高中化學(xué)知識點：單質(zhì)銅

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


銅元素：


在元素周期表中的位置：銅的原子序數(shù)29，位于周期表中第四周期，第IB族。
(1)物理性質(zhì)：有金屬光澤，紫紅色固體，密度較大，導(dǎo)電導(dǎo)熱性能很好，具有很好的延展性，銅屬于重金屬、有色金屬、常見金屬，不能被磁鐵吸引。
(2)化學(xué)性質(zhì)： 銅常見的化合價為+1價和+2價
①在加熱條件下，銅可與多種非金屬單質(zhì)反應(yīng)。一般來說，遇到氧化性較弱的非金屬，銅顯較低化合價；遇到氧化性較強的非金屬，銅顯較高化合價。例如：與強氧化劑反應(yīng)（如Cl2 Br2等)生成+2價銅的化合物。如：
Cu+Cl2CuCl22Cu+O22CuO
②銅與酸反應(yīng)：銅只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如：

③銅與鹽溶液反應(yīng)：
Cu+2AgClCuCl2+2Ag





銅與鐵的對比：


從金屬活性順序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au可知，金屬鐵的金屬活性比銅強，所以單質(zhì)Fe可以從Cu的溶液中還原出單質(zhì)來，例如：Fe+CuCl2FeCl2+Cu
即Fe的還原性強于Cu



銅與濃硫酸和稀硫酸的反應(yīng)：


Cu+2H2SO4(濃）CuSO4+SO2↑+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4(稀）2CuSO4+2H2O
注意：從金屬活性順序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au 可知，銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，但是在有氧氣和加熱的條件下可以反應(yīng)



銅與銅的化合物之間的轉(zhuǎn)換圖：





銅的制備和精煉:


(1)工業(yè)煉銅法：CuO+COCu+CO2
(2)濕法煉銅：Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(3)高溫?zé)掋~：工業(yè)上用高溫冶煉黃銅礦的方法獲得銅（粗銅）：
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(爐渣）
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
備注：粗銅中銅的的含量為99.5%-99.7%，主要含有Ag、Zn、Au等雜質(zhì)，粗銅通過電解精煉可得到純度達99.95%-99.98%的銅，原理為用粗銅作陽極，失去電子變?yōu)镃u2+，用純銅棒作陰極即可得精銅。




相關(guān)高中化學(xué)知識點：氧化亞銅

氧化亞銅：


氧化亞銅為紅色或磚紅色八面立方晶系結(jié)晶性粉末。相對密度6.0，熔點1235℃。在1800℃失去氧。不溶于水和醇，溶于鹽酸、氯化銨、氨水，微溶于硝酸。



氧化亞銅的化學(xué)性質(zhì)：


（1）溶于鹽酸生成白色氯化亞銅結(jié)晶粉末。遇稀硫酸和稀硝酸生成銅鹽。在空氣中會迅速變藍。能溶于濃堿、三氯化鐵等溶液中。在濕空氣中逐漸氧化成黑色氧化銅。
（2）不溶于水及有機溶劑，但可溶于濃氨溶液形成無色配合物[Cu(NH3)2]+，其在空氣中被氧化為藍色的[Cu(NH3)4(H2O)2]2+。氫鹵酸反應(yīng)，因生成絡(luò)合物，不岐化成二價銅和銅，氧化亞銅氧化亞銅可溶于鹽酸生成H[CuCl2]（氯化亞銅的配合物），也可溶于硫酸及硝酸分別形成硫酸銅及硝酸銅。



知識點撥：


在酸性溶液中岐化為二價銅，說明在溶液中，二價銅離子的穩(wěn)定性大于一價銅離子，例如氧化亞銅和硫酸反應(yīng)，生成硫酸銅和銅。



知識擴展：

氧化亞銅有劇毒，氧化亞銅粉塵在空氣中含量達到0.22～14mg/m3時，工作1～2h后會引起急性中毒，表現(xiàn)為頭痛、無力、咽和結(jié)膜發(fā)紅、惡心、肌肉痛、有時嘔吐和腹瀉、疲乏、體溫升高。一天以后體溫可恢復(fù)正常，但仍無力，頭痛，眩暈，脈數(shù)加快，淋巴細胞增多。氧化亞銅的慢性中毒表現(xiàn)為：接觸銅化合物的工人的局部皮膚、頭發(fā)及眼結(jié)膜有時變成淺黃色或黑綠色，齒齦上有暗紅色或絳紅色邊。對皮膚有刺激作用，粉塵刺激眼睛，并引起角膜潰瘍。對急性中毒者用一定濃度的K4[Fe(CN)6]溶液洗胃，服牛奶等措施。空氣中最高容許濃度為0.1mg/m3�？纱骺谡�、防塵眼鏡，穿防護工作服，工作后要洗淋浴。


