2019高考化学一轮复习元素化合物专题4铜及其化合物.doc

1、【 精品教育资源文库 】 铜 及其化合物 【考向分析】 高考对本讲内容的考查以金属及其化合物的性质、合金的性质、金属的冶炼、提纯在日常生活、生产中的应用为主，题型以选择题、综合推断题、实验题为主，尤其是以金属及其化合物在实际生产中的应用为载体的综合实验题的趋势较大。 【要点讲解】 要点 1. 铜及其化合物 铜是人类发现最早的金属之一，也是最好的纯金属之一。 铜元素在元素周期表中 位于第四周期第 B族，原子结构示意图为 ： 。 铜是硬度较小的紫红色金属，具有良好的延展性、导电性和导热性。铜在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等。这方 面应用占铜的工业总用量的一半左右，半导体器件中的硅芯

2、片上用铜代替铝线；建筑业上用铜制造水管及其它排水设施，具有独特的杀菌功能，抑制细菌生长。 1 铜及其化合物的颜色 2 铜的化学性质 (1) 与非金属单质反应 2Cu O2 2CuO 2 Cu S Cu2S Cu Cl2 CuCl2 (2) 与酸反应 与非氧化性酸（稀盐酸、稀硫酸）不反应。 与氧化性酸反应 【 精品教育资源文库 】 Cu 2H2SO4(浓 ) CuSO4 SO2 2H2O Cu 4HNO3 (浓 ) Cu(NO3)2 2NO2 2H2O 3Cu 8HNO3 (稀 ) 3Cu(NO3)2 2 NO 4H2O (3) 与盐溶液反应 Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2 (4

3、) 铜在干燥空气中性质稳定，但在潮湿空气中会被腐蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。 2Cu O2 H2O CO2 Cu2(OH)2CO3 3 铜的化合物的化学性质 (1) 氧化铜： CuO为黑色不溶于水的固体。 氧化铜有金属氧化物的性质。 CuO 2HCl CuCl2 H2O 氧化铜具有氧化性，可与某些还原剂反应。 H2 CuO 高温 Cu H2O C 2CuO 高温 2Cu CO2 氧化铜在高温下可发生分解反应 ： 4CuO 高温 2Cu2O O2 （ 2）氢氧化铜： Cu(OH)2为蓝色不溶于水的絮状沉淀。 与酸反应： Cu(OH)2 2H = Cu2 2H2O 受热分解： Cu(OH)

4、2 CuO H2O 检验醛基： CH3CHO+2Cu(OH)2 NaOH CH3COONa+Cu2O+3H2O (3) 硫酸铜 ： CuSO4 晶体与无水 CuSO4 之间可以相 互转化。 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 实验内容 实验现象 结论 【 精品教育资源文库 】 CuSO4 5H2O CuSO4 向饱和的 CuSO4 溶液中慢慢滴入浓硫酸，静置 液体分为两层，上层蓝色，下层无色，有白色固体析出 浓硫酸具有吸水性，可使饱和的 CuSO4 溶液析出白色 CuSO4 固体 CuSO4 CuSO4 5H2O 向无水 CuSO4 中通入

5、水蒸气 白色粉末变为蓝色晶体 CuSO4 5H2O CuSO4 5H2O 要点 2. 合金与金属 冶炼 1 合金及新材料 （ 1） 合金概念：两种或两种以上金属 (或金属与非金属 )熔化而成的具有金属特性的物质叫合金 (合金为混合物 )。如：钢铁为铁碳合金。 （ 2） 合金特性：合金比它的成分金属具有良好的物理和化学等多方面性能。如合金的熔点一般比它的成分金属熔点低，合金适宜铸造；又如硬铝合金的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当钢材，且密度小。 （ 3）钛合金：金属钛是一种新型的结构材料。钛的密度为 4.54g cm-3，比钢轻，可是，钛的机械性能与钢相似。钛恰好兼有钢和铝的优点。液体钛几乎能溶解

6、所有的金属，因此可以和多种金属 形成合金。将钛加入钢中制得的钛钢坚韧而富有弹性。钛的表面容易形成致密的、钝性的氧化物保护膜，使得钛具有优良的抗腐蚀性，特别是对海水的抗腐蚀性很强。由于金属钛具有优良的性能，在国防和高能技术中，钛占有重点地位，在航海和航空制造业中得到广泛的应用。 2金属的冶炼 (1)从矿石中提取金属的一般步骤有三步：矿石的富集：除去杂质，提高矿石中有用成分的含量；冶炼：利用氧化还原反应原理，在一定条件下，用还原剂将金属矿石中的金属离子还原成金属单质；精炼：采用一定的方法，提炼纯金属。 (2)冶炼金属的实质：用还原的 方法，使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子 . (3)金

7、属冶炼的一般方法： 加热法 :适用于冶炼在金属活动顺序表中，位于氢之后的金属 (如 Hg、 Ag等 )。 2HgO 2Hg + O2 HgS + O2 Hg + SO2 2Ag2O 4Ag + O2 【 精品教育资源文库 】 热还原法 ： 适用于冶炼金属活动顺序表中 Zn、 Fe、 Sn、 Pb 等中等活泼的金属 常用的还原剂有 C、 CO、 H2、 Al 等。 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2(炼铁 ) ZnO + C Zn + CO (伴生 CO2) WO3 + 3H2 W + 3H2O Cr2O3 + 2Al 2Cr + A12O3(制高熔点的金属 ) 熔融电解法：适用于冶

