資源簡(jiǎn)介

(共33張PPT)
第40講
銅鋅及其化合物
2025：基于主題教學(xué)的高考化學(xué)專題復(fù)習(xí)系列講座
2025
2024.1浙江卷-13題 含鋅化合物的性質(zhì)：鍍鋅鐵皮在氨水中發(fā)生電化學(xué)腐蝕
2024.1浙江卷-16題 銅的性質(zhì)探究：探究銅和濃硝酸反應(yīng)后溶液呈綠色的原因
2024安徽卷-9題 含銅化合物的性質(zhì)：制備[Cu(NH3)4]SO4溶液
2024安徽卷-11題 鋅及含鋅化合物的性質(zhì)：以新型水系鋅電池為載體，考察鋅及含鋅化合物的性質(zhì)
2024吉林卷-13題 含銅化合物和含鋅化合物的性質(zhì)探究：利用銅屑脫除鋅浸出液中的Cl-并制備Zn
2024河北卷-1題 化學(xué)與傳統(tǒng)文化：青銅器主要成分
2024山東卷-14題 含銅化合物的性質(zhì)：Cu2O性質(zhì)探究
2024湖南卷-7題 銅的性質(zhì)探究：探究銅和稀硝酸反應(yīng)
2024湖南卷-15題 含銅化合物的性質(zhì)：制備[Cu(CH3CN)4]ClO4
2024北京卷-18題 含銅化合物的性質(zhì)：利用黃銅礦生產(chǎn)純銅
2024年——銅鋅及其化合物考向考點(diǎn)統(tǒng)計(jì)
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一、銅及其化合物
（一）與銅及其化合物有關(guān)的重要反應(yīng)
1. 與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：
2. 與酸反應(yīng)：
3. 與某些鹽反應(yīng)：
Cu ＋2Fe3+＝2Fe2+ ＋ Cu2+
銅單質(zhì)
含銅化合物
2. +2價(jià)銅：
CuO+CH3CH2OH→Cu+CH3CHO+H2O
△
2Cu(OH)2+NaOH+CH3CHO →CH3COONa+Cu2O+3H2O
△
CuCl2 = Cu+Cl2↑
通電
1. +1價(jià)銅：
Cu2O+ 2H+=Cu+Cu2++H2O
歧化反應(yīng)
具有氧化性
3. +3價(jià)銅：
強(qiáng)氧化性
2NaCuO2 + 8HCl =2NaCl +2CuCl2 +Cl2↑+ 4 H2O
如：[Cu(H2O)4]2+ Cu(NH3)42+ CuCl42- Cu(NH3)2+
藍(lán)色 深藍(lán)色 黃綠色 無色
Cu ((H2O)42+ +4NH3.H2O = Cu(NH3)42++8H2O
[CuCl4]2-+4H2O [Cu(H2O)4]2+ +4Cl-
黃綠色
藍(lán)色
絳藍(lán)色溶液
[思考1]水分子與氨分子絡(luò)合銅離子的能力強(qiáng)弱關(guān)系如何？請(qǐng)用一個(gè)方程式證明你的推測(cè)。
[思考2]氫氧化銅與甘油的反應(yīng)原理？
重要含銅配離子
（二）銅的冶煉
1、黃銅礦(CuFeS2)——高溫冶煉黃銅礦
由黃銅礦（主要成分是CuFeS2）煉制精銅的工藝流程示意圖如圖1所示：
（1）在反射爐中，把銅精礦砂和石英砂混合加熱到1000℃左右，黃銅礦與空氣反應(yīng)生成Cu和Fe的低價(jià)硫化物，且部分Fe的硫化物轉(zhuǎn)變?yōu)镕e的低價(jià)氧化物．該過程中兩個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 、
，反射爐內(nèi)生成爐渣的主要成分是 。
FeSiO3
2
2
（2）冰銅（Cu2S 和FeS互相熔合而成）含Cu量為20%～50%。轉(zhuǎn)爐中，將冰銅加熔劑（石英砂）在1200℃左右吹入空氣進(jìn)行吹煉。冰銅中的Cu2S被氧化為Cu2O，生成的Cu2O與Cu2S反應(yīng)，生成含Cu量約為98.5%的粗銅，該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式分別是 。
（3）粗銅的電解精煉如圖2所示．在粗銅的電解過程中，粗銅板應(yīng)是圖中電極 （填圖中的字母）；在電極d上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 ，若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼? 。
Cu2++2e-=Cu
Au、Ag以單質(zhì)形式沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e以Fe2+的形式進(jìn)入電解液中。
C
2、CuS——生物煉銅
生物煉銅法是細(xì)菌利用空氣中的氧氣氧化硫化銅礦石，得到可溶性的銅鹽。
CuS(固)＋2O2 CuSO4
二、鋅及其化合物
1. 與酸反應(yīng)：
2. 與堿反應(yīng)：
Zn ＋2H+＝Zn2+ ＋ H2↑
Zn ＋2OH-＝ZnO22- ＋ H2↑
3. 與鹽反應(yīng)：
Zn ＋Fe2+＝Zn2+ ＋ Fe
Zn ＋Cu2+＝Zn2+ ＋ Cu
如：Zn(NH3)42+ ZnCl42- Zn(OH)42-
4. 重要含鋅配離子：
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考查方式一：直接考查銅、鋅元素化合物的基本性質(zhì)
【例1】（2024年湖南卷）某學(xué)生按圖示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①銅絲表面緩慢放出氣泡，錐形瓶?jī)?nèi)氣體呈紅棕色；②銅絲表面氣泡釋放速度逐漸加快，氣體顏色逐漸變深； ③一段時(shí)間后氣體顏色逐漸變淺，至幾乎無色；④錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，最終銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止。下列說法正確的是（ ）
C
A. 開始階段銅絲表面氣泡釋放速度緩慢，原因是銅絲在稀
HNO3中表面鈍化
B. 錐形瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了紅棕色氣體，表明銅和稀HNO3反應(yīng)生
成了NO2
C. 紅棕色逐漸變淺的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO
D. 銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，原因是硝酸消耗完全
【解析】A．金屬銅與稀硝酸不會(huì)產(chǎn)生鈍化。開始反應(yīng)速率較慢，可能的原因是銅表面有氧化銅，故A錯(cuò)誤；
B．由于裝置內(nèi)有空氣，銅和稀HNO3反應(yīng)生成的NO迅速被氧氣氧化為紅棕色的NO2，產(chǎn)生的NO2濃度逐漸增加，氣體顏色逐漸變深，故B錯(cuò)誤；
C．裝置內(nèi)氧氣逐漸被消耗，生成的NO2量逐漸達(dá)到最大值，同時(shí)裝置內(nèi)的NO2能與溶液中的H2O反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO，氣體顏色變淺，故C正確；
D．由于該裝置為密閉體系，生成的NO無法排出，逐漸將錐形瓶?jī)?nèi)液體壓入長(zhǎng)頸漏斗，銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，故D錯(cuò)誤。
