副族金属-铜及其化合物

系列三 副族金属 专题3 铜及其化合物1．“铜”的颜色与溶解性 物质 颜色 状态及溶解性物质 颜色 状态及溶解性 Cu紫红色、金属光泽固态，难溶于非氧化性酸，易溶于强氧化性酸 CuSO 4白色粉末，易溶于水，水溶液呈蓝色CuO 黑色 粉末，可溶于酸溶液CuSO 4·5H 2O 蓝色 晶体Cu 2O砖红色固体，难溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu 和Cu 2＋)Cu 2(OH)2CO 3 绿色粉末，难溶于水，可溶于酸溶液CuCl ，CuI 白色 粉末，难溶于水Cu(OH)2蓝色难溶于水，可溶于酸溶液CuS黑色粉末，难溶于水及非氧化性强酸[Cu(NH 3)4]2＋深蓝色 络合离子，溶于水2．铜被锈蚀（1）与O 2的反应：在空气中或O 2中加热表面变黑：CuO 2O Cu 22∆+，利用此反应可除去混在H 2、CO 中的少量O 2。

（2）与O 2、CO 2、H 2O 的作用：铜在干燥的空气中比较稳定，在水中也几乎不反应，在含有二氧化碳的潮湿空气中铜可生成铜绿，322222CO )OH (Cu O H CO O Cu 2=+++，铜绿可防止金属进一步腐蚀。

铜绿可以溶解于稀硫酸Cu 2(OH)2CO 3＋4H ＋===2Cu 2＋＋CO 2↑＋3H 2O 。

3．铜的溶解（1）和强氧化性体系反应 铜和硝酸反应：Cu+4HNO 3（浓）Cu(NO 3)2+2NO 2↑+2H 2O ，3Cu+8HNO 3（稀）3Cu(NO 3)2+2NO↑+4H 2O铜和浓硫酸反应：Cu+2H 2SO 4(浓)CuSO 4 + SO 2↑ + 2H 2O 。

反应后试管内的现象为：铜片逐渐溶解，产生无色刺激性气味的气体，溶液变为灰白色，如何检测反应后的产物：溶液加入水中变蓝证明有硫酸铜，气体通入到品红溶液中褪色，加热后恢复红色证明是二氧化硫。

工业上用FeCl 3溶液做“腐蚀液”，腐蚀多余的铜箔，制作印刷电路板，其反应原理是(离子方程式)：Cu+2FeCl 3 CuCl 2+2FeCl 2 （2）铜和稀硫酸反应①电解法：阳极：Cu-2e -=Cu 2+，阴极（石墨）：2H ++2e -=H 2↑ ②外加氧化剂法：向体系中充入氧气：2Cu+4HCl+O 22CuCl 2+2H 2O向体系中加入KNO 3：3Cu + 8H + + 2NO3－= 3Cu 2+ + 2NO ↑ + 4H 2O 向体系中加入H 2O 2：Cu+H 2SO 4+H 2O 2=CuSO 4+2H 2O 向体系加入芬顿试剂：2Fe 2++2H ++H 2O 22Fe 3++2H 2O ，2Fe 3++CuCu 2++2Fe 2+。

Fe 2+作用是催化剂（4）络合作用：2Cu+O 2+8NH 3·H 2O=2[Cu(NH 3)4]2++4OH -+6H 2O【习题】硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化荆和催化剂等。

工业制硫酸铜的方法很多。

（1）方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。

该反应的化学方程式是_____________________,此法的最大缺点是____________________________。

（2）方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：①稀硫酸、铜和氧化铁反应的离子方程式是__________________、________________； 向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_______________________________。

②请说出调整PH 为4的目的是_______________________；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是______________________________。

4．氧化亚铜(Cu 2O)（1）制取：4CuO −−→−℃10002Cu 2O+O 2↑ （2）在湿空气中易被氧化： 2Cu 2O + O 2 === 4CuO（3）在酸性条件下易发生歧化反应： Cu 2O + 2H + === Cu 2++Cu+H 2O在H 2还原CuO 实验中，所得红色固体可能是Cu 与Cu 2O 的混合物，如何检验含有Cu 2O?：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质中含有Cu 2O ，否则仅为Cu 。

反应的化学方程式为Cu 2O ＋H 2SO 4===CuSO 4＋Cu ＋H 2O 。

（4）Cu 2O 做还原剂：Cu 2O+6HNO 3(浓)=3H 2O+2Cu （NO 3）2+2NO 2(气体) 3Cu 2O+14HNO 3（稀）=6Cu （NO 3）2+7H 2O+2NO （气体）（4）Cu 2O 的用途：普通玻璃制造过程中加入一些Cu 2O ，玻璃颜色呈红色5．2)OH (Cu 有弱氧化性，新制的2)OH (Cu 悬浊液能氧化醛基化合物，本身被还原为O Cu 2，常用于醛基化合物的检验：O H 2O Cu COOH CH )OH (Cu 2CHO CH 22323+↓+−→−+∆。

