第9讲 铜及其重要化合物 用途广泛的金属材料考点一 铜及其重要化合物Z 知识梳理hi shi shu li1．铜的物理性质：铜是一种有金属光泽的__紫红__色固体，有良好的导电、导热性(仅次于银，可用于制电缆)，有良好的__延展__性。
2．铜的化学性质(1)与非金属的反应(写出化学方程式)： ①与O 2反应加热：__2Cu ＋O 2=====△2CuO__。
常温下在潮湿的空气中：2Cu ＋O 2＋H 2O ＋CO 2===__Cu 2(OH)2CO 3__。
②与Cl 2反应：Cu ＋Cl 2=====△CuCl 2(棕黄色烟) (2)与酸的反应(写出相应的化学方程式) ①与非氧化性酸：不反应。
②与氧化性酸反应 与浓硫酸的反应：__Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O__。
与浓硝酸的反应：__Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O__。
与稀硝酸的反应：__3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO ↑＋4H 2O__。
(3)与盐溶液的反应(用离子方程式表示)：与硝酸银溶液的反应：__Cu ＋2Ag ＋===Cu 2＋＋2Ag__。
与氯化铁溶液的反应：__2Fe 3＋＋Cu===2Fe 2＋＋Cu 2＋__。
3．铜的化合物的主要性质 (1)氧化铜和氢氧化铜：碱式碳酸铜的化学式为__Cu 2(OH)2CO 3__，是铜绿孔雀石的主要成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为__Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋CO 2↑＋H 2O__。
(3)硫酸铜。
①CuSO 4·5H 2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解。
②无水CuSO 4为__白__色粉末，遇水变__蓝__色(生成CuSO 4·5H 2O)，据此可用来检验水的存在。
(4)铜盐的毒性铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与__蛋白质__作用，使__蛋白质__变性失去生理活性，因此人们根据这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。
特别提醒：铜及其化合物的转化过程中，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。
例如：紫红色—Cu 白色—CuSO 4 红色—Cu 2O蓝色—Cu(OH)2或CuSO 4·5H 2O黑色—CuO 或CuS 或Cu 2S 棕黄色—CuCl 2X 小题速练iao ti su lian1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)CuO 是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2( × ) (2)Cu 2O 遇硝酸会被氧化成Cu 2＋( √ )(3)Cu 2(OH)2CO 3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成( √ ) (4)过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成( × )(5)可利用无水硫酸铜遇水变成蓝色这一性质，来检验水的存在( √ )(6)将铁片置于CuSO 4溶液中，铁片上有红色物质析出，说明铁比铜活泼( √ ) (7)将CuCl 2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl 2固体( × ) 提示：CuCl 2水解，加热蒸干得到Cu(OH)2，灼烧后得到CuO 。
(8)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( √ )提示：铜丝在空气中加热生成CuO ，CuO 与乙醇生成有刺激性气味的乙醛。
2．某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案： (1)Cu ――→浓H 2SO 4加热CuSO 4――→加水稀释硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。
(2)Cu ――→O 2灼烧CuO ――→稀H 2SO 4硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。
(3)⎦⎥⎤Cu热空气――→稀硫酸硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。
对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。
方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。
方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。
因而方案(3)更经济合理。
[注意]通常利用反应：2Cu ＋O 2=====△2CuO 除去混合气体中的少量O 2。
(2)Cu 与稀H 2SO 4不反应，但在通入O 2的条件下，Cu 可在稀H 2SO 4中逐渐溶解： 2Cu ＋O 2＋2H 2SO 4===2CuSO 4＋2H 2O 。
(3)无水CuSO 4只能作为检验水的试剂，不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
3．(1)黄铜和金的颜色均为黄色，如何鉴别？ 答案：①测密度 ②是否溶于稀硝酸 ③测硬度(2)波尔多液是一种杀菌剂，它是由CuSO 4、生石灰和水按一定比例配制而成的天蓝色胶状悬浊液，其杀菌的可能原因是什么？答案：CuSO 4是重金属盐，能使蛋白质变性。
