第14讲 铜 金属材料 金属冶炼
【复习目标】 1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。2.了解常见金属的活动性顺序。3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
考点一 铜及其化合物
1.熟记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
2.铜及其重要化合物的性质及应用
(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3。
(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。
(3)新制的Cu(OH)2常用来检验醛基。
(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验H2O。
(5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu继续溶解。
(6)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低。
(7)Cu＋的性质
①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。
学生用书 第78页
②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O中加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O。
【微思考】 设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。
提示：向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。
【正误判断】
1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2 ( )
2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀 ( )
3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变化 ( )
4.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 ( )
5.过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成 ( )
答案：1.× 2.√ 3.× 4.× 5.×
铜及其化合物的性质和应用
1.某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是( )
A.将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
答案：D
解析：A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
2.(2024·湖南长沙一模)部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a、d均易溶于水
B.b既有氧化性又有还原性
C.加热条件下f与单质硫反应生成d
D.向固体c中通入H2S气体生成e
答案：B
解析：a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为CuS，e为Cu2S，f为Cu。a为CuO，d为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，故A错误；b为Cu2O，Cu的化合价为＋1价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，故B正确；Cu与硫加热时生成Cu2S，故C错误；向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS和水，故D错误。
铜及其化合物的实验探究
3. [探究一] 硫酸铜可应用于电镀、颜料、医药、农药等方面。下图是探究铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的实验装置图：
回答下列问题：
(1)将铜丝下端卷成螺旋状的理由是 。
(2)用化学方程式表示氢氧化钠溶液的作用是 。
(3)装置A中反应的化学方程式是 。
(4)装置B和装置C分别验证了二氧化硫的 性、 性。
[探究二] 某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。
装置(尾气处理装置略) 现象
甲中开始无明显现象，逐渐有小气泡生成，后越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。
乙中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。
(5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是 。
(6)针对乙中溶液呈绿色的原因，提出假设：
假设1：Cu2＋的浓度较大所致；
假设2：溶解了生成的NO2。
学生用书 第79页
探究如下：取乙中绿色溶液，分为两等份。
①取一份于如图所示装置中，向上拉动活塞a，
(填现象)，证实乙中溶解了NO2。
②向另一份溶液加入CuO，若溶液颜色变为 ，则证实假设1不成立，假设2成立。
答案：(1)增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率
(2)SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
(4)还原 氧化 (5)硝酸浓度大
(6)①试管内液面上方出现红棕色气体 ②蓝色
解析：(1)在实验中，将铜丝下端卷成螺旋状能增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率；(2)用氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫，二氧化硫为酸性氧化物，和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O；(3)A中铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；(4)装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，可证明二氧化硫具有还原性，装置C中硫化氢溶液变浑浊，可证明二氧化硫具有氧化性；(5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是硝酸浓度大；(6)①取一份于题图所示装置中，向上拉动活塞a，减小试管中的压强，试管内液面上方出现红棕色气体，证实乙中溶解了NO2；②若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO，物质溶解，使溶液中Cu2＋浓度增大，若溶液变为蓝色，证实假设1不成立，假设2成立。
