第四讲 用途广泛的金属材料及开发利用金属矿物考纲要求真题统计命题趋势1.了解常见金属的活动顺序及金属冶炼的一般方法。

2．了解合金的概念及其重要应用。

3．了解铜及其重要化合物的性质。

4．了解铜及其重要化合物的应用。

5．了解化学科学发展对自然资源开发利用的作用。

2015，卷Ⅰ 10T(B)； 2014，卷Ⅱ 9T 本部分内容涉及题型较多，有选择题、综合推断题及实验探究题，铜及其重要化合物知识往往结合电化学知识一起考查。

由金属材料、铜及其重要化合物知识联系生活实际，近几年高考的考查有升温趋势。

预计在2017年高考中还会继续考查本部分内容，在平时的复习过程中，多注重与实验探究的结合。

考点一 铜及其重要化合物[学生用书P71]1．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)化学性质反应物化学方程式 非金属O 2(1)潮湿的空气中：2Cu ＋O 2＋CO 2＋H 2O===Cu 2(OH)2CO 3 (碱式碳酸铜，绿色) (2)2Cu ＋O 2=====△2CuO(黑色固体) Cl 2Cu ＋Cl 2=====点燃CuCl 2(棕黄色烟) S2Cu ＋S=====△Cu 2S 氧化性酸 浓硫酸Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O浓硝酸 Cu ＋4HNO 3(浓)===Cu(NO 3)2＋2NO 2↑＋2H 2O稀硝酸 3Cu ＋8HNO 3(稀)===3Cu(NO 3)2＋2NO↑＋4H 2O盐 AgNO 3 Cu ＋2AgNO 3===Cu(NO 3)2＋2AgFeCl 3Cu ＋2FeCl 3===CuCl 2＋2FeCl 2 名称 氧化铜氧化亚铜 颜色 黑色砖红色 水溶性 不溶不溶 与酸反应(H ＋) CuO ＋2H ＋===Cu 2＋＋H 2OCu 2O ＋2H ＋===Cu 2＋＋Cu ＋H 2O 与H 2反应 CuO ＋H 2=====△Cu ＋H 2OCu 2O ＋H 2=====△2Cu ＋H 2O 转化关系4CuO=====高温2Cu 2O ＋O 2↑(1)物理性质：蓝色不溶于水的固体。

(2)化学性质及应用4．铜盐(1)碱式碳酸铜Cu 2(OH)2CO 3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：Cu 2(OH)2CO 3=====△2CuO ＋H 2O ＋CO 2↑。

(2)硫酸铜①CuSO 4·5H 2O 为蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。

②无水CuSO 4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO 4·5H 2O)，可作为水的检验依据。

(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，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

1．下列说法中正确的是( )A ．铁是人类在生产、生活中最早使用的金属材料B ．金、银、铜是应用最广泛的金属材料C ．钛被誉为“21世纪的金属”，应用前景很广阔D ．铜是导电性、导热性最好的有色金属答案：C2．铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。

从物理性质和化学性质的角度分析，铜常用于制造货币的说法正确的是( )A ．铜来源广泛，易于从自然界冶炼得到B ．铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型C ．铜的外观为紫红色，大方美观，易于被人们接受D ．铜的化学性质不稳定，在空气中易转化为铜绿，铜绿具有抗腐蚀能力，易于流通 答案：B名师点拨在加热条件下与O 2非常容易反应，利用这一性质，可把Cu 作为O 2的吸收剂。

若在实验题中看到加热的铜网或铜粉，应想到这一作用。

无水CuSO 4常用作水的检验试剂；由于其吸水效率不是太高，一般不作干燥剂使用。

铜盐属于重金属盐，可使蛋白质变性，故铜盐有毒。

农业上常用石灰乳和CuSO 4混合使用，是被称为“波尔多液”的农药。

(2015·高考天津卷)废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。

湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。

某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：(1)反应Ⅰ是将Cu 转化为Cu(NH 3)2＋4，反应中H 2O 2的作用是________________________________________________________________________。

写出操作①的名称：________。

(2)反应Ⅱ是铜氨溶液中的Cu(NH 3)2＋4与有机物RH 反应，写出该反应的离子方程式：________________。

操作②用到的主要仪器名称为________，其目的是(填序号)________。

a ．富集铜元素b ．使铜元素与水溶液中的物质分离c ．增加Cu 2＋在水中的溶解度(3)反应Ⅲ是有机溶液中的CuR 2与稀硫酸反应生成CuSO 4和________。

若操作③使用右图装置，图中存在的错误是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)操作④以石墨作电极电解CuSO 4溶液。

阴极析出铜，阳极产物是________________________________________________________________________。

操作⑤由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是________________________________________________________________________。

