銅及其化合物

銅及其化合物考綱·網(wǎng)絡(luò)—掌控全局高考考綱網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建1.了解常見金屬的活動(dòng)順序。2.了解合金的概念及重要應(yīng)用。3.了解銅及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。吃透教材1根據(jù)必修一第46.83.101相關(guān)內(nèi)容，梳理銅的性質(zhì)2.根據(jù)所學(xué)知識(shí)，梳理銅化合物的性質(zhì)3.銅鹽的用途4.相關(guān)習(xí)題，試卷的講解1根據(jù)必修一第46.83.101相關(guān)內(nèi)容，梳理銅的性質(zhì)梳理·判斷—突破點(diǎn)面梳理基礎(chǔ)一、銅及其重要化合物1．銅。(1)在自然界中的存在形態(tài)。游離態(tài)：天然銅。化合態(tài)：黃銅礦(CuFeS2)和孔雀石[Cu2(OH)2CO3]。(2)物理性質(zhì)：______色，具有金屬光澤，具有________性、________性、________性，被廣泛應(yīng)用于電器元件、導(dǎo)線等的制造。(3)化學(xué)性質(zhì)。紫紅延展導(dǎo)電導(dǎo)熱反應(yīng)物質(zhì)化學(xué)方程式非金屬O2________________________(____色固體)Cl2____________________________(____色煙)S____________________________(黑色固體)氧化性酸濃H2SO4________________________________濃HNO3_______________________________________稀HNO3______________________________________黑棕黃Cu＋2H2SO4(濃)

Cu＋4HNO3(濃)Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2OCuSO4＋SO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O鹽AgNO3______________________________________FeCl3______________________________________2.氧化銅和氫氧化銅。物質(zhì)氧化銅氫氧化銅化學(xué)式CuOCu(OH)2狀態(tài)____溶于水的____色固體(粉末)____溶于水的藍(lán)色固體Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2AgCu＋2FeCl3CuCl2＋2FeCl2不黑不化學(xué)性質(zhì)CuO＋2H＋____________________CuO＋H2____________________CuO＋CO____________________Cu(OH)2＋2H＋

____________________Cu(OH)2____________________Cu2＋＋H2OCu＋H2OCu＋CO2Cu2＋＋2H2OCuO＋H2O3.硫酸銅。CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，俗稱藍(lán)礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，遇水變藍(lán)色(生成CuSO4·5H2O)可作為水的檢驗(yàn)依據(jù)。二、合金與金屬材料1．合金。(1)概念。________與其他_______________或________形成的具有____________的物質(zhì)。一種金屬一種或幾種金屬非金屬金屬特性(2)特性。①熔點(diǎn)較各成分的熔點(diǎn)____。②合金比各成分金屬具有更好的________、________以及物理、化學(xué)和機(jī)械加工性能，如耐腐蝕性強(qiáng)、強(qiáng)度大等。2．金屬材料。(1)黑色金屬材料。包括______________及它們的合金。低硬度強(qiáng)度鐵、錳、鉻(2)生鐵和鋼。生鐵和鋼都是鐵、碳合金，鋼是用量最大、用途最廣泛的合金。合金成分性能生鐵含C(2%～4.3%)、S、P硬、脆普通鋼含C(0.3%～2%)硬而韌，有彈性特種鋼錳鋼含C、Mn堅(jiān)硬、強(qiáng)韌、不容易磨損鎢鋼含C、W耐熱、熔點(diǎn)高、堅(jiān)硬不銹鋼含Cr、Ni抗腐蝕性強(qiáng)、堅(jiān)硬判斷正誤正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。1．1molCu和足量稀硝酸反應(yīng)產(chǎn)生NA個(gè)NO分子(

)2．(2012·山東高考)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)(

)3．CuSO4與ZnS反應(yīng)的離子方程式為Cu2＋＋S2－

CuS↓(

)4．錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高(

)5．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、Al(

)×√×××6．所有不銹鋼都只含有金屬元素(

)7．將銅屑加入Fe3＋溶液中的離子方程式：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋(

)8．加強(qiáng)熱，使CuO在高溫條件下分解制備單質(zhì)Cu(

)9．銅表面易形成致密的氧化膜，銅容器可以盛放濃硫酸(

)10．錫青銅(銅錫合金)文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快(

)11．所謂合金，就是不同種金屬(也包括一些非金屬)在熔化狀態(tài)下形成的一種熔合物(

)×√××√√熱點(diǎn)一熱點(diǎn)·典例—融會(huì)貫通銅及其化合物的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系1．堿式碳酸銅。(1)化學(xué)式為Cu2(OH)2CO3，俗名：孔雀石，綠色固體。(2)銅在潮濕的空氣中被氧化為銅銹：2Cu＋O2＋H2O＋CO2Cu2(OH)2CO3。2．銅的氧化物。CuO為黑色粉末，不溶于水。Cu2O為紅色粉末，不溶于水。3．Cu2＋具有氧化性，但氧化能力比Fe3＋弱。如FeCl3可將H2S氧化為S，Cu2＋則只能與H2S生成不溶于酸的CuS。2Fe3＋＋H2S2Fe2＋＋2H＋＋S↓；Cu2＋＋H2S2H＋＋CuS↓；Fe3＋可氧化Cu生成Cu2＋：2Fe3＋＋Cu2Fe2＋＋Cu2＋?！纠?】