考点二 金属材料及金属冶炼
1.金属材料分类
2.合金
3.金属冶炼的一般方法
冶炼方法 主要反应原理(举例)
热分解法 2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
热还原法 Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2(高炉炼铁)
WO3＋3H2W＋3H2O
Fe2O3＋2Al2Fe＋Al2O3
电解法 2Al2O3(熔融)4Al＋3O2↑
MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑
2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑
【微思考】 (1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。
(2)冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。写出它们的冶炼对应方法。
提示：(1)K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。
(2)(Ⅰ)－① (Ⅱ)－③ (Ⅲ)－③ (Ⅳ)－④
【正误判断】
1.(2022·江苏卷)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑 ( )
2.金属钠的冶炼通过电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也通过电解熔融的AlCl3( )
3.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等 ( )
4.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁 ( )
5.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al ( )
答案：1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.×
学生用书 第80页
1.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是( )
A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn
B.用H2还原Fe2O3可得到Fe
C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D.Ag2O直接热分解可得到Ag
答案：C
解析：根据金属活动性顺序可知，可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活动性顺序可知，可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。
2.用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下：
已知：CuFeS2＋3CuCl24CuCl＋FeCl2＋2S。
(1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为
。
(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为 。
(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是 (填离子符号)。
(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有 ，
为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为 。
(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有 。
答案：(1)CuFeS2＋3FeCl3CuCl＋4FeCl2＋2S
(2)Fe2O3 (3)Cu2＋
(4)HCl和CuCl2 0.5 mol
(5)会产生污染环境的气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可)
解析：(2)FeCl2溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得到Fe2O3固体。(3)[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。(4)由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 mol CuFeS2溶解需要3 mol CuCl2，生成4 mol CuCl，4 mol CuCl最终歧化生成2 mol Cu和2 mol CuCl2，此时还需要补充1 mol CuCl2。则生成1 mol Cu需要补充0.5 mol CuCl2。(5)高温耗能更高，生成SO2会污染大气。
1.正误判断
(1)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 ( )
(2)(2023·全国乙卷)胆矾表面出现白色粉末，是因为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O ( )
(3)(2022·全国乙卷)青铜和黄铜是不同结构的单质铜 ( )
答案：(1)√ (2)√ (3)×
2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是( )
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
答案：C
解析：纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是硅酸盐，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。
3.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.可存在c→d→e的转化
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基
D.若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键
答案：B
解析：由题图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。由分析可知，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化，A合理；钠和氧化钠(过氧化钠)与H2O反应都能生成氢氧化钠，B不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C合理；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D合理。
