备战2021 高考化学 考点17 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物（原卷版）14页

考点 17 用途广泛的金属材料 开发利用金属矿物
一、铜及其重要化合物
1．铜
（1）物理性质
纯净的铜为紫红色，属于有色金属，密度较大，硬度较小，熔、沸点较高，具有良好的导电、导热性。
（2）化学性质
Cl2 Cu +Cl2 CuCl2
O2 2Cu+O2 2CuO
与非金属单质
反应
S 2Cu +S Cu2S
非氧化性酸 不反应
与酸反应
氧化性酸
Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O
Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2+2NO2↑+ 2H2O
3Cu+8HNO3 (稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+ 4H2O
与盐溶液反应 Cu+2Fe3+ 2Fe2++Cu2+
潮湿空气中
形成铜锈
2Cu+O2+H2O+CO2 Cu2(OH)2CO3
2．氧化铜和氧化亚铜
名称 氧化铜 氧化亚铜
与酸反应(H+) CuO+2H+ Cu2++H2O Cu2O+2H+ Cu2++Cu+H2O
与 H2反应 CuO+H2 Cu+H2O Cu2O+H2 2Cu+H2O
转化关系 4CuO 2Cu2O+O2↑
3．氢氧化铜
Cu(OH)2是一种不溶于水的蓝色固体。其化学性质主要有弱碱性，不稳定性和弱氧化性等。
Cu(OH)2的化学性质

（1）弱碱性：Cu(OH)2+2H+ Cu2++2H2O
（2）不稳定性：Cu(OH)2 CuO+H2O
（3）弱氧化性：能氧化醛基。
4．铜盐
①Cu2(OH)2CO3：名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分。
②CuSO4：白色粉末，可由蓝色的硫酸铜晶体受热分解得到，化学方程式为 CuSO4·5H2O CuSO4＋
5H2O。CuSO4·5H2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水 CuSO4 为白色粉末，遇水变蓝色 (生成
CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。
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，使蛋白质变性失活，利用这一性
质用胆矾、熟石灰、水配成波尔多液，杀灭植物的病毒。
二、合金及金属材料
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：合金具有不同于各成分金属的物理、化学或机械性能。
①熔点：一般比它的各成分金属的低；
②硬度和强度：一般比它的各成分金属的大。
2．常见的金属材料
（3）几种有色金属材料
铝及铝合金Error!
铜及铜合金Error!

三、金属矿物的开发利用
1．金属在自然界中存在的形态
除了金、铂等极少数金属外，绝大多数金属元素以化合态的形式存在于自然界中。在这些金属化合物
中，金属元素都显正化合价。
2．金属冶炼的实质
使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mn＋＋ne－===M。
3．金属冶炼的一般步骤
4．金属冶炼方法
（1）热分解法冶炼金属
例如：2HgO =====
△
2Hg＋O2↑，2Ag2O =====
△
4Ag＋O2↑。
用热分解法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易
得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。
（2）热还原法冶炼金属
①焦炭还原法。例如：C 还原 ZnO、CuO，其化学方程式依次为 C＋2ZnO =====
△
2Zn＋CO2↑，C＋2CuO
=====
△
2Cu＋CO2↑。
②一氧化碳还原法。例如：CO 还原 Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为 3CO＋Fe2O3 =====
高温

2Fe＋3CO2，
CO＋CuO =====
高温

Cu＋CO2。
③氢气还原法。例如：H2还原 WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为 3H2＋WO3 =====
高温

W＋3H2O，4H2＋
Fe3O4 =====
高温

3Fe＋4H2O。
④活泼金属还原法。例如：Al 还原 Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为 2Al＋Cr2O3 =====
高温

Al2O3＋2Cr，
10Al＋3V2O5 =====
高温

6V＋5Al2O3。
（3）电解法冶炼金属

例如：电解 Al2O3、MgCl2、NaCl，其化学方程式依次为 2Al2O3(熔融) =====
电解


冰晶石
4Al＋3O2↑，MgCl2(熔融)
=====
电解

Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融) =====
电解

2Na＋Cl2↑。
金属活动性顺序表中隐含的重要信息
金属活动性顺序
比较
K、Ca、Na Mg Al Zn
Fe、Sn、
Pb(H)
Cu Hg、Ag Pt、Au
自然界存
在形态
化合态 多数是化合态，极少数是游离态 游离态
主要冶炼
方法
电解法 热还原法 热分解法 物理方法
与 O2反应 常温下易反应 常温下生成氧化膜 加热化合
与 H2O 反
应
常温下生成
碱和氢气
与热水
反应
有碱存在
与水反应
与高温水
蒸气反应
不反应
与 H+反应 从酸中把氢置换出来，生成盐和氢气 不反应
不反应
与盐溶...