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1、铜及其化合物,1,金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成，其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动。,2 金属的性质特点：,但金(Au)色，铜(Cu)色，铋(Bi)_色。,1 金属晶体的特点：,一 金属概述,常温下，单质都是固体，汞(Hg)除外；,大多数金属呈银白色，有金属光泽；,黄,红,微红,熔沸点高、硬度大:但不同金属熔沸点，硬度差别较大；,金属中存在着大量的可自由移动的电子。,Au,金属单质在化学反应中只作还原剂，在化合物中只显正价。,当金属受到外力作用时，金属内原子层之间容易作相对位移，金属发生形变而不易断裂，因此，金属具有良好的变形性。,Ag Cu Al,2
2、,3 金属的分类：,黑色金属：,有色金属：,Fe Cr Mn,除Fe Cr Mn金属以外,轻金属：,重金属：,4.5g/cm3 Na Mg Al,4.5g/cm3 Zn Cu Fe,Fe Cu Al,锆 钒 钼,常见金属：,稀有金属：,黑色,重,常见,有色,轻,常见,有色,重,常见,4合金,由两种及以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特性的物质。,如：青铜 黄铜 钢 生铁 钠钾合金等,黄铜是以锌为主要合金元素的铜合金,青铜是以锡为主要 合金元素的铜合金,(1)定义：,如:纯铁的硬度很小而钢的硬度较大,合金的熔点比其成分金属都低,硬度增大,3,(3)按组成元素分类铁合金和非铁合金
3、,铁合金,生铁,碳素钢,合金钢,含C:2%-4.3%,含C:0.3%-2%,合金钢：,低碳钢：,中碳钢：,高碳钢：,0.3%,0.30.6%,0.6%,在碳素钢中加入铬 锰 钨 镍 钼 钴 硅 等合金元素,由于组成不同，导致在性能、应用上均不同,(2)铜合金,黄铜：,青铜：,白铜：,含Cu Zn 耐腐蚀耐磨，可塑性强，硬度较小。,含Cu Sn Pb等 硬而脆，强度大,含Ni Zn(少量Mn)制酒具等,(3)铝合金：,密度小、强度大,合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。,5金属的冶炼,(1)冶金：,把金属元素从矿石中化合态还原成游离态单质的过程,(
4、2)本质：,Mn+ne-=M,4,过程：,矿石富集去杂,冶炼,精炼,方法：,富集法,热分解法,热还原法(C CO H2 金属),电解法,二 铜,第四周期IB族,1 结构,29,2,8,18,1,1S22S22p63S23p63d104S1,3d104S1,具有还原性,弱氧化剂,强氧化剂,易失电子,失1e-,失2e-,Ar3d104S1,化合态 常见化合价：+1+2,Cu+,Cu2+,例1 写出Cu+Cu2+的电子排布式，价层电子排布式，价层电子排布图，画出原子结构示意图，谁更稳定？为什么？,例2 Zn呢？,5,2 物性,2熔点1083.4,沸点2567;,3密度8.92g/cm3;质软；,4具
5、有良好的延展性;,5 具有良好的导热、导电性;,1纯铜呈紫红色;,3 化性,(1)与非金属反应,铜锈 铜绿,2Cu-4e-=2Cu2+,O2+4e-+2H2O=4OH-,2Cu+O2+2H2O=2Cu(OH)2,2Cu(OH)2+CO2=Cu2(OH)2CO3+H2O,生成绿色固体,S:,2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3,燃烧,棕黄色烟(无火焰),加水黄绿色绿色(浓)蓝色(稀)。,6,(2)与酸反应,非氧化性酸：HCl HBr H2SO4(稀)CH3COOH,Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O,现象：,3Cu+4H2SO4+2KNO3=3CuSO4+K2SO4
6、+2NO+4H2O,3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO+4H2O,现象：,Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O,3Cu+8H+2NO3=3Cu2+2NO+4H2O,3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,生成白色固体，刺激性气味气泡冒出。,生成蓝色溶液，刺激性红棕色气泡冒出。,生成蓝色溶液，无色气体冒出，迅速变成刺激性的红棕色气体。,Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,Cu+2Ag+=Cu2+2Ag,黄色溶液变成蓝色,无色溶液变成蓝色,7,CuSO4+Fe=Cu+FeSO4,粗铜,CuS