课时测评14 铜 金属材料 金属冶炼
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－11题，每小题3分，共33分。
1.我国出土的后母戊鼎，经测定，其成分为铜84.77％、锡11.64％、铅2.79％。后母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。下列有关说法正确的是( )
A.融化该鼎所需温度比纯铜的高
B.该鼎在足量稀硫酸中将化为乌有
C.该鼎在干燥、无氧环境中不生锈
D.鼎表面生成的铜绿成分主要是CuO
答案：C
解析：该金属是合金，合金熔点低于其成分金属，A错误；铜在金属活动顺序表中位于H后，则铜不与稀硫酸反应，B错误；铜生锈的原理是和水、二氧化碳反应，则没有水的时候，铜不会生锈，C正确；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，D错误。
2.(2024·新疆乌鲁木齐一模)中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是( )
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器
D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀
答案：B
解析：铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，故B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，故C错误；铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜作正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误。
3.(2024·福建高三阶段练习)“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是( )
A.基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态
B.青铜的熔点低于纯铜
C.青铜器中锡、铅对铜有保护作用
D.可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈
答案：D
解析：Cu的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s轨道，核外电子有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种空间运动状态，故A正确；合金的熔点低于其组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，故B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb形成原电池且Sn、Pb为负极，达成“牺牲阳极法”，故C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀铜器，不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈，故D错误。
4.下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是( )
A.含有铜的铝合金熔点高，可用于制造高导电率导线
B.Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化剂
C.CuSO4能使蛋白质变性，可用作游泳池消毒剂
D.Cu(OH)2呈碱性，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
答案：C
解析：A项，含铜的铝合金具有良好的导电性，可用于制造高导电率导线，与其熔点无关，错误；B项，Cu2O能催化某些反应的发生，可用作催化剂，与其熔、沸点无关，错误；D项，新制Cu(OH)2具有氧化性，能与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖，错误。
5.下列关于Cu及其化合物的说法正确的是( )
A.向CuSO4溶液中通入H2S气体，溶液的酸性增强，说明H2S的酸性大于H2SO4
B.电解法精炼铜时，阴极析出的铜的质量与电路中通过的电子没有确定关系
C.向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀
D.铜在潮湿空气中长时间放置，发生吸氧腐蚀，表面生成CuO
答案：C
解析：CuSO4＋H2SCuS↓＋H2SO4，该反应生成的CuS溶解度较小，不溶于强酸，同时生成硫酸使溶液的酸性增强，A错误；电解法精炼铜时，阴极反应为Cu2＋＋2e－Cu，因此阴极析出的铜的质量与电路中通过的电子有确定关系，B错误；氯化铁水解生成氢氧化铁和盐酸，加入氧化铜和盐酸反应促进水解反应正向进行，生成氢氧化铁沉淀，C正确；铜在潮湿空气中长时间放置，铜与氧气、水、二氧化碳共同作用生成碱式碳酸铜，不是氧化铜，D错误。
6.(2020·全国Ⅱ卷)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是( )
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.胆矾可作为湿法冶铜的原料
C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
答案：A
7.(2020·全国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
答案：C
8.(2024·湖北孝感高三考试)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：“鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。”崔昉《外丹本草》云：“铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。”下列说法错误的是( )
A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型
B.假鍮石的炼制过程会有气体产生
C.假鍮石的主要材质为合金
D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应
答案：A
解析：鍮石是纯铜，假鍮石是铜锌合金，合金硬度比其成分金属的大，假鍮石硬度大相对不方便冲压成型，A错误；假鍮石炼制过程涉及反应：ZnCO3ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C2Zn＋CO2↑等，有气体生成，B正确；假鍮石是铜锌合金，C正确；假鍮石炼制过程涉及反应2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，该反应为氧化还原反应，D正确。