8、炼活动性强的金属如 K、 Ca、 Na、 Mg、 A1 等活泼的金属，通过电解其熔融盐或氧化物的方法来制得。 2A12O3 4Al + 3O2 2NaCl 2Na + C12 湿法冶金 (又叫水法冶金 )：利用在溶液中发生的化学反应 (如置换、氧化还原、中和、水解等 )，对原料中的金属进行提取和分离 的冶金过程湿法冶金可用于提取 Zn、 U(铀 )及稀土金属等。 3金属的回收：地球上的金属矿产资源是有限的，而且是不能再生的。随着人们的不断开发利用，矿产资源将会日渐减少。金属制品在使用过程中会被腐蚀或损坏，同时由于生产的发展，新的产品要不断替代旧的产品，因而每年就有大量废旧金属产生。废旧金属是一

9、种固体废弃物，会污染环境。要解决以上两个问题，最好的方法是把废旧金属作为一种资源，加以回收利用。这样做，既减少了垃圾量，防止污染环境，又缓解了资源短缺的矛盾。回收的废旧金属，大部分可以重新制成金属或它们的化合物再用。 考点三 金属 的活动性 1 金属的物理通性 周期表中的分布 位于从硼到砹的左下方，在已知的 109 种元素中有 87种是金属元素 原子结构的特征 (最外层电子 ) 最外层电子数一般少于 4 个 ( A A 族的某些金属元素有 4 5个，但核外电子层数较多，原子半径较大 ) 组成粒子及通常状态 金属离子和自由电子。通常情况下都是金属晶体，只有【 精品教育资源文库 】 汞在常温下呈

10、液态 物理性质 (通性 ) 有金属光泽、不透明，热和电的良导体，有良好的延性和展性 2.金属活动性顺序的应用 (1)判断金属与酸反应 ： 氢以前的金属能置换非氧化性酸中的氢 ； 氢以后的金属不能跟非氧化性酸反应，只能与强氧化性酸反应 ； 氢以前金属与氧化性酸反应的产物与金属活泼性、酸的浓度、温度等多种因素有关。 (2)判断金属与盐溶液反应的产物 ： 除活泼金属 (K、 Ca、 Na、 Ba 等 )，前面金属能将后面的金属从其盐溶液中置换出来 ； 后面的金属也可以和前面金属元素的高价阳离子发生非置换反应。如 2Fe3+Cu=2Fe2+ Cu2+ (3)判断金属与 H20 反应的产物 ： K、 C

11、a、 Na 遇冷水迅速反应生成碱和 H2； Mg 在冷水中缓慢反应，在沸水中能较快反应生成碱和 H2； Al 在冷水中不反应，在沸水中微弱 反应生成碱和H2； Zn、 Fe、 Sn、 Pb 能在红热条件下与水蒸气反应生成氧化物和 H2； 氢以后金属不与 H20反应。 （ 4） 判断原电池的电极和电极反应 ： 相对活泼的金属作负极，发生氧化反应。 （ 5） 判断电解时阳离子放电顺序 ： 与金属活动顺序相反 （ Ag+Fe3+Hg2+ Cu2+ Pb2+Sn2+Fe2+Zn2+ (H+)Al3+Mg2+Na+Ca2+K+）。 （ 6） 判断金属冶炼方法 ： KAl （ 电解法 ）； ZnCu （

12、还原法 ）； HgAg （ 加热法 ）； Pt、 Au：物理方法。 （ 7） 判断不溶性碱热稳 定性大小 ： 金属越活泼，其氢氧化物越不易分 解， KOH、 NaOH、 Ca(OH)2：1000 以上分解 ； Mg(OH)2Cu(OH) 2：酒精灯加热分解 ； Hg(OH)2、 AgOH：常温不稳定 ； Pt、【 精品教育资源文库 】 Au无氢氧化物。 3.金属与酸反应的规律 （ 1）定性规律 ： 按金属活动性顺序表可分为下列几种情况： K Pb 和弱氧化性酸（如盐酸、稀硫酸等）发生置换反应； K Pb 和强氧化性酸（如硝酸、浓硫酸等）发生氧化还原反应，不能生成 H2； Al、 Fe遇浓硝酸

13、、浓硫酸，在常温下发生钝化； Cu Ag 和强氧化性酸发生氧化还原反应； Pt Au 和强 氧化性混酸（王水）发生氧化还原反应。 （ 2）定量规律：金属与酸反应失去电子的物质的量 =产生氢原子的物质的量；当参加反应的金属与产生氢气的质量差相等时，反应后的溶液质量增加相等；相同物质的量的金属与足量的酸反应产生氢气的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价之比；相同质量的金属与足量的酸反应产生氢气的量之比等于其金属失去 1mol 电子时质量的倒数比；若产生相同量的氢气，所需金属的物质的量之比等于反应后对应金属呈现的化合价的倒数比；若产生相同量的氢气，所需金属的质量比等于失去 1mol电子时金属的

14、质量比。 （ 3）快慢规律： 金属的活泼性越强，越容易与酸发生置换反应，生成氢气的速率越大。 【考点过关】 判断正误，正确的画“”，错误的画“”。 （ 1） 将铜丝插入浓硫酸加热，反应后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色 ( ) 如果把水加入反应器中，会造成酸液飞溅，应把反应器中的溶液缓慢倒入盛有适量水的烧杯中，并不断搅拌。 （ 2） 常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察 CuCl2的生成 ( ) Cu 与氯气反应应点燃。 （ 3） 将 CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水 CuCl2固体 ( ) CuCl 2水解，加热蒸干 得到 Cu(OH)2，灼烧后得到 CuO。 （ 4） 将铜丝在空气中加热至红热后迅速伸入装有乙醇的试管中，可闻到刺激性气味 ( ) 铜丝在空气中加热生成 CuO， CuO与乙醇反应生成有刺激性气味的乙醛。 （ 5） 合金材料中不可能含有非金属元素 ( ) 合金中也可能含有非金属。 （ 6） 镧镍合金能大量吸收 H2形成金属氢化物，可作储氢材料 ( )