2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 銅、金屬材料、金屬冶煉 知識清單

知識清單09銅、金屬材料、金屬冶煉

i.銅的原子結(jié)構(gòu)

(1)電子排布式：Is22s22P63s23P63d104sl

①最高能級電子數(shù)期

②最高能層電子數(shù)1

③未成對電子數(shù)1

④穩(wěn)定性：Cu2+<Cu+

皿畫皿田

(2)價電子排布圖:3d4s

(3)原子結(jié)構(gòu)示意圖:

(4)周期表中位置：第或周期第鞏族，位于d鼠區(qū)

(5)晶胞結(jié)構(gòu)(晶胞參數(shù)apm)

0

Q

①堆積名稱：面心立方最密堆積,堆積類型：AL型或弱型

②堆積方式：…ABCABC…

③配位數(shù)12

④晶胞中含Cu的個數(shù)：4

4M_256x1()30

⑤晶胞密度:

-lo3i

(axlO)x^AaNA

,43.4V2-、3

4x—7ir4x—7i(z——a)5

⑥空間利用率：(p=—2--X100%=—~#——X100%=—100%P74%

/a6

2.銅的物理性質(zhì)

(1)顏色：呈紙色或紫空色

(2)三性：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性良好

3.與非金屬單質(zhì)反應(yīng)

(1)與氧氣反應(yīng)：條件不同，產(chǎn)物不同

(2)與其他非金屬反應(yīng)

SC12

①Cu加熱②CU點(diǎn)燃，CuCh

4.與酸反應(yīng)

(1)稀硫酸

①普通條件：Cu不能置換出H2

②電解條件：孰±1切5044段1簟GuSMB讓

(2)濃硫酸：Cut21fcs0U

(3)濃硝酸：CJJ±4即

(4)稀硝酸：姓數(shù)Q~t~i飄1破

5.與鹽溶液反應(yīng)

(1)硝酸銀：

6.單質(zhì)銅在化學(xué)實(shí)驗中的應(yīng)用

(1)除去某種氣體中的氧氣

(2)乙醇催化氧化的催化劑

①催化原理：Cu.CuO.CH3cH20H,CU

、Cu

②催化反應(yīng)：八，

(3)防止可燃性氣體燃燒回火的安全裝置

電爐絲（擢電源）

H,（含少量0,）./._

li}???

易錯點(diǎn)：銅的易錯知識點(diǎn)

（1）銅和氧氣在常溫下反應(yīng)生成QixKQgQ%，在加熱條件下生成3Q。

（2）單質(zhì)銅可以除去某種氣體中的氧氣，也可以作乙醇催化氧化的催化劑。

（3）在普通條件下Cu不能從稀硫酸中置換出H2,但在通電條件下Cu能從稀硫酸中置換出H2。

?SO?

【典例01】（2022?大連一模）下列實(shí)驗的前后，銅的質(zhì)量一定發(fā)生變化的是（）o

A.銅絲在空氣中灼燒后立即插入乙醇

B.銅片放入酸化的硝酸鈉溶液

C.銅和鐵的混合物放入稀硝酸

D.銅、鋅、稀硫酸構(gòu)成的原電池放電

【解析】選B。由于氧化銅能夠和乙醇反應(yīng)生成乙醛和銅，銅變成氧化銅，氧化銅又被還原成銅，最終銅質(zhì)量沒有

變化，故A錯誤；銅和稀硝酸反應(yīng)生成了硝酸銅，質(zhì)量一定減少，故B正確；由于鐵還原性大于銅的，鐵先參加反

應(yīng)，若是鐵足量，銅變化消耗，故C錯誤；銅、鋅構(gòu)成的原電池，鋅是負(fù)極，銅是正極不消耗，故D錯誤。

知識點(diǎn)02銅的氧化物和氫氧化銅的性質(zhì)