分析化学上利用这个反应测定醛，医学上用这个反应检査糖尿病。

6．CuSO 4（1）无水CuSO 4（白色）可以遇水变为蓝色的胆矾，同理胆矾受热可失去结晶水变成白色粉末，过热时，4CuSO 会进一步分解出CuO 。

（2）可溶性铜盐能与H 2S 或-2S 反应生成黑色的CuS 沉淀，它难溶于强酸，常用于+2Cu 的检验和H 2S 的除杂。

7．铜的络合物：+2Cu 易与3NH 形成+243])NH (Cu [络离子（1）向硫酸铜溶液中滴加氨水，生成蓝色沉淀，方程式为：2CuSO 4 + 2NH 3•H 2O=====(NH 4)2SO 4 + Cu 2(OH)2SO 4↓（2）向沉淀后的悬浊液中继续添加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液，方程式为： Cu(OH)2SO 4 + 8NH 3=====2[Cu(NH 3)4]2+ + SO 42－+ 2OH －（3）实验过程中加入C 2H 5OH 后可观察到析出深蓝色[Cu(NH 3)4]SO 4·H 2O 晶体。

实验中所加C 2H 5OH 的作用是：降低物质溶解度，加快其析出。

8．CuS 和Cu 2S（1）制备CuS ：CuSO 4+H 2S =====CuS ↓+H 2SO 4。

本反应发生的原理是：CuS 溶解度极其小，因此反应得以发生，同时要注意CuS 不能溶解于非氧化性酸，只能用硝酸溶解。

（2）与稀硝酸反应：CuS+10HNO 3(浓)=====Cu(NO 3)2+H 2SO 4+8NO 2↑+4H 2O ， 3CuS+8HNO 3(稀)=====3Cu(NO 3)2+3S ↓+2NO ↑+4H 2O 9．卤化亚铜CuX 的制备（1）制备方程：Cu(Ⅱ)+还原剂+X -→CuX ↓（2）2Cu 2++SO 32-+2Cl -+H 2O =====2CuCl ↓+SO 42-+2H +，2Cu 2++4I -=====2CuI ↓+I 2【习题1】碱式碳酸铜[Cu 2(OH)2CO 3]是一种用途广泛的化工原料。

工业上可用电子工业中刻蚀线路板的酸性废液（主要成分有FeCl 3、CuCl 2、FeCl 2）制备，其制备过程如下：查阅资料知，通过调节溶液的酸碱度可使Cu 2+、Fe 2+、Fe 3+生成沉淀的pH 如下：物质 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 开始沉淀pH6.07.51.4沉淀完全pH 13 14 3.7 （1）氯酸钠的作用是______________________。

（2）调节反应A的pH范围为________________，可以选择的试剂是__________（填序号）。

a．氨水b．硫酸铜c．氢氧化铜d．碳酸铜（3）反应B的温度要控制在60℃左右，且保持恒温，可采用的加热方法是______________________。

（4）已知滤液中含有碳酸氢纳，写出生成碱式碳酸铜的离子方程式：____________________________。

（5）过滤得到的产品洗涤时，如何判断产品已经洗净____________________________。

【习题2】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：（1）反应Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是_________________________________________。

写出操作①的名称：_____________________________________________。

（2）反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：_________________________。

操作②用到的主要仪器名称为___________，其目的是（填序号）_________________________________。

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使用下图装置，图中存在的错误是_____________________________。

（4）操作④以石墨作电极电解CuSO 4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）流程中有三次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NH 4Cl 在反应Ⅰ中的主要作用是________________________________。

【习题3】实验室以海绵铜（主要成分为Cu 和CuO ）为原料制取CuCl 的主要流程如图所示。

已知：①CuCl 微溶于水，不溶于乙醇，可溶于氯离子浓度较大的溶液中。

②CuCl 露置于潮湿的空气中易被氧化。

回答下列问题。

（1）“氧化”时温度应控制在60℃~70℃，原因是_______________________________________。

（2）写出“转化”过程中的离子方程式_________________________________。

（3）“过滤Ⅱ”所得滤液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作获得(NH 4)2SO 4晶体，可用作化学肥料。

“过滤Ⅱ”所得滤渣主要成分为CuCl ，用乙醇洗涤的优点是_________________________________。