《粗铜精炼实验探究》(省级创新实验大赛作品)
微专题15铜及其化合物的性质制备与实验探究-备战2024年高考化学考点微专题(原卷版)(全国版)
1．（2023·全国·统考高考真题）一些化学试剂久置后易发生化学变化。
下列化学方程式可正确解释相应变化的是A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀()42224236FeSO +O +2H O=2Fe SO +2Fe(OH)↓ B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深2224Na S+2O =Na SOC 溴水颜色逐渐褪去 2244Br +4H O=HBrO +7HBrD 胆矾表面出现白色粉末 4242CuSO 5H O=CuSO +5H O ⋅A ．AB ．BC ．CD ．D2．（2020·海南·高考真题）向CuSO 4溶液中滴加氨水至过量，下列叙述正确的是 A ．先出现沉淀，后沉淀溶解变为无色溶液B ．离子方程式为Cu 2+ + 4NH 3·H 2O = [Cu(NH 3)4]2+ + 4H 2OC ．Cu 2+与 NH 3中的氮原子以π键结合D ．NH 3分子中∠HNH 为109º28ˊ微专题15 铜及其化合物的性质、制备与实废铜综合利用的常见流程框图模式1．单质铜(1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质：①常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。
有关化学方程式：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3。
②写出下列化学方程式：铜在空气中加热：2Cu ＋O 2=====△2CuO 。
铜丝在硫蒸气中反应：2Cu ＋S=====△Cu 2S 。
铜丝在Cl 2中反应：Cu ＋Cl 2=====△CuCl 2。
2．铜的重要化合物(1)氧化铜和氧化亚铜名称氧化铜氧化亚铜颜色黑色砖红色与酸反应(H＋) CuO＋2H＋===Cu2＋＋H2OCu2O＋2H＋===Cu2＋＋Cu＋H2O(2)氢氧化铜①物理性质：蓝色不溶于水的固体。
②化学性质及应用：(3)铜盐①Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。
铜的精炼化学实验报告单
实验名称：铜的精炼实验日期：2021年X月X日实验地点：化学实验室一、实验目的1. 了解铜的精炼原理及过程；2. 掌握电解精炼铜的实验方法；3. 熟悉实验仪器及操作步骤；4. 分析实验数据，计算电流效率。
二、实验原理铜的精炼是通过电解法将粗铜中的杂质去除，得到高纯度的精铜。
电解精炼铜的原理是利用铜的氧化还原反应，在电解槽中，粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，电解液为硫酸铜溶液。
阳极反应：Cu → Cu2+ + 2e-阴极反应：Cu2+ + 2e- → Cu在电解过程中，阳极上的粗铜逐渐溶解，杂质在阳极泥中沉积，阴极上沉积出纯铜。
电流效率是指实际沉积的纯铜与理论上应沉积的纯铜的比值。
三、实验用品1. 粗铜片（质量：Xg）2. 纯铜片（质量：Xg）3. 硫酸铜溶液（浓度：Xg/L）4. 电解槽5. 电解电源6. 铜棒7. 铜网8. 铜板9. 砂纸10. 量筒11. 电子秤12. 秒表13. 计算器四、实验步骤1. 准备电解槽，将粗铜片作为阳极，纯铜片作为阴极，插入硫酸铜溶液中；2. 将电解槽接通电源，调整电流为X安，电压为X伏；3. 开始电解，观察阳极上的粗铜溶解情况，记录溶解时间；4. 在电解过程中，定时检查阴极上的沉积物，确保沉积物为纯铜；5. 电解结束后，关闭电源，取出阴极和阳极，清洗并称量；6. 分析实验数据，计算电流效率。
五、实验数据记录与处理1. 粗铜片质量：Xg2. 纯铜片质量：Xg3. 电解时间：X分钟4. 电流：X安5. 电压：X伏6. 沉积物质量：Xg根据实验数据，计算电流效率：电流效率 = 沉积物质量 / (粗铜片质量 + 纯铜片质量) × 100%六、结果讨论1. 分析实验过程中出现的现象，如阳极溶解、阴极沉积等；2. 讨论影响电流效率的因素，如电流、电压、电解时间等；3. 比较实验结果与理论值，分析误差产生的原因；4. 总结实验经验，为今后的实验提供参考。
