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銅及其化合物 1 金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子和自由電子組成 其中自由電子并不屬于某個(gè)固定的金屬陽(yáng)離子 而可以在整個(gè)金屬中自由移動(dòng) 2金屬的性質(zhì)特點(diǎn) 但金 Au 色 銅 Cu 色 鉍 Bi 色 1金屬晶體的特點(diǎn) 一金屬概述 常溫下 單質(zhì)都是固體 汞 Hg 除外 大多數(shù)金屬呈銀白色 有金屬光澤 黃 紅 微紅 熔沸點(diǎn)高 硬度大 但不同金屬熔沸點(diǎn) 硬度差別較大 金屬中存在著大量的可自由移動(dòng)的電子 Au 金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只作還原劑 在化合物中只顯正價(jià) 當(dāng)金屬受到外力作用時(shí) 金屬內(nèi)原子層之間容易作相對(duì)位移 金屬發(fā)生形變而不易斷裂 因此 金屬具有良好的變形性 AgCuAl 2 3金屬的分類 黑色金屬 有色金屬 FeCrMn 除FeCrMn金屬以外 輕金屬 重金屬 4 5g cm3NaMgAl 4 5g cm3ZnCuFe FeCuAl 鋯釩鉬 常見(jiàn)金屬 稀有金屬 黑色 重 常見(jiàn) 有色 輕 常見(jiàn) 有色 重 常見(jiàn) 4合金 由兩種及以上的金屬 或金屬與非金屬 熔合在一起形成的具有金屬特性的物質(zhì) 如 青銅黃銅鋼生鐵鈉鉀合金等 黃銅是以鋅為主要合金元素的銅合金 青銅是以錫為主要合金元素的銅合金 1 定義 如 純鐵的硬度很小而鋼的硬度較大 合金的熔點(diǎn)比其成分金屬都低 硬度增大 3 3 按組成元素分類鐵合金和非鐵合金 鐵合金 生鐵 碳素鋼 合金鋼 含C 2 4 3 含C 0 3 2 合金鋼 低碳鋼 中碳鋼 高碳鋼 0 3 0 3 0 6 0 6 在碳素鋼中加入鉻錳鎢鎳鉬鈷硅等合金元素 由于組成不同 導(dǎo)致在性能 應(yīng)用上均不同 2 銅合金 黃銅 青銅 白銅 含CuZn 耐腐蝕耐磨 可塑性強(qiáng) 硬度較小 含CuSnPb等 硬而脆 強(qiáng)度大 含NiZn 少量Mn 制酒具等 3 鋁合金 密度小 強(qiáng)度大 合金的成分不同 其性質(zhì)也不相同 如果改變某一合金元素的含量 合金的性質(zhì)也會(huì)發(fā)生改變 5金屬的冶煉 1 冶金 把金屬元素從礦石中化合態(tài)還原成游離態(tài)單質(zhì)的過(guò)程 2 本質(zhì) Mn ne M 4 過(guò)程 礦石富集去雜 冶煉 精煉 方法 富集法 熱分解法 熱還原法 CCOH2金屬 電解法 二銅 第四周期IB族 1結(jié)構(gòu) 29 2 8 18 1 1S22S22p63S23p63d104S1 3d104S1 具有還原性 弱氧化劑 強(qiáng)氧化劑 易失電子 失1e 失2e Ar 3d104S1 化合態(tài)常見(jiàn)化合價(jià) 1 2 Cu Cu2 例1寫出Cu Cu2 的電子排布式 價(jià)層電子排布式 價(jià)層電子排布圖 畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖 誰(shuí)更穩(wěn)定 為什么 例2Zn呢 5 2物性 2熔點(diǎn)1083 4 沸點(diǎn)2567 3密度8 92g cm3 質(zhì)軟 4具有良好的延展性 5具有良好的導(dǎo)熱 導(dǎo)電性 1純銅呈紫紅色 3化性 1 與非金屬反應(yīng) 銅銹銅綠 2Cu 4e 2Cu2 O2 4e 2H2O 4OH 2Cu O2 2H2O 2Cu OH 2 2Cu OH 2 CO2 Cu2 OH 2CO3 H2O 生成綠色固體 S 2Cu O2 H2O CO2 Cu2 OH 2CO3 燃燒 棕黃色煙 無(wú)火焰 加水黃綠色 綠色 濃 藍(lán)色 稀 6 2 與酸反應(yīng) 非氧化性酸 HClHBrH2SO4 稀 CH3COOH Cu H2SO4 H2O2 CuSO4 2H2O 現(xiàn)象 3Cu 4H2SO4 2KNO3 3CuSO4 K2SO4 2NO 4H2O 3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H2O 現(xiàn)象 Cu 4HNO3 濃 Cu NO3 2 2NO2 2H2O Cu 4H 2NO3 Cu2 2NO2 2H2O 3Cu 8H 2NO3 3Cu2 2NO 4H2O 3Cu 8HNO3 稀 3Cu NO3 2 2NO 4H2O 生成白色固體 刺激性氣味氣泡冒出 生成藍(lán)色溶液 刺激性紅棕色氣泡冒出 生成藍(lán)色溶液 無(wú)色氣體冒出 迅速變成刺激性的紅棕色氣體 Cu 2Fe3 Cu2 2Fe2 Cu 2Ag Cu2 2Ag 黃色溶液變成藍(lán)色 無(wú)色溶液變成藍(lán)色 7 CuSO4 Fe Cu FeSO4 粗銅 CuSO4 aq 或CuCl2 aq 純銅 Cu 2e Cu2 Cu2 2e Cu Fe 2e Fe2 Ni 2e Ni2 Zn 2e Zn2 