把握知识脉络 聚焦铜及其化合物

尉言勋

安徽

把握知识脉络 聚焦铜及其化合物

尉言勋

铜及其化合物的性质在中学化学中没有专门介绍，主要分散在教材的各个章节中。在近几年高考题中经常出现铜及其化合物的影子，笔者以思维导图的形式进行归纳总结，选择典型的例题进行了分类解析，希望对指导高考复习有一定的帮助。

一、知识脉络

二、重点归纳

1.铜单质

(1)原子结构：原子序数为29，位于元素周期表中第4周期ⅠB族，最外层有1个电子，常见化合价有+1、+2价。

(2)物理性质：纯铜呈紫红色，属于有色金属，具有良好的导电性、导热性和延展性，易加工，焰色反应呈绿色。

(3)化学性质：铜是一种较不活泼的金属，位于金属活动性顺序表中氢原子之后。

①与O2的反应

②与O2、CO2、H2O的作用

③与其他非金属的反应

④与酸的反应

a.与稀盐酸、稀H2SO4不反应；

c.与硝酸反应：

⑤与盐溶液反应

2.铜的氧化物

铜有两个可变价态，+1价和+2价，主要有两种氧化物，对比分析如下表。

名称氧化铜氧化亚铜物理性质黑色粉末状固体,不溶于水砖红色,几乎不溶于水,可用于制红色玻璃类别碱性氧化物不是碱性氧化物与酸反应CuO+2H+Cu2++H2OCu2O+2H+Cu2++Cu+H2O 与H2反应CuO+H2加热Cu+H2OCu2O+H2加热2Cu+H2O转化关系4CuO高温2Cu2O+O2↑(1273K)

【注意】CuO能与NH3、CH3CH2OH等发生氧化还原反应：

3.氢氧化铜

蓝色不溶于水的固体，二元弱碱，能溶于氨水形成络合物，不如碱金属氢氧化物稳定，受热脱水分解生成黑色的CuO。

4.铜盐[常见的铜盐有CuCl2、CuSO4、Cu(NO3)2等]

(1)与碱反应

(2)与H2S、HS-、S2-反应

(5)CuSO4·5H2O是蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。无水CuSO4为白色粉末，吸收空气中的水蒸气或溶于水时为蓝色，可作为检验水的依据，但无水硫酸铜不能作为干燥剂除水。胆矾受热可失去结晶水变成白色粉末，过热时，CuSO4会进一步分解出CuO。

(6)判断Cu2+存在的依据

①根据溶液中Cu2+常为蓝色(注意：浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)。②Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀。

5.电解精炼铜

粗铜作阳极，精铜作阴极，电解液是含有Cu2+的可溶性盐溶液。金属活动性顺序表中铜之前金属先反应以离子形式进入溶液，铜之后金属不反应，形成“阳极泥”。

(1)电解液中增加Zn2+、Fe2+、Ni2+。

(2)阳极质量减少量不等于阴极质量的增加量。

6.七种颜色

铜及其化合物大多数为有色物质，在转化过程中，常伴随着颜色变化而使实验现象丰富多彩，故对铜及其化合物的常见颜色应熟记且灵活掌握。

颜色紫红色砖红色棕黄色绿色物质CuCu2OCuCl2Cu2(OH)2CO3颜色蓝色白色黑色物质铜盐、Cu(OH)2无水CuSO4CuO、CuS、Cu2S

三、典例解析

1.结合溶度积常数与图象的综合考查

【例1】(2017新课标Ⅲ)在湿法炼锌的电解循环溶液中，较高浓度的Cl-会腐蚀阳极板而增大电解能耗。可向溶液中同时加入Cu和CuSO4，生成CuCl沉淀从而除去Cl-。根据溶液中平衡时相关离子浓度的关系图，下列说法错误的是

( )

A．Ksp(CuCl)的数量级为10-7

C．加入Cu越多，Cu+浓度越高，除Cl-效果越好

【答案】C

2.通过工艺流程回收铜和制取胆矾的考查

【例2】(2015天津)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：

回答下列问题：

a．富集铜元素

b．使铜元素与水溶液中的物质分离

c．增加Cu2+在水中的溶解度

(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和________。若操作③使用如图装置，图中存在的错误是____________。

(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是________。操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是________。

(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。循环使用的NH4Cl在反应Ⅰ中的主要作用是____________。

【答案】(1)作氧化剂 过滤

(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁 液体过多

(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤

(5)H2SO4防止由于溶液中c(OH-)过高，生成Cu(OH)2沉淀

3.在实验探究题中的考查

【例3】(2016北京，节选)以Na2SO3溶液和不同金属的硫酸盐溶液作为实验对象，探究盐的性质和盐溶液间反应的多样性。

实验试剂滴管试管现象2mL0.2mol·L-1Na2SO3溶液饱和Ag2SO4溶液Ⅰ.产生白色沉淀0.2mol·L-1CuSO4溶液Ⅱ.溶液变绿,继续滴加产生棕黄色沉淀0.1mol·L-1Al2(SO4)3溶液Ⅲ.开始无明显变化,继续滴加产生白色沉淀

①用稀H2SO4证实沉淀中含有Cu+的实验现象是________________________。

a.白色沉淀A是BaSO4，试剂1是________。

【答案】(2)①有红色固体生成 ②a.HCl和BaCl2溶液

安徽省砀山四中)