2017届高三化学第一轮复习：铜及其化合物

1．特殊的颜色：Cu、Cu2O，CuOCu(OH)2，CuSO4，CuSO4·5H2O，Cu2(OH)2CO3—红色—黑色—蓝色—白色—蓝色—绿色考点三|铜及其化合物[教材知识层面]1．铜的性质(1)物理性质：紫红色固体，有良好的延展性、导电、导热性，不能被磁铁吸引。(2)化学性质：反应物质化学方程式非金属O2SCl22Cu＋O2=====△2CuO2Cu＋S=====△Cu2SCu＋Cl2=====点燃CuCl2反应物质化学方程式氧化性酸浓H2SO4浓HNO3稀HNO3盐溶液AgNO3溶液、FeCl3溶液Cu＋2H2SO4(浓)=====△CuSO4＋SO2↑＋2H2OCu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2OCu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2AgCu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl22．氧化铜(1)物理性质：黑色粉末状固体(2)化学性质：反应①的化学方程式：反应②的离子方程式：3．氢氧化铜(1)物理性质：色溶于水的固体。蓝不(2)化学性质及应用：Cu(OH)2=====△CuO＋H2OCu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O4．铜盐(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为_____________________________________。(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称、胆矾，其受热分解的化学方程式为，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依据。蓝矾蓝CuSO4·5H2O=====△CuSO4＋5H2OCu2(OH)2CO3=====△2CuO＋H2O＋CO2↑(3)铜盐溶液有毒，主要是因为Cu2＋作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。[高考考查层面]命题点1铜的两种重要氧化物(CuO、Cu2O)1．氧化铜和氧化亚铜的比较转化关系与H2反应Cu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2OCuO＋2H＋===Cu2＋＋H2O与酸反应(H＋)砖红色黑色颜色氧化亚铜氧化铜名称H2＋CuO=====△Cu＋H2OH2＋Cu2O=====△2Cu＋H2O4CuO=====高温2Cu2O＋O2↑2．区别红色物质Cu和Cu2O的方法向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，否则为Cu。反应的化学方程式为：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O[典题示例]1．已知CuO经高温灼烧生成Cu2O，Cu2O与H＋发生：Cu2O＋2H＋===Cu＋Cu2＋＋H2O。将经高温灼烧后的CuO样品投入足量的热的稀硝酸溶液中，下列有关说法中正确的是()A．如果溶液变为蓝色、同时有紫红色固体出现，说明样品全部生成了Cu2OB．溶液中最终可能有紫红色固体出现C．这种实验的结果无法说明CuO分解的程度D．如果溶液中出现蓝色，最终没有紫红色固体出现，说明CuO没有分解若误认为Cu不与热的稀硝酸反应会造成错选D。如果样品部分生成了Cu2O，也会有类似现象发生，即这种实验的结果无法说明CuO分解的程度，A项错误、C项正确；由于Cu能够与热的稀硝酸反应，所以不论CuO是否完全分解，溶液中最终不可能有紫红色固体出现，B项不正确、D项错误。2．已知酸性条件下有如下反应：2Cu＋===Cu2＋＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物()A．是CuB．是Cu2OC．一定有Cu，一定有Cu2OD．一定有Cu2O，可能有Cu浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。加入试剂稀硫酸浓硫酸、加热稀硝酸浓硝酸实验现象有红色固体剩余和溶液变为蓝色产生无色气体产生无色气体和溶液变为蓝色产生红棕色气体和溶液变为绿色命题点2铜的冶炼方法[典题示例]1．Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图。Cu2S――→O2△Cu――→焙烧Cu2O、CuO―――――→足量稀硫酸A―――→操作ⅠB―――――――――→蒸发、结晶、过滤胆矾Cu2S中铜元素的化合价为_____，火法炼铜的反应原理是_________________________(用化学方程式表示)。Cu2S中铜元素的化合价为＋1；Cu2S在加热条件下与O2反应生成Cu，依据氧化还原反应的实质判断硫元素对应的产物是SO2。反应方程式为：Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2。Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2＋12．孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：(1)反应①能观察到的现象是______________________________________________，有关反应的化学方程式为_________________________________________________。(2)反应②加入的金属可能是____，有关反应的离子方程式为_____________________。Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生Fe＋Cu2＋===Fe2＋＋Cu铁粉孔雀石中加入稀硫酸可看到孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋CO2↑＋3H2O。经过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2＋从溶液中置换出来即可，故金属可能是Fe或Zn等。[方法技巧]铜的冶炼“三方法”(1)湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。(2)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)：2CuFeS2＋4O2======800℃Cu2S＋3SO2＋2FeO(炉渣)2Cu2S＋3O2=======1200℃2Cu2O＋2SO22Cu2O＋Cu2S=======1200℃6Cu＋SO2↑粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、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：a.成本低；b.污染小；c.反应条件简单；d.含量(品位)很低的矿石也可以被利用。[考点达标层面]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成。()(2)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成。()(3)利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在。()(4)将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼。()×√√√2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，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CuCl2的生成铜与浓H2SO4反应后仍有大量浓H2SO4，不能把水加入到反应器中，否则发生危险，A错误；Cu与Cl2常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；2．某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是()C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2得不到无水CuCl2固体，C错误。以“由黄铜矿冶炼铜的工艺流程”为载体串联金属冶炼的常用方法高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](1)写出用电解法冶炼钠和铝的化学方程式__________________________，_______________________________。〖考查活泼金属的冶炼〗2Al2O3(熔融)=======电解冰晶石4Al＋3O2↑2NaCl(熔融)=====电解2Na＋Cl2↑高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](2)工业上冶炼铁用的还原剂是什么？写出反应的化学方程式。____________________________〖考查较活泼金属的冶炼〗3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2CO高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](3)由泡铜(Cu2O、Cu)冶炼粗铜的化学方程式是____________________________。〖考查不活泼金属的冶炼〗3Cu2O＋2Al=====高温6Cu＋Al2O3高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](4)已知Cu2O能与稀H2SO4反应生成CuSO4和Cu，泡铜中的Cu2O和Cu均是红色物质，如何通过实验鉴别Cu2O与Cu？_____________________________________________________________________________________________________。〖考查Cu2O的性质〗将少量红色物质放入稀H2SO4中，若溶液变成蓝色，说明红色物质为Cu2O，若溶液不变蓝，则红色物质为Cu高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](5)冰铜(mCu2S·nFeS)中铜元素的化合价是多少？将冰铜中的Cu2S在O2中灼烧能冶炼出铜，试写出该反应的化学方程式：__________________________。〖考查铜的冶炼〗Cu2S＋O2=====△2Cu＋SO2＋1价高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](6)由粗铜电解精炼铜时，粗铜接电源的正极还是负极？____________________________________________________________________________。〖考查铜的电解精炼〗电解精炼铜时，粗铜作阳极(接电源正极)，纯铜作阴极，CuSO4溶液作电解质溶液高考载体(2012·山东高考T28)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下：[知识串联设计](7)设计由粗铜、浓H2SO4、水等物质制备CuSO4的实验方案：__________________________________________________________。〖考查物质的制备方法〗由粗铜制备CuSO4的实验流程为Cu――→O2CuO――――→稀H2SO4CuSO4