蘇教版《鐵銅的獲取及應(yīng)用》銅及化合物歸納素材

銅及其化合物專題歸納訓練復(fù)習目的和要求：1、了解銅的物理性質(zhì)和重要用途。2、掌握銅及其重要化合物的化學性質(zhì)。知識梳理歸納：一、銅的物理性質(zhì)和重要用途銅是紫紅色的固體，銅的密度較大，熔沸點較高，有良好的延展性，是熱和電的良導(dǎo)體。據(jù)此性質(zhì)銅被廣泛用作制導(dǎo)線和電纜。銅還可以制成許多重要的合金，如青銅、黃銅等。二、銅的化學性質(zhì)銅在元素周期表中位于第四周期第IB族。在金屬活動性順序表中，排在氫元素的后面，屬于不活潑的金屬，因此它不能置換出酸或水中的氫。1、銅與O2的反應(yīng)：2Cu+O22CuO，現(xiàn)象：固體由紫紅色變?yōu)楹谏?。在潮濕空氣中還可發(fā)生腐蝕生成綠色的銅銹：2Cu+O2＋CO2＋H2OCu2（OH）2CO32、與其它非金屬的反應(yīng)：2Cu+SCu2SCu+Cl3、與酸的反應(yīng)（1）銅與非氧化性酸（如鹽酸、磷酸等）一般不反應(yīng)。特殊條件下可進行，如：2Cu+2H2SO4（?。?O22CuSO4＋2H2O或Cu+H2SO4（?。?H2O2CuSO4＋2H2O（2）銅與強氧化性酸（如濃硫酸、硝酸等）能反應(yīng)，但不生成氫氣。Cu+2H2SO4（濃）CuSO4＋2H2O＋SO2↑Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2＋NO2↑＋＋2H2O3Cu+8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋NO↑＋＋4H2O4、與鹽溶液的反應(yīng)Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2Cu+2FeCl32FeCl2＋CuCl2三、銅的重要化合物1、銅的氧化物銅的氧化物有CuO和Cu2O兩種。CuO為黑色而Cu2O為紅色，在高溫下CuO分解生成Cu2O：4CuO2Cu2O＋O2↑。氧化銅可作為制銅鹽的原料，氧化亞銅可作為制造玻璃、搪瓷的紅色顏料。2、銅的氫氧化物Cu（OH）2為藍色固體，新制的Cu（OH）2懸濁液常用來檢驗有機物中醛基的存在。如2Cu（OH）2+CH3CHOCH3COOH＋2H2O＋Cu2O↓（紅色沉淀）3、硫酸銅CuSO4為白色粉末，硫酸銅晶體（CuSO4·5H2O）俗名擔釩或藍釩。CuSO4·5H2O受熱分解的化學方程式為：CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O↑硫酸銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有廣泛的用途，下面試歸納如下：小專題歸納：“多面手”硫酸銅（1）、作防灼劑：當白磷沾到皮膚上，可用％左右的CuSO4溶液沖洗，然后用清水沖洗，以防止灼傷。反應(yīng)式為：11P+15CuSO4+24H2O====5Cu3P+6H3PO4+15H2SO4（2）、作除臭劑：廁所臭味很濃，將CuSO4與其它香味物質(zhì)配制成藥丸放入尿池中，臭味大大減輕。因為CuSO4能與蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的NH3和H2S氣體結(jié)合，起到除臭作用：CuSO4+4NH3·H2O=====Cu（NH3）4SO4+4H2OCuSO4+H2S=====CuS↓+H2SO4（3）、作檢水劑：檢驗一些物質(zhì)（如乙醇）中是否含有水，可加入些白色的無水CuSO4粉末，若有藍色出現(xiàn)，則有水。（4）、作殺菌劑：用硫酸銅、石灰和硫配成的波爾多液可殺滅果木蟲害。其原理是其中的重金屬銅離子以及強堿性可使菌、蟲體蛋白質(zhì)變性死亡。（5）、作檢驗劑：取病人尿樣，加入2％CuSO4溶液與10％NaOH2mL配成的試液，稍加熱，若有磚紅色沉淀產(chǎn)生，便可確診為糖尿病患者。因糖尿病患者尿液中含葡萄糖較高，它能使新制的Cu（OH）2還原成紅色Cu2O：CH2OH（CHOH）4CHO+2Cu（OH）2CH2OH（CHOH）4COOH+Cu2O↓+2H2O（6）、作脫硫劑：合成氨工業(yè)生產(chǎn)利用CuSO4脫硫（除去H2S）。（7）、作電解劑：電解精練銅或鍍銅時常用CuSO4配制精練液或電鍍液。（8）、制特殊溶劑：工業(yè)上利用CuSO4與氨水配制的Cu（NH3）4SO4溶液溶解纖維，抽絲紡線。四、銅的冶煉工業(yè)上，主要采用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅。冶煉過程大致可分為：（1）富集，將硫化物礦進行浮選；（2）焙燒，主要反應(yīng)為2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO（爐渣）（3）制粗銅，在1200℃2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2；2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑。這種方法冶煉的銅，其含量為%∽%，還有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì)。要達到電氣化生產(chǎn)銅的要求，這種由黃銅礦高溫冶煉的粗銅還必須經(jīng)過電解精煉。（4）電解精煉電解精煉銅時，粗銅作陽極，精銅作陰極，CuSO4溶液作電解質(zhì)溶液。電極反應(yīng)：陽極Cu→Cu2+＋2e-Zn→Zn2+＋2e-Fe→Fe2+＋2e-（少量的Ag、Au留在陽極泥中。）陰極Cu2+＋2e-→Cu（少量的Ag、Au沉積到陽極底部；Zn2+、Fe2+留在電解質(zhì)溶液中。）電解精煉得到的銅，其含量高達%～%。五、銅及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系（寫出相關(guān)的化學方程式）：專項訓練1．用一定量的鐵與足量的CuO制單質(zhì)銅，有人設(shè)計了以下兩種方案：若按實驗原則進行操作，則兩者制得單質(zhì)銅的量為(C)A．一樣多 B．①多 C．②多 D．無法判斷2．在稀硫酸中加入銅粉，銅粉不溶，再加入下列物質(zhì)： ①FeCl3②Fe2O3③Cu（NO3）2④KNO3銅粉溶解的是 （D） A．只有① B．只有② C．只有③ D．上述四種物質(zhì)中任意一種3．為了避免青銅器生成銅綠，以下方法正確的是 （BD） A．將青銅器放在銀質(zhì)托盤上 B．將青銅器保存在干燥的環(huán)境中 C．將青銅器保存在潮濕的空氣中 D．在青銅器的表面覆蓋一層防滲的高分子膜4.把表面有氧化物的相同大小的銅片和鐵片一起放入鹽酸中充分反應(yīng)，所得溶液中的金屬離子（）A．是Fe3+和Cu2+B．是Fe2+和Cu2+C．是Fe2+和Fe3+D．只有Fe2+5．下列有關(guān)熱分解冶煉金屬的說法中不正確的是（CD）A．Ag2O受熱就能分解，Ag用熱分解法制得B．Ag2O受熱分解的反應(yīng)中，Ag2O既是氧化劑，又是還原劑C．WO3受熱分解，W可用熱分解法制得D．工業(yè)上制汞既可用熱分解法，也可用熱還原法6．制印刷電路時常用氯化鐵作腐蝕液，有關(guān)反應(yīng)為2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。向盛有氯化鐵溶液的燒杯中同時加入鐵粉和銅粉，反應(yīng)結(jié)束后，燒杯中不可能出現(xiàn)的是(B)A．有銅無鐵 B．有鐵無銅 C．鐵、銅都有 D．鐵、銅都無7.在含有Cu(ON3)2、Mg(NO3)2和AgNO3的溶液中加入適量鋅粉，首先置換出的是（C）A．MgB．CuC．AgD．H28.將40mLmol·L－1的CuSO4溶液與30mL3mol·L－1的NaOH溶液混合，生成淺藍色沉淀，假如溶液中[Cu2＋]或[OH－]都已變得很小，可忽略，則生成沉淀的組成可表示為（D）A.Cu(OH)2B.CuSO4·Cu(OH)2C.CuSO4·2Cu(OH)2D.CuSO4·3Cu(OH)29．碳酸銅和堿式碳酸銅［Cu2(OH)2CO3]均可溶于鹽酸轉(zhuǎn)化為氯化銅。在高溫下這兩種化合物均能分解生成氧化銅。溶解28.4g的上述混合物，恰好消耗mol·L－1鹽酸500mL。灼燒等量的上述混合物，得到的氧化銅質(zhì)量是(C)A．15gB．30gC．20gD．35g10．某合金(僅含銅、鐵)中銅和鐵的物質(zhì)的量之和為ymol，其中Cu的物質(zhì)的量分數(shù)為a，將其全部投入50mLbmol·L－1的硝酸溶液中，加熱使其充分反應(yīng)(假設(shè)NO是唯一的還原產(chǎn)物)。下列說法正確的是（BD） A．若金屬有剩余，在溶液中再滴入硫酸后，金屬不溶解 B．若金屬全部溶解，則溶液中不一定含有Fe3＋ C．若金屬全部溶解，且產(chǎn)生336mL氣體(標準狀況)，則b= D．當溶液中金屬離子只有Fe3＋、Cu2＋時，則a與b的關(guān)系為：b≥80y(1－a/3)11．將a