(2012·山東高考)工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下：(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的______吸收(填字母)。a．濃H2SO4

b．濃HNO3

c．NaOH溶液d．氨水(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在______(填離子符號(hào))，檢驗(yàn)溶液中還存在Fe2＋的方法是_____________(注明試劑、現(xiàn)象)。(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________________________________________________。(4)CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉，下列說法正確的是__________。a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c．溶液中Cu2＋向陽極移動(dòng)d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬(5)利用反應(yīng)2Cu＋O2＋2H2SO4

2CuSO4＋2H2O可以制備CuSO4，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極電極反應(yīng)式為____________________。解析：(1)根據(jù)冰銅的元素組成可知?dú)怏wA為SO2，可以用堿性物質(zhì)或氧化性物質(zhì)來處理，故選c、d。不選b的原因是硝酸的還原產(chǎn)物NO也是大氣污染物；不選a的原因是濃硫酸雖然具有強(qiáng)氧化性但并不能與SO2反應(yīng)，因?yàn)闆]有中間價(jià)態(tài)。(2)能與KSCN溶液顯紅色的是Fe3＋，要檢驗(yàn)是否還存在Fe2＋，需選擇能與Fe2＋反應(yīng)且有現(xiàn)象的試劑。根據(jù)Fe2＋的還原性，可以選擇具有強(qiáng)氧化性的酸性KMnO4，現(xiàn)象是紫色褪去。(3)發(fā)生的反應(yīng)類似鋁熱反應(yīng)，觀察法配平即可。(4)電解過程中不可避免的會(huì)有部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，故a錯(cuò)。電解精煉過程中，粗銅是作陽極，與電池的正極相連，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b正確。電解過程中，陽離子要往陰極移動(dòng)，故c錯(cuò)。比銅活潑性弱的金屬會(huì)成為陽極泥，故d正確。(5)在原電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)。根據(jù)方程式可知是O2發(fā)生了還原反應(yīng)。在硫酸溶液中，正極的電極反應(yīng)式為：O2＋4H＋＋4e－

2H2O。答案：(1)cd(2)Fe3＋取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色(3)3Cu2O＋2Al