相關(guān)高中化學(xué)知識點：氧化銅

氧化銅：


（1）物理性質(zhì)：氧化銅是不溶于水的黑色固體（粉末），能溶于烯酸中,主要用于制造人造絲、陶瓷、釉、電池、殺蟲劑，也用于制氫，做催化劑使用。
（2）化學(xué)性質(zhì)：①氧化銅有金屬氧化物的性質(zhì)，常溫下能與烯酸反應(yīng)：CuO+2H+Cu2++H2O
②氧化銅具有氧化性，加熱條件下可以與還原劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)：H2+CuOCu+H2O
③氧化銅在高溫下可發(fā)生分解反應(yīng)：4CuO2Cu2O+O2↑
（3）冶煉：一般通過加熱分解Cu(OH)2的方式得到CuO,化學(xué)方程式為：Cu(OH)2CuO+H2O
注意: 溶液中的Cu2+常為藍色（濃CuCl2溶液呈綠色，稀CuCl2溶液呈藍色），其顏色可作為Cu2+的判斷依據(jù)。Cu2+與堿發(fā)生反應(yīng)生成藍色沉淀Cu(OH)2，其溶于氨水形成藍色溶液。



氧化銅的特性：


































氣味無味
顏色黑色或者棕黑色
外觀無定形或結(jié)晶性粉末
性狀稍有吸濕性
相對質(zhì)量79.55
溶解性（水）不可溶
溶解度不溶于水和乙醇，溶于酸、氯化銨及氰化鉀溶液，氨溶液中緩慢溶解
穩(wěn)定性穩(wěn)定
儲存密封干燥保存
用途做有機反應(yīng)的催化劑，制作人造絲和其他銅化合物等



氧化銅和氫氧化銅的性質(zhì)比較:
























名稱氧化銅氫氧化銅
化學(xué)式CuOCu(OH)2
物理性質(zhì)不溶水的黑色固體（粉末）不溶于水的藍色固體
化學(xué)性質(zhì)CuO+2H+Cu2++H2O
CuO+H2Cu+H2O
CuO+COCu+CO2		Cu(OH)2+2H+Cu2++2H2O
Cu(OH)2CuO+H2O
Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O
制法Cu(OH)2CuO+H2OCu2++2OH-Cu(OH)2↓



例題：銅在自然界存在于多種礦石中，如：黃銅礦（CuFeS2)、斑銅礦(Cu5FeS4)、輝銅礦(Cu2S)、孔雀石(CuCO3·Cu(OH)2
請回答下列問題：
（1）、上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是__Cu2S
）、工業(yè)上以黃銅礦為原料。采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。改工藝的中間過程會發(fā)生反應(yīng)：
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，反應(yīng)的氧化劑是Cu2S和Cu2O
(3)、二氧化硫尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是形成酸雨，會對植物和建筑物等造成嚴(yán)重危害；該尾氣可得到有價值的化學(xué)品，寫出其中1中酸和1中鹽的名稱硫酸、硫酸鈉。
（4）黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需要進一步采用電解法精制。請簡述粗銅電解得到精銅的大批量：以硫酸銅-硫酸溶液為電解質(zhì)。電解時，粗銅（陽極）中的銅以及比銅活潑的金屬失去電子進入溶液，不如銅活潑的金屬沉入電解槽形成“陽極泥”；溶液中的Cu2+得到電子沉積在純銅（陰極）上。



氧化銅與銅化合物之間的轉(zhuǎn)換圖：



需要記住這些單質(zhì)、化合物的顏色和狀態(tài)，可以做為實驗題的切入點。



知識擴展：

溶液中的Cu2+常為藍色（濃CuCl2溶液呈綠色，稀CuCl2溶液呈藍色），其顏色可作為Cu2+的判斷依據(jù)。Cu2+與堿發(fā)生反應(yīng)生成藍色沉淀Cu(OH)2，其溶于氨水形成藍色溶液。
反應(yīng)方程為：CuCl2+2NaOHCu(OH)2↓+2NaCl；Cu(OH)2+4NH3·H2OCu(NH3)4(OH)2+4H2O




相關(guān)高中化學(xué)知識點：氫氧化銅

氫氧化銅：


化學(xué)式Cu（OH）2，淡藍色粉末狀晶體，密度3.368g/cm3。難溶于水。受熱易分解為氧化銅和水。微顯兩性，既溶于酸又溶于氨水和濃堿溶液。



氫氧化銅的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)：


1.物理性質(zhì)：不溶于水的藍色固體
2.化學(xué)性質(zhì)：Cu(OH)2+2H+==Cu2++2H2O；Cu(OH)2CuO+H2O；Cu(OH)2+4NH3·H2O==Cu(NH3)4(OH)2+4H2O



知識點撥：


溶液中的Cu2+常為藍色(濃CuCl2溶液呈綠色，稀CuCl2溶液呈藍色)，其顏色可作為Cu2+的判定依據(jù)。Cu2+與堿反應(yīng)生成藍色沉淀Cu(OH)2， Cu(OH)2溶于氨水形成深藍色溶液。



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