9.部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是( )
A.a可与硫单质反应生成f
B.c可与水反应得到d
C.可将葡萄糖溶液与新制的d混合后加热制得b
D.可存在a→c→e→a的循环转化关系
答案：B
解析：铜能与硫单质在加热的条件下反应得到硫化亚铜，A正确；CuO不能与H2O反应，B错误；新制的Cu(OH)2与葡萄糖溶液混合后加热可制得Cu2O，C正确；Cu可以在O2中加热得到CuO，CuO溶于酸可得到Cu2＋，Cu2＋可被铁单质置换生成Cu，D正确。
10.实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图：
下列有关说法正确的是( )
A.溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸
B.气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子
C.生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋
D.从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶
答案：C
解析：过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋，C正确；从溶液中冷却结晶得到的是硫酸铜晶体，D错误。
11.(2024·江苏徐州高三阶段练习)Cu2S在高温下与O2反应转化为Cu2O和SO2，生成的Cu2O与Cu2S进一步反应得到Cu和SO2。Cu2O在酸性溶液中会转化为Cu和Cu2＋；Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)2]OH；CuSO4可用于水体的净化。下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A.Cu2S熔点高，可用作电池的负极材料
B. SO2具有还原性，可用作纸浆的漂白剂
C. NH3存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键
D.CuSO4溶液显酸性，可用于游泳池内水的消毒
答案：C
解析：Cu2S可用作电池的负极材料，是因为Cu2S可以被氧化，与其熔点高无关，故A错误； SO2可用作纸浆的漂白剂，是因为二氧化硫具有漂白性，与其还原性无关，故B错误； NH3中N原子存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键，故C正确；硫酸铜溶液可用于游泳池内水的消毒，是因为铜离子是重金属离子，能使蛋白质变性，与其溶液显酸性无关，故D错误。
12.(13分)(2024·湖北襄阳高三期中)CuCl是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示：
(1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液，若消耗标准状况下氯气44.8 L，则转移电子数为 ，检验Fe3＋所用试剂为 (填写名称)。
(2)实验室制取氯气的化学方程式为 。
(3)加入浓盐酸的目的是 ，发生反应的离子方程式为
。
(4)若用蒸馏水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是 ，
最好采用 “洗涤”。
(5)过滤用到的玻璃仪器是 ，真空干燥的目的是 。
答案：(1)4NA 硫氰化钾溶液
(2)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)将CuCl转化为易溶于水的物质实现与S的分离 CuCl＋2Cl－[CuCl3]2－
(4)取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净 乙醇
(5)烧杯、漏斗、玻璃棒 防止CuCl被空气中的氧气氧化
解析：黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成[CuCl3]2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋2Cl－(aq)[CuCl3]2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。(3)加入浓盐酸可以使CuCl溶解从而分离出CuCl和S滤渣中的S单质；CuCl溶解的离子方程式为CuCl＋2Cl－[CuCl3]2－。(4)CuCl沉淀上可能有氯离子杂质，检验沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净；洗涤过程中为了减少CuCl的损失，加速干燥，可以选择有机溶剂乙醇洗涤。(5)过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；CuCl中Cu元素为＋1价，易被空气氧化，真空干燥的目的是防止CuCl被空气中的氧气氧化。
13.(14分)(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有 (填标号)。
A.烧杯 B.容量瓶
C.蒸发皿 D.移液管
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为
，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是
。
(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是 ，煮沸10 min的作用是 。
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为 (写表达式)。
(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥
②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少量胆矾迸溅出来
答案：(1)AC (2)CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O 不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用率高) (3)过滤 干燥 使Fe3＋沉淀析出且不损耗Cu2＋ 保证Fe3＋沉淀完全 (4) (5)①③
解析：(4)称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。则水的质量是(m2－m3) g，所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为∶＝n∶1，解得n＝；(5)①胆矾未充分干燥，导致所测m2偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意；②坩埚未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾，导致所测m3偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏低，不符合题意；③加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使m3数值偏小，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意。