【例2】（2024年山東卷）（不定項(xiàng)）鈞瓷是宋代五大名瓷之一，其中紅色鉤瓷的發(fā)色劑為Cu2O。為探究Cu2O的性質(zhì)，取等量少許Cu2O分別加入甲、乙兩支試管，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（ ）
A. 試管甲中新生成的沉淀為金屬Cu
B. 試管甲中沉淀的變化均體現(xiàn)了HNO3的氧化性
C. 試管乙實(shí)驗(yàn)可證明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物
D. 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)表明Cu2O為兩性氧化物
AC
實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
試管甲 滴加過量0.3mol/LHNO3溶液并充分振蕩，磚紅色沉淀轉(zhuǎn)化為另一顏色沉淀，溶液顯淺藍(lán)色；傾掉溶液，滴加濃硝酸，沉淀逐漸消失
試管乙 滴加過量6mol/L氨水并充分振蕩，沉淀逐漸溶解，溶液顏色為無色；靜置一段時(shí)間后，溶液顏色變?yōu)樯钏{(lán)色
【解析】A．Cu2O中滴加過量0.3mol/LHNO3溶液并充分振蕩，磚紅色沉淀轉(zhuǎn)化為另一顏色沉淀，溶液顯淺藍(lán)色，說明Cu2O轉(zhuǎn)化成Cu2+，Cu元素的化合價(jià)由+1價(jià)升至+2價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)可知，Cu元素的化合價(jià)還有由+1價(jià)降至0價(jià)，新生成的沉淀為金屬Cu，A項(xiàng)正確；
B．Cu2O與0.3mol/LHNO3發(fā)生的反應(yīng)為Cu2O+2HNO3=Cu(NO3)2+Cu+H2O，該過程中HNO3表現(xiàn)酸性，后滴加濃硝酸發(fā)生的反應(yīng)為Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，該過程中HNO3表現(xiàn)氧化性和酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
C．Cu2O中滴加過量6mol/L氨水充分振蕩，沉淀逐漸溶解得到無色溶液，靜置一段時(shí)間無色溶液變?yōu)樯钏{(lán)色，說明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物易被空氣中的O2氧化成深藍(lán)色[Cu(NH3)4]2+，C項(xiàng)正確；
D．既能與酸反應(yīng)生成鹽和水、又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物為兩性氧化物，Cu2O溶于6mol/L氨水形成的是配合物，Cu2O不屬于兩性氧化物，是堿性氧化物，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
【例3】（2023年山東卷）（不定項(xiàng)）一種制備Cu2O的工藝路線如圖所示，反應(yīng)Ⅱ所得溶液pH在3~4之間，反應(yīng)Ⅲ需及時(shí)補(bǔ)加NaOH以保持反應(yīng)在pH=5條件下進(jìn)行。常溫下，H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.3×10-8。下列說法正確的是（ ）
CD
A．反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應(yīng)
B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止NaHSO3被氧化
C．溶液Y可循環(huán)用于反應(yīng)Ⅱ所在操作單元吸收氣體Ⅰ
D．若Cu2O產(chǎn)量不變，參與反應(yīng)Ⅲ的X與CuSO4物質(zhì)的量之比 增大時(shí)，需補(bǔ)加NaOH的量減少
調(diào)pH=11
SO2
Na2SO3
Na2SO3
Na2SO3
NaHSO3
CO2
【解析】A．反應(yīng)Ⅰ是Cu和濃H2SO4反應(yīng)，生成SO2，是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是SO2和Na2CO3溶液反應(yīng)，生成NaHSO3、H2O和CO2，是非氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應(yīng)生成Cu2O，是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止Na2SO3被氧化，而不是NaHSO3，故B錯(cuò)誤；C．經(jīng)分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環(huán)用于反應(yīng)Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取Cu2O總反應(yīng)方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若Cu2O產(chǎn)量不變，增大 比，多的Na2SO3會(huì)消耗氫離子，用于控制pH值，可減少NaOH的量，故D正確；
調(diào)pH=11
考查方式二：結(jié)合工藝流程考查元素回收或物質(zhì)制備
【例4】（2024年北京卷）利用黃銅礦（主要成分為CuFeS2，含有SiO2等雜質(zhì)）生產(chǎn)純銅，流程示意圖如下。
（1）礦石在焙燒前需粉碎，其作用是________________________________。
（2）(NH4)2SO4的作用是利用其分解產(chǎn)生的SO3使礦石中的銅元素轉(zhuǎn)化為CuSO4。(NH4)2SO4發(fā)生熱分解的化學(xué)方程式是______________________。
增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分
CuSO4及其他雜質(zhì)
(NH4)2SO4
CuSO4
FeSO4
(3)礦石和過量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同質(zhì)量，在不同溫度下焙燒相同時(shí)間，測(cè)得：“吸收”過程氨吸收率和“浸銅”過程銅浸出率變化如圖；i．400℃和500℃時(shí)，固體B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)如表。
溫度/ B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)
400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2
500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO
①溫度低于425℃，隨焙燒溫度升高，銅浸出率顯著增大的原因是 ____________________________________________________
____________________________________________________。
②溫度高于425℃，根據(jù)焙燒時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)，解釋銅浸出率隨焙燒溫度升高而降低的原因是____________________________
