(浙江选考)2020版高考化学大一轮复习第3讲元素化学考点15铜的获取及应用学案

考点15 铜的获取及应用一、铜的性质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)能与非金属单质反应： ①能与S 反应：2Cu ＋S=====△Cu 2S 。

②能与O 2反应：2Cu ＋O 2=====△2CuO ③能与Cl 2反应：Cu ＋Cl 2=====△CuCl 2(2)能在潮湿的空气中生成铜绿：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3(绿色固体)。

(3)与氧化性酸反应①与浓硫酸共热的化学方程式：Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O ； ②与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu ＋8H ＋＋2NO －3===3Cu 2＋＋2NO↑＋4H 2O 。

(4)与盐溶液反应(写离子方程式)①与硝酸银溶液：Cu ＋2Ag ＋===2Ag ＋Cu 2＋； ②与FeCl 3溶液：Cu ＋2Fe 3＋===2Fe 2＋＋Cu 2＋。

二、氧化铜和氧化亚铜1．物理性质：蓝色不溶于水的固体。

2．化学性质：(1)弱碱性，能与酸反应：Cu(OH)2＋H 2SO 4===CuSO 4＋2H 2O (2)不稳定性：Cu(OH)2=====△CuO ＋H 2O(3)弱氧化性：CH 2OH(CHOH)4CHO ＋2Cu(OH)2＋NaOH ――→△CH 2OH(CHOH)4COONa ＋Cu 2O↓＋3H 2O四、常见的铜及其化合物的颜色识记区别Cu 和Cu 2O 为Cu 2O ，否则为Cu 。

因为Cu 不能与稀硫酸反应，而Cu 2O 能与稀硫酸反应，方程式如下：Cu 2O ＋H 2SO 4===CuSO 4＋Cu ＋H 2O 。

五、铜的冶炼和应用1．冶炼：工业上主要采用高温冶炼的方法获得粗铜。

再通过电解精炼，得到纯度高达99.95%～99.98%的铜。

除此之外，还有湿法冶铜(Fe ＋Cu 2＋===Cu ＋Fe 2＋)和生物冶铜等方法。

2．应用：(1)铜单质：导线，印刷电路板，太阳能导热管，制成合金。

(2)硫酸铜：配成溶液可用于游泳池消毒，其溶液还用于杀灭鱼体上的寄生虫。

硫酸铜为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO 4·5H 2O)，可作为水的检验依据。

六、常见金属冶炼方法 金属在自然界的存在状态如下金属冶炼的本质是金属离子得到电子，被还原成金属原子的过程。

金属活动性顺序表中的不同金属，因金属离子结合电子能力不同，所以冶炼方法不同。

1．电解法冶炼金属(K 、Ca 、Na 、Mg 、Al)例如：电解冶炼Al 、Mg 、Na ，其化学方程式依次为2Al 2O 3(熔融)=====电解冰晶石4Al ＋3O 2↑，MgCl 2(熔融)=====电解Mg ＋Cl 2↑，2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。

2．热还原法冶炼金属(Zn 、Fe 、Sn 、Pb 、Cu)(1)焦炭还原法。

例如：C 还原CuO ，其化学方程式为C ＋2CuO=====△2Cu ＋CO 2↑。

(2)一氧化碳还原法。

例如：CO 还原Fe 2O 3、CuO ，其化学方程式依次为3CO ＋Fe 2O 3=====△2Fe ＋3CO 2，CO ＋CuO=====△Cu ＋CO 2。

(3)氢气还原法。

例如：H 2还原WO 3、Fe 3O 4，其化学方程式依次为3H 2＋WO 3=====△W ＋3H 2O ， 4H 2＋Fe 3O 4=====△3Fe ＋4H 2O 。

(4)活泼金属还原法。

例如：Al 还原Cr 2O 3、V 2O 5，其化学方程式依次为2Al ＋Cr 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Cr ，10Al ＋3V 2O 5=====高温6V ＋5Al 2O 3。

3．热分解法(Hg 和Ag)例如：2HgO=====△2Hg ＋O 2↑，2Ag 2O=====△4Ag ＋O 2↑。

用热分解冶炼法冶炼金属的特点：金属元素的金属性弱，金属元素的原子不易失去电子，其金属离子容易得到电子，该金属元素所形成的化合物稳定性较差。

4．物理法化学性质很稳定的金属如Au 、Pt 等，在自然界中呈游离态，用物理方法即可得到。

【例1】 下列制备金属单质的方法或原理正确的是( ) A ．在高温条件下，用H 2还原MgO 制备单质Mg B ．在通电条件下，电解熔融Al 2O 3制备单质Al C ．在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质Na D ．加强热，使CuO 在高温条件下分解制备单质Cu【解析】 A ．Mg 单质通过电解熔融氯化镁制得，故错误；B.Al 的制备原理正确；C.Na 单质通过电解熔融氯化钠制得，故错误；D.Cu 单质通过热还原法制得，故错误。

