專題五 銅及其化合物

《專題五 銅及其化合物》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《專題五 銅及其化合物（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1 專題五 銅及其化合物 考綱要求 1 了解銅及其化合物的主要性質 2 以 Cu Cu Cu 2 的相互轉化為例 理解變價金屬元素的氧化性 還原性 3 了解 Cu OH 2 堿式碳酸銅的形成 熱穩(wěn)定性及與酸的反應 4 掌握銅及其化合物的主要化學性質在工業(yè)流程題和實驗題中的綜合運用 教學內容 一 銅在周期表中位置 位于元素周期表中第 周期 第 族 二 物理性質 1 銅的物理性質 色固體 具有良好的延展性 導 性和導 性 2 氫氧化物與氧化物的物理性質 三 化學性質 銅及其重要化合物的轉化關系 問題討論與解決部分 根據上面物質的轉化關系掌握相關物質的化學性質 用方程式或離子方程式表示 習題部分 習題 1 銅及其化合物的基本知識 1 下列有關銅的化合物的性質的敘述中正確的是 A CuSO 4變成 CuSO4 5H2O 是物理變化 B 一定條件下 新制的 Cu OH 2懸濁液能與乙醛反應但不能與乙酸反應 C CuO 是黑色固體 與水反應可生成 Cu OH 2 D Cu 2O 遇硝酸可能會被氧化成 Cu2 2 Al Fe Cu 都是重要的金屬元素 下列說法正確的是 A 三者對應的氧化物均為堿性氧化物 B 三者的單質放置在空氣中均只生成氧化物 C 制備 AlCl3 FeCl 3 CuCl 2均不能采用將溶液直接蒸干的方法 D 電解 AlCl3 FeCl 3 CuCl 2的混合溶液時陰極上依次析出 Cu Fe Al 3 下列關于硫酸銅說法正確的是 A 雞蛋清中加入 CuSO4溶液產生鹽析 B 由硫酸銅溶液配成的波爾多溶液常用于公共場所和植物標本的殺菌消毒 C 用惰性電極電解硫酸銅溶液一段時間 溶液的 PH 值升高 D 用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液 通電一段時間后 向所得的溶液中加入 0 1molCuO 后恰好 恢復到電解前的濃度和 pH 則電解過程中轉移的電子數為 0 1mol 4 上圖實驗裝置是探究銅絲與過量濃硫酸的反應 下列敘述不正確的是 A 上下移動 中銅絲可控制 SO2的量 名稱 氧化銅 氧化亞銅 氫氧化銅 顏色 水溶性 2 B 中品紅溶液褪色 C 中石蕊溶液變紅色 D 為確認 CuSO4生成 向 中加水 觀察溶液顏色 5 下表中 對陳述 的正確性及其有無因果關系的判斷都正確的是 陳述 陳述 判斷 A 銅綠的主要成分是堿式碳酸銅 可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠 對 對 無 B 銅表面易形成致密的氧化膜 銅容器可以盛放濃硫酸 對 對 有 C 向硫酸銅溶液通入氨氣 有深藍色沉淀 產生 過濾后灼燒濾渣 最后變成黑色 固體 把銅絲放在酒精燈火焰上灼燒 銅絲表面變黑 對 對 有 D 藍色硫酸銅晶體受熱轉化為白色硫酸銅粉末是物理變化 硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑 錯 對 無 6 氫氧化銅和堿式碳酸銅 Cu 2 OH 2CO3 均可溶于鹽酸轉化為氯化銅 在高溫下這兩種化合物均能分解生 成氧化銅 溶解 25 25 g 的上述混合物 恰好消耗 1 0 mol L 1 鹽酸 500 mL 灼燒等量的上述混合物 得到的氧化銅質量為 A 15 g B 20 g C 30 g D 35 g 習題 2 鐵 銅 鋁金屬活動性的探究 7 某?