铜及其化合物易考性质及知识归纳
铜及其化合物的知识尽管在教材中没有单独成节进行系统讲述,但在高考中还是经常涉及,下面对其性质略作归纳,供同学们复习时参考:
一、铜:亮红色重金属,易导电,具有良好的延展性,易加工,我国早在商代就开始使用青铜器,其用途极为广泛。
(1)与非金属反应
2Cu + O2
(2)和金属阳离子反应
Cu + 2Ag+=== Cu2++ 2Ag
Cu + 2Fe3+=== Cu2++ 2Fe2+(在无线电工业上,常利用溶液来腐蚀铜,以制造印刷线路板)。
(3)和强氧化性酸反应(铜不能与稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气)
3Cu + 8HNO3(稀) === 3Cu(NO3)3 + 2NO↑+ 4H2O
Cu + 4HNO3(浓) === Cu(NO3)3 + 2NO2↑+ 2H2O
Cu + 2H2SO4(浓) === 3CuSO4 + 2SO2↑+ 2H2O
(4)在潮湿的空气中锈蚀,生成碱式碳酸铜。俗称铜绿
2Cu + CO2 + H2O + O2 === Cu2(OH)2CO3
二、氧化铜:黑色难容固体,可溶于酸。对热很稳定,只有在超过1273K时,才会分解放出氧气,并生成Cu2O。
(1)和酸反应
CuO + 2H+ === H2O + Cu2+(蓝色溶液)
(2)和还原剂反应
CuO + CO
3CuO + 2NH3
CH3CH2OH + CuO
三、Cu2+及铜盐:铜盐溶液呈蓝色,无水硫酸铜为白色粉末,溶于水或形成蓝矾晶体呈蓝色。
(1)和碱反应
Cu2+ + 2OH- === Cu(OH)2↓(蓝色絮状沉淀)
Cu2+ + 2NH3·H2O === Cu(OH)2↓+ 2NH4+(氨水少量时)
Cu(OH)2 + 4NH3 === 2OH- + [Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液)(氨水足量时)
(2)和H2S、HS-、S2-反应
虽然Cu2+具有一定的氧化性,但和H2S、HS-、S2-发生离子反应生成沉淀,而不是发生氧化还原反应,Cu2+ + H2S === CuS↓+ 2H+。
(3)和具有还原性的金属反应
Cu2+ + Fe === Cu + Fe2+
四、氢氧化铜:蓝色固体,不溶于水,能溶于氨水形成络合物,Cu(OH)2的热稳定性比碱金属氢氧化物差的多,受热脱水分解生成黑色的氧化铜(CuO)。
新制的碱性氢氧化铜悬浊液,可以与含有醛基的醛类、甲酸、甲酸某酯类、甲酸盐以及葡萄糖等发生反应,如:
CH3CHO + 2Cu(OH)2
五、铜盐的电解:
2CuSO4 + 2H2O
六、铜的精炼:以粗铜为阳极、纯铜为阴极、CuSO4溶液为电解液进行电解,可将粗铜提纯。
【例题】铜是生命必需元素,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产生了深远的影响,在化学反应中,铜元素可表现为0、+1、+2。
(1)在西汉古籍中曾有记载:曾青得铁则化为铜[即曾青(CuSO4)跟铁反应就生成铜]。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:____________。试写出保护铜制品的方法:__________________。
(3)铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。是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)曾青(CuSO4)跟铁反应的化学方程式:CuSO4 + Fe === Cu + FeSO4,对应的离子方程式为:Cu2++ Fe === Cu + Fe2+; (2)2Cu + CO2 + H2O + O2 === Cu2(OH)2CO3除去铜绿而不损伤器物不能选择强氧化性酸,只能选择盐酸、稀硫酸、醋酸等,有关的方程式为: Cu2(OH)2CO3+ 4HCl === 2CuCl2 + CO2↑+ 3H2O,根据铜生成铜绿的条件,应将铜制品放在干燥的空气中保存。(3)根据题给信息以及做货币的实际,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,不易被腐蚀等。
答案:见解析(略)。
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