匈回回理

1.氧化銅

⑴物性：黑色粉末狀固體

H2、CO、C、Al-

(2)弱氧化性：CuO*Cu

NH3、乙醇

?A1：2A1+3CUO^=3CU+A12O3

②C：2CUO+C^^2CU+CO2±

@NH3：看呸±3CWQ^N2±3CU±3H2Q

(3)熱不穩(wěn)定性

Cl）反應(yīng)：2cli

②原因：的價.電子構(gòu)型為典1°的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

2.氧化亞銅

（1）物性：枝紐色固體

（2）Cu?。的晶胞（小黑點(diǎn)實(shí)心代表Cu原子）

①含CU2。數(shù)：2

②配位數(shù)：Cu的配位數(shù)為2;。的配位數(shù)為4

(3)用途：作為紅色玻璃和搪瓷的著色劑

3.氫氧化銅

(1)物理性質(zhì)：藍(lán)色不溶于水的固體

(2)化學(xué)性質(zhì)

①弱堿性：

②不穩(wěn)定性：QkXjQJCLfeAsuQiIHHjQ

③弱氧化性：皿LXQH*RCHQ±物QH今小CQONa±CuQL±31七Q

④絡(luò)合性：颯

B???

易錯點(diǎn)：氫氧化銅的易錯知識點(diǎn)

(1)氫氧化銅既能溶于酸又能溶于堿(氨水)，但它不是兩性氫氧化物。

(2)向硫酸銅溶液中滴加氨水的現(xiàn)象是：先產(chǎn)生藍(lán)色沉淀，后沉淀溶解生成深藍(lán)色溶液

(3)新制的氫氧化銅懸濁液具有弱氧化性，可以用來檢驗醛基。

SB??

H'

【典例02]已知酸性條件下有如下反應(yīng)：2Cu+-C/++Cu。由于反應(yīng)溫度不同，用氫氣還原氧化銅時，可能產(chǎn)生

Cu或CU2O,兩者都是紅色固體。一同學(xué)對某次用氫氣還原氧化銅實(shí)驗所得的紅色固體產(chǎn)物做了驗證，實(shí)驗操作和

實(shí)驗現(xiàn)象記錄如下：

加入試劑實(shí)驗現(xiàn)象

稀硫酸紅色固體和藍(lán)色溶液

濃硫酸、加熱無色氣體

稀硝酸無色氣體和藍(lán)色溶液

濃硝酸紅棕色氣體和綠色溶液

由此推出本次氫氣還原氧化銅實(shí)驗的產(chǎn)物是()o

A.Cu

B.Cu2O

C.一定有Cu,可能有Cu2。

D.一定有Cu?。，可能有Cu

【解析】選D。H2還原CuO生成紅色固體，可能是Cu和Cu?。中的一種或兩種，產(chǎn)物中加入稀H2sCU溶液變藍(lán)并得到

紅色固體，證明產(chǎn)物中含CU2O,在酸性條件下2Cu+=Cu2++Cu,故不能證明產(chǎn)物中是否含有Cu。A項，產(chǎn)物中不一

定含有銅，錯誤；B項，產(chǎn)物中一定有CU2。，也可能有銅，錯誤；C項，產(chǎn)物中不一定有銅，一定有CU2。，錯誤；

D項，產(chǎn)物中一定有CU2。，可能有銅，正確。

【典例03](2023?張家口模擬)新制氫氧化銅存在平衡：Cu(OH)2+2OH[Cu(OH)4](深藍(lán)色)。

某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗:

人1**

下列說法不正確的是()。

A.①中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀

B.③中現(xiàn)象是Cu(OH)2二:Cu(OH)412-正向移動的結(jié)果

C.④中現(xiàn)象證明葡萄糖具有還原性

D.對比②和④可知Cu(OH)2氧化性強(qiáng)于[Cu(OH)4]2-

【解析】選D。CuSCU溶液與NaOH溶液反應(yīng)可生成藍(lán)色沉淀Cu(OH)2,A正確；新制Cu(OH)2存在平衡：Cu(OH)

