【铜及其化合物】铜的化合物及其性质

【铜及其化合物】铜的化合物及其性质铜及其化合物
庆云一中王金行
课程标准解读
1. 了解铜的物理性质机械性能和重要用途；
2. 通过演绎法去分析铜及其重要化合物的化学性质；
3. 掌握硫酸铜的性质及其简单计算。

知识再现
一、铜的物理性质和用途
铜是色的固体，导电，据此性质，铜可以用作。

铜还有许多重要的合金，如、等。

二、铜的化学性质
根据铜在金属活动性顺序表中的位置，它应属于不活泼的金属，因此它置换出酸
或水中的氢。

（一）铝与非金属的反应
（1）与氧气反应：
2Cu + O22CuO
在潮湿气体中还可发生腐蚀生成绿色的铜锈：
2Cu + O2 + H2O + CO2 = Cu2(OH)2CO3
（2）与其它非金属的反应：
2Cu + S Cu2S
Cu + Cl2
CuCl2
（二）与酸的反应
（1）铜与非氧化性酸（如盐酸、磷酸等）不反应。

（2）铜与强氧化性酸（如浓硫酸、硝酸等）能反应，但不生成
氢气。

Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O
（三）与盐溶液的反应
2 FeCl
3 + Cu = 2FeCl2 + CuCl2
Cu + 2AgNO3 = Cu（NO3）2 + 2Ag
三、铜的冶炼
工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿的获得铜。

这种方法冶炼的铜，其含量为99.5%
∽99.7%，还有Ag、Au、Fe、Zn等杂质。

要达到电气化生产铜的
要求，这种由黄铜矿高温冶炼的铜还必须经过电解精炼，氩精炼得到
的铜，其含量高达99.95%∽99.98%。

[典题解悟]
例. 铜是生命必需的元素，也是人类最早使用的金属之一，锰的
生产对国计民生各个方面都产生产生了深远的影响。

请完成下列各题：
（1）在化学反应中，铜元素可表现为0、+1、+2价。

①在西汉古籍中有记载：曾青得铁则化为铜（即曾青CuSO4跟铁
反应就生成铜）。

试写出该加成反应反应的高分子方程式。

②铜器表面有时需要生成铜绿Cu2（OH）2CO3，这层铜绿可用化学方法除去。

试写出一个除去铜绿而不损坏器物的化学方程式。

（2）铜钱在历史上曾经是一种广泛流通本币的货币，试从分析
和化学性质的角度物理性质为什么铜常用于组装货币。

（铜的熔点是1183.4℃，铁的熔点是1534.8℃）
（3）历史上的“青铜器时期”早于“铁器时期”，而近百年才
大量转用使用铝制品，试分析人类使用这些金属的时间的事实与金属
活泼性及冶炼难易的联系
精析：西汉时期的“曾青得铁则化为铜”是湿法冶金术得先驱，
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。

当铜生成铜绿时，铜元阿斯匹林的化合价升高到
+2，所以参予空气中必有氧化剂参加了化学反应。

因铜在常温下不与
稀硫酸反应，而铜绿则能与稀酸反应，所以可主要考虑用稀硫酸清洗。

2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3
+2+Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu+CO2↑+3H2O
根据题给信息以及作货币的既定需要，选择铜作货币不仅是因为
铜的熔点比较低，容
易铸造成型，同时铜的铜晶体结构比较稳定，不易被腐蚀，加上
铜有迷人的光泽。

答案：（1）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
（2）2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4 +CO2↑+3H2O
（3）铜的熔点低，化学性质稳定，有迷人的光泽，易铸造。

四、铜的重要化合物
（一）CuO
CuO在高温下分解：
CuO为黑色而Cu2O为红色，氧化铜可作为铜盐的原料，氧化亚铜
可作为制造玻璃、
搪瓷的红色颜料。

（二） Cu2（OH）2CO3
（三） CuSO4及CuSO4·5H2O
硫酸铜晶体（CuSO4·5H2O）俗名或。

CuSO4·5H2O等受热分解的化学方程式为：。

锌及其化合物的转化关系：
[夯实基础]
1. 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购
回了在火烧以后圆明园时流失的
国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首。

普通铜器稍久会出现铜绿
Cu2(OH)2CO3，而三件1760年
铜铸的国宝，在240年后看上去依然璀璨。

下列对其原因的分析，最可能的是（）
A. 它们的表皮都镀上了耐腐蚀的细胞壁黄金
B. 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被表面酸雨溶解洗澡去
C. 铜的金属甜美性比氢小，因此它们极易氧化
D. 它们是含一定比例金、银、锡、锌、铜的合金
2. 下列物质中，属于纯净物的是（）
A. 生铁
B. 青铜
C. 漂白粉
D. 胆矾
3. 写下写出下列水解的化学方程式，并标出基本思路电子转移的思路和数目：
① Cu + H2SO4（浓）
② Cu + HNO3（浓）
③ Cu + HNO3（稀）
4. 写出下列反应的离子方程式：
① Fe + HCl（稀）
② Cu + HNO3（稀）
5. 下列金属不能由电解其盐的水溶液来获得是（）
A. Na
B. Mg
C. Cu
D. Ag
6. 。