七、实验结论通过本次实验，我们了解了铜的精炼原理及过程，掌握了电解精炼铜的实验方法。
泰州市教育局教研室
泰州市教育局教研室泰州市教育学会化学专业委员会
泰教研[2008]26号
关于公布泰州市第三届中学化学实验调演
获奖结果的通知
各市（区）教育（文教）局教研室、开发区社会事业局、市直有关学校：
泰州市第三届中学化学实验调演已圆满结束，现公布获奖结果，本次调演共评出泰州市一等奖13项，二等奖19项，三等奖38项。
选出6项参加省级调研，获得省一等奖1项，省二等奖4项，省三等奖1项。
具体获奖名单见附件。
附件一：泰州市第三届中学化学实验调演获奖名单
附件二：泰州市参加江苏省第五届实验调演获奖名单
泰州市教育局教研室
泰州市教育学会中学化学专委会
二○○八年十月三十一日
1
附件一、泰州市第三届中学化学实验调演获奖名单
高中组
二等奖(12项)
三等奖（17项）
2
初中组
3
附件二：泰州市参加江苏省第五届实验调演获奖名单
江苏省一等奖（1项）
银与双氧水反应探究杨晓丽陈顺祥省姜堰中学
江苏省二等奖（4项）
二氧化氮和一氧化氮相互转化演示实验的改进经志俊省兴化中学
丁达尔效应实验的改进周行知孙飞
蒋郸骥
省泰兴中学
省靖江中学
钢铁腐蚀演示实验的改进朱石明兴化戴窑高中过氧化钠与二氧化碳反应生成02的探究性实验设计孙健王瑶省泰州中学江苏省三等奖（1项）
空气中氧气含量的测定演示实验的改进
毕兴男
张永红
谈璞
泰兴市洋思中学
兴化市边城学校
泰州市二中附属初中
4。
2017江苏省化学创新实验比赛观摩有感
2017江苏省化学创新实验比赛观摩有感作者：朱清勇杨宝权来源：《化学教学》2017年第10期摘要：介绍了江苏省第六届中学化学创新实验调演比赛及观摩活动的概况，通过分析创新实验比赛的作品，认为化学实验的创新要关注文献、新仪器开发、药品条件的优化、生活用品、新科技展示以及环境友好设计等。
对当前的实验教学和创新情况做了反思，认为实验创新需服务于教学、为学生发展、力求简约控制。
关键词：实验创新；核心素养；原则和策略文章编号：1005–6629（2017）10–0018–04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B2017年4月26～28日，江苏省第六届中学化学创新实验调演比赛及观摩活动在徐州市成功举办。
本次比赛共展示了江苏省13个大市的67件创新实验作品，凸显了创新精神，展示了实验之美。
展演中老师们不断闪现智慧的火花，完成了一个个精彩的化学实验。
展演实验将观众的视角由书本知识转向了实验与创新，引领教师思考如何感知物质世界，如何用实验教学引导学生感知物质世界的变化、享受实验的快乐。
积极从事化学实验教学的教师逐渐发现，由于初中化学内容少、起点低、启蒙限制的要求多，致使实验创新之路越走越窄。
然而，现场观摩此次调演后笔者对初中化学实验创新有了很多新的认识。
1 实验创新的原则和策略2012年《义务教育化学课程标准修订稿》提出必须重视化学实验，“化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。
”化学实验集中体现科学精神和态度，具有非常丰富的教育价值和内容，利于发展学生的核心素养。
1.1 认识初中化学实验的功能“化学实验是进行科學探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证”[1]。
初中化学实验改进创新的根本目的是服务教学、服务学生，解决实验教学中存在的问题，让学生动手做实验、动脑思考、探究为什么；实验创新应该以学生的发展为本，做到教师时刻关注提升学生的核心素养。
铜的精炼实验报告
铜的精炼实验报告铜的精炼实验报告引言：铜是一种重要的金属，在工业和生活中有着广泛的应用。
然而，天然铜矿石中含有杂质较多，需要通过精炼的方法提取出纯净的铜。
本实验旨在探究铜的精炼过程，并验证其效果。
实验材料：1. 铜矿石样品2. 硫酸3. 氢氧化钠4. 氯化钠5. 精密天平6. 锥形瓶7. 烧杯8. 热板9. 火焰10. 实验室用具实验步骤：1. 将铜矿石样品研磨成粉末状。
2. 将铜矿石粉末加入锥形瓶中，加入适量的硫酸，使其与铜矿石反应。
