1、1考点 15 铜的获取及应用知识条目 必考要求 加试要求1.自然界铜的存在形式以及铜的物理性质 a a2.铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应) b b一、铜的性质1物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。2化学性质(1)能与非金属单质反应：能与 S 反应：2CuS Cu2S。= = = = = 能与 O2反应：2CuO 2 2CuO= = = = = 能与 Cl2反应：CuCl 2 CuCl2= = = = = (2)能在潮湿的空气中生成铜绿：2CuO 2CO 2H 2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。(3)与氧化性酸反应与浓硫酸共热的化学方程式：Cu2H 2SO4
2、(浓)CuSO4SO 22H 2O；= = = = = 与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H 2NO =3Cu2 2NO4H 2O。 3(4)与盐溶液反应(写离子方程式)与硝酸银溶液：Cu2Ag =2AgCu 2 ；与 FeCl3溶液：Cu2Fe 3 =2Fe2 Cu 2 。二、氧化铜和氧化亚铜名称 氧化铜 氧化亚铜颜色 黑色 砖红色与酸反应(H ) CuO2H =Cu2 H 2O Cu2O2H =Cu2 CuH 2O与 H2反应 CuOH 2 Cu= = = = = H 2OCu2OH 2 2CuH= = = = = 2O2转化关系 4CuO 2Cu2OO 2= = = = =高 温 三、氢
3、氧化铜1物理性质：蓝色不溶于水的固体。2化学性质：(1)弱碱性，能与酸反应：Cu(OH) 2H 2SO4=CuSO42H 2O(2)不稳定性：Cu(OH) 2 CuOH 2O= = = = = (3)弱氧化性：CH 2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH) 2NaOH CH2OH(CHOH) 4COONaCu 2O3H 2O四、常见的铜及其化合物的颜色识记物质 颜色 物质 颜色Cu 紫红色 CuSO4 白色CuO 黑色 CuSO45H2O 蓝色Cu2O 砖红色 Cu2(OH)2CO3 绿色Cu2S 黑色 Cu(OH)2 蓝色区别 Cu 和 Cu2O 的方法：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色
4、变成蓝色，则该物质为 Cu2O，否则为 Cu。因为 Cu 不能与稀硫酸反应，而 Cu2O 能与稀硫酸反应，方程式如下：Cu2OH 2SO4=CuSO4CuH 2O。五、铜的冶炼和应用1冶炼：工业上主要采用高温冶炼的方法获得粗铜。再通过电解精炼，得到纯度高达99.95%99.98%的铜。除此之外，还有湿法冶铜(FeCu 2 =CuFe 2 )和生物冶铜等方法。2应用：(1)铜单质：导线，印刷电路板，太阳能导热管，制成合金。(2)硫酸铜：配成溶液可用于游泳池消毒，其溶液还用于杀灭鱼体上的寄生虫。硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝色(生成 CuSO45H2O)，可作为水的检验依据。六、常见金属冶炼方法金属在
5、自然界的存在状态如下金属冶炼的本质是金属离子得到电子，被还原成金属原子的过程。金属活动性顺序表中的不同金属，因金属离子结合电子能力不同，所以冶炼方法不同。31电解法冶炼金属(K、Ca、Na、Mg、Al)例如：电解冶炼 Al、Mg、Na，其化学方程式依次为 2Al2O3(熔融)4Al3O 2，MgCl 2(熔融) MgCl 2，2NaCl(熔融)= = = = =电 解 冰 晶 石 = = = = =电 解 2NaCl 2。= = = = =电 解 2热还原法冶炼金属(Zn、Fe、Sn、Pb、Cu)(1)焦炭还原法。例如：C 还原 CuO，其化学方程式为C2CuO 2CuCO 2。= = = =
6、 = (2)一氧化碳还原法。例如：CO 还原 Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为 3COFe 2O32Fe3CO 2，= = = = = COCuO CuCO 2。= = = = = (3)氢气还原法。例如：H 2还原 WO3、Fe 3O4，其化学方程式依次为 3H2WO 3W3H 2O，= = = = = 4H2Fe 3O4 3Fe4H 2O。= = = = = (4)活泼金属还原法。例如：Al 还原 Cr2O3、V 2O5，其化学方程式依次为 2AlCr 2O3Al2O32Cr，= = = = =高 温 10Al3V 2O5 6V5Al 2O3。= = = = =高 温 3热分解法(H
7、g 和 Ag)例如：2HgO 2HgO 2，2Ag 2O 4AgO 2。= = = = = = = = = = 用热分解冶炼法冶炼金属的特点：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。4物理法化学性质很稳定的金属如 Au、Pt 等，在自然界中呈游离态，用物理方法即可得到。【例 1】 下列制备金属单质的方法或原理正确的是( )A在高温条件下，用 H2还原 MgO 制备单质 MgB在通电条件下，电解熔融 Al2O3制备单质 AlC在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质 NaD加强热，使 CuO 在高温条件下分解制备单质 Cu4【解析】