；瘜W研究性學習小組欲設計實驗驗證 Fe Cu 的金屬活動性 他們提出了以下兩種方案 請你幫助 他們完成有關實驗項目 方案 有人提出將大小相等的鐵片和銅片 分別同時放入稀硫酸 或稀鹽酸 中 觀察產生氣泡的快慢 據此確定它們的活動性 該原理的離子方程式為 方案 有人利用 Fe Cu 作電極設計成原電池 以確定它們的活動性 試在下 面的方框內畫出原電池裝置圖 標出原電池的電極材料和電解質溶液 并寫出電 極反應式 正極反應式 負極反應式 方案 結合你所學的知識 幫助他們再設計一個驗證 Fe Cu 活動性的簡單實驗方案 與方案 不 能雷同 用離子方程式表示其反應原理 8 某小組同學在實驗室研究 Al 與 CuCl2溶液的反應 實驗操作 實驗現象 紅色物質附著于鋁片表面 大量無色氣體從紅色物質表面逸出 放出 大量的熱 燒杯底部出現白色沉淀 1 現象 中的紅色物質是 2 經檢驗現象 中的無色氣體為氫氣 甲認為 Al 與 H 反應產生了氫氣 用離子方程式表示溶液中存在大量 H 的原因 氫氣從紅色物質表面逸出的原因是 3 探究白色沉淀的化學成分 查閱資料 Cu 可與濃氨水反應生成 Cu NH3 2 無色 該無色物質在空氣中易被氧化變?yōu)樗{色 1mol L CuCl2 溶液 打磨過的鋁片 3 乙認為白色沉淀可能是 CuCl 并通過實驗證明其猜測正確 實驗步驟如下 a 取白色沉淀 充分洗滌 b 向其中加入濃氨水 沉淀溶解得到無色溶液 將無色溶液分為兩份 c 取其中一份無色溶液 d 將另一份無色溶液放置于空氣中 一段時間后 溶液變?yōu)樗{色 步驟 c 的實驗方案是 用化學平衡移動原理解釋 CuCl 溶于濃氨水的原因 4 探究 CuCl 產生的原因 丙猜測可能是 Cu 與 CuCl2溶液反應生成了 CuCl 因為 Cu 具有 性 取 Cu 粉與 1mol L CuCl2溶液混合 無白色沉淀產生 丙再次分析 Al 與 CuCl2溶液反應的實驗現象 改進實驗方案 證明了 Cu 與 CuCl2溶液反應生成了 CuCl 改進之處是 習題 3 銅與濃硫酸反應探究 9 為研究銅與濃硫酸的反應 某化學興趣小組進行如下實驗 實驗 I 反應產物的定性探究 按如圖裝置 固定裝置已略去 進行實驗 1 F 裝置的燒杯中發(fā)生反應的離子方程式是 B 裝置中的現象是 2 實驗過程中 能證明濃硫酸中硫元素的氧化性強于氫元素的現象是 3 實驗結束時 撤去所有酒精燈之前必須完成的實驗操作是 4 實驗結束后 證明 A 裝置試管中反應所得產物是否含有銅離子的操作方法是 實驗 反應產物的定量探究 5 在銅與濃硫酸反應的過程中 發(fā)現有黑色物質出現 且黑色物質為 Cu2S 產生 Cu2S 的反應為 aCu bH2SO4 cCu2S dCuSO4 eH2O 則 a b 6 為測定硫酸銅的產率 將該反應所得溶液中和后配制成 250 00 mL 溶液 取該溶液 25 00 mL 加入足 量 KI 溶液中振蕩 以淀粉溶液為指示劑 用 O 36 mol L 的 Na2S2O3溶液滴定生成的 I2 3 次實驗平均消 耗該 Na2S2O3溶液 25 00 mL 若反應消耗銅的質量為 6 4 g 則硫酸銅的產率為 已知 2Cu 2 4I 2CuI I2 2S2O32 I2 S4O62 2I 10 甲乙兩位同學對銅與濃硫酸反應產生的黑色沉淀進行探究 甲同學實驗步驟如下 將光亮銅絲插入濃硫酸 加熱 待產生黑色沉淀和氣體時 抽出銅絲 停止加熱 冷卻后 從反應后的混合物中分離出黑色沉淀 洗凈 干燥備用 查閱文獻 檢驗微量 Cu2 的方法是 向試液中滴加 K4 Fe CN 6 溶液 若產生紅 褐色沉淀 證明有 Cu2 1 該同學假設黑色沉淀是 CuO 檢驗過程如下 將 CuO 放入稀硫酸中 一段時間后 再滴加 K4 Fe CN 6 溶液 產生紅褐色沉淀 將黑色沉淀放入稀硫酸中 一段時間后 再滴加 K4 Fe CN 6 溶液 未見紅褐色沉淀 4 由該檢驗過程所得結論是 2 再次假設 黑色沉淀是銅的硫化物 實驗如下 實驗裝置 現象 1 A 試管中黑色沉淀逐漸溶解 2 A 試管內上方出現紅棕色氣體 3 B 試管中出現白色沉淀 現象 2 說明黑色沉淀具有 性 能確認黑色沉淀中含有 S 元素的現象是 相應的離子方程式是 為確認黑色沉淀是 銅的硫化物 還需進行的實驗操作是 3 以上實驗說明 黑色沉淀中存在銅的硫化物 進一步實驗后證明黑色沉淀是 