学生用书 第81页(共67张PPT)
第14讲 铜 金属材料 金属冶炼
第四章 金属及其化合物
1.了解铜单质及其重要化合物的性质、用途和制备方法。
2.了解常见金属的活动性顺序。
3.了解合金的概念及金属材料的重要应用。
复习目标
考点一 铜及其化合物
考点二 金属材料及金属冶炼
课时测评
内容索引
考点一
铜及其化合物
1.熟记铜及其常见化合物的颜色
必备知识 整合
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
2.铜及其重要化合物的性质及应用
(1)铜在潮湿的空气中生成铜锈[Cu2(OH)2CO3]：2Cu＋O2＋CO2＋H2OCu2(OH)2CO3。
(2)常用灼热的铜粉除去N2中的O2，用灼热的CuO除去CO2中的CO。
(3)新制的Cu(OH)2常用来检验______。
(4)CuSO4遇水蒸气变为蓝色晶体(CuSO4·5H2O)，可用于检验_______。
(5)过量的Cu和浓HNO3反应，得到NO2和NO的混合气体，再加入稀H2SO4，Cu__________。
醛基
H2O
继续溶解
(6)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为______________________
____________________。
(7)Cu＋的性质
①＋1价铜有较强的还原性，易被氧化剂氧化为＋2价。
②＋1价铜在酸性条件下，易发生歧化反应生成Cu和Cu2＋，如Cu2O中加入稀H2SO4的离子方程式：Cu2O＋2H＋Cu＋Cu2＋＋H2O。
会产生污染性气体SO2
且H2SO4的利用率低
设计方案，证明H2还原氧化铜所得的红色固体中含有Cu2O。
提示：向所得红色固体中加入过量稀硫酸，若溶液变蓝，则红色固体中含有Cu2O。
1.CuO是黑色固体，与水反应生成Cu(OH)2 ( )
2.将铜片置于干燥的空气中，不易被腐蚀 ( )
3.CuSO4·5H2O失去结晶水属于物理变 ( )
4.常温下Cu和浓H2SO4反应生成CuSO4 ( )
5.过量的铜与浓硝酸反应一定没有一氧化氮生成 ( )
正误判断
×
√
×
×
×
考向1 铜及其化合物的性质和应用
1.某研究小组通过实验探究Cu及其重要化合物的性质，下列操作正确且能达到目的的是
A.将铜丝插入浓硫酸中加热，反应完后把水加入反应器中，观察硫酸铜溶液的颜色
B.常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成
C.将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体
D.将表面有铜绿的铜器放入稀盐酸中浸泡，除去铜绿
关键能力 提升
√
A项，应将反应后的液体倒入盛水的烧杯中，并不断搅拌；B项，应将铜丝在空气中加热到红热后伸入盛满氯气的集气瓶中；C项，CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到无水CuCl2固体。
2.(2024·湖南长沙一模)部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A.a、d均易溶于水
B.b既有氧化性又有还原性
C.加热条件下f与单质硫反应生成d
D.向固体c中通入H2S气体生成e
√
a为CuO，b为Cu2O，c为Cu(OH)2，d为
CuS，e为Cu2S，f为Cu。a为CuO，d为
CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，故
A错误；b为Cu2O，Cu的化合价为＋1价，
处于中间价态，既有氧化性又有还原性，
故B正确；Cu与硫加热时生成Cu2S，故C错误；向固体Cu(OH)2中通入H2S气体生成CuS和水，故D错误。
考向2 铜及其化合物的实验探究
3. [探究一] 硫酸铜可应用于电镀、颜料、医药、农药等方面。下图是探究铜与浓硫酸反应生成硫酸铜的实验装置图：
在实验中，将铜丝下端卷成螺旋状能增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应速率；
回答下列问题：
(1)将铜丝下端卷成螺旋状的理由是__________________________________
。
增大Cu与浓硫酸的接触面积，加快反应
速率
(2)用化学方程式表示氢氧化钠溶液的作用是__________________________
。
SO2＋2NaOHNa2SO3＋
H2O
用氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化硫，二氧化硫为酸性氧化物，和氢氧化钠溶液反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为SO2＋2NaOHNa2SO3＋H2O；
(3)装置A中反应的化学方程式是 。
Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
A中铜与浓硫酸在加热的条件下反应生成二氧化硫、硫酸铜和水，反应的化学方程式是Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O；
(4)装置B和装置C分别验证了二氧化硫的 性、 性。
还原
氧化
装置B中酸性高锰酸钾溶液褪色，可证明二氧化硫具有还原性，装置C中硫化氢溶液变浑浊，可证明二氧化硫具有氧化性；
[探究二] 某学习小组探究稀HNO3、浓HNO3与铜的反应。
(5)乙中反应的速率比甲中的快，原因是 。
装置(尾气处理装置略) 现象
甲中开始无明显现象，逐渐有小气泡生成，后越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。
乙中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。
硝酸浓度大
乙中反应的速率比甲中的快，原因是硝酸浓度大；
(6)针对乙中溶液呈绿色的原因，提出假设：
假设1：Cu2＋的浓度较大所致；
假设2：溶解了生成的NO2。
装置(尾气处理装置略) 现象
甲中开始无明显现象，逐渐有小气泡生成，后越来越剧烈，液面上方出现浅红棕色气体，溶液呈蓝色。
乙中反应剧烈，迅速生成大量红棕色气体，溶液呈绿色。
取一份于题图所示装置中，向上拉动活塞a，减小试管中的压强，试管内液面上方出现红棕色气体，证实乙中溶解了NO2；
探究如下：取乙中绿色溶液，分为两等份。①取一份于如图所示装置中，向上拉动活塞a，_____________________________ (填现象)，证实乙中溶解了NO2。
试管内液面上方出现红棕色气体
②向另一份溶液加入CuO，若溶液颜色变为 ，则证实假设1不成立，假设2成立。
蓝色
返回