7、O4(aq)或CuCl2(aq),纯铜,Cu-2e-=Cu2+,Cu2+2e-=Cu,Fe-2e-=Fe2+,Ni-2e-=Ni2+,Zn-2e-=Zn2+,黑色固体 难溶于水,碱性氧化物：,H2SO4 HNO3 HCl CH3COOH,不稳定性：,砖红色固体,Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O,酸性条件下 歧 化,生成蓝色溶液和红色固体,8,Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O,三 Cu(OH)2,难溶水的蓝色固体,不稳定性：,碱性：,配合物(氨水)：现象：,弱氧化性：,Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)42+2OH-+4H2O,蓝色沉淀溶解，生成深蓝色溶液,新
8、制Cu(OH)2悬浊液氧化醛基,2ml10%NaOH+2%CuSO448滴,蓝色絮状沉淀,NaOH(aq)过量,CuSO4（aq）滴加到NaOH(aq)中。,Cu2+2 OH-=Cu(OH)2,红色沉淀生成,检验醛基,9,四 铜盐,生成蓝色沉淀，蓝色沉淀溶解成深蓝色溶液，深蓝色晶体析出。,CuSO4+2NH3.H2O=Cu(OH)2+(NH4)2SO4,Cu2+2NH3.H2O=Cu(OH)2+2NH4+,Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2O,CuSO4+4NH3.H2O=Cu(NH3)4 SO4.H2O+3H2O,Cu2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4
9、2+4H2O,16mol,平面正方形,滴加氨水，最后加入乙醇。,10,CuSO45H2O为_色晶体，俗称_,受热失去结晶水_;无水CuSO4为_，遇水变_色，反应方程式_,常作干燥剂及作为_的检验依据。,平面正方形结构,12mol,2碱式碳酸铜Cu2(OH)2CO3,绿色固体 难溶于水,Cu2(OH)2CO3+4HCl=CuCl2+CO23H2O,11,五 铜及其重要化合物间的转化关系,12,J,例1 Fe2+在下列溶液中能大量存在的是（H）A H2O2 B NH4NO3和NaHSO4的混合液C KMnO4溶液 D“84”消毒液（NaClO)E 新制的氯水 F NaOH溶液 G 浓氨水 H K
10、SCN溶液 I Na2CO3溶液 J pH=1的硫酸溶液,例2 下列有关说法正确的是（）A 配制FeCl3溶液应加少许HCl和少许Fe粉B 将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中，会形成红褐色的胶体。蒸干溶液并灼烧，得到Fe2O3C 明矾用于饮用水的净化，FeCl3用于工业净水；铁酸钠（Na2FeO4）也是一种很好的净水剂。D FeCl3溶液加入Zn粉，一定有Fe生成,BC,例3 在FeCl3溶液中加少量Na2S溶液，溶液变浑浊，这时反应的离子方程式是_，如果再继续加入Na2S溶液时，则出现黑色沉淀，此时反应的离子方程式是_。,2Fe3+S2-=2Fe2+S,Fe2+S2-=FeS,13,例4 金
11、属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀，其化学反应是：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。现将有铜的印刷线路板浸入FeCl3的浓溶液中，有9.6gCu被腐蚀掉。取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中还存在4.8g不溶物。则：（1）溶液中存在哪些离子？（2）离子的物质的量各是多少？,Fe2+Cu2+Cl-,例5 将6g纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中充分反应后得到200mL0.5mol/L的FeSO4溶液和5.2g固体，求：（1）反应后生成铜多少克？（2）加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。,2.56g,0.1mol/L,14,例6 氧
12、化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚铁等杂质)进行如下实验：制备氧化铜 步骤 I 的目的是除不溶性杂质。操作_。步骤的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液pH=3.5的原因是_.步骤的目的是得到CuSO45H2O晶体.操作是_ 过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是_ 探究氧化铜的性质 取A B两支试管，往A中先加入适量CuO粉末，再分别向A B中加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到A中有大量气泡。结 论 是_。为探究试管A中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪有:_。,加适量水溶解，搅拌，过滤,蒸发浓缩 冷却结晶,受热均匀，温度易于控制在100以下。,CuO可加快H2O2分解的反应速率，是H2O2分解反应的催化剂,秒表 橡皮塞 导管 集气瓶 量筒。,15,1 金属的一般性质,16,
