的金属活动性在氢后,省略实验C也可以得到金属活动性:Zn>Fe>H>Cu的结论,三种金属都是中等活泼金属常用热还原法冶炼。(3)步骤Ⅰ中粗产品(含Cu、Ag、Al)加足量稀H2SO4,Al与稀硫酸反应[2Al+3H2SO4=== Al2(SO4)3+3H2↑],Cu、Ag不反应,所以固体为Cu、Ag;步骤Ⅱ中固体(Cu、Ag)加适量AgNO3溶液,Cu与AgNO3反应[Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2+2Ag],因溶液X只含一种溶质,说明Cu恰好反应完,溶质为Cu(NO3)2。

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