2+2OIT[Cu(OH)412一，加入NaOH,氫氧根離子的濃度增大，平衡正向移動，B正確；③中加入葡萄糖溶

液有磚紅色的沉淀生成，說明葡萄糖中含有醛基，所以葡萄糖具有還原性，C正確；④中氧化葡萄糖的是[Cu(OH)

J2,而②中未生成磚紅色沉淀，可知氧化性：Cu(OH)2<[Cu(OH)4]2,D錯誤。

知識點(diǎn)03幾種常見的銅鹽

回回回包

1.可溶性銅鹽

(1)水解性：

①防水解：加入相應(yīng)的稀酸

②制無水物：CuCl2-H2O-^CUC12,在HCL氣氛中加熱

(2)與堿反應(yīng)

@Cu2+-OH^.Cu(OH)2j

②C/+與QLIQHUI工[Cu(NH3)J2+(深藍(lán)色溶液)

(3)硫酸銅晶體(CuSO4-5H2O)

①物性：藍(lán)色晶體，俗稱膽磯、

②結(jié)構(gòu)：[Cu(H2O)4]SO4?H2O

③晶體中存在的作用力：離子鍵、共價鍵、一位鍵、氫鍵

2.堿式碳酸銅

(1)俗名：銅銹或銅綠

(2)組成處理：Cu(OH)2?CuCO3

(3)化學(xué)性質(zhì)：具有Cu(OH)2和C11CO3的雙重性質(zhì)

①與鹽酸反應(yīng)：此±3H2Q±CQa_t

②熱分解反應(yīng)：

③與氫氣反應(yīng)：

④與鋁反應(yīng)：尊志工QBD_zC￡h±4Al^^6Cu±C￡hJL±2Ah￡h±3H2Q

易錯點(diǎn)：銅鹽的易錯知識點(diǎn)

(1)CuSO4常用來檢驗?zāi)承怏w或液態(tài)有機(jī)物中微量水的存在，而不是用于除水。

2+2+

(2)CuSCU溶液與過量氨水反應(yīng)的過程：CU^CUIOHLZ±^L[CU(NH3)4](選藍(lán)色溶液)

(3)堿式碳酸銅可以認(rèn)為是01<0啦2和CUCO3組成的混合型化合物

(4)硫酸銅溶液和消石灰配制波爾多液，其殺菌原理是重金屬鹽使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性

@@@@

【典例04】某興趣小組的同學(xué)發(fā)現(xiàn)，將CuSCU溶液與K2cCh溶液混合會產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀。他們對沉淀的組成很感興

趣，決定采用實(shí)驗的方法進(jìn)行探究。

(1)【提出假設(shè)】

假設(shè)1：所得沉淀為Cu(OH)2;

假設(shè)2：所得沉淀為；(填化學(xué)式)

假設(shè)3：所得沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為[機(jī)Cu(OH)2.MCUCO31O

【查閱資料】無論是哪一種沉淀受熱均易分解(假設(shè)均不含結(jié)晶水)

【定性探究】

步驟1：將所得懸濁液過濾，先用蒸儲水洗滌，再用無水乙醇洗滌，風(fēng)干；

步驟2：甲同學(xué)取一定量固體，用氣密性良好的如裝置如圖(夾持儀器未畫)進(jìn)行定性實(shí)驗；

(2)若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中無明顯現(xiàn)象，證明假設(shè)成立。