3. 将锥形瓶放置在热板上，加热至适当温度，促使反应进行。
4. 观察反应过程中的变化，如有气体产生，可通过导管收集。
5. 将反应产物过滤，去除固体杂质。
6. 将过滤后的溶液加入氢氧化钠溶液中，使其与铜离子反应生成氢氧化铜沉淀。
7. 将氢氧化铜沉淀通过过滤分离出来。
8. 将氢氧化铜沉淀加热至高温，使其分解为纯净的铜。
9. 将得到的铜样品冷却后称重，记录质量。
实验结果与分析：经过精炼过程，我们得到了一定质量的纯净铜样品。
通过实验观察和分析，我们可以得出以下结论：1. 反应过程中，铜矿石与硫酸反应生成了硫酸铜溶液。
这是因为硫酸具有强氧化性，能够与铜矿石中的铜离子发生氧化还原反应。
2. 反应过程中产生的气体可能是二氧化硫，这是硫酸与铜矿石反应的副产物。
通过导管收集气体，可以进一步分析其成分。
3. 经过过滤分离和氢氧化钠反应，我们得到了氢氧化铜沉淀。
这是因为氢氧化钠能够与铜离子反应生成难溶性的氢氧化铜。
4. 将氢氧化铜沉淀加热至高温，可以使其分解为纯净的铜。
这是因为高温能够促使化学反应加速进行，使氢氧化铜分解为金属铜。
实验中的一些注意事项：1. 实验过程中要注意安全，避免接触到有害物质。
2. 实验室操作要规范，遵守实验室安全规定。
3. 实验中使用的仪器和试剂要洁净，以免产生干扰。
4. 实验结果的准确性需要多次重复实验，取平均值进行分析。
实验结论：通过本次实验，我们成功地进行了铜的精炼过程，并得到了一定质量的纯净铜样品。
初中物理创新实验大赛作品
初中物理创新实验大赛作品
在初中物理创新实验大赛中，学生们展示了他们的创造力和实践能力。
他们通过设计和实施各种有趣的实验，探索了物理学的奥秘。
其中一个获奖作品是一个基于电磁感应原理的发电机。
学生们利用铜线、磁铁和电池制作了一个小型发电机。
当铜线在磁场中运动时，就会产生电流。
这个实验不仅让学生们了解了电磁感应的原理，还锻炼了他们的动手能力。
另一个获奖作品是一个基于光的折射原理的光学仪器。
学生们利用透明塑料板、三棱镜和水制作了一个简易的望远镜。
当光线经过三棱镜时，会发生折射，使远处的物体看起来更近。
这个实验让学生们了解了光的折射原理，并锻炼了他们的观察能力。
这些优秀的作品充分展示了初中生对物理学的兴趣和热情。
它们不仅丰富了学生们的课余生活，还为他们今后的学习打下了坚实的基础。
我们期待着更多优秀的作品在未来的物理创新实验大赛中诞生！。
粗硫酸铜的提纯改进研究
面出现晶膜为止 。冷却结晶 ， 抽滤 ， 即可得到精制硫酸铜晶体 。 １２ ２ 分光光度法检测硫酸铜 中铁离子含量 ．．
于控制 ， 晶水数不能定量计算 。 结 介 于 以上 缺 点 ， 们 对 粗 Ｃ Ｓ 提 纯 实 验 进 行 改 进 ， 其 作 我 ｕＯ 将 为 高 年 级 学 生 的 设 计 创 新 性 实 验 。 实 验 中 改 用 甲基 橙 指 示 酸 度， 用其颜色 变化来检 测 Ｆ ”是 否沉淀完 全 ， ｅ 大大提 高了产率 和 实验效率 。对主要杂质 Ｆ ”离子 的检验采用 ７ ２可见 分光光度 ｅ ２
ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍ ｅ ｔｔｍｅ， ａ ｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｉｌ Ｔｈ ｍｐ ｒ ｏ ｓ Ｆｅ ｈ ｘｅ ｉ ｎ ｉ ｎ ｎ ｒａ ｅ ｔ ｅ ｙｅ ｄ． ｅ ｉ ｕ ｅ ｉｎ ｗａ ｅｅ ｍ ｉ ｅ ｙ ｔ ｅ ｈ ｌｇ ｔｎ ｒ ｕ ｖ ｆ ｓ ｄ ｔｒ ｎ ｄ ｂ ｈｅ ｔ ｃ ｎｏｏ ｙ ｓａ ｄａｄ ｃ ｒ ｅ ｏ
Ｋｅ ｏ ｄｓ ｃ ｄ ｏ ｐｅ ｕｆ ｔ ｙ ｗ ｒ ： ｒ ｅ ｃ ｐ ｒｓ ｌａｅ；ｐ ｒｆ ｓ ｃ ｒ ｐ ｏｏ ｔｙ； ｔ ｅ ｍｏ ｒ ｖｍ ｅｒ ｕ ｕｉ ｙ； ｐｅ ｔｏ ｈ ｔｍｅ ｒ ｈ ｒ ｇ ａ ｉ ｔｙ；ｃ ａ ａ ｔｒｚ ｔｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ａｉｎ ｉ
“ 硫 酸 铜 的 提 纯 ” 大 一 无 机 化 学 中 的一 个 综 合 性 实 验 项 粗 是 目 ２。传统粗硫酸铜 的提 纯实验用 精密 ｐ ＩＪ Ｈ试纸来 检测 Ｆ ” ｅ
第二十届浙江省青少年科技创新大赛科技创新成果作品入...
