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1、,知识梳理题型构建,第4讲用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物,铜及其重要化合物的主要性质。,1铜 在元素周期表中的位置,物理性质： 紫红色固体；具有良好的延展 性、导电（仅次于银）、导热性；溶沸点高，密度大。,化学性质：与非金属、水、酸、氧化物、盐反应,29Cu铜,第四周期 第 IB族电子排布式,在空气中加热 2Cu + O2 = 2CuO,在潮湿空气中，2Cu + O2 +H2O + CO2= 2Cu2(OH)2CO3,铜绿,Cu + Cl2 = CuCl2 点燃 棕黄色烟,2Cu + S = Cu2S,Cu + 2H2SO4(浓) = CuSO4+SO2+2H2O,Cu + 4HNO3(
2、浓) = Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,3Cu + 8HNO3(稀) =3 Cu(NO3)2+2NO+4H2O,Cu + 2FeCl3 = CuCl2+2FeCl2,Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag,知识梳理题型构建,铜及其化合物,绿色,知识梳理题型构建,选择铜做货币是因为铜的熔点比较低，,容易冶炼铸造成型；铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀,题组一,题组二,1,2,3,4,5,题组一铜及其化合物的性质,黑色,砖红色,蓝,不,弱碱,酸,(1)CuSO45H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾和胆矾，受热易分解为 白色粉末CuSO4和水。(2)无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO
3、45H2O)，可作为水的检 验试剂，但不适于做干燥剂。(3)CuSO4与石灰乳的混合溶液即为无机农药波尔多液，是一 种良好的杀菌剂，可以用来防治多种作物的病虫害。,CuO 黑色固体 不溶于水 碱性氧化物Cu2O 砖红色固体 不溶于水Cu(OH)2蓝色固体 不溶于水CuSO45H2O 蓝矾 蓝色晶体 Cu2(OH)2CO3,铜的化合物注意点：,（1）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。,（2）铜盐水解呈酸性， Cu2+与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2,（3）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于检验水。,（4） Cu2O是一种红色粉末，在非氧化性
4、酸溶液中发生歧化反应。,Cu2O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O,（5） CuO、 CuS、 Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。 其中CuS、 Cu2S难溶于非氧化性酸。,化学实验中的“铜”,工业上用铜屑和硝酸为原料制取硝酸铜。在实际生产中，先把铜屑在空气中灼烧，再与硝酸反应制取硝酸铜，为什么不用铜屑直接跟硝酸反应来制取硝酸铜?,实验室物质制备的基本要求：1、原料廉价、用量少2、污染少3、对设备要求低4、操作简单易行,2014届皖八一,铜屑放入稀硫酸不发生反应，若在稀硫酸中加入H2O2，溶液变蓝，该反应的离子方程式是 。,Cu+2H+H2O2=Cu2+2H2O,耗酸少；无污染,D,3在
5、稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末： FeCl2；Fe2O3；Zn；KNO3；HCl；H2O2； 铜粉可溶解的是() A B C D,B,(1)3Cu2O14H2NO=6Cu22NO7H2O(2)16 g(3)0.1 mol,托盘天平，研钵，坩埚，坩埚钳，三脚架，泥三角，玻璃棒，干燥器，酒精灯。,硫酸铜晶体（CuSO4xH2O）。,硫酸铜晶体中结晶水含量的测定方法,实验步骤,1、研磨,2、称量,3、加热,4、称量,6、计算,5、再加热称量,7、实验结果分析,泥三角,坩埚,坩埚钳,三角架,1研磨 在研钵中将硫酸铜晶体研碎。,加热前,一定要把硫酸铜晶体表面的水用滤纸吸干;在研钵中将硫酸
