1、第四节 铜及其化合物 金属材料,第二章 金属元素及其化合物,考纲网络掌控全局,梳理判断突破点面,梳理基础,一、铜及其重要化合物 1铜。 (1)在自然界中的存在形态。 游离态：天然铜。 化合态：黄铜矿(CuFeS2)和孔雀石Cu2(OH)2CO3。 (2)物理性质：_色，具有金属光泽，具有_性、_性、_性，被广泛应用于电器元件、导线等的制造。 (3)化学性质。,紫红,延展,导电,导热,黑,棕黄,Cu2H2SO4(浓),CuSO4SO22H2O,2.氧化铜和氢氧化铜。,不,黑,不,Cu2H2O,CuH2O,CuCO2,Cu22H2O,CuOH2O,3.硫酸铜。 CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝
2、矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO45H2O)可作为水的检验依据。 二、合金与金属材料 1合金。 (1)概念。 _与其他_或_形成的具有_的物质。,一种金属,一种或几种金属,非金属,金属特性,(2)特性。 熔点较各成分的熔点_。 合金比各成分金属具有更好的_、_以及物理、化学和机械加工性能，如耐腐蚀性强、强度大等。 2金属材料。 (1)黑色金属材料。 包括_及它们的合金。,低,硬度,强度,铁、锰、铬,(2)生铁和钢。 生铁和钢都是铁、碳合金，钢是用量最大、用途最广泛的合金。,判断正误,正确的打“”，错误的打“”。 11 mol Cu和足量稀硝酸反应产生NA个NO分子(
3、 ) 2(2012山东高考)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，粗铜接电源正极，发生氧化反应( ) 3CuSO4与ZnS反应的离子方程式为Cu2S2 CuS( ) 4锡青铜的熔点比纯铜高( ) 5电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al( ),6所有不锈钢都只含有金属元素( ) 7将铜屑加入Fe3溶液中的离子方程式： 2Fe3Cu 2Fe2Cu2( ) 8加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu( ) 9铜表面易形成致密的氧化膜，铜容器可以盛放浓硫酸( ) 10锡青铜(铜锡合金)文物在潮湿环境中的腐
4、蚀比干燥环境中快( ) 11所谓合金，就是不同种金属(也包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物( ),热点一,热点典例融会贯通,铜及其化合物的相互转化关系,1碱式碳酸铜。 (1)化学式为Cu2(OH)2CO3，俗名：孔雀石，绿色固体。 (2)铜在潮湿的空气中被氧化为铜锈： 2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO3。 2铜的氧化物。 CuO为黑色粉末，不溶于水。Cu2O为红色粉末，不溶于水。 3Cu2具有氧化性，但氧化能力比Fe3弱。如FeCl3可将H2S氧化为S，Cu2则只能与H2S生成不溶于酸的CuS。 2Fe3H2S 2Fe22HS； Cu2H2S 2HCuS； Fe3可氧化C
5、u生成Cu2：2Fe3Cu 2Fe2Cu2。,【例1】 (2012山东高考)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：,(1)气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_吸收(填字母)。 a浓H2SO4 b浓HNO3 cNaOH溶液 d氨水 (2)用稀H2SO4浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明溶液中存在_(填离子符号)，检验溶液中还存在Fe2的方法是_(注明试剂、现象)。,(3)由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为_。 (4)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_。 a电能全部转化为化学能 b