90.无动力机的抽水机
陈平洋
衢州龙游县小南海初中
初中
初二
傅荣福
91.新型漏斗
李婷
衢州龙游县小南海初中
初中
初一
傅荣福
92.融化的冰块
胡诗珊
衢州新世纪学校
初中
初三
方向红
93.关于化学农药残留液剂处理问题的调查报告
郑康、尚林军、
周鑫
衢州第一中学
高中
高二
邵洪平
94.内燃机机油寿命监测装置
林晓莎 沈 洁 郏 妮
吕 昶
丽水缙云中学
中学
高二
应干华
121．莲都区生态农业现状及发展调查报告
赵霞雯 李沐红 翁 骅
丽水市莲都梅山中学小班
初中
三年级
刘荣军
122．遂昌金矿治理“黄龙”的调查与建议
陆方舟、邹克兢、朱蕴琪
丽水市实验学校
初中
初三
许林焕、蔡王容
注：1.红色字体的项目为参加答辩项目，其余参加展示，不需答辩。
2.请各市对以上名单中各市项目进行核对。.
谢 达 叶梦洁 徐洁嫣
台州初级中学
初中
三年级
卢能晓 周才扬 王 力
102.使蜗牛夏眠的主要因素研究
马 力
台州温岭市三星小学
小学
马文君
103.对章安古郡历史和文化现状的研究
何娇娇
台州市第一中学
高中
二年级
陈征燕 胡佩芬
104.饮水瓶清洗器
潘贺斌
台州江口街道中心小学
小学
五年级
王文英
105.椒江农村耕地闲置现象的调查分析和出路建议
绍兴市第一中学
高中
高二
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第二组实验步骤
1.准确配置0.08mol/L的硫酸铜溶液。 2.组装电解电路,接通电源。 3.调解电压至4V，观察阴极现象。
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象： 对于没有硫酸酸化的硫酸铜溶液，在4V时，也可
以看到有氢气析出。
冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂 等微量杂质俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂 质制得精铜以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。请 完成下列问题： (1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是 __________;写出铜的电解精炼过程中的阴极反应方程式 ___________________。 (2)如果转移0.020 mol e-，下列说法中正确的是_____。 ①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g ③电解质溶液的质量保持不变 (3)电解结束后溶液中Cu2+的浓度______（填“增大”，“实验探究
提出问题
problem
大多数老师认为在以Cu做电极电解 CuSO4溶液的实验中，铜离子是优先于 氢离子放电的，所以阴极只析出Cu不析 出氢气，但事实真的是这样的吗？
实验仪器、药品和装置
Apparatus, medicine and apparatus for the experiment
2.组装电解电路,接通电源。 3.将电压调节至1V，观察现象，并用氢气传感器测量氢 气在一定时间内的析出量。
实验现象及分析
Experimental phenomena and analysis
现象：阴极表面产生了气泡，用氢气传感器检测出气体是氢气。
实验结论
离子的放电顺序会随着电压，离子浓度、电流 密度等条件的改变而发生变化，所以放电顺序 并不能一概而论。
铜离子浓度增大的原因
（1）工业粗铜电解精 炼阳极所用的粗铜纯 度99.0%~99.8%，杂 质含量并不高。 （2）工业上粗铜电解 精炼过程虽然通过控 制电压至0.3V抑制氢 气的析出，但是实际 上电极上发生的副反 应是非常复杂的。
在直流电的作用下，阳 极的铜单质会氧化成 Cu2+及Cu+，Cu+会发 生歧化反应而部分转化 为Cu2+；并且在阴极 Cu2+发生还原反应时， 并没有全部生成铜单质 ，有部分被还原成了 Cu+，而Cu+又会被氧 化成为Cu2+，另外，随 着电解的进行，水分也 会不断蒸发。所以铜离 子浓度最终是增大的。
试剂
粗铜片，纯铜片，CuSO4.5H2O，浓硫酸
仪器及用品
分析天平，滤纸，玻璃棒，药匙，烧 杯，量筒，橡胶塞，三颈烧瓶，氢气传感 器，学生电源，滑动变阻器，导线若干， 电压表，剪刀，砂纸。
实验装置
工业上粗铜电解精炼的技术条件 及技术经济指标的选择 第一组实验步骤
1.通过查阅资料，准确配制0.7mol/L的硫酸铜溶液。 （其中准备17.6gCuSO4.5H2O，10.9mL浓硫酸）
该书有一章节概述了粗铜精炼 过程可能出现的各种情况，书 中特意提到，即使严格按照工 业要求的浓度与电压等条件， 电解过程中铜离子浓度也是增 大的。观点也与前面的资料是 一致的。
实验结论
Experimental evaluation
1
放电顺序会根据电压、离子浓度、 电流密度等条件的改变而改变。 粗铜电解精炼过程中铜离子浓度 并不是减小的，反而是增大的。
谢
谢 观 赏