微专题15 铜及其化合物的性质、制备与实验探究-备战2022年高考化学考点微专题

微专题15 铜及其化合物的性质、制备与实验探究 【知识点梳理】 1．单质铜 (1)物理性质：紫红色固体，具有良好的延展性、导热性和导电性。 (2)化学性质： ①常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气中则会被锈蚀，在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈。 有关化学方程式：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。 ②写出下列化学方程式： 铜在空气中加热：2Cu＋O2eq \o(=====,\s\up15(△))2CuO。 铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋Seq \o(=====,\s\up15(△))Cu2S。 铜丝在Cl2中反应：Cu＋Cl2eq \o(=====,\s\up15(△))CuCl2。 2．铜的重要化合物 (1)氧化铜和氧化亚铜 名称 氧化铜 氧化亚铜 颜色 黑色 砖红色 与酸反应 (H＋) CuO＋2H＋=== Cu2＋＋H2O Cu2O＋2H＋=== Cu2＋＋Cu＋H2O (2)氢氧化铜 ①物理性质：蓝色不溶于水的固体。 ②化学性质及应用： (3)铜盐 ①Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式：Cu2(OH)2CO32CuO＋CO2↑＋H2O。 ②CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾，其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，据此可用来检验水的存在。 (3)铜盐的毒性。 铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。 3．铜及其化合物的制备 （1）工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下： （2）Cu2S是火法炼铜的重要原料之一，下面是由Cu2S冶炼铜及制取CuSO4·5H2O的流程图： Cu2Seq \o(――→,\s\up17(O2),\s\do15(△))Cueq \o(――→,\s\up17(焙烧),\s\do15(　))Cu2O、CuOeq \o(―――――→,\s\up17(足量稀硫酸))Aeq \o(――→,\s\up17(操作Ⅰ),\s\do15(　))Beq \o(――――――――→,\s\up17(蒸发、结晶、过滤))胆矾 4．废铜综合利用的常见流程框图模式 【专题精练】 1．将3.84g铜粉与一定质量浓硝酸反应，当铜完全溶解时，收集到NO、NO2混合气体2.24L(标准状况下)，则所消耗酸的物质的量是 A．0.1mol B．0.11mol C．0.16mol D．0.22mol 【答案】D 【分析】 根据铜和硝酸的反应，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒可得答案。 【解析】 根据铜和硝酸的反应，3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，Cu+4HNO3(浓)= Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，可知消耗的硝酸有两个去处，一个是被还原生成氮的氧化物，一个是生成硝酸铜，根据元素守恒n(HNO3)= n(NOx)+ 2n(Cu(NO3)2)= ， 故选D。 2．将1.52g铜镁合金完全溶解于50mL 密度为1.40 g/mL、质量分数为63%的浓硝酸中，得到NO2和N2O4的混合气体1120 mL（换算为标准状况体积），向反应后的溶液中加入1.0 mol/L NaOH溶液，当金属离子全部沉淀时，得到2.54 g沉淀。下列说法正确的是（　　） A．该合金中铜与镁的物质的量之比是1:2 B．该浓硝酸中HNO3的物质的量浓度是7.0 mol/L C．NO2和N2O4的混合气体中，N2O4的体积分数是20% D．得到2.54 g沉淀时，加入NaOH溶液的体积是600 mL 【答案】C 【解析】 A．金属离子全部沉淀时，得到2.54g沉淀为氢氧化铜、氢氧化镁，故沉淀中氢氧根的质量为2.54g-1.52g=1.02g，氢氧根的物质的量为1.02g÷17g/mol=0.06mol，根据电荷守恒可知，金属提供的电子物质的量等于氢氧根的物质的量，令铜、镁合金中Cu、Mg的物质的量分别为xmol、ymol，则：2x+2y=0.06、64x+24y=1.52，解得x=0.02，y=0.01，故合金中铜与镁的物质的量之比是2：1，故A错误； B．该浓硝酸密度为1.40g/mL、质量分数为63%，则该浓硝酸的物质的量浓度为： mol/L=14.0mol/L，故B错误； C．标况下，NO2和N2O4混合气体的物质的量为：1.12L÷22.4L/mol=0.05mol，设二氧化氮的物质的量为amol，则四氧化二氮