g

CuO和Fe2O3的混合物分成兩等份，向其中一份中加入b

mL

c

mol/L的稀硫酸正好完全反應(yīng)；另一份在加熱的條件下用H2還原，反應(yīng)完全時用去H2

d

L（折算成標準狀況）。則d等于（A） A．×10－3 B．×10－3 C．（3a－4bc×10－3） D．（3a－4bc）×12．已知：Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+.將Cu片放入L的FeCl3溶液中，一段時間后取出Cu片，溶液中c(Fe3+):c（Fe2+）=2：3，則n(Cu2+):n(Fe3+)為 （A） A．3：4 B．3：5 C．4：3 D．3：213.在化學反應(yīng)中，銅元素可表現(xiàn)為0、＋1、＋2價。⑴在西漢古籍中曾有記載：曾青得鐵則化為銅[即：曾青（CuSO4）跟鐵反應(yīng)就生成銅]。試寫出該反應(yīng)的化學方程式：。⑵銅器表面有時會生成銅綠[Cu2(OH)2CO3]，這層銅綠可用化學方法除去。試寫出除去銅綠而不損傷器物的反應(yīng)的化學方程式：。14．Cu和Cu2O都是紅色固體，Cu+離子在酸性溶液中不穩(wěn)定，可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+離子和Cu。實驗室用足量H2還原，得到紅色固體A，向A中加入足量稀鹽酸，充分反應(yīng)后得5.76g紅色固體B。（1）紅色固體B的成分是。（2）紅色固體A的成分是，向紅色固體A中加入稀鹽酸，反應(yīng)的離子方程式為；紅色固體A中各成分的質(zhì)量分別是。（3）寫出符合上述實驗的氫氣還原氧化銅的化學方程式。15.銅及其化合物一般都具有特征的顏色，例如Cu、Cu2O呈紅色，CuO呈黑色，CuSO4·5H2O呈藍色等。研究性學習小組甲為檢測實驗室的Cu2O試樣中是否含有Cu進行了認真的探究。Ⅰ．查閱資料：①Cu2O屬于堿性氧化物；②在空氣中灼燒Cu2O生成CuO；③Cu2O在酸性條件下能發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)（Cu2O＋2H＋＝Cu＋Cu2＋＋H2O）。Ⅱ．設(shè)計實驗方案：方案1：取該紅色試樣溶于足量的稀硝酸中，觀察溶液顏色變化方案2：取該紅色試樣溶于足量的稀硫酸中，觀察是否有殘渣方案3：稱得干燥坩堝的質(zhì)量為ag，取紅色試樣置于坩堝中稱得總質(zhì)量為bg，在空氣中充分灼燒至完全變黑，并在干燥器中冷卻，再稱量。如此反復(fù)多次直到質(zhì)量不變，稱得最后質(zhì)量為cg。分析數(shù)據(jù)，作出合理判斷。（1）請你評價方案1和方案2。如果你認為該方案合理，請簡述其工作原理；如果你認為該方案不合理，請簡述原因。（2）方案3中，如果a、b、c的關(guān)系符合c=可確認紅色粉末是Cu2OⅢ．研究性學習小組乙，設(shè)計了新的探究方案，裝置如圖所示。（3）簡述新探究方案中，氣體發(fā)生裝置的氣密性如何檢驗（操作、現(xiàn)象、結(jié)論）：（4）你認為依據(jù)新方案測定上述紅色試樣成分必須獲得下列哪些物理量：（選填序號）①通入氫氣體積；②反應(yīng)前，紅色試樣+硬質(zhì)試管的總質(zhì)量；③完全反應(yīng)后紅色固體+硬質(zhì)試管的總質(zhì)量；④實驗前，干燥管（含藥品）的質(zhì)量；⑤硬質(zhì)試管質(zhì)量；⑥鋅粒質(zhì)量；⑦稀硫酸中含溶質(zhì)的量；⑧實驗后，干燥管（含藥品）的質(zhì)量（5）有人提出，在氫氣發(fā)生器與硬質(zhì)試管之間應(yīng)加一個干燥裝置，你認為（選填“需要”或“不需要”），簡述理由16.某課外研究小組，用含有較多雜質(zhì)的銅粉，通過不同的化學反應(yīng)制取膽礬。其設(shè)計的實驗過程為：（1）銅中含有大量的有機物，可采用灼燒的方法除去有機物，灼燒時將瓷坩堝置于