若向另一份溶液中加入含有Cu元素的物质，如CuO，物质溶解，使溶液中Cu2＋浓度增大，若溶液变为蓝色，证实假设1不成立，假设2
成立。
考点二
金属材料及金属冶炼
1.金属材料分类
2.合金
必备知识 整合
大
铁
铬
低
3.金属冶炼的一般方法
冶炼方法 主要反应原理(举例)
热分解法 2HgO2Hg＋O2↑
2Ag2O4Ag＋O2↑
热还原法 Fe2O3＋3CO______________(高炉炼铁)
WO3＋3H2____________
Fe2O3＋2Al_______________
2Fe＋3CO2
W＋3H2O
2Fe＋Al2O3
冶炼方法 主要反应原理(举例)
电解法 2Al2O3(熔融)______________
MgCl2(熔融)_____________
2NaCl(熔融)______________
4Al＋3O2↑
Mg＋Cl2↑
2Na＋Cl2↑
(1)根据已掌握的知识分析K、Na、Ca、Mg、Sn、Pb、Hg、Ag等金属单质的冶炼方法。
提示：K、Na、Ca、Mg属于活泼金属，一般使用电解法冶炼；Sn、Pb属于较活泼金属，一般使用热还原法冶炼；Hg、Ag属于不活泼金属，一般使用热分解法冶炼。
(2)冶炼金属一般有下列四种方法：①焦炭法；②水煤气法；③活泼金属置换法；④电解法。四种方法在工业上均有应用，古代有：(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜；(Ⅱ)湿法炼铜。现代有：(Ⅲ)铝热法炼铬；(Ⅳ)从光卤石中炼镁。写出它们的冶炼对应方法。
提示：(Ⅰ)－① (Ⅱ)－③ (Ⅲ)－③ (Ⅳ)－④
1.(2022·江苏卷)青铜比纯铜熔点低、硬度大，所以古代用青铜铸剑 ( )
2.金属钠的冶炼通过电解熔融的NaCl，则金属铝的冶炼也通过电解熔融的AlCl3 ( )
3.铝热反应可用于冶炼高熔点金属，如K、Ca、Cr、Mn等 ( )
4.将六水合氯化镁晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁，电解熔融氯化镁，可以得到金属镁 ( )
5.电解AlCl3、FeCl3、CuCl2的混合溶液时，阴极上依次析出Cu、Fe、Al ( )
正误判断
√
×
×
√
×
1.古代炼丹的五金通常是指金、银、铜、铁、锡。下列说法错误的是
A.用焦炭热还原SnO2可得到Sn
B.用H2还原Fe2O3可得到Fe
C.Cu2S与过量O2共热产物中只含Cu
D.Ag2O直接热分解可得到Ag
关键能力 提升
√
根据金属活动性顺序可知，可以用焦炭热还原SnO2得到Sn，故A正确；根据金属活动性顺序可知，可以用H2还原Fe2O3得到Fe，故B正确；铜能够与氧气反应，Cu2S与过量O2共热产物中含有CuO等，故C错误；银的活泼性较差，工业上将Ag2O直接加热分解可得到Ag，故D正确。
2.用含铜丰富的自然资源黄铜矿(CuFeS2)冶炼铜的工艺流程如下：
已知：CuFeS2＋3CuCl24CuCl＋FeCl2＋2S。
(1)浸取时，若改用FeCl3溶液，也能生成CuCl和S，该反应的化学方程式为 。
CuFeS2＋3FeCl3CuCl＋4FeCl2＋2S
(2)若过滤1所得滤液中只含FeCl2，则将其在空气中加热蒸干、灼烧后，所得固体的化学式为 。
Fe2O3
FeCl2溶液在加热蒸干、灼烧过程中，Fe2＋水解且被氧化，最终得到Fe2O3固体。
(3)调节溶液的pH后，除生成Cu外，还能产生一种金属离子，此金属离子是 (填离子符号)。
Cu2＋
[CuCl2]－中铜显＋1价，调节pH发生歧化反应生成Cu和Cu2＋。
(4)过滤3所得滤液中可以循环使用的物质有 ，为保持流程持续循环，每生成1 mol Cu，理论上需补充CuCl2的物质的量为 。
HCl和CuCl2
0.5 mol
由(3)分析可知滤液中有CuCl2及过量的盐酸。由已知反应知1 mol CuFeS2溶解需要3 mol CuCl2，生成4 mol CuCl，4 mol CuCl最终歧化生成2 mol Cu和2 mol CuCl2，此时还需要补充1 mol CuCl2。则生成1 mol Cu需要补充0.5 mol CuCl2。
(5)冶炼工艺还可以将精选后的黄铜矿砂与空气在高温下煅烧，使其转变为铜，化学方程式为6CuFeS2＋13O23Cu2S＋2Fe3O4＋9SO2，Cu2S＋O22Cu＋SO2，此工艺与前一工艺相比主要缺点有___________________
。
气体SO2(或能耗高等)(答案合理即可)
会产生污染环境的
高温耗能更高，生成SO2会污染大气。
1.正误判断
(1)(2023·湖南卷)青铜器“四羊方尊”的主要材质为合金 ( )
(2)(2023·全国乙卷)胆矾表面出现白色粉末，是因为CuSO4·5H2OCuSO4＋5H2O ( )
(3)(2022·全国乙卷)青铜和黄铜是不同结构的单质铜 ( )
高考真题 感悟
√
√
×
2.(2024·甘肃卷)下列成语涉及金属材料的是
A.洛阳纸贵 B.聚沙成塔
C.金戈铁马 D.甘之若饴
纸的主要成分是纤维素，不是金属材料，A错误；沙的主要成分是硅酸盐，不是金属材料，B错误；金和铁都是金属，C正确；甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜，糖类是有机物，不是金属材料，D错误。
√
3.(2023·广东卷)部分含Na或含Cu物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.可存在c→d→e的转化
B.能与H2O反应生成c的物质只有b
C.新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基
D.若b能与H2O反应生成O2，则b中含共价键
√
由题图可知a、b、c对应物质分别为钠、氧化
钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e、d对应物
质分别为铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。
由分析可知，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢
氧化铜，氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化，A合理；钠和氧化钠(过氧化钠)与H2O反应都能生成氢氧化钠，B不合理；新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基，C合理；若b能与H2O反应生成O2，则b为过氧化钠，结构中含共价键和离子键，D合理。
返回
课 时 测 评
1.我国出土的后母戊鼎，经测定，其成分为铜84.77％、锡11.64％、铅2.79％。后母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。下列有关说法正确的是
A.融化该鼎所需温度比纯铜的高
B.该鼎在足量稀硫酸中将化为乌有
C.该鼎在干燥、无氧环境中不生锈
D.鼎表面生成的铜绿成分主要是CuO
该金属是合金，合金熔点低于其成分金属，A错误；铜在金属活动顺序表中位于H后，则铜不与稀硫酸反应，B错误；铜生锈的原理是和水、二氧化碳反应，则没有水的时候，铜不会生锈，C正确；铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3，D错误。