【答案】 B【提炼】 本题考查的是金属冶炼。

金属冶炼可以通过金属活动性顺序表进行记忆【例2】 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是( )①FeCl 3 ②Fe 2O 3 ③Cu(NO 3)2 ④KNO 3 A ．只有①或②B．只有②或④C ．只有①或②或③D．①②③④中任意一种【解析】 Cu 和稀硫酸不反应，故Cu 不溶解，加入①FeCl 3，Fe 3＋可与Cu 单质发生反应，Cu 溶解；加入②Fe 2O 3，Fe 2O 3先和硫酸反应生成Fe 3＋，Cu 单质再与Fe 3＋反应溶解；加入③Cu(NO 3)2或④KNO 3，Cu 溶解于HNO 3中。

故加入这四种物质Cu 均溶解。

【答案】 D【提炼】 本题考查的是Fe 与Cu 及其化合物的转化关系，应从离子角度理解Cu 在溶液中与其他物质的反应。

【例3】 铜在自然界存在于多种矿石中，如：(1)上表所列铜化合物中，铜的质量分数最高的是________。

(2)工业上以黄铜矿为原料。

采用火法熔炼工艺生产铜。

该工艺的中间过程会发生反应：2Cu 2O ＋Cu 2S=====高温6Cu ＋SO 2↑，反应的氧化剂是____________。

(3)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是________(填字母)。

2铜的质量分数最高。

(2)氧化剂在氧化还原反应过程中化合价下降，对于上述反应，化合价下降的是Cu 元素，所以两个反应物都是氧化剂。

(3)A.铜绿的化学式和孔雀石相同，又称碱式碳酸铜，可以与盐酸反应，所以陈述Ⅰ、Ⅱ对，且有因果关系；B.铜表面形成的氧化膜是疏松的，也不可以用来盛放浓硫酸，Fe 单质可以，所以陈述Ⅰ、Ⅱ都错；C.陈述Ⅰ正确，陈述Ⅱ错误，Fe 与Cu 形成原电池加快腐蚀速率；D.陈述Ⅰ错误，是化学变化，陈述Ⅱ对，利用的是蛋白质在重金属盐中变性的原理。

【答案】(1)Cu2S (2)Cu2O，Cu2S (3)AD【提炼】本题主要考查Cu及其化合物的性质与应用和氧化还原反应的相关知识点。

【例4】为探究不溶性盐X(仅含四种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：已知各步反应所需试剂均过量，请回答：(1)X的化学式为____________________________。

(2)写出X与稀硫酸反应的离子方程式________________________________________________________________________。

(3)红色固体B的硫酸盐溶液与纯碱溶液反应能得到X，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

【解析】(1)根据盐X分解得混合气体和黑色固体可知，黑色固体中存在金属元素；黑色固体与CO反应得红色固体B，推测金属为Cu，即B为Cu，黑色固体即为氧化铜；通过计算可知，n(Cu)＝3.20/64＝0.05 mol，根据元素守恒可知黑色固体n(CuO)＝0.05 mol；混合气体1.68 g通过无水CaCl2质量减少至1.32 g可知，混合气体中有n(H2O)＝(1.68－1.32)/18＝0.02mol；剩下的1.32g气体能与Ba(OH)2反应生成白色沉淀5.91g，该气体为CO2气体，白色沉淀为BaCO3，n(CO2)＝0.03mol。

根据元素守恒可得X的化学式为2Cu(OH)2·3CuCO3。

(2)可以看成盐和碱分别与酸的反应即可得到答案。

(3)根据元素守恒配平即可。

【答案】(1)Cu5(OH)4(CO3)3或2Cu(OH)2·3CuCO3(2)Cu5(OH)4(CO3)3＋10H＋===5Cu2＋＋7H2O＋3CO2↑(3)5CuSO4＋7Na2CO3＋4H2O===Cu5(OH)4(CO3)3↓＋5Na2SO4＋4NaHCO3【提炼】本题属于元素推断题，考查的是元素化合物的性质。

元素推断题一般解题步骤，第一步定性判断：通过特殊现象或颜色推测元素种类；第二步定量计算加以证实：计算每种元素所含的物质的量，结合题意信息得出未知物的化学式。

保持对数据的敏感性一定程度上对判断元素种类有很大帮助，比如红色固体3.2g，刚好是铜相对分子质量的0.05倍，而且铜颜色也吻合，包括前面的黑色固体是CuO也吻合。