CuS 與 Cu2S 的混合物 將黑色沉淀放入濃硫酸中加熱一段時間后 沉淀溶解 其中 CuS 溶解的化學方程式是 乙同學實驗步驟如下 查閱資料可知 Cu 2O 2HCl CuCl2 Cu H2O 2Cu 2O O2 煅 燒 4CuO 2CuS 3O 2 2CuO 2SO2 煅 燒 Cu 2S 2O2 2CuO SO2 CuS Cu 2S 和稀 HCl 不反應 煅 燒 結論 黑色沉淀中有 CuO 還肯定含有的物質是 習題 4 銅氧化物的探究 11 銅及其化合物在生產 生活中有廣泛的應用 某同學對 Cu 的常見化合物的性質進行實驗探究 研究 的問題和過程如下 1 為探究不同價態(tài)銅的穩(wěn)定性 進行如下實驗 向 Cu2O 中加適量稀硫酸 得到藍色溶液和一種紅色固體 該反應的離子化學方程式為 由此可知 在酸性溶液中 2 價 Cu 比 1 價 Cu 更 填 穩(wěn)定 或 不穩(wěn)定 2 已知酸性條件下有反應 2Cu Cu2 Cu 氫氣還原氧化銅試驗由于反應溫度不同 可能產生 Cu 或 Cu2O 兩者都是紅色固體 某同學對某次氫氣還原氧化銅試驗的紅色固體產物作了如下實驗 實驗操作和實 驗現象列表如下 由此推出本次氫氣還原氧化銅實驗的產物 A 是 Cu B 是 Cu2O C 一定有 Cu 可能有 Cu2O D 一定有 Cu2O 可能有 Cu 加入試劑 稀硫酸 濃硫酸并加熱 稀硝酸 濃硝酸 實驗現象 紅色固體和藍色溶液 無色氣體 無色氣體藍色溶液 紅棕色氣體 5 3 三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末 常用作顏料 某校一化學實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末 是 Fe2O3 Cu 2O 或二者混合物 探究過程如下 設計探究實驗 取少量粉末放入足量稀硫酸中 在所得溶液中再滴加 KSCN 試劑 若滴加 KSCN 試劑后溶液變紅色 則證明原固體粉末中一定含 若滴加 KSCN 試劑后溶液不變紅色 則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵 你認為這種說法合理嗎 若固體粉末完全溶解無固體存在 滴加 KSCN 試劑時溶液不變紅色 則證明原固體粉末是 寫出該過程發(fā)生反應的所有離子方程式 另取少量紅色粉末于試管中 加適量的濃硝酸 產生紅棕色的氣體 證明紅色粉末中一定含有 取少量反應后的溶液 加適量蒸餾水稀釋后 滴加 填試劑和實驗現象 則可證明 另一成分存在 反之 說明紅色粉末中不含有該成分 取一定量紅色粉末于燒杯中 加入足量的稀硫酸 若反應后經過濾得到固體 3 2g 濾液中 Fe2 有 0 1mol 則紅色粉末中 Cu2O 的物質的量為 習題 5 硫酸銅的制備 12 實驗室用銅制備 CuSO4溶液有多種方案 某實驗小組給出了以下三種方案 請回答有關問題 1 甲方案可以用如圖 1 所示制備 則燒瓶內反應的離子方程式 圖 2 是圖 1 的改進裝置 其優(yōu)點有 為了節(jié)約原料 硫酸和硝酸的物質的量之比最佳為 n H 2SO4 n HNO 3 2 乙方案 將 6 4g 銅絲放到 90mL 1 5mol L 1的稀硫酸中 控溫在 50 加入 40mL 10 的 H2O2 反 應 0 5 小時 升溫到 60 持續(xù)反應 1 小時后 經一系列操作 得 CuSO4 5H2O 20 0g 已知有關摩爾質 量 M Cu 64g mol M CuSO 4 5H2O 250g mol 該反應的化學反應方程式 反應時溫度控制在 50 60 不宜過高的原因是 本實驗 CuSO4 5H2O 的產率為 甲方案 Cu 稀硫酸 CuSO4 丙方案 Cu CuSO4 乙方案 Cu 稀硫酸 少量FeSO 4 通入空氣或氧氣 CuSO4 稀硝酸分多次加入 稀硫酸 雙氧水 50 60 水浴加熱1 5 小時 6 3 丙方案 將空氣或氧氣直接通入到銅粉與稀硫酸的混合物中 發(fā)現在常溫下幾乎不反應 