溫度低于425℃，隨焙燒溫度升高，(NH4)2SO4分解產(chǎn)生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故銅浸出率顯著增加
溫度高于425℃，隨焙燒溫度升高
_________________________________________________________________________________________________。
，CuFeS2和CuSO4轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO，銅浸出率降低
(4)用離子方程式表示置換過程中加入Fe的目的__________________。
Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
CuSO4及其他雜質(zhì)
(NH4)2SO4
CuSO4
FeSO4
(5)粗銅經(jīng)酸浸處理，再進(jìn)行電解精煉；電解時(shí)用酸化的CuSO4溶液做電解液，并維持一定的c(H+)和c(Cu2+)。粗銅若未經(jīng)酸浸處理，消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量，原因是 __________________
_________________________________________________________。
粗銅若未經(jīng)酸浸處理，
其中雜質(zhì)會(huì)參與放電，則消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量
【例5】（2023年河北卷）閉環(huán)循環(huán)有利于提高資源利用率和實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的目標(biāo)。利用氨法浸取可實(shí)現(xiàn)廢棄物銅包鋼的有效分離，同時(shí)得到的CuCl可用于催化、醫(yī)藥、冶金等重要領(lǐng)域。工藝流程如下：
已知：室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8。回答下列問題：
[Cu(NH3)4]Cl2
[Cu(NH3)2]Cl
CuCl
Fe
(1)首次浸取所用深藍(lán)色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應(yīng)得到，其主要成分為 (填化學(xué)式)。
(2)濾渣的主要成分為 (填化學(xué)式)。
[Cu(NH3)4]Cl2
Fe
[Cu(NH3)4]Cl2
[Cu(NH3)2]Cl
CuCl
Fe
(3)浸取工序的產(chǎn)物為[Cu(NH3)2]Cl，該工序發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。浸取后濾液的一半經(jīng)氧化工序可得深藍(lán)色溶液①，氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O
[Cu(NH3)4]Cl2
[Cu(NH3)2]Cl
CuCl
Fe
(4)浸取工序宜在30℃~40℃之間進(jìn)行，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，浸取液再生后不需額外加熱即可進(jìn)行浸取的原因是 。
鹽酸和液氨反應(yīng)放熱
[Cu(NH3)4]Cl2
[Cu(NH3)2]Cl
CuCl
Fe
(5)補(bǔ)全中和工序中主反應(yīng)的離子方程式 [Cu(NH3)2]+ +2H+ + Cl- = + 。
(6)真空干燥的目的為 。
CuCl↓
2NH4+
防止干燥過程中CuCl被空氣中的O2氧化
[Cu(NH3)4]Cl2
[Cu(NH3)2]Cl
CuCl
Fe
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1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
（一）從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)
（1）Cu可失去1個(gè)e-，形成Cu+
d區(qū)元素
（2）Cu2+易得到1個(gè)e-，形成較為穩(wěn)定的3d10結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)氧化性。
（3） Cu+ 、Cu2+的核外均有空軌道，可形成系列配合物。
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s2
（1）Zn可失去2個(gè)e-，形成Zn2+；
d區(qū)元素
（2）Zn類似Al，具有兩性，與H+、OH-均可反應(yīng)；
（3） Zn2+的核外均有空軌道，可形成系列配合物。
（二）從價(jià)、類二維圖角度認(rèn)識(shí)元素化合物轉(zhuǎn)化規(guī)律
0
價(jià)態(tài)
+1
+2
+3
單質(zhì) 氧化物 堿 鹽 絡(luò)離子
類別
Cu
Cu2O
CuO
CuOH
Cu(OH)2
Cu+
Cu2+
NaCuO2
Cu(NH3)2+
Cu(NH3)42+
Cu(H2O)42+
CuCl42-
CuCl2-
Cu(OH)42-
0
價(jià)態(tài)
+2
單質(zhì) 氧化物 堿 鹽 絡(luò)離子
類別
Zn
ZnO
Zn(OH)2
Zn2+
ZnO22-
Zn(NH3)42+
ZnCl42-
Zn(OH)42-
Zn(CN)42-
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（1）注重結(jié)構(gòu)觀和價(jià)態(tài)觀的建立。對(duì)于銅、鋅等過渡金屬元素的學(xué)習(xí)，抓住其原子結(jié)構(gòu)和價(jià)態(tài)兩條主線，從氧化還原角度認(rèn)識(shí)其變價(jià)特征；從有空的3d軌道角度，認(rèn)識(shí)其可形成諸多絡(luò)離子。
教、學(xué)建議
（2）促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。從金屬元素的一般特性出發(fā)，從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)兩個(gè)角度構(gòu)建價(jià)類二維轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一般思路。
（3）注重模塊間知識(shí)的打通融合。銅、鋅及其化合物在無機(jī)、有機(jī)、結(jié)構(gòu)、原理等模塊中均有涉獵，學(xué)習(xí)中要有意識(shí)的實(shí)現(xiàn)素材融通。第40講-銅鋅及其化合物
1．（2024·吉林高考真題）某工廠利用銅屑脫除鋅浸出液中的Cl-并制備Zn，流程如下“脫氯”步驟僅Cu元素化合價(jià)發(fā)生改變。下列說法正確的是（ ）
鋅浸出液中相關(guān)成分(其他成分無干擾)
離子 Zn2+ Cu2+ Cl-
濃度 145 0.03 1
A. “浸銅”時(shí)應(yīng)加入足量H2O2，確保銅屑溶解完全
