1、铜及其化合物铜及其化合物1 金属晶体是由金属晶体是由金属阳离子金属阳离子和和自由电子自由电子组成，其中自由电子并不组成，其中自由电子并不属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动属于某个固定的金属阳离子，而可以在整个金属中自由移动。2 2 金属的性质特点：金属的性质特点：但金但金(Au)色，铜色，铜(Cu)色，铋色，铋(Bi)_色色。1 金属晶体的特点：金属晶体的特点：一一 金属概述金属概述常温下，单质常温下，单质都是固体都是固体，汞，汞(Hg)(Hg)除外；除外；大多数金属呈大多数金属呈银白色，有金属光泽银白色，有金属光泽； 黄黄 红红 微红微红 熔沸点高、硬度大熔沸点高、硬度大:
2、 :但不同金属熔沸点，硬度差别较大；但不同金属熔沸点，硬度差别较大；金属中存在着大量的可自由移动的电子。金属中存在着大量的可自由移动的电子。Au 金属单质在化学反应中金属单质在化学反应中只作还原剂只作还原剂，在化合物中，在化合物中只显正价只显正价。当金属受到外力作用时，金属内原子层之当金属受到外力作用时，金属内原子层之间容易作相对位移，金属发生形变而不易间容易作相对位移，金属发生形变而不易断裂，因此，金属具有良好的变形性断裂，因此，金属具有良好的变形性 。良好的导电性良好的导电性 原因原因良好的导热性良好的导热性原因原因通过自由电子和金属阳离通过自由电子和金属阳离子的相互碰撞传递热量。子的相互
3、碰撞传递热量。Ag Cu Al良好的延展性良好的延展性 原因原因23 3 金属的分类：金属的分类：黑色金属：黑色金属：有色金属：有色金属：(1)按颜色按颜色 Fe Cr Mn除除Fe Cr Mn金属以外金属以外轻金属：轻金属：重金属：重金属：(2)按密度按密度 4.5g/cm3 Zn Cu Fe Fe Cu Al锆锆 钒钒 钼钼(3)按含量按含量 常见金属：常见金属：稀有金属：稀有金属：黑色黑色重重常见常见有色有色轻轻常见常见根据以上分类：金属根据以上分类：金属铁铁属于属于_ _ _ _ _金属金属 金属金属CuCu属于属于_ _ _ _ _金属金属金属金属AlAl属于属于_ _ _ _ _金
4、属金属有色有色重重常见常见4合金合金由由两种及以上两种及以上的的金属金属(或或金属与非金属金属与非金属)熔合在一起形成的熔合在一起形成的具有具有金属特性金属特性的物质。的物质。如：青铜如：青铜 黄铜黄铜 钢钢 生铁生铁 钠钾合金等钠钾合金等 黄铜是以黄铜是以锌为主要锌为主要合金元素的铜合金合金元素的铜合金 青铜是以青铜是以锡为主要锡为主要 合金元素的铜合金合金元素的铜合金(1)定义：定义：如如: 纯铁的硬度很小而钢的硬度较大纯铁的硬度很小而钢的硬度较大 (2)性质特点性质特点熔点熔点：硬度硬度：合金的熔点比其成分金属都低合金的熔点比其成分金属都低硬度硬度增增大大 3(3)按组成元素分类铁合金和
5、非铁合金按组成元素分类铁合金和非铁合金铁合金铁合金 生铁生铁碳素钢碳素钢合金钢合金钢含含C:2%-4.3%含含C:0.3%-2%生铁生铁钢钢合金钢：合金钢：低碳钢：低碳钢：中碳钢：中碳钢：高碳钢：高碳钢：0.3%0.30.6%0.6%碳素钢碳素钢在碳素钢中加入铬在碳素钢中加入铬 锰锰 钨钨 镍镍 钼钼 钴钴 硅硅 等合金元素等合金元素由于组成不由于组成不同，导致在同，导致在性能、应用性能、应用上均不同上均不同(2)铜合金铜合金 黄铜：黄铜：青铜：青铜：白铜：白铜：含含Cu Zn 耐腐蚀耐磨，可塑性强，硬度较小。耐腐蚀耐磨，可塑性强，硬度较小。含含Cu Sn Pb等等 硬而脆，强度大硬而脆，强度