AlCl3、MgCl2、FeCl2、CuCl2、FeCl3、 NaCl
7. 在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液里粉浆锌粉，首先置换出的是（）
A. Mg
B. Cu
C. Ag
D. H2
8. 在铜跟稀硝酸的反应中，如果有1 mol硝酸还原了，则被氧化的铜的物质的用量氧化为（） A. 3
8mol B. 8
3mol C. 2
3mol D. 3
2mol
9. 铜粉取出稀硫酸溶液中，加热后无明显现象发生，当加入下列一种物质后，铜粉的质量
减少，溶液呈兰色，同时有气体逸出，该物质是（）
A. Fe2(SO4)3
B. Na2CO3
C. KNO3
D. FeSO4
10. 用气体还原剂解析a g CuO，最终得到b g Cu，如氧的相对原子质量为16，则铜的相对
原子质量为（） A. 16a
a b B. 16a
a b+16 C. 16(a b)
a D. 16b
a b
11. 某无色气体含有CO、CO2、NH3、HCl、H2和热空气中的一种或几种，当它依次通过
澄清石灰水（无浑浊现象）、氢氧化钡溶液（有浑浊现象）、浓硫酸（无明显现象）、灼热的
CuO（变红）和五水硫酸铜（变蓝）（假定每处上均完全反应）。

下列结论正确的是（）
A. 肯定有CO、HCl，可能有NH3或H2其中之一
B. 肯定有H2、CO2、HCl，可能有CO和水蒸气
C. 肯定有H2、肯定没有CO2
D. 肯定有CO、CO2、H2，可能有HCl
12. 某不纯的铁片中，可能含有镁、铝、铜等金属杂质。

取这种铁片5.6g，与足量的稀盐酸
反应得到0.18gH2，则该铁片（）
A. 一定不含杂质
B 一定含铝
C. 一定同时含有三种金属杂质
D. 一定含有铜
13. 溶剂为了除去酸性氯化铝溶液中得Cu2+，下列实验步骤顺序和所用试剂都二氯甲烷正确的是（）
① 通过CO2 ②加盐酸③加过量NaOH溶液④加AlCl3溶液⑤过滤
A. ③⑤④⑤②
B. ③⑤②
C.③⑤①②
D. ③⑤①⑤②
14. 被严重腐蚀了的铜和铁共同放入盐酸中会充分反应后，剩余残渣中只有铜，则溶液中含有
的金属阳离子为（）
A. 可能只含有Fe2+
B. 可能只含Cu2+
2+2+2+2+C. 一定有Fe和Cu D. 可能有Cu和Fe
15. 选择合适的试剂除去还原剂下列物质中的杂质（括号内为杂质）
①铜粉（铁粉）；②银粉（铜粉）。

16. 如何分离AlCl3和CuCl2的混合物，写出简明的操作步骤。

17. 实验室测定CuSO4·nH2O晶体里结晶水的n值时，出现了三种情况：
① 中晶体中混有受热不分解的物质；②晶体尚带兰色，即停止加热；③晶体脱水后放
在实验台上冷却再称量。

使实验结果n值偏低的原因是（）
A. ①②
B. ①③
C. ②③
D. ①②③
18. 用以下三种途径来制取相等质量的硝酸铜（1）铜与浓硝酸反应（2）铜与稀硝酸反应（3）
铜先跟氧气反应填入氧化铜，氧化铜就要跟稀硝酸反应
以下叙述中正确的是（）
① 三种途径所消耗的铜的物质的量相等②三种途径所消耗的高氯酸等同的质的量相等③所
耗用的铜的物质的量是：途径（3）>途径（1）>途径（2）④所消耗的硝酸的物质的量是：
途径（1）>途径（2）>途径（3）
A. ①④
B. ②④
C. ③④
D. ②③
19. 下列生产胆矾的实验设计能体现“经济、高效、环保”精神的是（）
A. 铜与浓硫酸共热后用水稀释
B. 用铜片为阳极，石墨为阴极，电解稀硫酸
C. 先灼烧铜生成氧化铜，然后截叶稀硫酸溶解
D. 适当温度下，持续增长以使铜片在持续通入空气的稀硫酸中加快腐蚀
20. 用如图所列各电子设备设计一个实验，验证浓硫酸和木炭粉在加热条件下反应后的各种产
物。

（1）硫酸与木炭粉在加热条件下让反应的化学方程式是：。

（2）些装置的连接顺序（云层按产物气流从左往右的方向）是（填装置的编号）。

（3）实验时可观察到控制器①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色。

A瓶的作用
是；B瓶溶液的作用是
；C瓶溶液的作用是。

（4）装置②中所加的混合物药品是，可验证的产物是，确定装置②在整
套装置中位置的理由是。

（5）装置③中所盛溶液是，可验证的产物是。

[能力提高]
1. 制印刷电路时常用永高股份氯化铁溶液作为“腐蚀液”，发生的反应为2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。

