铜及其重要化合物

2＋＋Cu＋H O Cu 2 ________________
△
Cu(OH)2＋2H
＋
＋
化学性 质
△ Cu＋H2O CuO＋H2=====___________
===Cu2 ＋2H2O
Cu＋CO2 CuO＋CO=====__________
△
△ Cu2O＋H2=====2Cu Cu(OH)2=====
回答下列问题： (1)反应Ⅰ是将Cu转化为[Cu(NH3)4]2＋，反应中H2O2的作用是__________。写出操作①的 名称：__________。 (2) 反应 Ⅱ 是铜氨溶液中的 [Cu(NH3)4]2 ＋ 与有机物 RH 反应，写出该反应的离子方程式： __________。操作②用到的主要仪器名称为__________，其目的是__________(填字母)。 a．富集铜元素 b．使铜元素与水溶液中的物质分离 c．增加Cu2＋在水中的溶解度
[答题送检]····································来自阅卷名师报告
错误 (2) (3) 致错原因 对流程图没有作透彻的分析，没弄清[Cu(NH3)4]2＋与有机物RH 反应之后有哪些产物，导致离子方程式书写错误 扣分 －2 －1
不清楚分液漏斗对液体物质有量上的要求，多数仪器如试管、 烧瓶等，其盛装的溶液一般均不超过其容积的1/3
(5)反应Ⅲ消耗 H2SO4，操作④电解 CuSO4 溶液产生 H2SO4，实现了 H2SO4 的循环使 用。反应Ⅰ中 H2O2 将铜氧化为 Cu2 ，Cu2 与 NH3 产生[Cu(NH3)4]2 ，因为 NH3 溶于
第 三 章 金属及其化合物
第11讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物
考纲要求 1.了解常见金属的活动 顺序。 2.了解铜及其重要化合 物的制备方法，掌握铜 及其重要化合物的主要 性质及其应用。 3.了解合金的概念及其 重要作用。
考情分析 2016，全国卷甲，13T 2016，四川卷，9T 2016，北京卷，28T
• 铜及其化合物的颜色 物质 颜色 紫红色 物质 颜色 白色
Cu
CuO Cu2O Cu2S
CuSO4
CuSO4·5H2O Cu2(OH)2CO3 Cu(OH)2
黑色
砖红色 黑色
蓝色
绿色 蓝色
• 1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。 • (1)(2017·海南卷)稀硫酸和铜粉反应可制备硫酸铜。( • (2)无水CuSO4白色粉末遇水变蓝色，发生物理变化。( • (3)CuSO4·5H2O加热失去结晶水发生物理变化。( ) × • (4)清除铜制品表面的铜绿用稀HNO3。( ) ×
) × ) ×
• 2．(2018·甘肃兰州月考)某化学兴趣小组进行了有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的 实验，实验过程如下图所示。下列有关说法正确的是( ) C
• A．实验①中溶液呈蓝色，试管口有红棕色气体产生，说明稀硝酸被Cu还原为NO2 • B．实验③中滴加稀硫酸，铜片继续溶解，说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强 • C．实验③发生反应的化学方程式为：3Cu＋Cu(NO3)2＋4H2SO4===4CuSO4＋ 2NO↑＋4H2O • D．由上述实验可得出结论：Cu在常温下既可以和稀硝酸反应，也可以和稀硫酸 反应
废铜的回收利用常见流程
• [例1] (2018·安徽淮南月考)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液 为原料制备CuSO4·5H2O(胆矾)晶体。设计的工艺流程图如下：
请回答下列问题：
(1)根据反应原理，操作①所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比 (物质的量 O2 2∶3 。操作②中需要把NO与________ 之比)为________ 气体混合通入水中，混入该气体 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3 的目的是___________________________________( 用化学方程式表示)。
浓硫酸
浓硝酸
Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O ___________________________________________
3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O _____________________________________________ Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag AgNO3、 _______________________________________ 、 Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 FeCl3 ___________________________________________
从CuSO4溶液制胆矾，实际上是使用了结晶法，很多同学回答 加热浓缩、冷却结晶，忽略了结晶之后还要过滤这一操作而导 致答案不完整
(4)
－1