(5)流程中有三处实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是________。

循环使用的NH 4Cl 在反应Ⅰ中的主要作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

[解析] (1)Cu 转化为Cu(NH3)2＋4，化合价升高，发生氧化反应，故H2O2作氧化剂，将Cu氧化。

从图中可以看出，经过操作①得到溶液和残渣，故操作①是过滤。

(2)铜氨溶液中的Cu(NH3)2＋4与有机物RH 反应生成NH3和NH4Cl 及溶解在有机层中的CuR2，故反应的离子方程式为Cu(NH3)2＋4＋2RH===2NH3＋2NH ＋4＋CuR2。

操作②得到溶液和有机层，故该操作是分液，用到的主要仪器是分液漏斗。

其目的是使铜元素与水溶液中的物质分离，富集铜元素。

(3)根据反应Ⅲ可以判断出CuR2与稀硫酸反应生成 CuSO4和RH 。

图中的错误是分液漏斗的尖端未紧靠烧杯内壁，分液漏斗中的液体太多。

(4)电解CuSO4溶液，阳极是水放电，电极反应式为2H2O －4e －===O2↑＋4H ＋，故阳极产物是O2和H2SO4。

将硫酸铜溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤即得胆矾晶体。

(5)反应Ⅲ消耗H2SO4，操作④电解CuSO4溶液产生H2SO4，实现了H2SO4的循环使用。

反应Ⅰ中H2O2将铜氧化为Cu 2＋，Cu 2＋与NH3产生Cu(NH3)2＋4，因为NH3溶于水，溶液显碱性，如果c (OH －)过高，会产生Cu(OH)2沉淀，为了防止产生Cu(OH)2沉淀，在反应Ⅰ中加入了NH4Cl 。

[答案] (1)作氧化剂 过滤(2)Cu(NH3)2＋4＋2RH===2NH ＋4＋2NH3＋CuR2 分液漏斗 ab(3)RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、分液漏斗中的液体过多(4)O2、H2SO4 加热浓缩、冷却结晶、过滤(5)H2SO4 防止由于溶液中c (OH －)过高，生成 Cu(OH)2沉淀某研究小组用废铜粉制取胆矾，设计了如下几个实验方案：(1)Cu ――→浓H 2SO 4加热CuSO 4――→加水稀释硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。

(2)Cu ――→O 2灼烧CuO ――→稀H 2SO 4硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。

(3) ⎦⎥⎤Cu热空气――→稀硫酸硫酸铜溶液――→蒸发结晶CuSO 4·5H 2O 。

对三个方案进行评价，你认为最好的是哪个方案？答案：方案(1)：产生污染性气体，且消耗硫酸较多。

方案(2)：消耗能量较多，且步骤复杂。

方案(3)：不产生污染性气体，原料利用率高，节约能源。

因而方案(3)更经济合理。

废铜综合利用的常见流程框图模式题组一 铜及其化合物的性质1．下列有关铜的化合物的性质的叙述中正确的是( )A ．CuSO 4·5H 2O 晶体加入浓硫酸中变成CuSO 4是物理变化，体现了浓硫酸的脱水性B ．醋酸是弱酸，所以Cu(OH)2悬浊液与醋酸不能反应C ．CuO 是黑色固体，与水反应可生成Cu(OH)2D ．Cu 2O 遇硝酸可能会被氧化成Cu 2＋解析：选D 。

A 项：CuSO 4·5H 2O ===CuSO 4＋5H 2O 是化学变化，体现了浓硫酸的吸水性；B 项：在常温下，Cu(OH)2与醋酸也能发生中和反应；C 项：CuO 与水不反应；D 项：Cu 2O ――→HNO 3Cu 2＋，利用硝酸的强氧化性。

2．(2015·高考四川卷)下列有关CuSO 4溶液的叙述正确的是( )A ．该溶液中Na ＋、NH ＋4、NO －3、Mg 2＋可以大量共存B ．通入CO 2气体产生蓝色沉淀C ．与H 2S 反应的离子方程式：Cu 2＋＋S 2－===CuS↓D ．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu 2＋＋2NH 3·H 2O ===Cu(OH)2↓＋2NH ＋4解析：选A 。

A.CuSO 4溶液显酸性，Na ＋、NH ＋4、NO －3、Mg 2＋可以大量共存，A 项正确；B.CO 2与CuSO 4溶液不发生反应，违背了强酸制弱酸的原理，B 项错误；C.H 2S 属于弱电解质，书写离子反应方程式时，要写化学式，C 项错误；D.CuSO 4溶液与过量浓氨水反应生成四氨基合铜离子，D 项错误。

题组二 废铜的回收利用3．(2016·烟台莱州一中期末)实验室以含有少量铁的粗铜粉和硫酸与硝酸的混合溶液为原料制备CuSO 4·5H 2O 晶体。