√
2.(2024·新疆乌鲁木齐一模)中国三星堆出土了大量文物，如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法正确的是
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈，其主要成分为Cu2(OH)2CO3
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈，保护铜器
D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金，其成分会加快铜的腐蚀
铜在空气中主要发生吸氧腐蚀，故A错误；铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3，故B正确；铜可以和硝酸反应，用硝酸清洗铜器可以除去铜绿，但也会破坏铜器，故C错误；铅、锡比铜活泼，腐蚀反应中铜作正极，会减缓铜的腐蚀，故D错误。
√
3.(2024·福建高三阶段练习)“夏禹铸九鼎，天下分九州”，青铜器在古时被称为“吉金”，是红铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色，主要含有Cu2(OH)3Cl和Cu2(OH)2CO3。下列说法错误的是
A.基态铜原子核外电子有15种不同的空间运动状态
B.青铜的熔点低于纯铜
C.青铜器中锡、铅对铜有保护作用
D.可用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈
√
Cu的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s轨道，核外电子有1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15种空间运动状态，故A正确；合金的熔点低于其组分金属的熔点，因此青铜的熔点低于纯铜，故B正确；Sn、Pb的活泼性强于Cu，青铜中的Cu和Sn、Pb形成原电池且Sn、Pb为负极，达成“牺牲阳极法”，故C正确；FeCl3会和Cu反应而腐蚀铜器，不能用FeCl3溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈，故D错误。
4.下列铜及其化合物性质与用途具有对应关系的是
A.含有铜的铝合金熔点高，可用于制造高导电率导线
B.Cu2O的熔、沸点较高，可用作催化剂
C.CuSO4能使蛋白质变性，可用作游泳池消毒剂
D.Cu(OH)2呈碱性，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖
A项，含铜的铝合金具有良好的导电性，可用于制造高导电率导线，与其熔点无关，错误；B项，Cu2O能催化某些反应的发生，可用作催化剂，与其熔、沸点无关，错误；D项，新制Cu(OH)2具有氧化性，能与葡萄糖反应生成砖红色沉淀，可用于鉴别葡萄糖和蔗糖，错误。
√
5.下列关于Cu及其化合物的说法正确的是
A.向CuSO4溶液中通入H2S气体，溶液的酸性增强，说明H2S的酸性大于H2SO4
B.电解法精炼铜时，阴极析出的铜的质量与电路中通过的电子没有确定
关系
C.向氯化铁溶液中加入适量氧化铜固体，可得到红褐色沉淀
D.铜在潮湿空气中长时间放置，发生吸氧腐蚀，表面生成CuO
√
CuSO4＋H2SCuS↓＋H2SO4，该反应生成的CuS溶解度较小，不溶于强酸，同时生成硫酸使溶液的酸性增强，A错误；电解法精炼铜时，阴极反应为Cu2＋＋2e－Cu，因此阴极析出的铜的质量与电路中通过的电子有确定关系，B错误；氯化铁水解生成氢氧化铁和盐酸，加入氧化铜和盐酸反应促进水解反应正向进行，生成氢氧化铁沉淀，C正确；铜在潮湿空气中长时间放置，铜与氧气、水、二氧化碳共同作用生成碱式碳酸铜，不是氧化铜，D错误。
6.(2020·全国Ⅱ卷)北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”下列有关叙述错误的是
A.胆矾的化学式为CuSO4
B.胆矾可作为湿法冶铜的原料
C.“熬之则成胆矾”是浓缩结晶过程
D.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”是发生了置换反应
√
7.(2020·全国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
√
8.(2024·湖北孝感高三考试)我国古典文献中有丰富的化学知识。《格古要论》云：“鍮石，自然铜之精也。今炉甘石(主要成分ZnCO3)炼成者，假鍮也。”崔昉《外丹本草》云：“铜一斤，炉甘石一斤，炼之成(假)鍮石。”下列说法错误的是
A.假鍮石比鍮石更方便冲压成型
B.假鍮石的炼制过程会有气体产生
C.假鍮石的主要材质为合金
D.假鍮石的炼制过程涉及氧化还原反应
√
鍮石是纯铜，假鍮石是铜锌合金，合金硬度比其成分金属的大，假鍮石硬度大相对不方便冲压成型，A错误；假鍮石炼制过程涉及反应：ZnCO3ZnO＋CO2↑、2ZnO＋C2Zn＋CO2↑等，有气体生成，B正确；假鍮石是铜锌合金，C正确；假鍮石炼制过程涉及反应2ZnO＋C2Zn＋CO2↑，该反应为氧化还原反应，D正确。
9.部分含铜物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A.a可与硫单质反应生成f
B.c可与水反应得到d
C.可将葡萄糖溶液与新制的d混合后加热制得b
D.可存在a→c→e→a的循环转化关系
√
铜能与硫单质在加热的条件下反应得到硫化亚铜，
A正确；CuO不能与H2O反应，B错误；新制的
Cu(OH)2与葡萄糖溶液混合后加热可制得Cu2O，
C正确；Cu可以在O2中加热得到CuO，CuO溶于
酸可得到Cu2＋，Cu2＋可被铁单质置换生成Cu，D正确。
10.实验室从含有少量氧化铁杂质的废铜粉制取无水硫酸铜的实验步骤如下图：
下列有关说法正确的是
A.溶解废铜粉“过量酸”是指稀硝酸
B.气体A是Cl2，将亚铁离子氧化为铁离子
C.生成沉淀D的离子方程式可以为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋
D.从溶液中得到的无水硫酸铜的方法是冷却结晶
√
过量的酸应为稀硫酸，用稀硝酸会引入硝酸根离子，A错误；向混合溶液通入气体A的作用是将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子，气体A为氧气，不能使用氯气，防止引入氯离子，B错误；加入固体B的作用是调节溶液的pH，使Fe3＋变为沉淀而除去，为了不引入新的杂质，可选用CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3，加CuO时离子方程式为3CuO＋2Fe3＋＋3H2O2Fe(OH)3↓＋3Cu2＋，C正确；从溶液中冷却结晶得到的是硫酸铜晶体，D错误。