[解析] (1)Cu 转化为[Cu(NH3)4]2＋，化合价升高，发生氧化反应，故 H2O2 作氧化 剂，将 Cu 氧化。从图中可以看出，经过操作①得到溶液和残渣，故操作①是过滤。 (2)铜氨溶液中的[Cu(NH3)4]2＋ 与有机物 RH 反应生成 NH3 和 NH4Cl 及溶解在有机层 中的 CuR2，故反应的离子方程式为[Cu(NH3)4]2＋＋2RH===2NH3＋2NH＋ 4 ＋CuR2 。 操作②得到溶液和有机层，故该操作是分液，用到的主要仪器是分液漏斗。其目的 是使铜元素与水溶液中的物质分离，富集铜元素。 (3)根据反应Ⅲ可以判断出 CuR2 与稀硫酸反应生成 CuSO4 和 RH。图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁， 分液漏斗中的液体太多。(4)电解 CuSO4 溶液，阳极是水放电，电极反应式为 2H2O －4e－===O2↑＋4H＋，故阳极产物是 O2 和 H2SO4。将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结 晶、过滤即得胆矾晶体。
金属回收利用的思考路线 原料 ―→ 操作或反应Ⅰ ―→ 主产物 ―→ 操作或反应Ⅱ →„→ 目标产物
• [例1] 废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿 法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化 学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：
稀硝酸
氧化铜
氧化亚ห้องสมุดไป่ตู้ Cu2O
氢氧化铜 Cu(OH)2
• 2．铜的氧化物和氢氧化物 化学式 CuO
状态
红色 不溶于水的________ 不溶于水的 黑色 固体(粉 不溶于水的________
末)
＋ 2O CuO＋2H ===____________
固体
蓝色 ________ 固体
＋
Cu2＋＋H
Cu2O＋2H ===
H2SO4 。查阅资料知CuSO ·5H O的溶解度曲线如上图 (3)操作④中物质Y为________ 4 2
冷却到30 ℃以下结晶 、过滤、洗 所示，则操作⑤应采取的措施是蒸发浓缩、 _____________________
涤、干燥等。
－ 解析 (1)操作①是利用硝酸氧化而溶解铜，生成的 Cu2＋与 SO2 4 结合为 CuSO4。
根据 3Cu＋8H ＋2NO3 ===3Cu2 ＋2NO↑＋4H2O 知， 生成 3 mol CuSO4 消耗 3 mol
＋ － ＋
硫酸、2 mol 硝酸。操作②中把 NO 与氧气混合通入水中生成硝酸以循环利用，并减 少污染，反应方程式是 4NO＋3O2＋2H2O===4HNO3。(2)因加水使 c(Fe3＋)降低，则 Fe(OH)3 开始沉淀的 pH>1.9，而实际操作中一般不用此法调节溶液的 pH，其主要原 因是加入的水较多不利于蒸发浓缩或蒸发浓缩消耗很多的能量。(3)由溶液Ⅱ得到晶 体需蒸发浓缩，而蒸发时硫酸铜会水解，因此加入硫酸抑制水解。根据 CuSO4· 5H2O 的溶解度曲线知温度越高，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且 30 CuSO4· 5H2O 失水变为 CuSO4· 3H2O，因此应冷却到 30 ℃以下结晶。 ℃时
命题趋势
分值：2～4分
本部分内容涉及题型较多，有 选择题、综合推断题及实验探 究题，铜及其重要化合物知识 往往结合电化学知识一起考 查。由金属材料、铜及其重要 化合物知识联系生活实际，近 几年高考的考查有升温趋势。 预计在2019年高考中还会继续 考查本部分内容，在平时的复 习过程中，多注重与实验探究 的结合。
△ 胆矾 ，受热易分解：CuSO4· 或________ 5H2O=====CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化
为白色粉末。 (3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使
变性 失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水 蛋白质________
配成了波尔多液，用来杀灭植物的害虫。
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板 块 一
板
块
二
板
块
三
板
块
四
考点一
铜及其重要化合物
• 1．铜 • (1)物理性质 • 铜是________色金属，具有良好的________性、________性和延展性。 紫红 导电 导热
• (2)化学性质 反应物 化学方程式 ①潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳 绿 酸铜，________ 色) △ 黑色 固体) 2Cu＋O2=====2CuO ②____________________________(________ 点燃 棕黄 色烟) Cu＋Cl2=====CuCl2 ______________________________(________
• (2)溶液Ⅰ中存在一定浓度的Fe3＋、Cu2＋，在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下 表。操作③中某学生设计物质X为H2O，若加水调节溶液的pH，则Fe(OH)3开始沉 淀的pH________1.9(填“＞”“<”或“＝”)；而实际操作中一般不用此法调节溶 液的pH，其主要原因是 ____________________________________________。 > 不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量) 开始沉淀 Fe3＋ Cu2＋ 1.9 4.7 沉淀完全 3.2 6.7