6、大含含Ni Zn(少量少量Mn) 制酒具等制酒具等(3)铝合金：铝合金：密度小、强度大密度小、强度大 合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的合金的成分不同，其性质也不相同；如果改变某一合金元素的含量，合金的性质也会发生改变。含量，合金的性质也会发生改变。5金属的冶炼金属的冶炼(1)冶金：冶金： 把金属元素从矿石中化合态还原成游离态单质的过程把金属元素从矿石中化合态还原成游离态单质的过程(2)本质：本质：Mn+ne- =M4过程：过程：矿石富集去杂矿石富集去杂冶炼冶炼精炼精炼方法：方法：K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag
7、 Pt Au富集法富集法热分解法热分解法 热还原法热还原法(C CO H2 金属金属)电解法电解法二二 铜铜第四周期第四周期IB族族1 结构结构29+292818 11S22S22p63S23p63d104S13d104S1具有还原性具有还原性弱氧化剂弱氧化剂强氧化剂强氧化剂易失电子易失电子失失1e-失失2e-Ar3d104S1化合态化合态 常见化合价：常见化合价：+1 +2 Cu+Cu2+ 例例1 写出写出Cu+ Cu2+的电子排布式，价层电子排布式，价层电子排的电子排布式，价层电子排布式，价层电子排布图，画出原子结构示意图，谁更稳定？为什么？布图，画出原子结构示意图，谁更稳定？为什么？ 3
8、d4s电子排布式：电子排布式：原子结构示意图：原子结构示意图：位置：位置：Cu价电子排布式：价电子排布式：存在：存在：价电子排布图：价电子排布图：例例2 Zn呢？呢？52 物性物性2 2熔点熔点1083.4,1083.4,沸点沸点2567; 2567; 3 3密度密度8.92g/cm8.92g/cm3 3; ;质软；质软； 4 4具有良好的延展性具有良好的延展性; ; 5 5 具有良好的导热、导电性具有良好的导热、导电性; ;1 1纯铜呈紫红色纯铜呈紫红色; ;3 化性化性(1)与非金属反应与非金属反应2Cu+O2 2CuO铜锈铜锈 铜绿铜绿吸氧吸氧腐蚀腐蚀 ：+：2Cu-4e- = 2Cu2
9、+O2+4e-+2H2O=4OH-2Cu+O2+2H2O = 2Cu(OH)22Cu(OH)2+CO2=Cu2(OH)2CO3+H2O生成绿色固体生成绿色固体卤素卤素 Cl2：Br2：I2：现象：现象： S:Cu+Cl2 CuCl2点燃点燃2Cu+O2+H2O+CO2= Cu2(OH)2CO3燃烧燃烧, 棕黄色烟棕黄色烟(无火焰无火焰),加水加水黄绿色黄绿色绿色绿色(浓浓)蓝色蓝色(稀稀) 。Cu+Br2 CuBr22Cu+I2 2CuI2Cu+S Cu2S O2b 空气中空气中：现象：现象：现象：现象：潮湿空气潮湿空气中中(含杂含杂) c :a常温空气中：常温空气中：6(2)与酸反应与酸反应
10、非氧化性酸非氧化性酸 ：HCl HBr H2SO4(稀稀) CH3COOH2Cu+2HCl+O2 = 2CuCl2+2H2O Cu+ H2SO4+H2O2 = CuSO4+2H2O现象：现象： 3Cu+ 4H2SO4+2KNO3 = 3CuSO4+K2SO4+2NO+4H2O3Cu+8H+2NO3 =3Cu2+2NO+4H2O现象：现象：Cu+4HNO3(浓浓) =Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O3Cu+8H+2NO3 =3Cu2+2NO+4H2O3Cu+8HNO3(稀稀) =3Cu(NO3)2+2NO+4H2O氧化性酸氧化性酸H2SO4(
