铜及其化合物、金属的冶炼

1、一、合金一、合金1概念概念由由_或或_熔合而成熔合而成的具有的具有_特性的物质。特性的物质。2性质特点性质特点(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点_；(2)合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度_。两种或两种以上的金属两种或两种以上的金属金属与非金属金属与非金属金属金属低低大大黑色金属材料黑色金属材料 有色金属材料有色金属材料 青铜青铜 黄铜黄铜 白铜白铜 小小 大大 矿石矿石 化合态化合态 还原还原 除去杂质、提高矿石中有除去杂质、提高矿石中有用成分的含量用成分的含量 得到金属单质得到金属单质 氧化还原氧化还原 还原

2、剂还原剂 还原还原 提纯金属提纯金属 Ag、Hg等中等不活泼金等中等不活泼金属的冶炼属的冶炼 2HgO2 4AgO2 ZnCu等中等活泼金属的冶炼等中等活泼金属的冶炼 碳、一氧化碳、氢气、活泼金属碳、一氧化碳、氢气、活泼金属 2Fe3CO2 W3H2O 2CrAl2O3 Na、Al等活泼金属的冶炼等活泼金属的冶炼 4Al3O2 2NaCl2 利用率利用率 使用量使用量 回收和再利用回收和再利用 其他材料其他材料 1下列实验前后，铜的质量一定发生变化的是下列实验前后，铜的质量一定发生变化的是()A铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇铜丝在空气中灼烧后立即插入乙醇B铜片放入酸化的硝酸钠溶液铜片放入酸化的

3、硝酸钠溶液C铜和铁的混合物放入稀硝酸铜和铁的混合物放入稀硝酸D铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电铜、锌、稀硫酸构成的原电池放电【解析【解析】B中发生反应：中发生反应：3Cu2NO38H=3Cu22NO4H2O。B2在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：体粉末：FeCl2Fe2O3ZnKNO3。铜粉可溶解的。铜粉可溶解的是是( )A BC DB【解析【解析】在稀硫酸中加入铜粉后，再加在稀硫酸中加入铜粉后，再加Fe2O3发生反应：发生反应：Fe2O36H=2Fe33H2O，Cu2Fe3=Cu22Fe2；加；加KNO3时发生反应：时发生反应：3Cu2

4、NO38H=3Cu22NO4H2O。3合金是指两种或两种以上的金属合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表数据，熔合而成的具有金属特性的物质。分析下表数据，不能形成合金的是不能形成合金的是()NaCuAlFe熔点熔点/97.810836601535沸点沸点/883256724672750A. Cu和和Al BFe和和NaCFe的的Cu DAl和和NaB4下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是下列各种冶炼方法中，可制得相应金属的是()A加热氧化铝加热氧化铝B加热碳酸钙加热碳酸钙C电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠D氯化钠与铝粉高温共热氯化钠与铝

5、粉高温共热【解析【解析】考虑不同金属的还原性强弱，熟悉常用金属的考虑不同金属的还原性强弱，熟悉常用金属的冶炼方法。冶炼方法。5Cu、Cu2O和和CuO组成的混合物，加入组成的混合物，加入100 mL 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解，同时收集到溶液恰好使混合物溶解，同时收集到224 mL NO气体气体(标准状况标准状况)。( 1 ) C u2O 跟 稀 硝 酸 反 应 的 离 子 方 程 式跟 稀 硝 酸 反 应 的 离 子 方 程 式_。(2)产物中硝酸铜的物质的量产物中硝酸铜的物质的量_。(3)如混合物中含如混合物中含0.01 mol Cu，则含，则含Cu2O_mol、含含

6、CuO_mol。【答案【答案】(1)3Cu2O14H2NO3=6Cu22NO7H2O(2)0.025 mol(3)0.0050.005【例【例1】X、Y、Z、M、N代表五种金属，有以下化学反应：代表五种金属，有以下化学反应：水溶液中：水溶液中：XY2=X2Y；Z2H2O(冷冷)=Z(OH)2H2；M、N为电极与为电极与N盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：盐溶液组成原电池，发生的电极反应为：M2e=M2；Y可以溶于硫酸中，可以溶于硫酸中，M不被稀硫酸氧化。不被稀硫酸氧化。则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是则这五种金属的活泼性由弱到强的顺序是()AMNYXZ BNMXYZCNMYXZDXZNM

