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《铜及其化合物》知识速查
单质铜的性质
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,不能被磁铁吸引。
2.化学性质
(1)常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气里则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜锈,反应的化学方程式为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+O2$ \stackrel {\Delta} {=} $2CuO;
铜丝在硫蒸气中反应:2Cu+S$ \stackrel {\Delta} {=} $Cu2S。
[注意]
(1)铜在潮湿空气中生锈与铁、铝不同,并不生成氧化物,而是生成碱式碳酸铜。
(2)铜为变价金属,与Cl2反应生成CuCl2,与S反应生成Cu2S。
铜的重要化合物间的转化与性质
1.氧化铜和氧化亚铜
名称 | 氧化铜 | 氧化亚铜 |
颜色 | 黑色 | 砖红色 |
与酸反应(H+) | CuO+2H+=Cu2++H2O | Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O |
与H2反应 | H2+CuO$ \stackrel {\Delta} {=} $Cu+H2O | H2+Cu2O$ \stackrel {\Delta} {=} $2Cu+H2O |
转化关系 | 4CuO$ \stackrel {高温} {=} $2Cu2O+O2↑ |
2.氢氧化铜
(1)物理性质:蓝色不溶于水的固体。
(2)化学性质及应用:
反应①的化学方程式:Cu(OH)2$ \stackrel {\Delta} {=} $CuO+H2O
反应②的离子方程式:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O
3.铜盐
(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,是铜在潮湿空气中被腐蚀的结果,其受热分解的化学方程式为Cu2(OH)2CO3$ \stackrel {\Delta} {=} $2CuO+H2O+CO2↑。
(2)CuSO4·5H2O为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O$ \stackrel {\Delta} {=} $CuSO4+5H2O,蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O),据此可用来检验水的存在。
[注意]
(1)通常利用反应:2Cu+O2$ \stackrel {\Delta} {=} $2CuO除去混合气体中的少量O2。
(2)Cu与稀H2SO4不反应,但在通入O2的条件下,Cu可在稀H2SO4中逐渐溶解:2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O。
(3)无水CuSO4只能作为检验水的试剂,不能作为水蒸气的吸收试剂而用于除杂。
4.区别红色物质Cu和Cu2O的方法
向红色物质中加入稀硫酸,若溶液由无色变成蓝色,则该红色物质为Cu2O,否则为Cu。反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。
5.铜的冶炼“两方法”
(1)湿法炼铜:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(2)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):$来&源:
2CuFeS2+4O2$ \stackrel {800{} ^ {\circ} C} {= } $Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O2$ \stackrel {200{} ^ {\circ} C} {= } $2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S$ \stackrel {200{} ^ {\circ} C} {= } $6Cu+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作阳极,失电子变为Cu2+,用纯铜棒作阴极即可得精铜。