11、浓浓)：HNO3(浓浓)：HNO3(稀稀)：现象：现象：现象：现象：现象：现象：生成白色固体，刺激性气味气泡冒出。生成白色固体，刺激性气味气泡冒出。生成蓝色溶液，刺激性红棕色气泡冒出。生成蓝色溶液，刺激性红棕色气泡冒出。生成蓝色溶液，无色气体冒出，迅速变成刺生成蓝色溶液，无色气体冒出，迅速变成刺激性的红棕色气体。激性的红棕色气体。Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+Cu+2Ag+=Cu2+2Ag盐盐 FeCl3(aq):AgNO3(aq):现象：现象：现象：现象：黄色溶液变成蓝色黄色溶液变成蓝色无色溶液变成蓝色无色溶液变成蓝色Cu+2H2SO4(浓浓) = CuSO4+SO2+2H2O74 C
12、u的冶炼的冶炼湿法炼铜：湿法炼铜：火法炼铜：火法炼铜：电解法精炼法炼铜：电解法精炼法炼铜：CuSO4+Fe=Cu+FeSO42CuO+C = 2Cu+CO2高温高温粗铜粗铜阳极：阳极：阴极：阴极：电解质溶液：电解质溶液： CuSO4(aq)或或CuCl2(aq)纯铜纯铜Cu-2e- = Cu2+Cu2+2e- = Cu Fe-2e-=Fe2+Ni-2e-=Ni2+Zn-2e-=Zn2+物性：物性：化性化性黑色固体黑色固体 难溶于水难溶于水 碱性氧化物：碱性氧化物： H2SO4 HNO3 HCl CH3COOH3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O不稳定性：不稳定性： 4CuO=2Cu2O+
13、O2高温高温氧氧化化物物二二CuOCu2O砖红色固体砖红色固体Cu2O+2H+=Cu2+ +Cu+H2O酸性条件酸性条件下下 歧歧 化化物性：物性：化性：化性：现象：现象：生成蓝色溶液生成蓝色溶液和红色固体和红色固体氧化性氧化性 Al C H2 CO:NH3：8Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O三三 Cu(OH)2物性：物性：Cu(OH)2化性化性难溶水的蓝色固体难溶水的蓝色固体不稳定性：不稳定性：碱性：碱性：配合物配合物(氨水氨水)： 现象：现象：弱氧化性：弱氧化性： Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)42+ +2OH-+4H2OCu(OH)2=CuO+H2O蓝色
14、沉淀溶解，生成深蓝色沉淀溶解，生成深蓝色溶液蓝色溶液新制新制Cu(OH)2悬浊液氧化醛基悬浊液氧化醛基2ml10%NaOH+2%CuSO448滴滴蓝色絮状沉淀蓝色絮状沉淀NaOH(aq)过量过量CuSO4（aq）滴加到滴加到NaOH(aq)中。中。现象现象Cu2+2 OH- =Cu(OH)2配制配制方法方法：注意：注意：反应方程式：反应方程式：现象：现象： 红色沉淀生成红色沉淀生成检验醛基检验醛基CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOH CH3COONa+Cu2O +3H2O 例例1 写出写出：HOOC-C-CH2=CH-CHO与新制的氢氧化铜反应与新制的氢氧化铜反应 。CHOBr9四四 铜盐
15、铜盐 1 可溶性铜盐：可溶性铜盐：CuSO4 CuCl2 Cu(NO3)2 等等 滴加氨水滴加氨水 操作：操作：现象：现象：原因原因生成蓝色沉淀，蓝色生成蓝色沉淀，蓝色沉淀溶解成深蓝色溶沉淀溶解成深蓝色溶液，深蓝色晶体析出液，深蓝色晶体析出。CuSO4 +2NH3.H2O=Cu(OH)2+(NH4)2SO4Cu2+2NH3.H2O=Cu(OH)2+2NH4+ Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2OCuSO4 +4NH3.H2O=Cu(NH3)4 SO4.H2O+3H2OCu2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4 2+4H2O16mol平面正方形平面正方形Cu(N