B. “浸銅”反應(yīng)：2Cu+4H++H2O2=2Cu2++H2↑+2H2O
C. “脫氯”反應(yīng)：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl
D. 脫氯液凈化后電解，可在陽極得到Zn
2．（2023.1浙江高考真題）硫酸銅應(yīng)用廣泛，下列說法不正確的是（ ）
A．Cu元素位于周期表p區(qū) B．硫酸銅屬于強(qiáng)電解質(zhì)
C．硫酸銅溶液呈酸性 D．硫酸銅能使蛋白質(zhì)變性
3．（2020·全國(guó)高考真題）宋代《千里江山圖》描繪了山清水秀的美麗景色，歷經(jīng)千年
色彩依然，其中綠色來自孔雀石顏料(主要成分為Cu(OH)2·CuCO3)，青色來自藍(lán)銅礦顏料(主要成分為Cu(OH)2·2CuCO3)。下列說法錯(cuò)誤的是（）
A．保存《千里江山圖》需控制溫度和濕度
B．孔雀石、藍(lán)銅礦顏料不易被空氣氧化
C．孔雀石、藍(lán)銅礦顏料耐酸耐堿
D．Cu(OH)2·CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2·2CuCO3
4．（2019·海南高考真題）我國(guó)古代典籍中有“石膽……淺碧色，燒之變白色者真”的記
載，其中石膽是指（）
A．CuSO4·5H2O B．FeSO4·7H2O
C．ZnSO4·7H2O D．KAl(SO4)2·12H2O
5．（2012·上海高考真題）火法煉銅首先要焙燒黃銅礦，其反應(yīng)為：2CuFeS2+O2→Cu2S+2FeS+SO2；下列說法正確的是（）
A．SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物
B．CuFeS2僅作還原劑，硫元素被氧化
C．每生成1 molCu2S，有4mol硫被氧化
D．每轉(zhuǎn)移1.2 mol電子，有0．2 mol硫被氧化
6．（2022·山東高考真題）高壓氫還原法可直接從溶液中提取金屬粉。以硫化銅精礦(含Zn、Fe元素的雜質(zhì))為主要原料制備Cu粉的工藝流程如下，可能用到的數(shù)據(jù)見下表。
Fe(OH)3 Cu(OH)2 Zn(OH)2
開始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列說法錯(cuò)誤的是（）
A．固體X主要成分是和S；金屬M(fèi)為Zn
B．浸取時(shí)，增大壓強(qiáng)可促進(jìn)金屬離子浸出
C．中和調(diào)pH的范圍為3.2~4.2
D．還原時(shí)，增大溶液酸度有利于Cu的生成
7．（2023年浙江高考真題）某研究小組制備納米，再與金屬有機(jī)框架)材料復(fù)合制備熒光材料，流程如下：
已知：①含鋅組分間的轉(zhuǎn)化關(guān)系：
②是的一種晶型，以下穩(wěn)定。
請(qǐng)回答：
(1)步驟Ⅰ，初始滴入ZnSO4溶液時(shí)，體系中主要含鋅組分的化學(xué)式是 。
(2)下列有關(guān)說法不正確的是___________。
A．步驟Ⅰ，攪拌的作用是避免反應(yīng)物濃度局部過高，使反應(yīng)充分
B．步驟Ⅰ，若將過量NaOH溶液滴入ZnSO4溶液制備，可提高ZnSO4的利用率
C．步驟Ⅱ，為了更好地除去雜質(zhì)，可用50℃的熱水洗滌
D．步驟Ⅲ，控溫煅燒的目的是為了控制ZnO的顆粒大小
(3)步驟Ⅲ，盛放樣品的容器名稱是 。
(4)用和過量反應(yīng)，得到的沉淀可直接控溫煅燒得納米，沉淀無需洗滌的原因是 。
(5)為測(cè)定納米產(chǎn)品的純度，可用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。從下列選項(xiàng)中選擇合理的儀器和操作，補(bǔ)全如下步驟[“___________”上填寫一件最關(guān)鍵儀器，“(___________)”內(nèi)填寫一種操作，均用字母表示]。
用___________(稱量樣品)→用燒杯(___________)→用___________(___________)→用移液管(___________)→用滴定管(盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴定)
儀器：a、燒杯；b、托盤天平；c、容量瓶；d、分析天平；e、試劑瓶
操作：f、配制一定體積的Zn2+溶液；g、酸溶樣品；h、量取一定體積的溶液；i、裝瓶貼標(biāo)簽
(6)制備的熒光材料可測(cè)濃度。已知的熒光強(qiáng)度比值與在一定濃度范圍內(nèi)的關(guān)系如圖。
某研究小組取人血漿銅藍(lán)蛋白(相對(duì)分子質(zhì)量)，經(jīng)預(yù)處理，將其中元素全部轉(zhuǎn)化為并定容至。取樣測(cè)得熒光強(qiáng)度比值為10.2，則1個(gè)血漿銅藍(lán)蛋白分子中含 個(gè)銅原子。
8．（2022.6浙江高考真題）化合物X由三種元素組成，某實(shí)驗(yàn)小組按如下流程進(jìn)行
相關(guān)實(shí)驗(yàn)：
化合物X在空氣中加熱到，不發(fā)生反應(yīng)。請(qǐng)回答：
（1）組成X的三種元素為_______；X的化學(xué)式為_______。
（2）溶液C的溶質(zhì)組成為_______(用化學(xué)式表示)。
（3）①寫出由X到A的化學(xué)方程式_______。
②X難溶于水，但可溶于氨水中，寫出該反應(yīng)的離子方程式_______。
（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)尾氣中相對(duì)活潑的2種氣體_______。
第40講-銅鋅及其化合物答案及解析
1．【答案】C
【解析】銅屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反應(yīng)的離子方程式為Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，再加入鋅浸出液進(jìn)行“脫氯”，“脫氯”步驟中僅Cu元素的化合價(jià)發(fā)生改變，得到CuCl固體，可知“脫氯”步驟發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，過濾得到脫氯液，脫氯液凈化后電解，Zn2+可在陰極得到電子生成Zn。A．由分析得，“浸銅”時(shí)，銅屑不能溶解完全，Cu在“脫氯”步驟還需要充當(dāng)還原劑，故A錯(cuò)誤；B．“浸銅”時(shí)，銅屑中加入H2SO4和H2O2得到Cu2+，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O，故B錯(cuò)誤；C．“脫氯”步驟中僅Cu元素的化合價(jià)發(fā)生改變，得到CuCl固體，即Cu的化合價(jià)升高，Cu2+的化合價(jià)降低，發(fā)生歸中反應(yīng)，化學(xué)方程式為：Cu+Cu2++2Cl-=2CuCl↓，故C正確；D．脫氯液凈化后電解，Zn2+應(yīng)在陰極得到電子變?yōu)閆n，故D錯(cuò)誤；
2．【答案】A
【解析】A．Cu為29號(hào)元素，位于IB族，屬于ds區(qū)元素，故A錯(cuò)誤；B．硫酸銅屬于鹽類，在水溶液中能完全電離，屬于強(qiáng)電解質(zhì)，故B正確；C．硫酸銅為強(qiáng)酸弱堿鹽，銅離子水解使溶液呈酸性，故C正確；D．銅離子為重金屬離子，能使蛋白質(zhì)變性，故D正確。