(3)乙同學(xué)認(rèn)為只要將上圖中B裝置的試劑改用下列某試劑后，便可驗證上述所有假設(shè)，該試劑是(填代號)。

A.濃硫酸B.無水CuSCUC.堿石灰D.P2O5

(4)乙同學(xué)驗證假設(shè)3成立的實(shí)驗現(xiàn)象是=

【定量探究】

(5)乙同學(xué)進(jìn)一步探究假設(shè)3中固體的組成：

①乙同學(xué)查得一些物質(zhì)在常溫時的數(shù)據(jù)(如下表)后，將C中的澄清石灰水改為Ba(0H)2溶液，其原因是

(填代號)。

溶解度(S)/g溶度積(Kp)摩爾質(zhì)量(M)/g*mol1

Ca(OH)2Ba(OH)2CaCC)3BaCOsCaCOsBaCOs

0.163.892.9x1092.6x10-100197

A.Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)2,能充分吸收CO2

B.Ba(OH)2為強(qiáng)堿，Ca(OH)2為弱堿

C.吸收等量CO2生成的BaCCh的質(zhì)量大于CaCCh，測量誤差小

D.相同條件下，CaCCh的溶解度明顯大于BaCCh

②若所取藍(lán)綠色固體質(zhì)量為27.1g,實(shí)驗結(jié)束后，裝置B的質(zhì)量增加2.7g,C中產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量為19.7g。則該藍(lán)

綠色固體的化學(xué)式為;A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為=

【解析】(1)CuSCU溶液與Na2cCh溶液混合產(chǎn)生藍(lán)綠色沉淀，氫氧化銅和碳酸銅都是藍(lán)色沉淀，可能是反應(yīng)復(fù)分解

反應(yīng)生成了碳酸銅沉淀，或雙水解生成了氫氧化銅沉淀，或堿式碳酸銅，假設(shè)1中沉淀為CU(OH)2,假設(shè)2為CUCO3;

(2)加熱氫氧化銅生成水蒸氣和黑色氧化銅，加熱碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，二氧化碳能使澄清的

石灰水變渾濁，若反應(yīng)后A中藍(lán)綠色固體變黑，C中澄清石灰水不變渾，證明一定不含有碳酸銅，現(xiàn)象的產(chǎn)生為氫

氧化銅，假設(shè)1正確。(3)加熱氫氧化銅生成水蒸氣和黑色氧化銅，加熱碳酸銅分解生成二氧化碳和黑色氧化銅，

二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，所以需要驗證水的存在和二氧化碳的存在就可以證明產(chǎn)生的物質(zhì)成分，裝置A

中加熱是否變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅驗證是否生成水，澄清石灰水是否變渾濁證明是否生成二氧化

碳。(4)假設(shè)3：所得沉淀為堿式碳酸銅[化學(xué)式可表示為mCu(OH)2-?CuCO3],氫氧化銅、碳酸銅分解，裝置A

中加熱都會變化為黑色固體，裝置B選擇無水硫酸銅，根據(jù)是否變藍(lán)色驗證是否生成水，根據(jù)裝置C中澄清石灰水是

否變渾濁證明是否生成二氧化碳，所以證明假設(shè)是否正確的現(xiàn)象為：A中藍(lán)綠色固體變黑色說明氫氧化銅、碳酸銅

分解，B中無水CuSCU固體變藍(lán)說明存在Cu(OH)2,C中有白色沉淀產(chǎn)生說明存在C11CO3,即能驗證假設(shè)3成立，

即A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSCU固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生。(5)①Ba(OH)2溶解度大于Ca(OH)

2,能充分吸收CO2,故A正確；氫氧化鈣也為強(qiáng)堿，故B錯誤；BaCCh的摩爾質(zhì)量大于CaCCh，測量誤差小，故C正

確；CaCCh的溶解度和BaCCh溶解度相差不大，故D錯誤。②B中吸收水的物質(zhì)的量"(H20)=—且J=0.15mol,

18g-mol1

C中吸收二氧化碳生成碳酸釧白色沉淀，根據(jù)碳原子守恒二氧化碳的物質(zhì)的量：”(C02)=n(BaCCh)=07g

197g/mol

-O.lmol,m(CO2)=0.1molx44g?mol-1=4.4g,氧化銅的質(zhì)量為：m(CuO)=27.1g—2.7g—4.4g=20g,其物質(zhì)

的量為："(CuO)=2°g=o.25mol,則銅離子、氫氧根離子和碳酸根離子的物質(zhì)的量之比=0.25mol：0.3mol:

80g/mol

?

