内容正文:
考点16 铜及其金属材料
本考点是历年高考的考查重点,常在选择题中重点考查常见铜元素的基本反应、离子检验及用途,非选择题中常借助工艺流程的形式,以除杂或提纯等相关问题为主线综合考查铜及其化合物的性质。涉及题型:Cu2+的检验、化学方程式的书写或正误判断、铜的化合物性质的实验探究、用含多种金属元素的矿物制备某种金属化合物、有关铜及其化合物的计算等。
预计2022年会继续在选择题中或非选择题中加强对铜元素的考查,以工艺流程的形式考查考生对陌生金属元素的认知能力,考生应该在熟练掌握常见金属元素性质及应用的基础上,强化对陌生金属元素(如第四周期的Ti、V、Cr、Mn、Co 、Ni、Ga等)知识的迁移能力
一、铜及其重要化合物
二、金属材料
铜及其重要化合物
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
2.铜的重要化合物
(1)Cu2(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,可溶于稀硫酸,离子方程式:Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++CO2↑+3H2O。
(2)黑色氧化铜在高温下分解为砖红色的Cu2O,化学方程式为4CuO2Cu2O+O2↑。
(3)蓝色的硫酸铜晶体受热分解为白色的硫酸铜粉末,化学方程式为CuSO4·5H2OCuSO4+5H2O。
(4)砖红色的Cu2O与稀硫酸反应,溶液变蓝,同时生成红色的单质铜,离子方程式为Cu2O+2H+===Cu+Cu2++H2O。
1.铜的冶炼“两方法”
(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4===FeSO4+Cu。
(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
粗铜中铜的含量为99.5%~99.7%,主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%~99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜做阳极,失电子变为Cu2+,用纯铜棒做阴极即可得精铜。
2.铜及其常见化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
蓝色
(1)用铜作电缆、电线,主要是利用铜的导电性( )
(2)Cu→CuO→Cu(OH)2,两反应过程都能一步实现( )
(3)无水硫酸铜可用于检验酒精中是否含有水( )
(4)将铜片置于干燥的空气中,不易被腐蚀( )
(5)CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化( )
(6)铜锈是铜被空气中的氧气缓慢氧化生成的氧化物( )
(7)波尔多液是用熟石灰、硫酸铜混合而制成的蓝色胶状悬浊液( )
(8)用锌、铜、稀H2SO4、AgNO3溶液,能证明锌、铜、银的活动性顺序( )
(9)CuSO4溶液与过量浓氨水反应的离子方程式:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH( )
(10)向CuSO4溶液中滴入过量NaOH溶液充分反应后,将混合液体倒入蒸发皿中加热煮沸一会,然后冷却、过滤,滤纸上的物体为“蓝色固体” ( )
答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)√ (8)√ (9)× (10)×
【典例】
例1 (2020·新课标Ⅲ卷)宋代《千里江山图》描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中绿色来自孔雀石颜料(主要成分为Cu(OH)2·CuCO3),青色来自蓝铜矿颜料(主要成分为Cu(OH)2·2CuCO3)。下列说法错误的是( )
A.保存《千里江山图》需控制温度和湿度
B.孔雀石、蓝铜矿颜料不易被空气氧化
C.孔雀石、蓝铜矿颜料耐酸耐碱
D.Cu(OH)2·CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2·2CuCO3
【解析】A项,字画主要由纸张和绢、绫、锦等织物构成,为防止受潮和氧化,保存古代字画时要特别注意控制适宜的温度和湿度,A说法正确;B项,由孔雀石和蓝铜矿的化学成分可知,其中的铜元素、碳元素和氢元素均处于最高价,其均为自然界较稳定的化学物质,因此,用其所制作的颜料不易被空气氧化,B说法正确;C项,孔雀石和蓝铜矿的主要成分均可与酸反应生成相应的铜盐,因此,用其制作的颜料不耐酸腐蚀,C说法错误;D项,因为氢氧化铜中铜元素的质量分数高于碳酸铜,所以Cu(OH)2∙CuCO3中铜的质量分数高于Cu(OH)2∙2CuCO3,D说法正确。