考点29 铜及其化合物 考点聚焦
1．知道铜及其化合物的物理性质。 2．了解铜及其化合物的化学性质 知识梳理
一、 铜元素的原子结构与自然界的存在
铜元素位于周期表＿＿周期＿＿族，其电子排布式为 ，原子结构示意图为 ：在自然界中主要以 形式存在，如黄铜矿（主要成分为 ）、辉铜矿（主要成分为 ），也可以以单质形式存在。 二、 铜的性质 1.物理性质：
铜具有 色金属光泽，延展性、导电、导热性较好，且导电性在金属中仅次于 ，其晶体堆积方式属于 ，不能被磁铁吸引。
铜合金种类繁多，主要有青铜（含 ）、黄铜（含 ）、白铜（含 ）。 2.化学性质
铜是 的金属，通常显+2、+3价 （1）与非金属单质反应 ①与O2反应： ②与Cl2反应： ③与S反应：
常温下，铜与在干燥的空气中不发生反应，但潮湿的空气里，表面易形成铜绿。 反应方程式为：
思考：CuCl2无水固体、浓溶液、稀溶液分别呈什么颜色? 写出有关反应式 （2）与酸反应
①一般不与非氧化性酸（如稀硫酸、盐酸）反应产生氢气 ②氧化性酸：
（a） 与稀HNO3反应 现象： 反应方程式：
（b） 与浓 HNO3反应 现象： 反应方程式：
（c） 与浓硫酸共热现象： 反应方程式：
（3）与盐溶液反应 ①与Hg(NO3) 2反应： ②与FeCl3反应： 三、 铜的重要化合物 1.氧化铜
⑴ 氧化铜是 色粉末状固体（区别于氧化亚铜 色），难溶于水 ⑵ 与还原剂（H2 、CO、C）反应 与H2反应 与C 反应
⑶ 与酸反应（如HNO3、HCl、H2SO4等） 离子方程式 2.铜的氢氧化物
⑴ 氢氧化铜是 色固体，难溶于水，但可溶于氨水 思考：为什么氢氧化铜能溶于氨水？ ⑵ 不稳定性（受热易分解）
⑶ 与酸反应（如HNO3、HCl、H2SO4等） 离子方程式
⑷ 弱氧化性（如与葡萄糖反应）
思考：真正与葡萄糖反应的微粒是什么？ 3.硫酸铜
⑴ 无水硫酸铜是 色固体，能溶于水，水溶液呈 色，因此，无水硫酸铜可用于
⑵ 硫酸铜晶体是 色，俗称 、 ，化学式为CuSO4·5H2O，实际为 硫酸铜晶体受热易分解
⑶ CuSO4是制铜盐的重要原料，如波尔多液（原料 、 ） 思考：为什么硫酸铜可用于游泳池消毒？ 4.铜的配合物
Cu(Ⅱ)一般易形成配位数为4的正方形构型的络离子如[Cu(H2O)4]2+（ 色）、 [CuCl4]2-（ 色）、[Cu(NH3)4]2+（ 色）等 三、 铜的炼制 1.粗炼
① 火法炼铜（以Cu2S为例） ： ② 湿法炼铜 2.电解精炼
电解时，以 作电解液， 作阴极， 作阳极 试题枚举
【例1】 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：①FeCl2； ②Fe2O3； ③Na； ④Ca(NO3)2。铜粉可溶解的是（ ）
A．①② B．②④ C．②③ D．①④
解析： 加入Fe2O3反应生成Fe3+能氧化铜，加入Ca(NO3)2后等于铜和硝酸反应而消耗。 答案：B
【变式】 现有下列试剂：①食盐水 ②稀H2SO4 ③氯化铁 ④盐酸 ⑤NaOH溶液 ⑥硝酸银 ⑦硝酸钾，如将Cu转化为CuCl2，可采用的一组试剂是（ ）
A．④⑤⑥ B．③④⑤ C．①②③ D．④⑤⑦
【例2】 在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中，Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为：4:2:1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为：1:3:9，则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为（ ） A．5:4 B．4:5 C．3:5 D．5:6
解析： 溶液中还存在Fe3+，说明溶液中Cu2+没有反应，加入的铁全部反应，将粒子比例调整为：12:6:3和2:6:18，若溶液中由6molCu2+，就有10molFe3+发生反应，消耗5mol铁。 答案： D
【变式】将Cu片放入0.l mol / L FeCl3溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c（Fe3+）∶c（Fe2+）＝2∶3，则Cu2+与Fe3+的物质的量之比为 A．3∶2 B．3∶5 C．4∶3 D．3∶4
【例3】 如图，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有少量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一个大烧杯，请回答：
（1）铜与浓硝酸反应的化学方程式：_______________________； （2）实验中观察到的主要现象是：
①_______________________________ ； ②_______________________________ ； ③_______________________________ ； ④_______________________________ 。
（3）用该装置做铜与浓硝酸反应实验的优点：______________ ；
（4）大烧杯内最终所得气体产物的化学式： ；若要验证此气体产物，最简便的方法：_________________________________________ 。
解析：分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析，如从小烧杯发生的反应到产生气体颜色的变化，再到烧杯内液面高度的改变，逐一分析，才能做到全面分析。 答案：（1）Cu+4HNO3==Cu（NO3 ）2 +2NO↑+2H2O
（2）①铜片表面产生气泡； ②小烧杯中溶液逐渐变成蓝色；③大烧杯中有红棕色气体生成，气体颜色又逐渐褪
去；④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。
（3）体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境。
（4）NO；轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量空气，若有红棕色气体生成，最终气体为NO。
【例4】 Cu+在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu2+和Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液及pH试纸，简述如何用简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得红色产物中是否含有碱性氧化物Cu2O。 解析：由题给信息可知，Cu2O是碱性氧化物，可溶于酸溶液：Cu2O+2H+=2Cu++H2O；而Cu+在酸溶液中不稳定，自身歧化成Cu2+和Cu。2Cu+=Cu2++Cu。题给试剂中，浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、FeCl3稀溶液均显酸性，且都能与Cu反应生成Cu2+，如果选用这些试剂，它们和样品反应后的溶液都呈蓝色（Cu2+），但分不清是与Cu还是与Cu2O反应产生的Cu2+，故无法确证样品中是否含有Cu2O。根据以上分析，选用的试剂必须符合两个条件，一是呈酸性，二是不能与Cu反应。在题给试剂中只有稀硫酸符合。
答案：取少量待检样品放入稀硫酸 ，振荡，若溶液变为蓝色，说明样品中有Cu2O，若溶液不变色，说明产物中无Cu2O。
【例5】孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：xCuCO3·yCu(OH)2（x、y为正整数且x≤2，y≤2）
（1）孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO2的物质的量之比为4:1；石青则为3:1，请推算它们的化学组成。
孔雀石__________________________；石青__________________________；
（2）现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO2 3.36 L（标准状况下）；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20 g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比 。
解析： （1）设孔雀石的化学式为xCuCO3?yCu(OH)2
则依题意 ＝ ＝ 孔雀石的化学式为 CuCO3?Cu(OH)2 又设石青的化学式为 xCuCO3?yCu(OH)2
则依题意 ＝ ＝ 石青的化学式为 CuCO3?Cu(OH)2 （2）设该样品中孔雀石物质的量分数为x，则石青为 1- x ＝ ＝
孔雀石与石青物质的量之比为1:1。
答案：（1）CuCO3?Cu(OH)2；CuCO3?Cu(OH)2 （2） 1:1
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