7、Y【练【练1】对化学变化中金属表现出的性质认识正确的是】对化学变化中金属表现出的性质认识正确的是()A金属单质均只能作还原剂，离子只能作氧化剂金属单质均只能作还原剂，离子只能作氧化剂B位于金属活动顺序表中前面的金属均可将后面的位于金属活动顺序表中前面的金属均可将后面的金属从它们的盐溶液中置换出来金属从它们的盐溶液中置换出来C一定条件下铝与铁的氧化物能发生置换反应一定条件下铝与铁的氧化物能发生置换反应D金属氧化物均是碱性氧化物金属氧化物均是碱性氧化物铜铜 原子结构示意图原子结构示意图 在周期表中位置在周期表中位置 第四周期第第四周期第I B族，属过渡元素族，属过渡元素 存在存在 游离态：游离态：

8、化合态：黄铜矿、孔雀石等化合态：黄铜矿、孔雀石等单质单质 物理性质物理性质 化学性质化学性质 紫红色，紫红色，= 8.92gcm-3，熔点，熔点1083 不能被磁铁吸引和磁化不能被磁铁吸引和磁化 与非金属：与非金属： Cl2 O2(铜绿铜绿)、S与酸与酸 ：非氧化性酸（通氧气）、非氧化性酸（通氧气）、强氧化性酸强氧化性酸 与盐与盐 ：主要化合价：主要化合价：1S22S22P63S23P63d104S1+1、+2电子排布式：电子排布式：轨道表示式：轨道表示式：FeCl3 (制印刷电路板）制印刷电路板）二、铜的原子结构、存在、性质二、铜的原子结构、存在、性质三、铜的重要化合物三、铜的重要化合物 1

9、.CuO Cu2O黑色黑色砖红色砖红色2.Cu2（OH）2CO3 铜绿铜绿3.CuSO4及及 CuSO45H2O硫酸铜晶体（硫酸铜晶体（CuSO45H2O）俗名）俗名胆矾胆矾 或或蓝矾蓝矾。白色白色蓝色蓝色常用来检验常用来检验水的存在水的存在2.Cu（OH）2 不稳定，受热易分解不稳定，受热易分解要点突破：要点突破：（1）溶液中的）溶液中的Cu2+常为蓝色（浓常为蓝色（浓CuCl2为绿色，稀为绿色，稀CuCl2为蓝色），可作为为蓝色），可作为Cu2+的判断依据。的判断依据。（2） Cu2+与碱生成蓝色沉淀与碱生成蓝色沉淀Cu(OH)2，沉淀溶于氨水，沉淀溶于氨水形成深蓝色溶液。形成深蓝色溶液。

10、Cu(OH)2 + 4NH3 H2O =Cu（NH3）4(OH)2 + 4H2O （3）无水）无水CuSO4遇水变蓝色，可用于遇水变蓝色，可用于检验水检验水。（4） Cu2O是一种红色粉末，在是一种红色粉末，在非氧化性酸非氧化性酸溶液中发生溶液中发生歧化反应。歧化反应。Cu2 O+ 2H+ =Cu + Cu2+ +H2O （5） CuO、 CuS、 Cu2S均为黑色粉末，难溶于水。均为黑色粉末，难溶于水。 其中其中CuS、 Cu2S难溶于非氧化性酸。难溶于非氧化性酸。【例【例2】0.80 g CuSO45H2O样品受热脱水过程的热样品受热脱水过程的热重曲线重曲线(样品质量随温度变化的曲线样品质

11、量随温度变化的曲线)如下图所示。如下图所示。请回答下列问题：请回答下列问题：( 1 ) 试 确 定试 确 定 2 0 0 时 固 体 物 质 的 化 学 式时 固 体 物 质 的 化 学 式_，写出其推断过程：写出其推断过程：_；(2)取取270所得样品，于所得样品，于570灼烧得到的主要产物是灼烧得到的主要产物是黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为黑色粉末和一种氧化性气体，该反应的化学方程式为_。把该黑色。把该黑色粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，粉末溶解于稀硫酸中，经浓缩、冷却，有晶体析出，该晶体的化学式为该晶体的化学式为_，其存在的最高温度是其存在的最高温度是_；(

