1、铜及其化合物金属材料汇总第四节 铜及其化合物 金属材料考纲展示1 了解常见金属的活动性顺序。2.了解合金的概念及其重要应用。3.了解铜及 其重要化合物的主要性质及其应用o考点1|铜及英化合物固本探源1.铜的化学性质反应物化学方程式非金属。2（1） 潮湿的空气中：2Cu + 0： + CO： +H20 Cu, （OH） 2 CO? （碱式碳酸铜，绿色）（2） 2Cu + O.2CuO（黑色固体）占燃Cu + Cl. =CuCl2（棕黄色烟）S2Cu + S Cg S氧化 性酸浓硫酸Cu + 2H,SO4 (浓) CiiSO4 + SO,+ 2H.0浓硝酸Cu+4HNO3(浓) Cu(NO3)2
2、+2NO2 t+ 2H.0厶稀硝酸3Cu+8HNOs(稀)=3Cu(NOJ2 +2N0+ 4H.0盐AgNO3FeqCu+2Ag、O、:u(NO3)2 +2Ag、Cu +2FeCl,CuCl, +2FeCl,2.氧化铜和氢氧化铜物质氧化铜氢氧化铜化学式CuOCu(OH)2颜色状态黑色固体（粉末）蓝色固体水溶性不溶不溶化学性质CuO4-2H =Cu2I+H2OCuO+H：Cu+HzOCuO+CO=Cu+CO2Cu(OH)2+2H =Cu2 1 +2H?O Cu(OH)2CuO+H：O3.硫酸铜(1)CuSO4 5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矶或胆矶,受热易分解为白色粉末CuSO4和水。 无水CuSO
3、4遇水变蓝色(生成CuSO4 5H2O),可作为生的检验试剂，但不适于作F燥剂。典例引领典例1 (2012-天津高考节选)信息时代产生的大呈电子垃圾对环境构成了极大的威胁。 某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Ak 4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设汁出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：CurAl稀H2SO4,浓 HNO3 1 CzAii加热，过滤Pl1叽 斓 NaOH 液调溶液pH 1加热，过滤 5H2O结晶过滤渣 Au等杂质，粗铜通过电解 精炼可得到纯度达99.95%99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2用纯
4、铜棒作阴极即可得精铜。（3）生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化 亚铜矿石，然后把不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。生物炼铜的优点：&成本低：b. 污染小：c.反应条件简单：&含量（品位）很低的矿石也可以被利用。题组强化题组1一铜及其化合物的性质1.（2016河北正定中学月考）某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正 确且能达到目的的是（）A.将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuClz的生成C.将CuCh溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D.将表而有铜绿Cu
5、2（OH）2C0訂的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿2.下表中，对陈述I、II的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( )选项陈述I陈述II判断A铜绿的主要成分是氧化铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿I对:II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I对;II对：有C铁比铜活泼钏在铜板上的铁钉在潮湿空气 中不易生锈I对;II对;有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白 色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消 毒剂I错;II对:无3.碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸，转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分 解成氧化铜。溶解28.4 g上述混合物，恰好消耗lmol/L盐酸500 mL。灼烧等质
6、量的上述 混合物，得到氧化铜的质量是（）A. 35 g B. 30 g C 20 g D 15 g 误区警示熟记铜及英化合物的颜色物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO4 5H2O蛙鱼Cu2O砖红色CU2(OH)2CO3绿色Cu?S黑色Cu(OH)2蓝色题组2铜及其化合物转化关系综合考査4- （2016株洲质检）铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：（1） Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入溶液后，溶液很快变蓝。试写岀该反应的离子方程式 （2） 将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu2（OH）2CO3绿色固体，试写出该反应的离子方程式 o
7、高温（3） 火法炼铜的原理：Cu2S + O2=2Cu+SO2,在该反应中每生成1 mol Cu,转移 mol电子。以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al. Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼,下列说法正确的是 (填字母)。a粗铜接电源正极，发生氧化反应b.溶液中Cu屮向阴极移动C.电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等d.利用阳极泥可回收Al、Zn等金属(5)据报道，有一种叫Tliibacillus Fenoxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将 黄铜矿 CuFeSz 氧化成硫酸盐：4CuFeS2+2H2SO4 +17O2=4CuSO44-2Fe2(SO4)3+2H：0.