向反應液 中加少量 FeSO4 即發(fā)生反應 生成硫酸銅 反應完全后 加物質 A 調節(jié) pH 至 4 然后過濾 濃縮 結 晶 物質 A 可選用以下的 填序號 A CaO B NaOH C CuCO 3 D Cu 2 OH 2CO3 E Fe 2 SO4 3 反應中加入少量 FeSO4可加速銅的氧化 FeSO 4的作用是 4 對比甲 乙 丙三種實驗方案 丙方案的優(yōu)點有 寫兩條 習題 6 氯化銅 氯化亞銅的制備 13 某同學擬用粗氧化銅 含少量 FeO 及不溶于酸的雜質 制取無水氯化銅 流程如圖 1 步驟 中氧化銅與鹽酸反應的離子萬程式 2 步驟 中加入 H2O2的目的 沉淀 II 的化學式為 3 已知 氫氧化物開始沉淀時的 pH 氫氧化物沉淀完全時的 pH Fe3 1 9 3 2 Cu2 4 7 6 7 Fe2 7 9 步驟 中調節(jié) pH 的最佳范圍為 調節(jié)溶液 pH 的試劑 X 可以是 a NaOH b CuO c Cu OH 2 d OHN23 4 步驟 的操作是 過濾 洗滌 干燥 為得到無水 CuCl2 步驟 需在干燥的 HCl 氣流中加熱 Cul2 原因是 14 氯化銅 氯化亞銅廣泛用于有機催化劑 實驗室中以粗銅 含雜質 Fe 為原料 制備銅的氯化物的流 程為 粗銅 Cl2 固體 2溶液 2 反應 操作 CuCl2 2H2O反應 固體 1 加稀鹽酸 至固體完全溶解 溶液 1 加試劑 X 調節(jié) pH 操作 SO2 CuCl 1 固體 1 成分的化學式 2 溶液 1 可加試劑 X 用于調節(jié) pH 以除去雜質 X 可選用 a NaOH b NH 3 H2O c CuO d CuSO 4 3 反應 是向溶液 2 中通入 SO2 加熱生成 CuCl 白色沉淀 離子方程式為 習題 6 堿式碳酸銅的制備及組成的分析 15 用輝銅礦 主要成分為 Cu2S 含少量 Fe2O3 SiO 2等雜質 制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下 7 下列措施是為加快浸取速率 無法達到目的的是 A 延長浸取時間 B 將輝銅礦粉碎 C 充分攪拌 D 適當增加硫酸濃度 浸取反應中氧化劑的化學式為 濾渣 的成分為 MnO2 S 和 寫化學式 研究發(fā)現 若先除鐵再浸取 浸取速率明顯變慢 可能的原因是 除鐵 的方法是通過調節(jié)溶液 PH 使 Fe3 水解轉化為 Fe OH 3 加入的試劑 A 可以是 化 學式 趕氨 時 最適宜的操作方法 沉錳 除 Mn2 過程中反應的離子方程式 濾液 經蒸發(fā)結晶得到的鹽主要是 寫化學式 16 藍銅礦主要含有 Cu x OH y CO 3 z 還含有少量 Fe Si 的化合物 常用于治療黃水引起的麻風病 皮 膚瘙癢癥 受熱時分解成三種氧化物 為了確定其組成 某研究小組設計了下圖實驗 1 實驗步驟 稱取 3 46g 樣品于硬質玻璃管內 稱量乙 丙裝置的質量 按如圖所示裝置組裝好 儀器 并檢查裝置的氣密性 加熱甲中玻璃管 當乙瓶內不再有氣泡產生時 停止加熱 打開活塞 a 緩緩通入空氣數分鐘之后 稱量乙 丙裝置的質量 計算 步驟 中緩緩通入空氣數分鐘的目的是 2 某同學發(fā)現上述裝置中存在一個明顯的缺陷 為解決這一問題 可將裝有 填名稱 固 體的干燥管連接在活塞 a 之前 3 若按正確裝置進行實驗 測得如下的數據 則該藍銅礦的化學式為 乙裝置的質量 g 丙裝置的質量 g 加熱前 76 00 60 00 加熱后 76 18 60 88 4 1mol 氨氣通過灼熱的藍銅礦時可產生 1 5mol 金屬銅 寫出該反應的化學方程式 5 膽礬 CuSO 4 5H2O 可殺菌消毒 配制波爾多液 用藍銅礦制備該晶體的方案如下 試劑 試劑 藍銅礦 氣體 E 溶液 A SiO2 溶液 B 沉淀 D 溶液 C 膽礬晶體 酸溶 過濾 8 溶液 A 中的金屬離子有 Cu2 Fe 2 Fe 3 則實驗中的試劑 可選用 填字母 a KMnO4 b Cl2 c H2O2 