向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时浓硫酸加入铁粉和铜粉，反应结束后，下列结果不可能出现明显的是
（）
A. 烧杯中有铜无铁
B. 烧杯中有铁无铜
C. 烧杯中铁、铜都有
D. 烧杯中铁、铜都无
2. 1.6g Cu与50 ml 8mol/L的HNO3充分反应，硝酸的还原产物有NO和NO2，反应后混
合溶液中H+浓度为a mol/L（生成水的体积忽略不计），则其时溶液中所含NO3—的物质的量
为（）
A. （a+1）mol
B. （0.4+0.05a）mol
C. （a+0.05）mol
D. 0.05（a+1）mol
3. 用足量铜与500 ml稀硝酸完全反应后，将溶液小心蒸发得到Cu(NO3)2·3H2O晶体90.75g。

计算：
（1）被氧化的铜的质量是多少？
（2）原稀硝酸的物质的量浓度是多少？
（3）反应中有多少克硝酸被还原？ g
4. 将1.92g铜放入100ml含有1.26g HNO3与9.8g H2SO4的混合溶液中，充分反应后生
成的NO的体积是多少？（标准状况）
5. 下列能发生Cu + 2H2O = Cu(OH)2 + H2↑的是（）
A. 将铁棒与铜棒用导线连接插入食盐水中
B. 将铁棒与锌棒用导线相连一同插入硫酸铜溶液中
C. 用铜棒作阳极，石墨作阴极，电解烧碱溶液
D. 用石墨作阳极，铜棒作阴极，电解烧碱溶液
6. 已知氧化铜在高温下会可发生分解4CuO2Cu2O+O2↑，生成
Cu2O也能被H2还原为
Cu。

（1）若将10gCuO在高热下部分分解后，再通入氢气使剩余固体全部还原为铜，消耗0.225g
H2，则原氧化铜的分解率是多少？
（2）若将m gCuO在高温下部分分解后，再通入n g H2，即可使剩余固体全部还原为
铜，则氧化铜的过氧化氢率是多少？n的取值范围是多少？
7. 将40ml 1.5mol/L的CuSO4溶液与30ml 3mol/L的NaOH溶液混合，生成浅蓝色沉淀，假
2+—如溶液中c（Cu）或c（OH）都已变得很小，可忽略，则组合而成生成沉淀的共同组成可表示为（）
D
A. Cu(OH)2
B. CuSO4·Cu(OH)2
C. CuSO4·2Cu(OH)2
D. CuSO4·3Cu(OH)2
8. 实验室用铜和硫酸制取有几种方法：
甲同学或进行了下列实验：取6.4g铜片和10ml 18mol/L浓硫酸放在圆型烧瓶中共热，直
到反应完毕，最后辨认出烧瓶中还有铜片剩余。

他根据自己专精的化学知识，认为烧瓶中还
有较多的硫酸剩余。

他这样普遍认为的理由是：。

乙同学认为甲设计的实验方案不好，他自己设计的思路是
2Cu+O22CuO；
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。

对比甲的方案，乙同学的优点是：。

9. 在一定条件下，提炼可实现下图所示的物质两者之间的转化。

试填写下列空白：
（1）孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，它受热易分解。

上图中
的F是。

（3）写出明矾溶液与过量的NaOH溶液反应的离子方程式
（3）图中所得的C、D都是固体，混合后在高温下可发生反应，
写出该反应的化学方程
式。

（4）B既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，离子方程式分别为
、。

（5）工业上挂电解熔融的B来制单质D，每生成1 mol D的同时，可生成
mol E。

10. 孔雀石和石青是石青自然界存在的五种碳酸盐类铜矿，它们
的化学组成可表示为：
xCuCO3·yCu(OH)2（x、y为正整数且x≤2，y≤2）
（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石耗用的盐酸
的物质的量与倚赖合成的CO2
的生物体的量之比为4：1，石青则为3：1。

请推算它们的化学组成。

孔雀石；石青。

（2）现有孔雀石和石青混合样品，取多份等质量的样品，在一份
中加入过量盐酸，生成CO2
3.36L（标准状况）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO20g，试通过生产量计算确定该混合物中孔雀石和石青的生物体的量之比。

高考聚焦
（2002年上海，22题）0.03mol Cu完全熔于硝酸，产生氮的氧化物（NO、NO2、N2O4）混合气体共0.05mol。

该混合气体的平均相对分
子可能是（）
A. 30
B. 46
C. 50
D. 66
（2002年上海，30题）某化学课外小组用不含铜96%的废铜屑制
取胆矾（五水合硫酸铜）。

将铜屑放入稀硫酸中，加热并不断鼓入空气，在氧气作用下才下生成硫酸铜。

（1）写出生成硫酸铜的化学方程式。

（2）现用1Kg这种废铜屑理论上能制取胆矾多少千克？
（2）将胆矾与生石灰、沙子按质量比依次为1：0.56：100混合
配制成无机无机铜杀菌剂波尔多
液。

2+2+①此波尔多液中Cu离子和Ca离子的物质的量比为（最简单
整数比）
② 波尔多液有效成分的化学式可表示为
CuSO4·xCu(OH)2·yCa(OH)2，此种配比当x=1时，试确定y的数值。