8、利 用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矶(CuSO4 5H2O)：上述溶液加CuO调pH Fe(OH人沉淀 操作Q-“容液B操作bCuS04 -5H2O1检验溶液B中Fe是否被除尽的实验方法是 o2在实验室中，设计两个原理不同的方案.从溶液B中提炼金属铜(要求：一种方案只 用一个反应来完成)。写出两种方案中涉及的化学方程式。方案一： :方案二： 0【答案】(1)Cu+H2O2+2H * =Cu2+ + 2H2O(2)2Cu21 +2COj +H2O=Cu2(OH)2CO3 I +C0? t(3)3ab(5)取少量溶液B于试管中，加入几滴KSCN溶液，若溶液无明显现象，则说明Fe盯电解已被除尽
9、CuSO4+Fe=Cu+FeSO4 2CuSO4+2H2O2Cu+2H2SO4+02 f (合理答 案均可)5实验室以含有少虽铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO4 5H2O晶 体。设计的工艺流程如图所示：H2SO4hno3物质XI溶液I f强 过滤除杂物质丫厂I _Fe(OH)溶液nrCuSO4-5H2ONO请回答下列问题：(1)根据反应原理，操作所需的混酸溶液中硝酸和硫酸的理论配比(物质的量之比)为 一操作中需要把NO与 气体混合通入水中，混入该气体的目的是 (用化学方程式表示)。(2)溶液I中存在一立浓度的Fe3 Cur ,在该浓度时生成氢氧化物沉淀的pH如下表。操作中某学
10、生设计物质X为H20,若加水调整溶液pH,则Fe(OH)3开始沉淀的 pH 1.9(填A或“= ”)；而实际操作中一般不用此法调节溶液pH,其主要原因是 a开始沉淀沉淀完全Fe3*1.93.2Ci甘4.76.7(3)操作中物质Y为 o查阅资料知CuSO4 5H2O的溶解度曲线如上图所示，则操作应釆取的措施是蒸发浓缩、 .过滤.洗涤、干燥等。(4)为测定胆矶中结晶水的数目，称取25.0 g胆矶晶体在珀烟中加热，固体质量随温度 升髙而变化的曲线如下图。当固体质虽:为8.0 g时，观察到固体完全呈黑色。请列式计算开 始称取的胆矶中结晶水的数目【解析】(1)操作是利用硝酸氧化而溶解铜，生成的Cu2与S
11、Of结合为CuS04o根 1.9,而实际操作中一般不用此法 调节溶液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爲，其溶解度越大，即温度低时析出量多，而且 30 C以下时析出CuSO4 5H2O,因此应冷却到30 C下结晶。(4)当固体质量为8.0 g时，观察到固体完全呈黑色，此时固体已全部分解为氧化铜。【答案】(1)2 : 3 O： 4NO + 302-1- 2H2O=4HNO3(2)不利于蒸发浓缩(或蒸发浓缩消耗很多的能量)H2SO4冷却到
12、30 C下结晶(4)解：设胆矶晶体的化学式为CuSO4 xH2OoC11SO4 xH?O CuO160+18x 8025. Og 8 0 g160+18x 8025.0 g =莎x=5,即胆矶中结晶水的数目为5。考点2|合金及金属材料固本探源 合金点念：合金是指两种或两种以上的金属(或金属与韭金凰)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、化学或机械性能匚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衣。2.常见的金属材料金属丁黑色金属材料邀、洛、猛以及它们的合金 (门材料V有色金属材料:除黑色金属以外的其他金属及其合金(2)重要的黑色金属材料钢
