高考化学总复习 第二章 第四节铜及其化合物 金属材料精讲课件 .ppt

第四节铜及其化合物金属材料 第二章金属元素及其化合物 铜及其化合物的相互转化关系 1 碱式碳酸铜 1 化学式为cu2 oh 2co3 俗名 孔雀石 绿色固体 2 铜在潮湿的空气中被氧化为铜锈 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3 2 铜的氧化物 cuo为黑色粉末 不溶于水 cu2o为红色粉末 不溶于水 3 cu2 具有氧化性 但氧化能力比fe3 弱 如fecl3可将h2s氧化为s cu2 则只能与h2s生成不溶于酸的cus 2fe3 h2s 2fe2 2h s cu2 h2s 2h cus fe3 可氧化cu生成cu2 2fe3 cu 2fe2 cu2 例1 某课外研究小组用含有较多杂质的铜粉 通过不同的化学反应精制cuo 其设计的实验过程为 1 含杂质的铜中含有大量的有机物 可采取灼烧的方法除去有机物 灼烧时将瓷坩埚置于 上 用以下所给仪器的字母编号填空 下同 取坩埚应使用 灼烧后的坩埚应放在 上 不能直接放在桌面上 实验中所用的仪器如下 a 蒸发皿b 石棉网c 泥三角d 表面皿e 坩埚钳f 试管夹 2 杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物 灼烧后含有少量铜的可能原因是 a 灼烧过程中部分氧化铜被还原b 灼烧不充分铜未被完全氧化c 氧化铜在加热过程中分解生成铜d 该条件下铜无法被氧气氧化 3 由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净cuo 与途径 相比 途径 有明显的两个优点是 4 有同学指出 由cuso4溶液到生成cuo少了一个环节 即应先生成cu oh 2沉淀 过滤洗涤后再加热分解cu oh 2得cuo 以下说法不可能成为减少该环节的理由的是 a cuo比cu oh 2颗粒更粗大 更易于从溶液中过滤分离b cu oh 2分解温度较低 加热其浊液即可使其分解c 干态下分解cu oh 2 温度难以控制 可能因温度过高导致cuo进一步分解生成cu2od 过滤分离出的cuo不需洗涤就已非常纯净 解析 1 灼烧某物质使其分解 是在坩埚中进行 坩埚较小 不能直接放在三脚架上 会掉下去 应放在泥三角上 再将泥三角放在三脚架上 用坩埚钳夹住坩埚 进行加热 热的坩埚不能直接放在实验台上 会烫坏实验台 而是垫在石棉网上 2 灼烧后含有少量铜 其原因可能是灼烧不充分 铜未被完全氧化 也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原 3 根据途径 的反应方程式cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o和途径 的反应方程式2cu o2 2h2so42cuso4 2h2o 可以看出途径 的优点是 产生等量的cuso4 比途径 消耗硫酸少 且不产生so2 途径 不产生污染大气的气体so2 4 显然过滤得到的不溶物不经洗涤是不会纯净的 故d项一定不能成为本问题的理由 答案 1 ceb 2 ab 3 耗酸少无污染性气体so2产生 4 d 针对训练 1 铜是生命必需的元素 也是人类最早使用的金属之一 铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响 请完成 1 3 题 1 在西汉古籍中曾有记载 曾青得铁则化为铜 即曾青 cuso4 跟铁反应生成铜 试写出该反应的化学方程式 2 铜器表面有时会生成铜绿 请写出生成铜绿的化学方程式 这层铜绿可以用化学方法除去 试写出除去铜绿而不损伤器物的化学方程式 3 铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币 试从物理性质和化学性质的角度分析为什么铜常用于制造货币 铜的熔点是1183 4 铁的熔点是1534 8 解析 1 发生置换反应 fe置换出cu 2 cu与空气中o2 h2o co2共同作用生成cu2 oh 2co3 要除去铜器表面的铜绿 考虑选择盐酸 因盐酸不和铜反应 且盐酸具有挥发性 化学反应方程式如下 cu2 oh 2co3 4hcl 2cucl2 co2 3h2o 当然用稀硫酸反应亦可 但不能选择硝酸 3 根据题给信息以及做货币的实际要求 从物理性质中的熔点高低及化学活泼性入手即可 答案 1 fe cuso4 feso4 cu 2 2cu o2 h2o co2 cu2 oh 2co3cu2 oh 2co3 4hcl 2cucl2 co2 3h2o 或其他合理答案 3 选择铜做货币是因为铜的熔点比较低 容易冶炼铸造成型 铜的化学性质比较稳定 不易被腐蚀 金属活动性顺序表的应用 常见金属的活动顺序为 k ca na mg al zn fe sn pb h cu hg ag pt au 金属在化学反应中失去电子生成阳离子的能力依次减弱 对应阳离子得电子能力依次增强 该规律有多种应用 归纳如下 1 判断金属与酸能否发生置换反应 排在h前边的金属可与非氧化性酸发生置换氢的反应 2 判断金属与盐溶液能否发生置换反应 排在前边的较活泼的金属能把排在后边的金属从其盐溶液中置换出来 生成新盐和新金属 3 判断金属与水能否发生置换反应 1 极活泼金属 k ca na 可与冷水发生置换氢的反应 2 活泼金属 mg al 可与热水发生置换氢的反应 3 较活泼金属 zn fe 与水蒸气在高温下反应 可置换水中的氢生成氢气 但生成氢氧化物受热分解 最后得到金属氧化物 4 排在氢后边的金属与水不反应 4 判断原电池正 负极及电极反应 由两种金属构成的原电池电极 位于金属活动顺序表前面的金属为负极 1 负极反应 电极金属失电子被氧化 形成金属阳离子进入溶液 2 正极反应 溶液中微粒 酸性条件下为h 中性条件下为h2o和o2 在正极上得到电子被还原 5 判断金属在自然界中的存在状态 6 判断金属氢氧化物的热稳定性强弱 金属活动性顺序表中越位于前面的金属 其氢氧化物越稳定 越不易分解 越后面的金属氢氧化物越易分解 极不活泼的金属pt au甚至无氢氧化物 7 判断金属的冶炼方法 金属冶炼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等 所以冶炼方法不同 例2 x y z m n代表五种金属 有以下化学反应 水溶液中 x y2 x2 y z 2h2o 冷 z oh 2 h2 m n为电极与n盐溶液组成原电池 发生的电极反应为m 2e m2 y可以溶于稀硫酸中 m不被稀硫酸氧化 则这5种金属的活动性由弱到强的顺序是 a m n y x zb n m x y zc n m y x zd x z n m y 解析 由 知 x活动性大于y 且x y都不与水反应 由 知 z为很活泼的金属 由 及原电池原理知 活动性 m n 由 知 活动性 y m 综合上述结论可知活动性 z x y m n 故选c 答案 c 针对训练 2 有关x y z w4种金属进行如下实验 根据以上事实 下列判断或推测错误的是 a z的阳离子氧化性最强b w的还原性强于y的还原性c z放入cuso4溶液中一定有cu析出d 用x z和稀硫酸可构成原电池 且x作负极 解析 由实验1 3的现象可判定金属活动性依次为 w x y h z z的活动性弱 其阳离子的氧化性强 a正确 活动性与还原性一般一致 b正确 从题意不能确定z与cu的活动强弱关系 c错误 x比z活泼 做负极 d正确 答案 