11.(2024·江苏徐州高三阶段练习)Cu2S在高温下与O2反应转化为Cu2O和SO2，生成的Cu2O与Cu2S进一步反应得到Cu和SO2。Cu2O在酸性溶液中会转化为Cu和Cu2＋；Cu在O2存在下能与氨水反应生成[Cu(NH3)2]OH；CuSO4可用于水体的净化。下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系的是
A.Cu2S熔点高，可用作电池的负极材料
B. SO2具有还原性，可用作纸浆的漂白剂
C. NH3存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键
D.CuSO4溶液显酸性，可用于游泳池内水的消毒
√
Cu2S可用作电池的负极材料，是因为Cu2S可以被氧化，与其熔点高无关，故A错误； SO2可用作纸浆的漂白剂，是因为二氧化硫具有漂白性，与其还原性无关，故B错误； NH3中N原子存在孤电子对，可与Cu＋形成配位键，故C正确；硫酸铜溶液可用于游泳池内水的消毒，是因为铜离子是重金属离子，能使蛋白质变性，与其溶液显酸性无关，故D错误。
12.(13分)(2024·湖北襄阳高三期中)CuCl是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末，以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料制取CuCl的流程如图所示：
(1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液，若消耗标准状况下氯气44.8 L，则转移电子数为 ，检验Fe3＋所用试剂为_______
(填写名称)。
(2)实验室制取氯气的化学方程式为 。
4NA
硫氰化
钾溶液
MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(3)加入浓盐酸的目的是 ，发生反应的离子方程式为 。
将CuCl转化为易溶于水的物质实现与S的分离
CuCl＋2Cl－[CuCl3]2－
黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成[CuCl3]2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋2Cl－(aq) [CuCl3]2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。加入浓盐酸可以使CuCl溶解从而分离出CuCl和S滤渣中的S单质；CuCl溶解的离子方程式为CuCl＋2Cl－[CuCl3]2－。
(4)若用蒸馏水洗涤，检验沉淀是否洗涤干净的操作是__________________
________________________________________________________________
最好采用 “洗涤”。
于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净
取最后一次洗涤液
乙醇
黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成[CuCl3]2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋2Cl－(aq) [CuCl3]2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。 CuCl沉淀上可能有氯离子杂质，检验沉淀是否洗净的方法：取最后一次洗涤液于试管中，向其中加入硝酸银溶液，无白色沉淀生成，证明已洗涤干净；洗涤过程中为了减少CuCl的损失，加速干燥，可以选择有机溶剂乙醇洗涤。
(5)过滤用到的玻璃仪器是 ，真空干燥的目的是 。
烧杯、漏斗、玻璃棒
防止CuCl被空气中的氧气氧化
黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质，CuCl和盐酸反应生成[CuCl3]2－，加水稀释，利用平衡移动原理，CuCl(s)＋2Cl－(aq) [CuCl3]2－(aq)平衡逆向移动，抽滤、洗涤、干燥得到氯化亚铜。过滤需用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒；CuCl中Cu元素为＋1价，易被空气氧化，真空干燥的目的是防止CuCl被空气中的氧气氧化。
13.(14分)(2021·全国甲卷)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水，难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的CuO(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾，并测定其结晶水的含量。回答下列问题：
(1)制备胆矾时，用到的实验仪器除量筒、酒精灯、玻璃棒、漏斗外，还必须使用的仪器有 (填标号)。
A.烧杯 B.容量瓶
C.蒸发皿 D.移液管
AC
(2)将CuO加入到适量的稀硫酸中，加热，其主要反应的化学方程式为 ，与直接用废铜和浓硫酸反应相比，该方法的优点是__________________________________________________
。
(3)待CuO完全反应后停止加热，边搅拌边加入适量H2O2，冷却后用NH3·H2O调pH为3.5～4，再煮沸10 min，冷却后过滤。滤液经如下实验操作：加热蒸发、冷却结晶、 、乙醇洗涤、 ，得到胆矾。其中，控制溶液pH为3.5～4的目的是 ，煮沸10 min的作用是 。
CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O
不会产生二氧化硫且产生等量胆矾消耗硫酸少(硫酸利用
率高)
过滤
干燥
使Fe3＋沉淀析出且不损耗Cu2＋
保证Fe3＋沉淀完全
(4)结晶水测定：称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。根据实验数据，胆矾分子中结晶水的个数为
(写表达式)。
称量干燥坩埚的质量为m1，加入胆矾后总质量为m2，将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最终总质量恒定为m3。则水的质量是(m2－m3) g，所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为∶＝n∶1，解得n＝；
(5)下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏高的是 (填标号)。
①胆矾未充分干燥
②坩埚未置于干燥器中冷却
③加热时有少量胆矾迸溅出来
①③
①胆矾未充分干燥，导致所测m2偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意；②坩埚未置于干燥器中冷却，部分白色硫酸铜会与空气中水蒸气结合重新生成胆矾，导致所测m3偏大，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏低，不符合题意；③加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出，会使m3数值偏小，根据n＝可知，最终会导致结晶水数目测定值偏高，符合题意。
返回