6、粗铜接电源正极，发生氧化反应 c溶液中Cu2向阳极移动 d利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属,(5)利用反应2CuO22H2SO42CuSO42H2O可以制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为_。,解析：(1)根据冰铜的元素组成可知气体A为SO2，可以用碱性物质或氧化性物质来处理，故选c、d。不选b的原因是硝酸的还原产物NO也是大气污染物；不选a的原因是浓硫酸虽然具有强氧化性但并不能与SO2反应，因为没有中间价态。,(2)能与KSCN溶液显红色的是Fe3，要检验是否还存在Fe2，需选择能与Fe2反应且有现象的试剂。根据Fe2的还原性，可以选择具有强氧化性的酸性KMnO4
7、，现象是紫色褪去。 (3)发生的反应类似铝热反应，观察法配平即可。 (4)电解过程中不可避免的会有部分电能转化为热能，故a错。电解精炼过程中，粗铜是作阳极，与电池的正极相连，发生氧化反应，故b正确。电解过程中，阳离子要往阴极移动，故c错。比铜活泼性弱的金属会成为阳极泥，故d正确。 (5)在原电池中，正极发生还原反应。根据方程式可知是O2发生了还原反应。在硫酸溶液中，正极的电极反应式为：O24H4e 2H2O。,答案：(1)cd (2)Fe3取少量溶液，滴加KMnO4溶液，KMnO4褪色 (3)3Cu2O2Al Al2O36Cu (4)bd (5)4HO24e 2H2O,实验操作提高素养,实验课
8、题：硫酸铜晶体里结晶水含量的测定,1实验目的。 探究测定晶体里结晶水含量的方法。 2实验原理。 硫酸铜晶体是一种比较稳定的结晶水合物，当加热到150 左右时将全部失去结晶水，根据加热前后的质量差，可推算出其晶体的结晶水含量。 3实验仪器。 托盘天平、研钵、玻璃棒、三脚架、泥三角、瓷坩埚、坩埚钳、干燥器、酒精灯、药匙。,4探究活动。 研磨：在研钵中将硫酸铜晶体研碎(防止加热时可能发生迸溅)。称量：准确称量一干燥洁净的瓷坩埚质量(W g)。再称：称量瓷坩埚硫酸铜晶体的质量(W1 g)。加热：小火缓慢加热至蓝色晶体全部变为白色粉末(完全失水)，并放入干燥器中冷却。再称：在干燥器内冷却后(因硫酸铜具有
9、很强的吸湿性)，称量瓷坩埚硫酸铜粉末的质量(W2 g)。再加热：把盛有硫酸铜的瓷坩埚再加热，再冷却。再称重：将冷却后的盛有硫酸铜的瓷坩埚再次称量(两次称量误差0.1 g)。计算：根据实验测得的结果计算硫酸铜晶体中结晶水的质量分数。简称：“一磨”、“四称”、“两热”、“一算”。,5操作提示。 称前研细；小火加热；在干燥器中冷却；不能用试管代替坩埚；加热要充分但不“过头”(温度过高CuSO4易分解)。 6误差分析。 (1)偏高的情况。 加热温度过高或时间过长，固体部分变为灰白色，因为黑色的CuO与白色的CuSO4混合，会使固体变为灰白色，因W2偏小，W1W2数值偏高； 晶体中含有(或坩埚上附有)受
10、热易分解或易挥发的杂质，因W2偏小，W1W2数值偏高；,加热时搅拌不当使晶体溅出坩埚外或被玻璃棒带走少量，因W2偏小，W1W2数值偏高； 实验前晶体有吸潮现象或加热前所用的坩埚未完全干燥，因W1偏大，W1W2数值偏高。 (2)偏低的情况。 加热温度过低(100 )或时间不够，因W2偏大，W1W2数值偏小； 加热时质量未至恒重就停止加热，因W2偏大，W1W2数值偏小； 加热后坩埚放在空气中冷却，因为在冷却过程吸潮，会使W2值偏大，W1W2数值偏小；,晶体中含有受热不分解或难挥发的杂质，因W2W并不是纯净的CuSO4粉末的质量，即水的含量必然偏低； 两次称量相差0.10 g，因结晶水未完全失掉，使