6、铜晶体研碎,以防止加热时硫酸铜晶体发生崩溅.,2称量 用坩埚准确称取2.0 g已经研碎的硫酸铜晶体，记下坩埚和硫酸铜晶体的总质量（m1）。,实验过程,3加热 将盛有硫酸铜晶体的坩埚放在三脚架上面的泥三角上，用酒精灯缓慢加热，同时用玻璃棒轻轻搅拌硫酸铜晶体，直到蓝色硫酸铜晶体完全变成白色粉末，且不再有水蒸气逸出。然后将坩埚放在干燥器里冷却。,要严格控制温度, 不能过高。脱水后的硫酸铜白色粉末和坩埚放在干燥器里冷却。因为硫酸铜具有很强的吸湿性。,4称量 待坩埚在干燥器里冷却后，将坩埚放在天平上称量，记下坩埚和无水硫酸铜的总质量（m2）。,称量操作要快,5再加热称量 把盛有无水硫酸铜的坩埚再加热，然
7、后放在干燥器里冷却后再称量，记下质量，到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止。,用加热的方法除去CuS045H20中的结晶水，为了避免加热时间过长或温度过高造成的CuS04分解，就不可避免的没有使CuSO45H2O中结晶水全部失去，这势必会造成新的误差。为此，本实验采取了多次加热的方法，以尽可能的使晶体中的结晶水全部失去。0.1 g是托盘天平的感量，两次称量误差不超过0.1 g，完全可以说明晶体中的结晶水已全部失去。,6计算 根据实验数据计算硫酸铜晶体里结晶水的质量分数和化学式中x的实验值。,m（结晶水）=m1m2,7实验结果分析 根据硫酸铜晶体的化学式计算结晶水的质量分数。将实验测定的结果
8、与根据化学式计算的结果进行对比，并计算实验误差。,黄铜,Cu-Zn,化学中的“铜”,铜的冶炼：,1.高温冶炼黄铜矿：,2.湿法冶铜：,3.生物炼铜：,铜易与许多元素组成合金，如青铜（铜锡合金）、黄铜（铜锌合金）、白铜（铜镍合金）,常见的铜矿石,毛赤铜矿(Cu2O ),黄铜矿（CuFeS2）,孔雀石(Cu2(OH)2CO3 ),蓝铜矿(Cu3(CO3)2(OH)2 ),铜的存在主要是化合态也有少量游离态,高温冶炼黄铜矿,CuFeS2,99.5%99.7%,Ag、Au、Fe、Zn,电解精炼,99.95%99.98%,我们眼中的“铜”,CuCl2,Cu,CuO,Cu(OH)2,O2,H2,HCl,H
9、Cl,NaOH,Cu2S,CuSO4,Cu(NO3)2,Cu2O,O2,S,CH3CHO,HNO3,NaOH,HNO3,HNO3,NaOH,H2SO4,电化学中的“铜”,Cl2,电解,小结电化学中的“铜”,2、电解池（1）电解精炼铜,1、原电池,（2）电镀铜,（3）惰性电极 电解铜盐溶液,练习：以碳棒为电极，电解CuSO4溶液，写出电极反应式和总反应方程式,阳极: 4OH- 4e- = 2H2O + O2阴极: 2Cu2+ + 4e-=2Cu,总反应：2CuSO4+2H2O=2Cu+O2+2H2SO4,通电,阳极,氧气,铜,阴极,铜的电解精炼,电极反应式阴极（纯铜）: Cu2+ + 2e- =
10、 Cu (还原反应)阳极（粗铜）: Cu - 2e- = Cu2+ (氧化反应),杂质：Zn - 2e- = Zn2+ Ni-2e- = Ni2+,阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥,粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中，粗铜板应是图中电极_(填图中的字母)；在电极d上发生的电极反应式为_；若粗铜中还含有Au、Ag、Fe，它们在电解槽中的存在形式和位置为_。,c,Cu22e= Cu,Au、Ag以单质的形式沉积在c(阳极)下方，Fe以Fe2+的形式进入电解液中,【思考】Cu+2HCl=CuCl2+H2 ？,知识梳理题型构建,题组二铜及其化合物的制取,硫酸、硫
11、酸铵,Cu2S,Cu2O和Cu2S,形成酸雨,题组一,题组二,1,2,3,4,5,知识梳理题型构建,题组二铜及其化合物的制取,(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：_。,粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解质为硫酸铜溶液。阳极上发生氧化反应，Cu失去电子，使Cu单质变为Cu2进入溶液中，Cu2e=Cu2；阴极上发生还原反应，Cu2得到电子在阴极上析出Cu单质，Cu22e=Cu，从而达到精制Cu的目的,解析(2)Cu2O、Cu2S的Cu由1价被还原为0价，作氧化剂；Cu2S的S由2价被氧化为4价，作还原剂。,(3)处理SO2尾气一般为循环制备硫酸，或用氨水吸收，最后可得到(NH4)2SO4等化学品。,电解池中，,题组一,题组二,1,2,3,4,5,铜及其化合物,有机化学,氧化还原,实验,电化学,计算,按下图装置，持续通入X气体，可以看到a处有红色物质生成，b处变蓝，c处得到液体，则X气体可能是（ ）（设各步反应均进行完全）,A、H2 B、CO和H2 C、NH3 D、CH3CH2OH(g),答案：D,有机中的“铜”,化学实验中的“铜”,