上（用以下所給儀器的編號填入，下同)，取用坩堝應(yīng)使用，灼燒后的坩堝應(yīng)放在上，不能直接放在桌面上。實驗所用儀器：a蒸發(fā)皿b石棉網(wǎng)c泥三角d表面皿e坩堝鉗f試管夾（2）雜銅經(jīng)灼燒后得到的產(chǎn)物是氧化銅及少量銅的混合物，用以制取膽礬。灼燒后含有少量銅的可能原因是a灼燒過程中部分氧化銅被還原b灼燒不充分銅未被完全氧化c氧化銅在加熱過程中分解生成銅d該條件下銅無法被氧氣氧化（3）通過途徑Ⅱ?qū)崿F(xiàn)用粗制氧化銅制取膽礬，必須進行的實驗操作步驟：酸溶、加熱通氧氣、過濾、、冷卻結(jié)晶、、自然干燥（4）由粗制氧化銅通過兩種途徑制取膽礬，與途徑Ⅰ相比，途徑Ⅱ有明顯的兩個優(yōu)點是：、（5）在測定所得膽礬（CuSO4·xH2O）中結(jié)晶水x值的實驗過程中：稱量操作至少進行次（6）若測定結(jié)果x值偏高，可能的原因是a加熱溫度過高b膽礬晶體的顆粒較大c加熱后放在空氣中冷卻d膽礬晶體部分風化17．銅在自然界存在于多種礦石中，如：礦石名稱黃銅礦斑銅礦輝銅礦孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3·Cu(OH)2請回答下列問題：（1）上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是（2）工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法溶煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，反應(yīng)的氧化劑是（3）SO2尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是；處理該尾氣可得到有價值的化學品，寫出其中1種酸和1種鹽的名稱（4）黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的原理：（5）下表中，對陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是（填字母）。選項陳述Ⅰ陳述Ⅱ判斷A銅綠的主成分是堿酸銅可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；有B銅表易形成致密的氧化膜銅容器可以盛放濃硫酸Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；有C鐵比銅活潑例在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹Ⅰ對；Ⅱ?qū)?；有D藍色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑Ⅰ錯；Ⅱ?qū)?；無18．現(xiàn)有一種銅粉與氧化銅粉末的混合物：（1）經(jīng)測定該混合物中銅元素與氧元素的質(zhì)量之比為6：1，則混合物中銅粉與氧化銅的物質(zhì)的量之比為；112g上述混合物在加熱條件下與足量的濃硫酸充分反應(yīng)后，產(chǎn)生SO2的物質(zhì)的量為mol；（2）若銅粉與氧化銅粉末的混合物中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為，則160g該混合物在加熱條件下與足量的濃硫酸反應(yīng)，消耗硫酸的物質(zhì)的量為mol；（3）設(shè)混合粉末中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為x，160g該混合物與足量的濃硫酸反應(yīng)，消耗硫酸的物質(zhì)的量為ymol，寫出x的取值范圍，及y與x之間的關(guān)系式。參考答案:1、C2、D3、BD4、D5、CD6、B7、C8、D9、C10、BD11、A12、A13.⑴CuSO4＋Fe＝FeSO4＋Cu⑵Cu2(OH)2CO3＋4HCl＝2CuCl2＋3H2O＋CO2↑或Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4＝2CuSO4＋