11、得W1W2数值偏小。 (3)无影响情况。 瓷坩埚内有不挥发性杂质。,【例3】 在测定硫酸铜结晶水的实验操作中： (1)加热前应将晶体放在_中研碎，加热是放在_中进行，加热失水后，应放在_中冷却。 (2)判断是否完全失水的方法是_ _。 (3)做此实验，最少应进行称量操作_次。 (4)下面是某学生一次实验的数据，请完成计算，填入下面的表中。,(5)这次实验中产生误差的原因可能是_(填写字母)所造成。 A硫酸铜晶体中含有不挥发性杂质 B实验前晶体表面有湿存水 C加热时有晶体飞溅出去 D加热失水后露置在空气中冷却,解析：硫酸铜结晶水含量测定实验是一个基本的定量实验，实验的关键是加热过程中使晶体中的结
12、晶水全部失去。为了保证失去全部结晶水，实验中要加热、称量、再加热、再称量，直到最后两次称量值不超过0.1 g(0.1 g是托盘天平的感量)。 根据表中数据可计算出结晶水的质量，进而可计算出结晶水分子数。由(4)的计算结果知实验结果偏高，由此可判断(5)选B、C两项。 答案：(1)研钵 瓷坩埚 干燥器 (2)最后一次加热前后两次质量数据差不超过0.1 g (3)4 (4)5.3 (5)BC,巩固演练基础达标,1Al、Fe、Cu都是重要的金属元素。下列说法正确的是( ) A三者对应的氧化物均为碱性氧化物 B三者的单质放置在空气中均只生成氧化物 C制备AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用将溶
13、液直接蒸干的方法 D电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时阴极上依次析出Cu、Fe、Al,解析：A项，Al2O3为两性氧化物；B项，Cu与空气中的CO2和H2O(g)的作用下与O2反应生成Cu2(OH)2CO3；C项，三种盐均为强酸弱碱盐，加热时都水解，且生成易挥发的HCl，随着水分和HCl的挥发，蒸干时都得到金属氧化物和其氢氧化物的混合物；D项，电解AlCl3溶液阴极上的产物为H2和Al(OH)3。 答案：C,2在含有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入适量锌粉，首先置换出的是( ) AMg BCu CAg DH2,解析：金属越活泼，还原性越强，其阳离子的氧
14、化性越弱，所以氧化性强弱顺序为：AgCu2Zn2Mg2；同一种还原剂与不同氧化剂反应时，氧化性强的先反应，锌与Mg2不反应，先与Ag反应，所以首先置换出的是Ag。 答案：C,3制印刷电路时常用氯化铁溶液作为“腐蚀液”。铜被氯化铁溶液腐蚀的方程式为：2FeCl3Cu=2FeCl2CuCl2； FeCl3溶液也能与铁反应2FeCl3Fe=3FeCl2；当向盛有氯化铁溶液的烧杯中同时加入铁粉和铜粉，反应结束后，烧杯底部不可能出现的是( ) A有铜无铁 B有铁无铜 C有铁有铜 D无铁无铜,4在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体，铜粉可溶解的是( ) FeCl2 Fe2O3 Zn KNO3 A和
15、 B和 C和 D和,解析：Fe2O3可与稀硫酸反应，溶液中存在Fe3；加入硝酸钾后，相当于溶液中有了稀硝酸。铜能与Fe3和稀硝酸反应。 答案：B,5(1)现有五种金属：金、银、铜、铁、铝，依次阅读至的描述，确定a至e分别代表哪一种金属，把答案填在下表内。 b和c都能溶于稀硫酸，并且放出氢气； b放入氢氧化钠溶液中，溶解并且放出氢气； a只溶于王水； d和e不能与盐酸反应，但能溶于硝酸； 将d放入含e离子的水溶液中，d溶解而析出e。,(2)用Zn、CuO和稀硫酸作原料，制取铜单质。 试写出用两种方法制取Cu的化学方程式(是离子反应的写出其离子反应方程式)： _； _； _； _。,如制取等质量的Cu，下列说法正确的是_ _。 A消耗相同质量的H2SO4 B消耗等质量的Zn C消耗等物质的量的氧化铜 D生成不同质量的ZnSO4,(1),感谢您的使用，退出请按ESC键,本小节结束,
