把握知識脈絡 聚焦銅及其化合物

尉言勛

安徽

把握知識脈絡 聚焦銅及其化合物

尉言勛

銅及其化合物的性質在中學化學中沒有專門介紹，主要分散在教材的各個章節中。在近幾年高考題中經常出現銅及其化合物的影子，筆者以思維導圖的形式進行歸納總結，選擇典型的例題進行了分類解析，希望對指導高考復習有一定的幫助。

一、知識脈絡

二、重點歸納

1.銅單質

(1)原子結構：原子序數為29，位于元素周期表中第4周期ⅠB族，最外層有1個電子，常見化合價有+1、+2價。

(2)物理性質：純銅呈紫紅色，屬于有色金屬，具有良好的導電性、導熱性和延展性，易加工，焰色反應呈綠色。

(3)化學性質：銅是一種較不活潑的金屬，位于金屬活動性順序表中氫原子之后。

①與O2的反應

②與O2、CO2、H2O的作用

③與其他非金屬的反應

④與酸的反應

a.與稀鹽酸、稀H2SO4不反應；

c.與硝酸反應：

⑤與鹽溶液反應

2.銅的氧化物

銅有兩個可變價態，+1價和+2價，主要有兩種氧化物，對比分析如下表。

名稱氧化銅氧化亞銅物理性質黑色粉末狀固體,不溶于水磚紅色,幾乎不溶于水,可用于制紅色玻璃類別堿性氧化物不是堿性氧化物與酸反應CuO+2H+Cu2++H2OCu2O+2H+Cu2++Cu+H2O 與H2反應CuO+H2加熱Cu+H2OCu2O+H2加熱2Cu+H2O轉化關系4CuO高溫2Cu2O+O2↑(1273K)

【注意】CuO能與NH3、CH3CH2OH等發生氧化還原反應：

3.氫氧化銅

藍色不溶于水的固體，二元弱堿，能溶于氨水形成絡合物，不如堿金屬氫氧化物穩定，受熱脫水分解生成黑色的CuO。

4.銅鹽[常見的銅鹽有CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2等]

(1)與堿反應

(2)與H2S、HS-、S2-反應

(5)CuSO4·5H2O是藍色晶體，俗稱藍礬、膽礬。無水CuSO4為白色粉末，吸收空氣中的水蒸氣或溶于水時為藍色，可作為檢驗水的依據，但無水硫酸銅不能作為干燥劑除水。膽礬受熱可失去結晶水變成白色粉末，過熱時，CuSO4會進一步分解出CuO。

(6)判斷Cu2+存在的依據

①根據溶液中Cu2+常為藍色(注意：濃CuCl2溶液為綠色，稀CuCl2溶液為藍色)。②Cu2+與堿反應生成藍色沉淀。

5.電解精煉銅

粗銅作陽極，精銅作陰極，電解液是含有Cu2+的可溶性鹽溶液。金屬活動性順序表中銅之前金屬先反應以離子形式進入溶液，銅之后金屬不反應，形成“陽極泥”。

(1)電解液中增加Zn2+、Fe2+、Ni2+。

(2)陽極質量減少量不等于陰極質量的增加量。

6.七種顏色

銅及其化合物大多數為有色物質，在轉化過程中，常伴隨著顏色變化而使實驗現象豐富多彩，故對銅及其化合物的常見顏色應熟記且靈活掌握。

顏色紫紅色磚紅色棕黃色綠色物質CuCu2OCuCl2Cu2(OH)2CO3顏色藍色白色黑色物質銅鹽、Cu(OH)2無水CuSO4CuO、CuS、Cu2S

三、典例解析

1.結合溶度積常數與圖象的綜合考查

【例1】(2017新課標Ⅲ)在濕法煉鋅的電解循環溶液中，較高濃度的Cl-會腐蝕陽極板而增大電解能耗。可向溶液中同時加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀從而除去Cl-。根據溶液中平衡時相關離子濃度的關系圖，下列說法錯誤的是

( )

A．Ksp(CuCl)的數量級為10-7

C．加入Cu越多，Cu+濃度越高，除Cl-效果越好

【答案】C

2.通過工藝流程回收銅和制取膽礬的考查

【例2】(2015天津)廢舊印刷電路板是一種電子廢棄物，其中銅的含量達到礦石中的幾十倍。濕法技術是將粉碎的印刷電路板經溶解、萃取、電解等操作得到純銅等產品。某化學小組模擬該方法回收銅和制取膽礬，流程簡圖如下：

回答下列問題：

a．富集銅元素

b．使銅元素與水溶液中的物質分離

c．增加Cu2+在水中的溶解度

(3)反應Ⅲ是有機溶液中的CuR2與稀硫酸反應生成CuSO4和________。若操作③使用如圖裝置，圖中存在的錯誤是____________。

(4)操作④以石墨作電極電解CuSO4溶液。陰極析出銅，陽極產物是________。操作⑤由硫酸銅溶液制膽礬的主要步驟是________。

(5)流程中有三處實現了試劑的循環使用，已用虛線標出兩處，第三處的試劑是________。循環使用的NH4Cl在反應Ⅰ中的主要作用是____________。

【答案】(1)作氧化劑 過濾

(3)RH 分液漏斗尖端未緊靠燒杯內壁 液體過多

(4)O2、H2SO4加熱濃縮、冷卻結晶、過濾

(5)H2SO4防止由于溶液中c(OH-)過高，生成Cu(OH)2沉淀

3.在實驗探究題中的考查

【例3】(2016北京，節選)以Na2SO3溶液和不同金屬的硫酸鹽溶液作為實驗對象，探究鹽的性質和鹽溶液間反應的多樣性。

實驗試劑滴管試管現象2mL0.2mol·L-1Na2SO3溶液飽和Ag2SO4溶液Ⅰ.產生白色沉淀0.2mol·L-1CuSO4溶液Ⅱ.溶液變綠,繼續滴加產生棕黃色沉淀0.1mol·L-1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.開始無明顯變化,繼續滴加產生白色沉淀

①用稀H2SO4證實沉淀中含有Cu+的實驗現象是________________________。

a.白色沉淀A是BaSO4，試劑1是________。

【答案】(2)①有紅色固體生成 ②a.HCl和BaCl2溶液

安徽省碭山四中)