3．【答案】C
【解析】A．字畫主要由紙張和絹、綾、錦等織物構(gòu)成，為防止受潮和氧化，保存古代
字畫時(shí)要特別注意控制適宜的溫度和濕度，A說法正確；B．由孔雀石和藍(lán)銅礦的化學(xué)成分可知，其中的銅元素、碳元素和氫元素均處于最高價(jià)，其均為自然界較穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)，因此，用其所制作的顏料不易被空氣氧化，B說法正確；C．孔雀石和藍(lán)銅礦的主要成分均可與酸反應(yīng)生成相應(yīng)的銅鹽，因此，用其制作的顏料不耐酸腐蝕，C說法錯(cuò)誤；D．因?yàn)闅溲趸~中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于碳酸銅，所以Cu(OH)2 CuCO3中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于Cu(OH)2 2CuCO3，D說法正確。綜上所述，相關(guān)說法錯(cuò)誤的是C，故本題答案為C。
4．【答案】A
【解析】在選項(xiàng)給出的四種物質(zhì)中只有、晶體有色，而
和均為無色晶體，加熱分解生成CuSO4和H2O，CuSO4呈白色；而加熱發(fā)生分解反應(yīng)，生成的Fe2O3呈紅棕色，所以符合題意的物質(zhì)是，故合理選項(xiàng)是A。
5．【答案】AD
【解析】由反應(yīng)方程式知在反應(yīng)中CuFeS2中Cu化合價(jià)降低還原為Cu2S、CuFeS2中1/4的S化合價(jià)升高，被氧化為SO2；O2在反應(yīng)后化合價(jià)降低，還原為SO2，因此可知SO2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物，A項(xiàng)正確；CuFeS2既是氧化劑又是還原劑，B項(xiàng)錯(cuò)誤；每生成1molCu2S，有1molS被氧化，C項(xiàng)錯(cuò)誤；利用反應(yīng)知轉(zhuǎn)移6mole-,有1molS被氧化，D項(xiàng)正確。
6．【答案】D
【解析】CuS精礦(含有雜質(zhì)Zn、Fe元素)在高壓O2作用下，用硫酸溶液浸取，CuS反
應(yīng)產(chǎn)生為CuSO4、S、H2O，F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+，然后加入NH3調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中，過濾得到的濾渣中含有S、Fe(OH)3；濾液中含有Cu2+、Zn2+；然后向?yàn)V液中通入高壓H2，根據(jù)元素活動(dòng)性：Zn＞H＞Cu，Cu2+被還原為Cu單質(zhì)，通過過濾分離出來；而Zn2+仍然以離子形式存在于溶液中，再經(jīng)一系列處理可得到Zn單質(zhì)。A．經(jīng)過上述分析可知固體X主要成分是S、Fe(OH)3，金屬M(fèi)為Zn，A正確；B．CuS難溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O2的濃度，可以反應(yīng)消耗S2-，使之轉(zhuǎn)化為S，從而使沉淀溶解平衡正向移動(dòng)，從而可促進(jìn)金屬離子的浸取，B正確；C．根據(jù)流程圖可知：用NH3調(diào)節(jié)溶液pH時(shí)，要使Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以離子形式存在于溶液中，結(jié)合離子沉淀的pH范圍，可知中和時(shí)應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH范圍為3.2～4.2，C正確；D．在用H2還原Cu2+變?yōu)镃u單質(zhì)時(shí)，H2失去電子被氧化為H+，與溶液中OH-結(jié)合形成H2O，若還原時(shí)增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于H2失去電子還原Cu單質(zhì)，因此不利于Cu的生成，D錯(cuò)誤；故合理選項(xiàng)是D。
7．【答案】(1)[Zn(OH)4]2-
(2)BC
(3)坩堝
(4)雜質(zhì)中含有CH3COO-、CO32-、NH4+，在控溫煅燒過程中分解或被氧化為氣體而除去
(5)d→(g)→c(f)→(h)
(6)8
【解析】本題為一道無機(jī)物制備類的工業(yè)流程題，首先向氫氧化鈉溶液中滴加硫酸鋅溶液并攪拌，此時(shí)生成，分離出后再控溫煅燒生成納米氧化鋅，進(jìn)一步處理后得到最終產(chǎn)品，以此解題。（1）初始滴入溶液時(shí)，氫氧化鈉過量，根據(jù)信息①可知，體系中主要含鋅組分的化學(xué)式是；（2）A．步驟Ⅰ，攪拌可以使反應(yīng)物充分接觸，加快反應(yīng)速率，避免反應(yīng)物濃度局部過高，A正確；B．根據(jù)信息①可知，氫氧化鈉過量時(shí)，鋅的主要存在形式是，不能生成，B錯(cuò)誤；C．由信息②可知， 以下穩(wěn)定，故在用的熱水洗滌時(shí)會(huì)導(dǎo)致，分解為其他物質(zhì)，C錯(cuò)誤；D．由流程可知，控溫煅燒時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)化為納米氧化鋅，故控溫煅燒的目的是為了控制的顆粒大小，D正確；（3）給固體藥品加熱時(shí)，應(yīng)該用坩堝，故步驟Ⅲ，盛放樣品的容器名稱是坩堝；（4）兩者反應(yīng)時(shí)，除了生成固體ZnO外，還會(huì)生成二氧化碳，氨氣和水蒸氣，即雜志都是氣體，故沉淀不需要洗滌的原因是：雜質(zhì)中含有，在控溫煅燒過程中分解或被氧化為氣體而除去；（5）為了使測(cè)定結(jié)果盡可能準(zhǔn)確，故可以用分析天平稱量ZnO的質(zhì)量，選擇d，隨后可以用酸來溶解氧化鋅，故選g，溶解后可以用容量瓶配制一定濃度的溶液，故選c(f)，再用移液管量取一定體積的配好的溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故選h，故答案為d→(g)→c(f)→(h)；（6）人血漿銅藍(lán)蛋白的物質(zhì)的量n(人血漿銅藍(lán)蛋白)= ，由于實(shí)驗(yàn)測(cè)得熒光強(qiáng)度比值為10.2，則銅離子濃度n(Cu2+)= ，則1個(gè)血漿銅藍(lán)蛋白分子中含8個(gè)銅原子。
8．【答案】
（1） BA．Cu、O BaCu3O4
（2）HCl、H2SO4
（3） 2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu+N2+2H2O
BaCu3O4+12NH3H2O＝3Cu(NH3)+Ba2＋+8OH－+8H2O
（4）將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置尾氣出口，若變藍(lán)，說明尾氣中有NH3。將尾氣通入冷
的集氣瓶中，若有液珠，說明有H2O。
【解析】化合物X由三種元素組成，在加熱條件下和足量氨氣反應(yīng)生成固體混合物A，
A和鹽酸反應(yīng)生成0.960g紫紅色固體應(yīng)該是Cu，無色溶液B中加入0.015mol稀硫酸生成白色沉淀1.165g應(yīng)該是BaSO4，無色溶液C中加入足量BaCl2溶液生成白色沉淀2.330g是BaSO4，據(jù)此解答。