题组一 铜及其化合物的性质1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)(2016·全国甲卷)除去Cu 粉中混有CuO 的方法是加入稀硝酸溶解、过滤、洗涤、干燥( × )(2)(2015·全国卷Ⅰ)将铜粉加入1.0 mol·L －1Fe 2(SO 4)3溶液中，现象是溶液变蓝，有黑色固体出现( × )(3)(2015·广东高考)1 mol Cu 和足量热浓硫酸反应可生成N A 个SO 3分子( × ) (4)(2015·四川高考)中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈( √ ) (5)(2015·四川高考)气体通过无水硫酸铜，粉末变蓝，证明原气体中含有水蒸气( √ ) (6)(2014·全国卷Ⅱ)H 2通过灼热的CuO 粉末，反应后固体物质增重( × )2．(2018·重庆万盛区模拟)已知酸性条件下有如下反应：2Cu ＋===Cu 2＋＋Cu ↓。
由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu 或Cu 2O ，两者都是红色固体。
一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：A ．CuB ．Cu 2OC ．一定有Cu ，可能有Cu 2OD ．一定有Cu 2O ，可能有Cu萃取精华：区分红色物质Cu 和Cu 2O 的方法向红色物质中加入稀H 2SO 4，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu 2O ，否则为Cu ，反应的化学方程式为Cu 2O ＋H 2SO 4===CuSO 4＋Cu ＋H 2O 。
3．(2018·山东潍坊高三检测)铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用，铜在化合物中的常见化合价有＋1、＋2。
(1)工业上可利用反应Cu 2S ＋O 2=====△2Cu ＋SO 2制取粗铜，反应中被氧化的元素是__S__，当消耗32 g Cu 2S 时，转移电子数目是__1.2N A __(设N A 为阿伏加德罗常数的值)。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50～60℃，通入O 2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为__2Cu ＋4H ＋＋O 2=====50～60℃2Cu 2＋＋2H 2O__。
CuSO 4溶液中加入一定量的Na 2SO 3溶液和NaCl 溶液加热，生成CuCl 沉淀，写出生成CuCl 的离子方程式：__2Cu 2＋＋2Cl －＋SO 2－3＋H 2O=====△2CuCl ↓＋SO 2－4＋2H ＋__。
(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。
①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO ，其猜想可用化学方程式表示为： Cu ＋H 2SO 4=====△__CuO ＋SO 2↑＋H 2O__。
②乙同学认为：黑色固体除CuO 外，还可能含有Cu 2S 和CuS ，其理由可能是__ac__(填字母)。
a ．Cu 2S 和CuS 都是黑色的b ．铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O 2c ．浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu 的化合价升高与S 的化合价降低有多种可能 [解析] (1)反应Cu 2S ＋O=====△2Cu ＋SO 2中，硫元素的化合价从－2价升到＋4价，被氧化，反应中被氧化的元素是S ，当消耗32 g Cu 2S 时，转移电子数目是32 g 160 g·mol－1×6N A mol－1＝1.2 N A 。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50～60℃，通入O 2，反应一段时间后可制得硫酸铜，发生反应的离子方程式为2Cu ＋4H ＋＋O 2=====50～60 ℃2Cu 2＋＋2H 2O 。
CuSO 4溶液中加入一定量的Na 2SO 3溶液和NaCl 溶液加热，生成CuCl 沉淀，离子方程式：2Cu 2＋＋2Cl －＋SO 2－3＋H 2O=====△2CuCl ↓＋SO 2－4＋2H ＋。
(3)该小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。
①按照甲同学猜想：铜被氧化得CuO ，硫酸被还原为SO 2，化学方程式为Cu ＋H 2SO 4=====△CuO ＋SO 2↑＋H 2O 。
②乙同学认为：黑色固体除CuO 外，还可能含有Cu 2S 和CuS ，分析可能的理由时，应该从反应现象和氧化还原反应原理入手，ac 符合。
题组二 铜及其化合物之间的转化4．(2018·山东滨州高三检测)CuSO 4是一种重要的化工原料，其制备途径及性质如图所示。
下列说法不正确的是 ( C )A ．途径①所用混酸中H 2SO 4与HNO 3物质的量之比最好为3∶2B ．相对于途径①、③，途径②更好地体现了绿色化学思想C ．1 mol CuSO 4在1100℃所得混合气体X 中O 2一定为0.75 molD．Y可以是葡萄糖[解析]据反应式3Cu＋8H＋＋2NO－===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O可知，H2SO4和HNO33的物质的量之比是3∶2，A正确；途径①③中均生成大气污染物，而②没有，B正确；1 mol CuSO4分解生成0.5 mol Cu2O，转移1 mol电子，故生成0.25 mol O2，C不正确；醛基能被新制的Cu(OH)2悬浊液氧化，生成Cu2O，葡萄糖含有醛基，D正确。
5．(2017·黑龙江哈尔滨模拟)某研究小组通过实验探究铜及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是(D)A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察氯化铜的生成C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿[解析]铜与浓硫酸反应后的剩余物中仍有浓硫酸，将水加入反应器中易发生危险，A 项错误；观察氯化铜的生成需要在加热条件下，B项错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干能促进CuCl2的水解而得不到CuCl2固体，C项错误。