16、H3)42+ 电子式：电子式：结构式：结构式：空间构形：空间构形：共价键数目：共价键数目：NH3NH3NH3H3NCu2+滴加氨水，最滴加氨水，最后加入乙醇。后加入乙醇。10 CuSO45H2O为为_色晶体，俗称色晶体，俗称_,受热失去结晶受热失去结晶水水_;无水无水CuSO4为为_，遇水变，遇水变_色，色，反应方程式反应方程式_, 常作干燥剂及作为常作干燥剂及作为_的检验依据。的检验依据。H2OH2OOH2H2OCu2+Cu(H2O)42+ 电子式：电子式：结构式：结构式：空间构形：空间构形：共价键数目：共价键数目：平面正方形结构平面正方形结构12mol2碱式碳酸铜碱式碳酸铜Cu2(OH)2
17、CO3Cu2(OH)2CO3物性：物性：化性化性 不稳定性：不稳定性：碱性：碱性：绿色固体绿色固体 难溶于水难溶于水 Cu2(OH)2CO3+4HCl=CuCl2+CO23H2OCu2(OH)2CO3=2CuO+CO2+H2O3 Cu2+ 的检验的检验NaOH(aq)：氨水：氨水：11五五 铜及其重要化合物间的转化关系铜及其重要化合物间的转化关系12J 例例1 Fe2+在下列溶液中能大量存在的是（在下列溶液中能大量存在的是（H ）A H2O2 B NH4NO3和和NaHSO4的混合液的混合液C KMnO4溶液溶液 D “84 ” 消毒液（消毒液（NaClO)E 新制的氯水新制的氯水 F NaO
18、H溶液溶液 G 浓氨水浓氨水 H KSCN溶液溶液 I Na2CO3溶液溶液 J pH=1的硫酸溶液的硫酸溶液 例例2 下列有关说法正确的是（下列有关说法正确的是（ ）A 配制配制FeCl3溶液应加少许溶液应加少许HCl和少许和少许Fe粉粉B 将饱和的将饱和的FeCl3溶液滴加到沸水中，会形成红褐色的胶体。蒸干溶液滴加到沸水中，会形成红褐色的胶体。蒸干溶液并灼烧，得到溶液并灼烧，得到Fe2O3C 明矾用于饮用水的净化，明矾用于饮用水的净化， FeCl3用于工业净水；用于工业净水；铁酸钠（铁酸钠（Na2FeO4）也是一种很好的净水剂。）也是一种很好的净水剂。D FeCl3溶液加入溶液加入Zn粉，
19、一定有粉，一定有Fe生成生成BC 例例3 在在FeCl3溶液中加少量溶液中加少量Na2S溶液，溶液变浑浊，这时反应的溶液，溶液变浑浊，这时反应的离子方程式是离子方程式是_，如果再继续加入，如果再继续加入Na2S溶溶液 时 ， 则 出 现 黑 色 沉 淀 ， 此 时 反 应 的 离 子 方 程 式 是液 时 ， 则 出 现 黑 色 沉 淀 ， 此 时 反 应 的 离 子 方 程 式 是_。 2Fe3+S2-=2Fe2+SFe2+S2-=FeS13 例例4 金属铜能被金属铜能被FeCl3的浓溶液腐蚀，其化学反应是：的浓溶液腐蚀，其化学反应是： Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2。现将有铜
20、的印刷线路板浸入现将有铜的印刷线路板浸入FeCl3的浓溶液中，有的浓溶液中，有9.6gCu被腐蚀掉被腐蚀掉。取出印刷线路板，向溶液中加入。取出印刷线路板，向溶液中加入8.4g铁粉，经充分反应，溶液中铁粉，经充分反应，溶液中还存在还存在4.8g不溶物。则：不溶物。则： （1）溶液中存在哪些离子？）溶液中存在哪些离子？ （2）离子的物质的量各是多少？离子的物质的量各是多少？Fe2+ Cu2+ Cl-FeFe2+2+： 0.60.6mol CuCu2+2+: : 0.0750.075mol ClCl- -：1.351.35mol例例5 将将6g纯铁粉加入纯铁粉加入200mLFe2(SO4)3和和Cu