d 稀 HNO3 準確量取 20 00mL 溶液 A 于錐形瓶中 用 0 01200mol L 1酸性高錳酸鉀標準溶液滴定是應選用 填 酸式 或 堿式 滴定管 滴定至終點時消耗 KMnO4標準溶液 15 00mL 則溶液 A 中 Fe2 的濃度為 mol L 1 已知 金屬離子 0 1mol L 1 Fe3 Fe2 Cu2 氫氧化物開始沉淀 1 48 6 34 4 67PH 氫氧化物完全沉淀 2 18 8 34 6 67 加入試劑 CuO 的作用是調節(jié)溶液的 PH 若采用標準比色卡對照 則 PH 的范圍應為 習題 7 金屬銅的冶煉 17 工業(yè)上由黃銅礦 主要成分 CuFeS2 冶煉銅的主要流程如下 1 由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為 2 以 CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅 Al Ag Pt Au 等雜質 的電解精煉 下列說法正確的是 a 電能全部轉化為化學能 b 粗銅接電源正極 發(fā)生氧化反應 c 溶液中 Cu2 向陽極移動 d 利用陽極泥可回收 Ag Pt Au 等金屬 18 細菌冶金 是利用某些細菌的特殊代謝功能開采金屬礦石 例如氧化亞鐵硫桿菌在溶液中能將黃 鐵礦氧化為 Fe2 SO4 3 并使溶液酸性增強 其過程如下 1 寫出過程 a 的化學反應方程式 2 人們可利用特定的細菌 用 Fe2 SO4 3溶液作氧化劑溶解銅礦石 Cu 2S 得到透明的酸性溶液 再 向溶液中加入足量鐵屑得到銅 請寫出整個過程中的離子反應方程式 3 下列不屬于 細菌冶金 的優(yōu)點的是 填寫字母 A 對貧礦 尾礦的開采更有價值 B 在細菌的作用下 副產物 FeSO4和 S 可再次被空氣氧化為 Fe2 SO4 3和 H2SO4 Fe 2 SO4 3可循環(huán)使用 C 所用細菌來源廣泛 很容易找到并大規(guī)模培養(yǎng) D 能大大降低能源消耗 有利于減少污染 4 工業(yè)上可利用粗銅 含 Zn Ag Au 等 經電解制得精銅 電解銅 電解過程中 粗銅接電源 極 填 正 或 負 純銅上的電極反應式為 銅冶煉方法小結 1 火法煉銅 主要反應為 2 濕法煉銅 Fe CuSO 4 Cu FeSO4 2Cu2O Cu2S 6Cu SO2 2CuFeS2 4O 2 Cu2S 2FeO 3SO 2 Cu2S 3O 2 2Cu2O 2SO2 9 3 電解精煉 電解時 以 CuSO 4 作電解液 粗銅為陽極 純銅為陰極 課后訓練題 1 氯化亞銅 CuCl 常用作有機合成工業(yè)中的催化劑 在空氣中迅速被氧化成綠色 見光則分解 變成 褐色 如圖是工業(yè)上用制作印刷電路的廢液 含 Fe3 Cu 2 Fe 2 Cl 生產 CuCl 的流程 根據以上信息回答下列問題 1 生產過程中 X 的化學式為 2 寫出產生 CuCl 的化學方程式 3 在 CuCl 的生成過程中理論上不需要補充 SO2氣體 結合化學方程式和必要的文字說明理由 實際生產中 SO2要適當過量 原因可能是 答一點即可 4 實驗探究 pH 對 CuCl 產率的影響如下表所示 pH 1 2 3 4 5 6 7 CuCl 產率 70 90 82 78 75 72 70 析出 CuCl 晶體最佳 pH 為 當 pH 較大時 CuCl 產率變低原因是 調節(jié) pH 時 填 能 或 不能 用相同 pH 的硝酸代替硫酸 理由是 5 氯化亞銅的定量分析 稱取樣品 0 25g 和過量的 FeCl3溶液于錐形瓶中 充分溶解 用 0 10mol L 1 硫酸鈰標準溶液滴定 已知 CuCl FeCl 3 CuCl 2 FeCl2 Fe 2 Ce4 Fe 3 Ce3 三次平 行實驗結果如下 平行實驗結果相差不能超過 1 平行實驗次數 1 2 3 0 25g 樣品消耗硫酸鈰標準溶液的體積 mL 24 35 24 05 23 95 則樣品中 CuCl 的純度為 結果保留三位有效數字