黑色固體難溶于水 堿性氧化物 H2SO4HNO3HClCH3COOH 不穩(wěn)定性 磚紅色固體 Cu2O 2H Cu2 Cu H2O 酸性條件下歧化 生成藍(lán)色溶液和紅色固體 8 Cu OH 2 H2SO4 CuSO4 2H2O 三Cu OH 2 難溶水的藍(lán)色固體 不穩(wěn)定性 堿性 配合物 氨水 現(xiàn)象 弱氧化性 Cu OH 2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 2OH 4H2O 藍(lán)色沉淀溶解 生成深藍(lán)色溶液 新制Cu OH 2懸濁液氧化醛基 2ml10 NaOH 2 CuSO44 8滴 藍(lán)色絮狀沉淀 NaOH aq 過(guò)量 CuSO4 aq 滴加到NaOH aq 中 Cu2 2OH Cu OH 2 紅色沉淀生成 檢驗(yàn)醛基 9 四銅鹽 生成藍(lán)色沉淀 藍(lán)色沉淀溶解成深藍(lán)色溶液 深藍(lán)色晶體析出 CuSO4 2NH3 H2O Cu OH 2 NH4 2SO4 Cu2 2NH3 H2O Cu OH 2 2NH4 Cu OH 2 4NH3 H2O Cu NH3 4 OH 2 4H2O CuSO4 4NH3 H2O Cu NH3 4 SO4 H2O 3H2O Cu2 4NH3 H2O Cu NH3 4 2 4H2O 16mol 平面正方形 滴加氨水 最后加入乙醇 10 CuSO4 5H2O為 色晶體 俗稱 受熱失去結(jié)晶水 無(wú)水CuSO4為 遇水變 色 反應(yīng)方程式 常作干燥劑及作為 的檢驗(yàn)依據(jù) 平面正方形結(jié)構(gòu) 12mol 2堿式碳酸銅 Cu2 OH 2CO3 綠色固體難溶于水 Cu2 OH 2CO3 4HCl CuCl2 CO2 3H2O 11 五銅及其重要化合物間的轉(zhuǎn)化關(guān)系 12 J 例1Fe2 在下列溶液中能大量存在的是 H AH2O2BNH4NO3和NaHSO4的混合液CKMnO4溶液D 84 消毒液 NaClO E新制的氯水FNaOH溶液G濃氨水HKSCN溶液INa2CO3溶液JpH 1的硫酸溶液 例2下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A配制FeCl3溶液應(yīng)加少許HCl和少許Fe粉B將飽和的FeCl3溶液滴加到沸水中 會(huì)形成紅褐色的膠體 蒸干溶液并灼燒 得到Fe2O3C明礬用于飲用水的凈化 FeCl3用于工業(yè)凈水 鐵酸鈉 Na2FeO4 也是一種很好的凈水劑 DFeCl3溶液加入Zn粉 一定有Fe生成 BC 例3在FeCl3溶液中加少量Na2S溶液 溶液變渾濁 這時(shí)反應(yīng)的離子方程式是 如果再繼續(xù)加入Na2S溶液時(shí) 則出現(xiàn)黑色沉淀 此時(shí)反應(yīng)的離子方程式是 2Fe3 S2 2Fe2 S Fe2 S2 FeS 13 例4金屬銅能被FeCl3的濃溶液腐蝕 其化學(xué)反應(yīng)是 Cu 2FeCl3 2FeCl2 CuCl2 現(xiàn)將有銅的印刷線路板浸入FeCl3的濃溶液中 有9 6gCu被腐蝕掉 取出印刷線路板 向溶液中加入8 4g鐵粉 經(jīng)充分反應(yīng) 溶液中還存在4 8g不溶物 則 1 溶液中存在哪些離子 2 離子的物質(zhì)的量各是多少 Fe2 Cu2 Cl 例5將6g純鐵粉加入200mLFe2 SO4 3和CuSO4的混合溶液中充分反應(yīng)后得到200mL0 5mol L的FeSO4溶液和5 2g固體 求 1 反應(yīng)后生成銅多少克 2 加入鐵粉前Fe2 SO4 3物質(zhì)的量濃度 2 56g 0 1mol L 14 例6氧化銅有多種用途 如用作玻璃著色劑 油類脫硫劑等 為獲得純凈的氧化銅以探究其性質(zhì) 某同學(xué)用工業(yè)硫酸銅 含硫酸亞鐵等雜質(zhì) 進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn) 制備氧化銅 步驟I的目的是除不溶性雜質(zhì) 操作 步驟 的目的是除鐵 操作是 滴加H2O2溶液 稍加熱 當(dāng)Fe2 轉(zhuǎn)化完全后 慢慢加入Cu2 OH 2CO3粉末 攪拌 以控制溶液pH 3 5 加熱煮沸一段時(shí)間 過(guò)濾 用稀硫酸酸化濾液至pH 1 控制溶液pH 3 5的原因是 步驟 的目的是得到CuSO4 5H2O晶體 操作是 過(guò)濾 水浴加熱烘干 水浴加熱的特點(diǎn)是 探究氧化銅的性質(zhì) 取AB兩支試管 往A中先加入適量CuO粉末 再分別向AB中加入等體積的3 H2O2溶液 只觀察到A中有大量氣泡 結(jié)論是 為探究試管A中反應(yīng)的速率 收集氣體并測(cè)定其體積必需的實(shí)驗(yàn)儀有 加適量水溶解 攪拌 過(guò)濾 蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶 受熱均勻 溫度易于控制在100 以下 CuO可加快H2O2分解的反應(yīng)速率 是H2O2分解反應(yīng)的催化劑 秒表橡皮塞導(dǎo)管集氣瓶量筒 15 1金屬的一般性質(zhì) 16