O.lmol=5：6：2,所以其化學(xué)式為：2CUCO3?3CU(OH)2或3Cu(OH)22CuCC>3或C115(OH)6(C03)2,2CuCO3?3Cu

(OH)2受熱分解生成CuO、二氧化碳和水，其反應(yīng)的方程為：2CUCO3?3CU(OH)2A5CuO+3H2Of+2CO2f。

【答案】(1)CuCO3(2)1(3)B

(4)A中藍(lán)綠色固體變黑色，B中無水CuSCU固體變藍(lán)，C中有白色沉淀產(chǎn)生

(5)①AC②2CUCC)3?3CU(OH)2或3Cu(OH)2'2CuCO3^Cu5(OH)6(CO3)2

2CUCO3?3CU(OH)2^L5CUO+3H2Ot+2CO2t

知識點(diǎn)04金屬的冶煉

1.金屬在自然界中的存在

(1)化合態(tài)：大多數(shù)金屬

(2)游離態(tài)：金、鉗等極少數(shù)金屬

2.冶煉實(shí)質(zhì)：金屬離子垂巴金屬原子(Mn++〃L=M)

3.冶煉依據(jù)：金屬離子的氧化性強(qiáng)弱不同

4.冶煉方法

KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu

一電解法一一H懿一北懿十整才

(1)電解法：冶煉金屬活潑性很強(qiáng)的金屬(如K、Ca、Na、Mg、Al等)

①2NaCl(熔融)5M2Na+Cl2t

②MgCL(熔融)-Ste-Mg+Cht

③2AI2O3(熔融)5ft4Al+3O2t

(2)熱還原法：用還原劑(C、CO、H2、Al、Na等)還原金屬活潑性介于Zn?Cu之間的金屬化合物。

①Fe2C)3+3CO&=2Fe+3cCh

②2CuO+C出=2CU+CO2f

③WC)3+3H2&=W+3H2O

@TiCl4+4Na^^Ti+4NaCl

⑤Cr2O3+2Al&=2Cr+A12C)3

(3)熱分解法：用于冶煉不活潑金屬Hg、Ago

①2HgO^L2Hg+O2f②2Ag2O^L4Ag+C>2t

5.銅的冶煉“兩方法”

(1)濕法煉銅：Fe+CuSO4=FeSO4+Cuo

(2)高溫?zé)掋~

①工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得粗銅

2CuFeS2+4O2JQffi=Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣)

12001C：

2CU2S+3O22CU2O+2SO2

2CU2O+CU2S6CU+SO2t

②電解精煉銅：用粗鋼做陽極，失電子變?yōu)镃M+,用緘銅撞做陰極即可得精銅

易錯點(diǎn)1：金屬冶煉的易錯知識點(diǎn)

(1)在化合物中金屬元素都顯正價，表現(xiàn)氧化性，但是處于中間價態(tài)的金屬還表現(xiàn)還原性。

(2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)是金屬陽離子得電子被還.原為金屬單質(zhì)。

(3)金屬越不活潑，其相應(yīng)的金屬陽離子的氧化性越強(qiáng)，越容易被冶煉。

易錯點(diǎn)2：用還原法來冶煉某些很活潑的金屬原理

850℃

Na+KC1=^=Kt+NaCl

700?300℃

2RbCl+MgMgCl2+2Rbt

主要運(yùn)用了化學(xué)平衡移動原理，利用K、Rb沸點(diǎn)低，汽化離開反應(yīng)體系，使化學(xué)反應(yīng)得以向正反應(yīng)方向進(jìn)行。

【典例05】工業(yè)上，金屬的制取有多種方法，選擇何種方法與金屬的性質(zhì)密切相關(guān)。

(1)金屬Na、Mg、Al等的制取常采用電解法。寫出以鋁為電極電解熔融氯化鎂制鎂的電極反應(yīng)式。

陽極;陰極。

(2)金屬鉀因為易溶于鹽而不易分離，且電解時有副反應(yīng)發(fā)生，工業(yè)上通常用鈉與氯化鉀在高溫下反應(yīng)制取，該

反應(yīng)為：Na(1)+KC1(1)=^NaCl(1)+K(g)；AH>0,根據(jù)下表有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問題：