12、3)上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合上述氧化性气体与水反应生成一种化合物，该化合物的浓溶液与物的浓溶液与Cu在加热时发生反应的化学方程式为在加热时发生反应的化学方程式为_；(4)在在0.10 molL1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH8时，时，c(Cu2)_molL1KspCu(OH)22.21020。若在。若在0.1 molL1硫酸铜溶液中通入过量硫酸铜溶液中通入过量H2S气体，使气体，使Cu2完全沉淀为完全沉淀为CuS，此时溶液中的，此时溶液中的H浓度是浓度是

13、_molL1(忽略溶液体积变化忽略溶液体积变化)。【练【练2】CuCO3和和Cu2(OH)2CO3的混合物的混合物34.6 g，可恰，可恰好完全溶解于好完全溶解于300 mL 2 molL1的盐酸溶液中，若加的盐酸溶液中，若加热分解等量的这种混合物可得热分解等量的这种混合物可得CuO固体质量为固体质量为()A16.0 g B19.2 gC24.0 g D30.6 g【解析解析】由元素守恒可知：由元素守恒可知：Cu2HClCuO，则，则m(CuO)(0.3 L2 mol/L)/280 g/mol24.0 g。6铝热反应铝热反应(1)概念：铝和金属氧化物在高温下发生剧烈反应并放概念：铝和金属氧化物

14、在高温下发生剧烈反应并放出大量热的化学反应。出大量热的化学反应。(2)原理：原理：Al作还原剂，另一种金属氧化物作氧化剂，作还原剂，另一种金属氧化物作氧化剂，用铝将金属氧化物中的金属置换出来。用铝将金属氧化物中的金属置换出来。(3)铝热剂：铝粉和某些金属氧化物铝热剂：铝粉和某些金属氧化物(Fe3O4、MnO2、Cr2O3、V2O5等等)组成的混合物。组成的混合物。(4)反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的反应特点：在高温下进行，反应迅速并放出大量的热，新生成的金属单质呈液态且易与热，新生成的金属单质呈液态且易与Al 2O3分离。分离。(5)应用：冶炼高熔点金属，如应用：冶炼高熔点金属，

15、如V、Cr、Mn等；焊接钢等；焊接钢轨等。轨等。1下面有关铜的化合物的性质叙述中正确的是下面有关铜的化合物的性质叙述中正确的是()ACuSO4变成变成CuSO45H2O是物理变化是物理变化B一定条件下，新制的一定条件下，新制的Cu(OH)2悬浊液能与乙醛反悬浊液能与乙醛反应但不能与乙酸反应应但不能与乙酸反应CCuO是黑色固体，与水反应可生成是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2DCu2O遇硝酸会被氧化成遇硝酸会被氧化成Cu2【解析【解析】A项中变化属于化学变化；项中变化属于化学变化；Cu(OH)2是碱，能是碱，能与酸反应，与酸反应，B错；错；CuO不能与水反应，不能与水反应，C错；错；Cu2

16、O中铜中铜处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。处于低价态，能被强氧化剂硝酸氧化。2下列各物质，能由单质发生化合反应得到，但不能下列各物质，能由单质发生化合反应得到，但不能由单质与酸发生置换反应得到的是由单质与酸发生置换反应得到的是()AMgCl2BFeCl2CAlCl3DCuCl2【解析【解析】单质铁与盐酸反应只能得到单质铁与盐酸反应只能得到FeCl2，而与，而与Cl2反反应只能得到应只能得到FeCl3；铜与盐酸不反应。；铜与盐酸不反应。3Cu2O呈红色，在酸性条件下会发生自身氧化还原呈红色，在酸性条件下会发生自身氧化还原反应。用反应。用H2还原还原CuO所得产物呈红色，若要检验其中所得产物呈红色，若要检验其中是否含有是否含有Cu2O，以下试剂选择和判断方法均正确的，以下试剂选择和判断方法均正确的是是()选项选项 试剂试剂 判断方法判断方法 A 稀硝酸稀硝酸 是否生成蓝色溶液是否生成蓝色溶液 B 稀硫酸稀硫酸 固体物质是否完全溶解固体物质是否完全溶解 C 热浓硫酸热浓硫酸 是否有无色气体生成是否有无色气体生成 D 稀盐酸稀盐酸 是否生成蓝色溶液是否生成蓝色溶液 【解析【解析】氧化亚铜在酸性条件下易发生歧化反应：氧化亚铜在酸性条件下易发生歧化反应：Cu2O2H=