（1）根據(jù)以上分析可知Cu的物質(zhì)的量是0.96g÷64g/mol＝0.015mol，第一次生成硫酸
鋇的物質(zhì)的量是1.165g÷233g/mol＝0.005mol，第二次生成硫酸鋇的物質(zhì)的量是2.33g÷233g/mol＝0.01mol，因此1.965gX中一定含有0.96gCu，Ba的質(zhì)量是0.005mol×137g/mol＝0.685g，二者質(zhì)量之和是1.645g＜1.965g，相差0.32g，根據(jù)原子守恒可知應(yīng)該是氧元素，物質(zhì)的量是0.32g÷16g/mol＝0.02mol，則BA．Cu、O三種原子的個(gè)數(shù)之比是1：3：4，所以組成X的三種元素為BA．Cu、O，X的化學(xué)式為BaCu3O4。
（2）根據(jù)氯原子原子守恒以及溶液C仍然能與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇可知溶液C的溶
質(zhì)組成為HCl、H2SO4。
（3）①反應(yīng)中Cu元素化合價(jià)降低，得到電子，則氨氣中氮元素化合價(jià)升高，被氧化
生成氮?dú)猓鶕?jù)原子守恒可知由X到A的化學(xué)方程式為2NH3+BaCu3O4Ba(OH)2+3Cu
+N2+2H2O。
②X難溶于水，但可溶于氨水中，說明有Cu(NH3)生成，所以該反應(yīng)的離子方程式為
BaCu3O4+12NH3H2O＝3Cu(NH3)+Ba2＋+8OH－+8H2O。
（4）反應(yīng)中氨氣可能過量，高溫下水是氣態(tài)，氮?dú)庑再|(zhì)穩(wěn)定，所以需要檢驗(yàn)的是氨氣
和水蒸氣，實(shí)驗(yàn)方案為：將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙置尾氣出口，若變藍(lán)，說明尾氣中有NH3。將尾氣通入冷的集氣瓶中，若有液珠，說明有H2O。
(
1
)銅鋅及其化合物
知識(shí)重構(gòu)
1.銅及其化合物
（1）銅單質(zhì)
①與非金屬單質(zhì)反應(yīng)：Cu+Cl2CuCl2 2Cu+SCu2S
②與酸反應(yīng)：Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2 ↑+2H2O
Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2 ↑+2H2O
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑+4H2O
③與某些鹽反應(yīng)：Cu＋2Fe3+＝2Fe2+＋Cu2+
（2）含銅化合物
①+1價(jià)銅：歧化反應(yīng)Cu2O+ 2H+=Cu+Cu2++H2O
②+2價(jià)銅：具有氧化性 CuO+CH3CH2OH→Cu+CH3CHO+H2O
2Cu(OH)2+NaOH+CH3CHO→CH3COONa+Cu2O+3H2O
③+3價(jià)銅：具有強(qiáng)氧化性 2NaCuO2 + 8HCl =2NaCl +2CuCl2 +Cl2↑+ 4 H2O
④含銅絡(luò)離子：[Cu(H2O)4]2+ Cu(NH3)42+ CuCl42- Cu(NH3)2+
藍(lán)色 深藍(lán)色 黃綠色 無色
Cu ((H2O)42++ +4NH3.H2O = Cu(NH3)42++4H2O
[Cu Cl4]2-+ 4H2O [Cu(H2O)4]2++4Cl-
2.鋅及其化合物
（1）與酸反應(yīng)：Zn＋2H+＝Zn2+＋H2↑
（2）與堿反應(yīng)：Zn＋2OH-＝ZnO22-＋H2↑
（3）與鹽反應(yīng)：Zn＋Fe2+＝Zn2+＋Fe Zn＋Cu2+＝Zn2+＋Cu
（4）形成絡(luò)離子：Zn(NH3)42+、ZnCl42- 、Zn(OH)42-
二、重溫經(jīng)典
【例1】（2024年湖南卷）某學(xué)生按圖示方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到以下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①銅絲表面緩慢放出氣泡，錐形瓶?jī)?nèi)氣體呈紅棕色；②銅絲表面氣泡釋放速度逐漸加快，氣體顏色逐漸變深； ③一段時(shí)間后氣體顏色逐漸變淺，至幾乎無色；④錐形瓶中液面下降，長(zhǎng)頸漏斗中液面上升，最終銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止。下列說法正確的是（ ）
A. 開始階段銅絲表面氣泡釋放速度緩慢，原因是銅絲在稀HNO3中表面鈍化
B. 錐形瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)了紅棕色氣體，表明銅和稀HNO3反應(yīng)生成了NO2
C. 紅棕色逐漸變淺的主要原因是3NO2+H2O=2HNO3+NO
D. 銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，原因是硝酸消耗完全
【答案】C
【解析】A．金屬銅與稀硝酸不會(huì)產(chǎn)生鈍化。開始反應(yīng)速率較慢，可能的原因是銅表面有氧化銅，故A錯(cuò)誤；B．由于裝置內(nèi)有空氣，銅和稀HNO3反應(yīng)生成的NO迅速被氧氣氧化為紅棕色的NO2，產(chǎn)生的NO2濃度逐漸增加，氣體顏色逐漸變深，故B錯(cuò)誤；C．裝置內(nèi)氧氣逐漸被消耗，生成的NO2量逐漸達(dá)到最大值，同時(shí)裝置內(nèi)的NO2能與溶液中的H2O反應(yīng)3NO2+H2O=2HNO3+NO，氣體顏色變淺，故C正確；D．由于該裝置為密閉體系，生成的NO無法排出，逐漸將錐形瓶?jī)?nèi)液體壓入長(zhǎng)頸漏斗，銅絲與液面脫離接觸，反應(yīng)停止，故D錯(cuò)誤。
【例2】（2024年山東卷）（不定項(xiàng)）鈞瓷是宋代五大名瓷之一，其中紅色鉤瓷的發(fā)色劑為Cu2O。為探究Cu2O的性質(zhì)，取等量少許Cu2O分別加入甲、乙兩支試管，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是（ ）
實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象
試管甲 滴加過量0.3mol/LHNO3溶液并充分振蕩，磚紅色沉淀轉(zhuǎn)化為另一顏色沉淀，溶液顯淺藍(lán)色；傾掉溶液，滴加濃硝酸，沉淀逐漸消失
試管乙 滴加過量6mol/L氨水并充分振蕩，沉淀逐漸溶解，溶液顏色為無色；靜置一段時(shí)間后，溶液顏色變?yōu)樯钏{(lán)色
【
試管甲中新生成的沉淀為金屬Cu
B. 試管甲中沉淀的變化均體現(xiàn)了HNO3的氧化性
C. 試管乙實(shí)驗(yàn)可證明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物
D. 上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)表明Cu2O為兩性氧化物
【答案】AC