8、 AMg 单质通过电解熔融氯化镁制得，故错误；B.Al 的制备原理正确；C.Na 单质通过电解熔融氯化钠制得，故错误；D.Cu 单质通过热还原法制得，故错误。【答案】 B【提炼】 本题考查的是金属冶炼。金属冶炼可以通过金属活动性顺序表进行记忆【例 2】 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是( )FeCl 3 Fe 2O3 Cu(NO 3)2 KNO 3A只有或B只有或C只有或或D中任意一种【解析】 Cu 和稀硫酸不反应，故 Cu 不溶解，加入FeCl 3，Fe 3 可与 Cu 单质发生反应，Cu 溶解；加入Fe 2O3，Fe 2O3先和硫酸反应生成 Fe3 ，Cu 单质再
9、与 Fe3 反应溶解；加入Cu(NO 3)2或KNO 3，Cu 溶解于 HNO3中。故加入这四种物质 Cu 均溶解。【答案】 D【提炼】 本题考查的是 Fe 与 Cu 及其化合物的转化关系，应从离子角度理解 Cu 在溶液中与其他物质的反应。【例 3】 铜在自然界存在于多种矿石中，如：矿石名称 黄铜矿 斑铜矿 辉铜矿 孔雀石主要成分 CuFeS2 Cu5FeS4 Cu2S CuCO3Cu(OH)2请回答下列问题：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量分数最高的是_。(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu2OCu 2S 6CuSO 2，反应的氧化剂是_。
10、= = = = =高 温 (3)下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是_(填字母)。选项 陈述 陈述 判断A 铜绿的主要成分是碱式碳酸铜 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 对；对；有B 铜表面易形成致密的氧化膜 铜容器可以盛放浓硫酸 对；对；有C 铁比铜活泼立在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈对；对；有D 蓝色硫酸铜晶体受热转化为 硫酸铜溶液可用作 错；对；无5白色硫酸铜粉末是物理变化 游泳池的消毒剂【解析】 (1)铜的质量百分含量即铜的质量占硫化铜质量的百分比，经分析知 Cu2S中铜的质量分数最高。(2)氧化剂在氧化还原反应过程中化合价下降，对于上述反应，化合价下降的是 Cu 元
11、素，所以两个反应物都是氧化剂。(3)A.铜绿的化学式和孔雀石相同，又称碱式碳酸铜，可以与盐酸反应，所以陈述、对，且有因果关系；B.铜表面形成的氧化膜是疏松的，也不可以用来盛放浓硫酸，Fe 单质可以，所以陈述、都错；C.陈述正确，陈述错误，Fe 与 Cu 形成原电池加快腐蚀速率；D.陈述错误，是化学变化，陈述对，利用的是蛋白质在重金属盐中变性的原理。【答案】 (1)Cu 2S (2)Cu 2O，Cu 2S (3)AD【提炼】 本题主要考查 Cu 及其化合物的性质与应用和氧化还原反应的相关知识点。【例 4】 为探究不溶性盐 X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：已知各步反应所需试剂均
12、过量，请回答：(1)X 的化学式为_。(2)写出 X 与稀硫酸反应的离子方程式_。(3)红色固体 B 的硫酸盐溶液与纯碱溶液反应能得到 X，该反应的化学方程式为_。【解析】 (1)根据盐 X 分解得混合气体和黑色固体可知，黑色固体中存在金属元素；黑色固体与 CO 反应得红色固体 B，推测金属为 Cu，即 B 为 Cu，黑色固体即为氧化铜；通过计算可知， n(Cu)3.20/640.05 mol，根据元素守恒可知黑色固体 n(CuO)0.05 mol；混合气体 1.68 g 通过无水 CaCl2质量减少至 1.32 g 可知，混合气体中有 n(H2O)(1.681.32)/180.02mol；剩
13、下的 1.32g 气体能与 Ba(OH)2反应生成白色沉淀 5.91g，该气体为 CO2气体，白色沉淀为 BaCO3， n(CO2)0.03mol。根据元素守恒可得 X 的化学式为 2Cu(OH)23CuCO3。(2)可以看成盐和碱分别与酸的反应即可得到答案。(3)根据元素守恒配平即可。【答案】 (1)Cu 5(OH)4(CO3)3或 2Cu(OH)23CuCO3(2)Cu5(OH)4(CO3)310H =5Cu2 7H 2O3CO 2(3)5CuSO47Na 2CO34H 2O=Cu5(OH)4(CO3)35Na 2SO44NaHCO 36【提炼】 本题属于元素推断题，考查的是元素化合物的性质。元素推断题一般解题步骤，第一步定性判断：通过特殊现象或颜色推测元素种类；第二步定量计算加以证实：计算每种元素所含的物质的量，结合题意信息得出未知物的化学式。保持对数据的敏感性一定程度上对判断元素种类有很大帮助，比如红色固体 3.2g，刚好是铜相对分子质量的0.05 倍，而且铜颜色也吻合，包括前面的黑色固体是 CuO 也吻合。