Al2O3＋6Cu(4)bd(5)4H＋＋O2＋4e－

2H2O實(shí)驗(yàn)·操作—提高素養(yǎng)實(shí)驗(yàn)課題：硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測定1．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。探究測定晶體里結(jié)晶水含量的方法。2．實(shí)驗(yàn)原理。硫酸銅晶體是一種比較穩(wěn)定的結(jié)晶水合物，當(dāng)加熱到150℃左右時(shí)將全部失去結(jié)晶水，根據(jù)加熱前后的質(zhì)量差，可推算出其晶體的結(jié)晶水含量。3．實(shí)驗(yàn)儀器。托盤天平、研缽、玻璃棒、三腳架、泥三角、瓷坩堝、坩堝鉗、干燥器、酒精燈、藥匙。4．探究活動(dòng)。①研磨：在研缽中將硫酸銅晶體研碎(防止加熱時(shí)可能發(fā)生迸濺)。②稱量：準(zhǔn)確稱量一干燥潔凈的瓷坩堝質(zhì)量(Wg)。③再稱：稱量瓷坩堝＋硫酸銅晶體的質(zhì)量(W1g)。④加熱：小火緩慢加熱至藍(lán)色晶體全部變?yōu)榘咨勰?完全失水)，并放入干燥器中冷卻。⑤再稱：在干燥器內(nèi)冷卻后(因硫酸銅具有很強(qiáng)的吸濕性)，稱量瓷坩堝＋硫酸銅粉末的質(zhì)量(W2g)。⑥再加熱：把盛有硫酸銅的瓷坩堝再加熱，再冷卻。⑦再稱重：將冷卻后的盛有硫酸銅的瓷坩堝再次稱量(兩次稱量誤差≤0.1g)。⑧計(jì)算：根據(jù)實(shí)驗(yàn)測得的結(jié)果計(jì)算硫酸銅晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。簡稱：“一磨”、“四稱”、“兩熱”、“一算”。5．操作提示。①稱前研細(xì)；②小火加熱；③在干燥器中冷卻；④不能用試管代替坩堝；⑤加熱要充分但不“過頭”(溫度過高CuSO4易分解)。6．誤差分析。(1)偏高的情況。①加熱溫度過高或時(shí)間過長，固體部分變?yōu)榛野咨?，因?yàn)楹谏腃uO與白色的CuSO4混合，會(huì)使固體變?yōu)榛野咨?，因W2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；②晶體中含有(或坩堝上附有)受熱易分解或易揮發(fā)的雜質(zhì)，因W2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；③加熱時(shí)攪拌不當(dāng)使晶體濺出坩堝外或被玻璃棒帶走少量，因W2偏小，W1－W2數(shù)值偏高；④實(shí)驗(yàn)前晶體有吸潮現(xiàn)象或加熱前所用的坩堝未完全干燥，因W1偏大，W1－W2數(shù)值偏高。(2)偏低的情況。①加熱溫度過低(<100℃)或時(shí)間不夠，因W2偏大，W1－W2數(shù)值偏??；②加熱時(shí)質(zhì)量未至恒重就停止加熱，因W2偏大，W1－W2數(shù)值偏?。虎奂訜岷筵釄宸旁诳諝庵欣鋮s，因?yàn)樵诶鋮s過程吸潮，會(huì)使W2值偏大，W1－W2數(shù)值偏?。虎芫w中含有受熱不分解或難揮發(fā)的雜質(zhì)，因W2－W并不是純凈的CuSO4粉末的質(zhì)量，即水的含量必然偏低；⑤兩次稱量相差0.10g，因結(jié)晶水未完全失掉，使得W1－W2數(shù)值偏小。(3)無影響情況。瓷坩堝內(nèi)有不揮發(fā)性雜質(zhì)?！纠?】在測定硫酸銅結(jié)晶水的實(shí)驗(yàn)操作中：(1)加熱前應(yīng)將晶體放在________中研碎，加熱是放在________中進(jìn)行，加熱失水后，應(yīng)放在________中冷卻。(2)判斷是否完全失水的方法是_________________________________________________________________________________________________________________。(3)做此實(shí)驗(yàn)，最少應(yīng)進(jìn)行稱量操作________次。(4)下面是某學(xué)生一次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，請完成計(jì)算，填入下面的表中。坩堝質(zhì)量坩堝與晶體總質(zhì)量加熱后坩堝與固體總質(zhì)量測得晶體中結(jié)晶水個(gè)數(shù)11.7g22.7g18.6g(5)這次實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因可能是________(填寫字母)所造成。A．硫酸銅晶體中含有不揮發(fā)性雜質(zhì)B．實(shí)驗(yàn)前晶體表面有濕存水C．加熱時(shí)有晶體飛濺出去D．加熱失水后露置在空氣中冷卻解析：硫酸銅結(jié)晶水含量測定實(shí)驗(yàn)是一個(gè)基本的定量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是加熱過程中使晶體中的結(jié)晶水全部失去。為了保證失去全部結(jié)晶水，實(shí)驗(yàn)中要加熱、稱量、再加熱、再稱量，直到最后兩次稱量值不超過0.1g(0.1g是托盤天平的感量)。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可計(jì)算出結(jié)晶水的質(zhì)量，進(jìn)而可計(jì)算出結(jié)晶水分子數(shù)。由(4)的計(jì)算結(jié)果知實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏高，由此可判斷(5)選B、C兩項(xiàng)。答案：(1)研缽瓷坩堝干燥器(2)最后一次加熱前后兩次質(zhì)量數(shù)據(jù)差不超過0.1g

(3)4

(4)5.3

(5)BC鞏固·演練—基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1．Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是(

)A．三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物B．三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物C．制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法D．電解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液時(shí)陰極上依次析出Cu、Fe、Al解析：A項(xiàng)，Al2O3為兩性氧化物；B項(xiàng)，Cu與空氣中的CO2和H2O(g)的作用下與O2反應(yīng)生成Cu2(OH)2CO3；C項(xiàng)，三種鹽均為強(qiáng)酸弱堿鹽，加熱時(shí)都水解，且生成易揮發(fā)的HCl，隨著水分和HCl的揮發(fā)，蒸干時(shí)都得到金屬氧化物和其氫氧化物的混合物；D項(xiàng)，電解AlCl3溶液陰極上的產(chǎn)物為H2和Al(OH)3。答案：C2．在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是(

)A．MgB．CuC．AgD．H2解析：金屬越活潑，還原性越強(qiáng)，其陽離子的氧化性越弱，所以氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篈g＋＞Cu2＋＞Zn2＋＞Mg2＋；同一種還原劑與不同氧化劑反應(yīng)時(shí)，氧化性強(qiáng)的先反應(yīng)，鋅與Mg2＋不反應(yīng)，先與Ag＋反應(yīng)，所以首先置換出的是Ag。答案：C3．制印刷電路時(shí)常用氯化鐵溶液作為“腐蝕液”。銅被氯化鐵溶液腐蝕的方程式為：2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2；FeCl3溶液也能與鐵反應(yīng)2FeCl3＋Fe===3FeCl2；當(dāng)向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時(shí)加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，燒杯底部不可能出現(xiàn)的是(

)A．有銅無鐵B．有鐵無銅C．有鐵有銅D．無鐵無銅解析：鐵的活性比銅的活性強(qiáng)，鐵先發(fā)生2FeCl3＋Fe3FeCl2反應(yīng)，如果鐵反應(yīng)完全，則剩下的FeCl3才與銅反應(yīng)，故只有單獨(dú)有銅剩余或者兩者都剩余的可能，故選B項(xiàng)。答案：B4．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列固體，銅粉可溶解的是(

)①FeCl2

②Fe2O3

③Zn

④KNO3A．①和②