21、SO4的混合溶液中充分的混合溶液中充分反应后得到反应后得到200mL0.5mol/L的的FeSO4溶液和溶液和5.2g固体，求：固体，求：（1）反应后生成铜多少克？）反应后生成铜多少克？（2）加入铁粉前）加入铁粉前Fe2(SO4)3物质的量浓度。物质的量浓度。2.56g0.1mol/L14 例例6 氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为氧化铜有多种用途，如用作玻璃着色剂、油类脱硫剂等。为获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜获得纯净的氧化铜以探究其性质，某同学用工业硫酸铜(含硫酸亚含硫酸亚铁等杂质铁等杂质)进行如下实验：进行如下实验： 制备氧化铜制备氧化铜 步骤步骤 I
22、 的目的是除不溶性杂质。操作的目的是除不溶性杂质。操作_。 步骤步骤的目的是除铁。操作是：滴加的目的是除铁。操作是：滴加H2O2溶液，稍加热；当溶液，稍加热；当Fe2+转化完全后，慢慢加入转化完全后，慢慢加入Cu2(OH)2CO3粉末，搅拌，以控制溶液粉末，搅拌，以控制溶液pH=3.5；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至；加热煮沸一段时间，过滤，用稀硫酸酸化滤液至pH=1。控制溶液控制溶液pH=3.5的原因是的原因是_. 步骤步骤的目的是得到的目的是得到CuSO45H2O晶体晶体.操作是操作是_ 过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是过滤，水浴加热烘干。水浴加热的特点是_ 探究氧化铜的性
23、质探究氧化铜的性质 取取A B两支试管，往两支试管，往A中先加入适量中先加入适量CuO粉末，再分别向粉末，再分别向A B中中加入等体积的加入等体积的3%H2O2溶液，只观察到溶液，只观察到A中有大量气泡。结中有大量气泡。结 论论 是是_。为探究试管。为探究试管A中反应的速率，收集气体中反应的速率，收集气体并测定其体积必需的实验仪有并测定其体积必需的实验仪有:_ 。工业工业CuSO4 CuSO4溶液溶液 CuSO45H2O CuOI加适量水溶解，搅拌，过滤加适量水溶解，搅拌，过滤 Cu2+不会转化为不会转化为Cu (OH)2沉淀。沉淀。 使使Fe3+可全部转化为可全部转化为Fe(OH)3沉淀，而
24、沉淀，而蒸发浓缩蒸发浓缩 冷却结晶冷却结晶 受热均匀，温度易于控制受热均匀，温度易于控制在在100以下。以下。CuO可加快可加快H2O2分解的反应速分解的反应速率，是率，是H2O2分解反应的催化剂分解反应的催化剂 秒表秒表 橡皮塞橡皮塞 导管导管 集气瓶集气瓶 量筒。量筒。 151 1 金属的一般性质金属的一般性质金属活动顺序表金属活动顺序表K Ca NaMg Al锌铁锌铁Sn Pb(H) Cu汞汞AgPt Au金属原子失去电金属原子失去电子的能力子的能力(还原性还原性)强强 弱弱金属阳离子得电金属阳离子得电子的能力子的能力(氧化性氧化性)弱弱 强强 与氧气化合与氧气化合常温下易常温下易 常温下缓慢氧化常温下缓慢氧化加热反应加热反应不能不能置换水中的置换水中的H+常温置换常温置换 加热置换加热置换不能置换不能置换置换酸中的置换酸中的H+能置换能置换不能置换不能置换与盐溶液反应与盐溶液反应先与水先与水前面的金属可置换出后面的金属前面的金属可置换出后面的金属自然界中存在自然界中存在化合态化合态化合态和游离化合态和游离态态游离游离态态冶炼方法冶炼方法电解熔融物电解熔融物还原剂置换还原剂置换加热法加热法富集富集16
