高二化学 14铜和铜的化合物以及金属的冶炼培优教案.doc

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1、铜和铜的化合物以及金属的冶炼（一）网上课堂[本讲主要内容]铜元素在周期表中的位置、原子结构示意图，主要的物理性质和化学性质，铜的重要的化合物，Cu2+的检验，简介稀土金属。金属冶炼。[学习指导]1．铜的位置，结构和性质:29Cu位于周期表第4周期第ⅠB族中，相对原子质量为63.55，但计算中一般取64，原子结构示意图为，在化合物中呈+1，+2价。铜为紫红色，密度8.96g·cm-3，熔点1083.4℃沸点2567℃，有优良的导电，传热性和很好的延性及展性。铜是人类历史上最早使用的金属，我国是最早

2、使用铜器的国家之一，并且是青铜（80%Cu，15%Sn，5%Zn青铜作为合金其熔点较纯铜为低，但硬度却提高很多，质坚韧，易铸，）黄铜（60%Cu，40%Zn广泛用于制作仪器零件）和白铜（50-70%Cu，18-20%Ni，13-15%Zn主要用作刀具）等合金的首创者。铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜。现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，有协同铁的功能。在铁的生理代谢过程中，Fe2+氧化为Fe3+时需要铜蓝蛋白的催化氧化，以利Fe3+与蛋白质结合成铁蛋白合成血红

3、蛋白。铜在常温下不与干燥空气中的氧化合，加热时产生黑色的氧化铜2Cu+O22CuO，在潮湿的空气中久放后，表面会慢慢生成一层铜绿，2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3。在加热时，铜与卤素，硫等直接化合Cu+Cl22Cu+S铜与浓、稀硝酸，与热的浓硫酸反应，被氧化成Cu2+。Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O在金属活动性顺序表中，Cu居（H

4、）之后，所以不能与酸反应放出H2。2．铜的重要的化合物:（1）氧化亚铜(Cu2O，144)红色粉末，不溶于水，具有半导体性质，它对热十分稳定，加热到1200℃多度高温也不分解，是制造玻璃和搪瓷时的红色颜料。氧化亚铜溶于稀硫酸，立即发生歧化反应（2）氧化铜（CuO，80）黑色粉末，它对热也是稳定的，但加热超过800℃，也分解。4CuO2Cu2O+O2↑CuO是碱性氧化物，不溶于水，溶于酸成盐CuO+2HCl=CuCl2+H2OCuO有氧化性，加热时易被H2、C、CO、NH3等还原剂还原为铜。（3）

5、氢氧化铜[Cu(OH)298]CuSO2+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4淡蓝色Cu(OH)2不稳定，受热易分解Cu(OH)2CuO+H2O在溶液里加热到80℃，即脱水变成黑色的CuOCu(OH)2CuO+H2OCu(OH)2不溶于水，溶于酸成盐。（4）氯化铜（CuCl2，135）CuCl2在很浓的溶液中，显黄绿色，在浓溶液中显绿色，在稀溶液中显蓝色。黄色是由于[CuCl4]2-离子的存在，而蓝色是由于[Cu(H2O)6]2+离子的存在，两者并存显绿色。（5）硫酸铜（CuSO4，160

6、）氧化铜和稀硫酸反应，经蒸发浓缩可得CuSO4·5H2O，CuSO4·5H2O叫胆矾或蓝矾。CuSO4·5H2O在不同温度下，可以发生下列变化。CuSO4·5H2OCuSO4·3H2OCuSO4·H2OCuSO4CuO，所以在定量分析结晶硫酸铜中结晶水质量分数时，注意控制好温度，否则CuSO4会分解。无水硫酸铜是白色粉末，其吸水性很强，吸水后呈蓝色。硫酸铜是制备其它铜化合的重要原料。在农业上同石灰乳混合得到波尔多液，通常配方是：CuSO4·5H2O:CaO:H2O=1:1:100，波尔多液在农业

7、上，尤其在果园中是常用的杀菌剂。铜在自然界里天然铜很少，大多数以化合态存在，铜矿主要有黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]、赤铜矿（Cu2O）等。3．铜（Cu2+）离子的检验:在CuSO4溶液中滴入氨水，溶液中出现少量蓝色沉淀。2CuSO4+2NH3·H2O=(NH4)2SO4+Cu2(OH)2SO4↓，继续滴加氨水，沉淀溶解，溶液变成深蓝色，这是四氨合铜离子[Cu(NH3)4]2+的特征蓝色。Cu2(OH)2SO4+8NH3=[Cu(NH3)4]SO4+

8、[Cu(NH3)4](OH)2。离子方程式为Cu2(OH)2SO4+8NH3=2[Cu(NH3)4]2++SO42-+2OH-。也可写成一个方程式：CuSO4+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]SO4+4H2O用这个实验来检验Cu2+的存在。总结铜和铜的重要化合物之间的转化关系。此外Cu与浓、稀HNO3反应生成Cu(NO3)2。4．简介稀土金属:稀土金属共17种，其中镧系15种加上钪21Sc钇39Y，两种元素，叫稀土金属。我国内蒙古地区是生产稀土金属的重要基地。稀土元素原子外层电子排布十分相