c 实验课题 铜及其化合物的性质探究实验 1 实验目的 运用类比思想和已有知识探究不熟悉的铜及其化合物的性质 2 探究活动 1 实验步骤 2 实验现象 3 实验结论这些内容具体请见下面例题所述 例3 某校化学研究性学习小组在学习了金属的知识后 探究cu的常见化合物性质 过程如下 常见含铜元素物质及颜色 铜 红色 氧化铜 黑色 氧化亚铜 红色 提出问题 在周期表中 cu al位置接近 cu不如al活泼 而al oh 3具有两性 那么cu oh 2也具有两性吗 通常情况下 2价fe的稳定性小于 3价fe 1价cu的稳定性也小于 2价cu吗 实验方案 1 解决问题 需用到的药品有cuso4溶液 填试剂 同时进行相关实验 2 解决问题 的实验步骤和现象如下 取98gcu oh 2固体 加热至80 100 时 得到黑色固体粉末 继续加热到1000 以上 黑色粉末全部变成红色粉末a 冷却后称量 a的质量为72g a的化学式为 向a中加入过量的稀硫酸 得到蓝色溶液 同时观察到容器中还有红色固体存在 实验结论 1 cu oh 2具有两性 证明cu oh 2具有两性的实验现象是 2 根据实验方案 2 得出的 1价cu和 2价cu的热稳定性大小的结论是 在高温情况下 在酸性溶液中 a中加入过量的稀硫酸的化学方程式为 例3 由于fe oh 2易被空气中的o2氧化 某同学采用如图所示装置 在装置中用naoh溶液 铁屑和稀h2so4等试剂制备fe oh 2 解析 实验方案 1 已知al oh 3具有两性 能溶于强酸和强碱 类比之 先用cuso4来制备cu oh 2 再看cu oh 2能否溶于强酸和强碱 2 红色固体是否是cu2o或cu2o和cu混合而成呢 具体计算可知 n cu oh 2 98g 98g mol 1mol 加热过程中n cu 不变 只减轻了h o元素 黑色固体易知应为cuo a就在cuo基础上再失o 最终的72g中 m cu 64g m o 72 64 8g n o 8 16 0 5mol 故n cu n o 1 0 5 2 1 即为cu2o 实验结论 1 证明 有两性的现象就是蓝色沉淀 即cu oh 2固体 既能溶于强酸又能溶于强碱 2 1000 以上 发生的反应是 4cuo2cu2o o2 可见cu2o此时稳定 酸性溶液中 发生反应 cu2o h2so4 cuso4 cu h2o 可见cu2 稳定 答案 实验方案 1 盐酸 或稀硫酸等 naoh溶液 或氢氧化钾溶液等 2 cu2o 实验结论 1 生成的蓝色沉淀既能溶于盐酸又能溶于氢氧化钠溶液 2 1价cu比 2价cu稳定 2价cu比 1价cu稳定cu2o h2so4 cuso4 cu h2o 针对训练 3 某同学对cu的常见化合物的性质进行实验探究 研究的问题和过程如下 在周期表中cu和al位置比较接近 al oh 3具有两性 cu oh 2是否也有两性 通常情况下 2价fe不如 3价fe稳定 1价cu也一定不如 2价cu稳定吗 cuo有氧化性 能被h2 co还原 cuo也能被nh3还原吗 为探究问题 除cu oh 2外必须选用的试剂为 填序号 a 稀h2so4b 浓的naoh溶液c 浓氨水 为探究问题 进行如下实验 1 将cuo粉末加热至1000 以上完全分解成红色的cu2o粉末 该反应的化学方程式为 该反应说明 在高温条件下 1价的cu比 2价的cu更 填 稳定 或 不稳定 2 向cu2o中加适量稀硫酸 得到蓝色溶液和一种红色固体 由此可知 在酸性溶液中 1价cu比 2价cu更 填 稳定 或 不稳定 为探究问题 他设计了如图所示实验 夹持装置未画 装置b中nh3和cuo反应生成铜 同时生成一种无污染的气体 反应的化学方程式为 说明cuo能够被nh3还原 装置c的作用 解析 要检验某物质是否具有两性 必须要有强酸