（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.docx

考点15铜的获取及应用知识条目必考要求加试要求1.自然界铜的存在形式以及铜的物理性质aa2.铜的化学性质(跟某些非金属、酸、盐的反应)bb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：能与S反应：2CuSCu2S。能与O2反应：2CuO22CuO能与Cl2反应：CuCl2CuCl2(2)能在潮湿的空气中生成铜绿：2CuO2CO2H2O=Cu2(OH)2CO3(绿色固体)。(3)与氧化性酸反应与浓硫酸共热的化学方程式：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O；与稀硝酸反应的离子方程式：3Cu8H2NO=3Cu22NO4H2O。(4)与盐溶液反应(写离子方程式)与硝酸银溶液：Cu2Ag=2AgCu2；与FeCl3溶液：Cu2Fe3=2Fe2Cu2。二、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)CuO2H=Cu2H2OCu2O2H=Cu2CuH2O与H2反应CuOH2CuH2OCu2OH22CuH2O转化关系4CuO2Cu2OO2三、氢氧化铜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)2H2SO4=CuSO42H2O(2)不稳定性：Cu(OH)2CuOH2O(3)弱氧化性：CH2OH(CHOH)4CHO2Cu(OH)2NaOHCH2OH(CHOH)4COONaCu2O3H2O四、常见的铜及其化合物的颜色识记物质颜色物质颜色Cu紫红色CuSO4白色CuO黑色CuSO45H2O蓝色Cu2O砖红色Cu2(OH)2CO3绿色Cu2S黑色Cu(OH)2蓝色区别Cu和Cu2O的方法：向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该物质为Cu2O，否则为Cu。因为Cu不能与稀硫酸反应，而Cu2O能与稀硫酸反应，方程式如下：Cu2OH2SO4=CuSO4CuH2O。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(FeCu2=CuFe2)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CuSO45H2O)，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2Al2O3(熔融)4Al3O2，MgCl2(熔融)MgCl2，2NaCl(熔融)2NaCl2。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C2CuO2CuCO2。(2)一氧化碳还原法。例如：CO还原Fe2O3、CuO，其化学方程式依次为3COFe2O32Fe3CO2，COCuOCuCO2。(3)氢气还原法。例如：H2还原WO3、Fe3O4，其化学方程式依次为3H2WO3W3H2O，4H2Fe3O43Fe4H2O。(4)活泼金属还原法。例如：Al还原Cr2O3、V2O5，其化学方程式依次为2AlCr2O3Al2O32Cr，10Al3V2O56V5Al2O3。3热分解法(Hg和Ag)例如：2HgO2HgO2，2Ag2O4AgO2。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H2还原MgO制备单质MgB在通电条件下，电解熔融Al2O3制备单质AlC在通电条件下，电解饱和食盐水制备单质NaD加强热，使CuO在高温条件下分解制备单质Cu【解析】AMg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()FeCl3Fe2O3Cu(NO3)2KNO3A只有或B只有或C只有或或D中任意一种【解析】Cu和稀硫酸不反应，故Cu不溶解，加入FeCl3，Fe3可与Cu单质发生反应，Cu溶解；加入Fe2O3，Fe2O3先和硫酸反应生成Fe3，Cu单质再与Fe3反应溶解；加入Cu(NO3)2或KNO3，Cu溶解于HNO3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：矿石名称黄铜矿斑铜矿辉铜矿孔雀石主要成分CuFeS2Cu5FeS4Cu2SCuCO3Cu(OH)2请回答下列问题：(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：2Cu2OCu2S6CuSO2，反应的氧化剂是_。(3)下表中，对陈述、的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是_(填字母)。选项陈述陈述判断A铜绿的主要成分是碱式碳酸铜可用稀盐酸除铜器表面的铜绿对；对；有B铜表面易形成致密的氧化膜铜容器可以盛放浓硫酸对；对；有C铁比铜活泼立在铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈对；对；有D蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂错；对；无【解析】(1)铜的质量百分含量即铜的质量占硫化铜质量的百分比，经分析知Cu2S中铜的质量分数最高。(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、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、都错；C.陈述正确，陈述错误，Fe与Cu形成原电池加快腐蚀速率；D.陈述错误，是化学变化，陈述对，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)3.20/640.05 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)(1.681.32)/180.02mol；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)23CuCO3。(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)23CuCO3(2)Cu5(OH)4(CO3)310H=5Cu27H2O3CO2(3)5CuSO47Na2CO34H2O=Cu5(OH)4(CO3)35Na2SO44NaHCO3【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。