【解析】A．Cu2O中滴加過量0.3mol/LHNO3溶液并充分振蕩，磚紅色沉淀轉(zhuǎn)化為另一顏色沉淀，溶液顯淺藍(lán)色，說明Cu2O轉(zhuǎn)化成Cu2+，Cu元素的化合價(jià)由+1價(jià)升至+2價(jià)，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)可知，Cu元素的化合價(jià)還有由+1價(jià)降至0價(jià)，新生成的沉淀為金屬Cu，A項(xiàng)正確；B．Cu2O與0.3mol/LHNO3發(fā)生的反應(yīng)為Cu2O+2HNO3=Cu(NO3)2+Cu+H2O，該過程中HNO3表現(xiàn)酸性，后滴加濃硝酸發(fā)生的反應(yīng)為Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O，該過程中HNO3表現(xiàn)氧化性和酸性，B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．Cu2O中滴加過量6mol/L氨水充分振蕩，沉淀逐漸溶解得到無色溶液，靜置一段時(shí)間無色溶液變?yōu)樯钏{(lán)色，說明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物易被空氣中的O2氧化成深藍(lán)色[Cu(NH3)4]2+，C項(xiàng)正確；D．既能與酸反應(yīng)生成鹽和水、又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物為兩性氧化物，Cu2O溶于6mol/L氨水形成的是配合物，Cu2O不屬于兩性氧化物，是堿性氧化物，D項(xiàng)錯(cuò)誤；
【例3】（2023年山東卷）（不定項(xiàng)）一種制備Cu2O的工藝路線如圖所示，反應(yīng)Ⅱ所得溶液pH在3~4之間，反應(yīng)Ⅲ需及時(shí)補(bǔ)加NaOH以保持反應(yīng)在pH=5條件下進(jìn)行。常溫下，H2SO3的電離平衡常數(shù)Ka1=1.3×10-2，Ka2=6.3×10-8。下列說法正確的是（ ）
(
調(diào)
pH=11
調(diào)
pH=11
)
A．反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均為氧化還原反應(yīng)
B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止NaHSO3被氧化
C．溶液Y可循環(huán)用于反應(yīng)Ⅱ所在操作單元吸收氣體Ⅰ
D．若Cu2O產(chǎn)量不變，參與反應(yīng)Ⅲ的X與CuSO4物質(zhì)的量比增大時(shí)，需補(bǔ)加NaOH的量減少
【答案】CD
【解析】A．反應(yīng)Ⅰ是Cu和濃H2SO4反應(yīng)，生成SO2，是氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是SO2和Na2CO3溶液反應(yīng)，生成NaHSO3、H2O和CO2，是非氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ是Na2SO3和CuSO4反應(yīng)生成Cu2O，是氧化還原反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；B．低溫真空蒸發(fā)主要目的是防止Na2SO3被氧化，而不是NaHSO3，故B錯(cuò)誤；C．經(jīng)分析溶液Y的成分是Na2SO3溶液，可循環(huán)用于反應(yīng)Ⅱ的操作單元吸收SO2氣體(氣體Ⅰ)，故C正確；D．制取Cu2O總反應(yīng)方程式是2CuSO4+3Na2SO3= Cu2O+2SO2↑+3Na2SO4，化合物X是指Na2SO3，若Cu2O產(chǎn)量不變，增大比，多的Na2SO3會(huì)消耗氫離子，用于控制pH值，可減少NaOH的量，故D正確；
【例4】（2024年北京卷）利用黃銅礦（主要成分為CuFeS2，含有SiO2等雜質(zhì)）生產(chǎn)純銅，流程示意圖如下。
（1）礦石在焙燒前需粉碎，其作用是________________________________。
（2）(NH4)2SO4的作用是利用其分解產(chǎn)生的SO3使礦石中的銅元素轉(zhuǎn)化為CuSO4。(NH4)2SO4發(fā)生熱分解的化學(xué)方程式是_______________
(3)礦石和過量(NH4)2SO4按一定比例混合，取相同質(zhì)量，在不同溫度下焙燒相同時(shí)間，測(cè)得：“吸收”過程氨吸收率和“浸銅”過程銅浸出率變化如圖；i．400℃和500℃時(shí)，固體B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)如表。
溫度/℃ B中所含銅、鐵的主要物質(zhì)
400 Fe2O3、CuSO4、CuFeS2
500 Fe2(SO4)3、CuSO4、CuO
①溫度低于425℃，隨焙燒溫度升高，銅浸出率顯著增大的原因是___________________
____________________________________________________。
②溫度高于425℃，根據(jù)焙燒時(shí)可能發(fā)生的反應(yīng)，解釋銅浸出率隨焙燒溫度升高而降低的原因是___________________________
(4)用離子方程式表示置換過程中加入Fe的目的__________________。
(5)粗銅經(jīng)酸浸處理，再進(jìn)行電解精煉；電解時(shí)用酸化的CuSO4溶液做電解液，并維持一定的c(H+)和c(Cu2+)。粗銅若未經(jīng)酸浸處理，消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量，原因是________________________________________________________________________。
【答案】
（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分
（2）
（3）①溫度低于，隨焙燒溫度升高，(NH4)2SO4分解產(chǎn)生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故銅浸出率顯著增加
②溫度高于，隨焙燒溫度升高發(fā)生反應(yīng)：，CuFeS2和CuSO4轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO，銅浸出率降低
（4）Fe+Cu2+=Cu+Fe2+
(
CuSO
4
及其他雜質(zhì)
(NH
4
)
2
SO
4
CuSO
4
FeSO
4
)（5）粗銅若未經(jīng)酸浸處理，其中雜質(zhì)Fe會(huì)參與放電，則消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量
【解析】
（1）礦石在焙燒前需粉碎，可以增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分
（2）(NH4)2SO4分解為非氧化還原反應(yīng)，故化學(xué)方程式為。
（3）①溫度低于，隨焙燒溫度升高，(NH4)2SO4分解產(chǎn)生的SO3增多，可溶物CuSO4含量增加，故銅浸出率顯著增加
②溫度高于，隨焙燒溫度升高發(fā)生反應(yīng)：，CuFeS2和CuSO4轉(zhuǎn)化成難溶于水的CuO，銅浸出率降低
（4）加入Fe置換銅，反應(yīng)的離子方程式為Fe+Cu2+=Cu+Fe2+。