物質(zhì)密度(g/cm3)熔點(diǎn)(℃)沸點(diǎn)(℃)

Na0.9797.81890

K0.8663.65770

NaCl8011465

KC17761437

①制取鉀的適宜溫度范圍為。

②制取鉀的條件為o

A.適當(dāng)高溫高壓B.適當(dāng)?shù)蜏氐蛪?/p>

C.適當(dāng)高溫低壓D.適當(dāng)?shù)蜏馗邏?/p>

③工業(yè)上采用此法制得的鉀往往不純，最可能含有的雜質(zhì)是,檢驗方法為

(3)用鋁熱反應(yīng)方法將Fe3O4中的鐵還原出來，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:

若用此法制得0.84tFe,則轉(zhuǎn)移電子________molo

【解析】(1)電解熔融氯化鎂制鎂時，陽極是C「失去電子被氧化成Cb，電極反應(yīng)式為2C「一2e-=CLt;陰極是

Mg?+得到電子被還原成Mg,電極反應(yīng)式為Mg2++2e-=Mg?

(2)①K、Na的活潑性相近，要從上述可逆的置換反應(yīng)中制取K,主要是利用K的沸點(diǎn)比Na的低，而控制溫度

使K氣化，其余三種物質(zhì)均為液體，便于生成的K蒸氣不斷逸出，使反應(yīng)向生成K的方向進(jìn)行而制得K。所以溫

度應(yīng)該高于K的沸點(diǎn)(774℃),高于其余三種物質(zhì)中熔點(diǎn)最高的NaCl的熔點(diǎn)(801℃),而低于其余三種物質(zhì)中沸

點(diǎn)最低的Na的沸點(diǎn)(890℃),綜上分析，合適的溫度范圍應(yīng)大于801℃,小于890℃。②從上分析可知，制備鉀必

須采用適當(dāng)?shù)母邷?，保證鉀以蒸汽形式存在，而減小壓強(qiáng)，平衡Na(1)+KC1(1)=tNaCl(1)+K(g)正向移

動，所以制取鉀的條件為適當(dāng)高溫低壓。③因為制備反應(yīng)為可逆反應(yīng)，而且鉀蒸汽和鈉蒸汽的沸點(diǎn)差別不是特別大,

所以制備的鉀蒸汽中一定含有少量的鈉蒸汽。檢驗金屬鈉可以用焰色試驗，鈉的焰色為黃色。

(2)鋁熱反應(yīng)是熱還原法的一種，利用鋁的還原性比鐵的強(qiáng)將鐵置換出來，反應(yīng)的化學(xué)方程式為

8Al+3Fe3C>4邈=9Fe+4Al2。3，該反應(yīng)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為24,即9Fe?24e,所以“(e-)=-n(Fe)=號義"竺少恒

3356g/mol

=4xl04molo

【答案】(1)陽極：2c「一21=C12t陰極：Mg2++2e-=Mg

(2)①801℃~890℃②C③鈉焰色試驗

4

(3)8Al+3Fe3O4^^9Fe+4A12O34xl0mol

知識點(diǎn)05金屬材料與合金

一、金屬材料與合金的性質(zhì)

1.金屬材料：包括純金屬及其合金

2.合金的組成和性能

(硬度一般比各成分金屬的大)

Gf廠免道一i性能

京律野住屋)熔合毓甫A金屬特性

°兀.性能

(熔點(diǎn)一般比的1分金屬都低)

(1)形成：所有成分在一定溫度范圍內(nèi)都是液體

(2)合金具有金屬特性，如導(dǎo)電、傳熱等。

(3)合金硬度變大的原因：改變了金屬原子有規(guī)則的層姆列，使原子層間的相對滑動變得困難。

二、鐵合金

1.合金元素：主要是鐵和碳

2.鐵合金分類：根據(jù)含碳的不同分類

(1)生鐵：含碳量2%?4.3%,硬度大，抗壓、性脆、韌性差

(2)鋼：含碳量0.03%?2%,硬度小，延展性好、韌性