（5）粗銅中含有Fe雜質(zhì)，加酸可以除Fe，但粗銅若未經(jīng)酸浸處理，其中雜質(zhì)Fe會(huì)參與放電，則消耗相同電量時(shí)，會(huì)降低得到純銅的量。
【例5】（2023年河北卷）閉環(huán)循環(huán)有利于提高資源利用率和實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的目標(biāo)。利用氨法浸取可實(shí)現(xiàn)廢棄物銅包鋼的有效分離，同時(shí)得到的CuCl可用于催化、醫(yī)藥、冶金等重要領(lǐng)域。工藝流程如下：
已知：室溫下的Ksp(CuCl)=10-6.8。回答下列問題：
(1)首次浸取所用深藍(lán)色溶液①由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應(yīng)得到，其主要成分為 (填化學(xué)式)。
(2)濾渣的主要成分為 (填化學(xué)式)。
(3)浸取工序的產(chǎn)物為[Cu(NH3)2]Cl，該工序發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。浸取后濾液的一半經(jīng)氧化工序可得深藍(lán)色溶液①，氧化工序發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。
(4)浸取工序宜在30~40℃之間進(jìn)行，當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，浸取液再生后不需額外加熱即可進(jìn)行浸取的原因是 。
(5)補(bǔ)全中和工序中主反應(yīng)的離子方程式[Cu(NH3)2]++2H++Cl-= + 。
(6)真空干燥的目的為 。
【答案】
（1）[Cu(NH3)4]Cl2
（2）Fe
（3）[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl
8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O
（4）鹽酸和液氨反應(yīng)放熱
（5）CuCl↓ 2NH4+
（6）防止干燥過程中CuCl被空氣中的O2氧化
【解析】
(
[
Cu(
NH
3
)
4
]Cl
2
)
(
[
Cu(
NH
3
)
2
]Cl
) (
Fe
)
(
CuCl
)
由題給流程可知，銅包鋼用由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應(yīng)得到的二氯化四氨合銅深藍(lán)色溶液浸取，將銅轉(zhuǎn)化為一氯化二氨合亞銅，過濾得到含有鐵的濾渣和一氯化二氨合亞銅濾液；將濾液的一半經(jīng)氧化工序?qū)⒁宦然焙蟻嗐~可以循環(huán)使用的二氯化四氨合銅；濾液的一半加入加入硫酸、鹽酸中和，將一氯化二氨合亞銅轉(zhuǎn)化為硫酸亞銅和氯化亞銅沉淀，過濾得到含有硫酸銨、硫酸亞銅的濾液和氯化亞銅；氯化亞銅經(jīng)鹽酸、乙醇洗滌后，真空干燥得到氯化亞銅；硫酸亞銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)生成海綿銅。
（1）由分析可知，由銅毛絲、足量液氨、空氣和鹽酸反應(yīng)得到的深藍(lán)色溶液①為二氯化四氨合銅，故答案為：[Cu(NH3)4]Cl2；
（2）由分析可知，濾渣的主要成分為鐵，故答案為：Fe；
（3）由分析可知，浸取工序發(fā)生的反應(yīng)為二氯化四氨合銅溶液與銅反應(yīng)生成一氯化二氨合亞銅，反應(yīng)的化學(xué)方程式為[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl；氧化工序中一氯化二氨合亞銅發(fā)生的反應(yīng)為一氯化二氨合亞銅溶液與氨水、氧氣反應(yīng)生成二氯化四氨合銅和水，反應(yīng)的離子方程式為8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O，故答案為：[Cu(NH3)4]Cl2+Cu=2[Cu(NH3)2]Cl、8NH3+4[Cu(NH3)2]++O2+4H+=4[Cu(NH3)4]2++2H2O；
（4）浸取工序中鹽酸與氨水反應(yīng)生成氯化銨和水的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)放出的熱量可以使反應(yīng)溫度保持在30~40℃之間，所以當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，浸取液再生后不需額外加熱即可進(jìn)行浸取，故答案為：鹽酸和液氨反應(yīng)放熱；
（5）由題給方程式可知，溶液中加二氨合亞銅離子與氯離子、氫離子反應(yīng)生成氯化亞銅沉淀和銨根離子，反應(yīng)的離子方程式為[Cu(NH3)2]++2H++Cl-=CuCl↓+2NH4+，故答案為：CuCl↓；2NH4+；
（6）氯化亞銅易被空氣中的氧氣氧化，所以為了防止干燥過程中氯化亞銅被氧化，應(yīng)采用真空干燥的方法干燥，故答案為：防止干燥過程中CuCl被空氣中的O2氧化。
三、模型建構(gòu)
（一）從結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識(shí)元素性質(zhì)
1、Cu：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s d區(qū)元素
（1）Cu可失去1個(gè)e-，形成Cu+
（2）Cu2+易得到1個(gè)e-，形成較為穩(wěn)定的3d10結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)氧化性。
（3）Cu+ 、Cu2+的核外均有空軌道，可形成系列配合物。
2、Zn：1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s2d區(qū)元素
（1）Zn可失去2個(gè)e-，形成Zn2+；
（2）Zn類似Al，具有兩性，與H+、OH-均可反應(yīng)；
（3）Zn2+的核外均有空軌道，可形成系列配合物。
（二）從價(jià)、類二維圖角度認(rèn)識(shí)元素化合物轉(zhuǎn)化規(guī)律
四、名師導(dǎo)學(xué)
（1）注重結(jié)構(gòu)觀和價(jià)態(tài)觀的培育。對(duì)于銅、鋅等過渡金屬元素的教學(xué)，抓住其原子結(jié)構(gòu)和價(jià)態(tài)兩條主線，從氧化還原角度認(rèn)識(shí)其變價(jià)特征；從有空的3d軌道角度，認(rèn)識(shí)其可形成諸多絡(luò)離子。
（2）促進(jìn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建。引導(dǎo)學(xué)生從金屬元素的一般特性出發(fā)，從物質(zhì)類別和元素價(jià)態(tài)兩個(gè)角度構(gòu)建價(jià)類二維轉(zhuǎn)化關(guān)系網(wǎng)，形成物質(zhì)轉(zhuǎn)化的一般思路。
（3）注重模塊間知識(shí)的打通融合。銅、鋅及其化合物在無機(jī)、有機(jī)、結(jié)構(gòu)、原理等模塊中均有涉獵，教學(xué)中要有意識(shí)的實(shí)現(xiàn)素材融通。
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