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第10 讲 铜及其重要化合物（原卷板）
知识主线：Cu
Cu(OH)2
1．铜的性质
(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性性(仅次于银)和延展性
(2)化学性质
①与非金属反应
a．潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 (碱式碳酸铜，绿色固
体)
b．与氧气加热：2Cu＋O2
△
2CuO (黑色固体)
c．铜丝在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2=====CuCl2 (棕黄色烟)
d．铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋S
△
Cu2S
②与酸反应：铜与非氧化性酸不反应，但与与氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)能
反应
a．铜与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)
△
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
b．铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
c．铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③与盐溶液反应
a．铜与氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
b．铜与硝酸银溶液：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
2．铜的重要化合物
(1)氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜(CuO)
氧化亚铜(Cu2O)
颜色
黑色
砖红色
与非氧化
性酸反应
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
与氧化性
CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O
3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
1
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酸反应
与H2反
应
CuO＋H2
△
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
△
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO=====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
a．受热发生分解：Cu(OH)2
△
CuO＋H2O
b．能与酸反应：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
c．弱氧化性(检验醛基)：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH
CH3COONa＋
Cu2O↓＋3H2O
(3)铜盐
①碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分
a．受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式为Cu2(OH)2CO3
△
2CuO＋CO2↑
＋H2O
b．可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。
②硫酸铜(CuSO4)
a．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
△
CuSO4＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末
b．无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依
据
③铜盐的毒性：铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性
失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多
液，用来杀灭植物的病毒
【注意】
①通常利用反应：2Cu＋O2
△
2CuO 除去混合气体中的少量O2
②Cu 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；由于其吸水效率不是太高，不能作为水蒸气
的吸收试剂而用于除杂
④溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋
的鉴别依据
⑤Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2+的原理之一
⑥CuS、Cu2S 均为黑色粉末，难溶于水和非氧化性酸，能被硝酸等强氧化性酸溶解
3．铜的存在及制备
(1)铜的存在：在人类历史上，首先发现并应用的是铜，其后是铁。铜在自然界中以游
离态和化合态形式存在。常见的铜矿石有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3)
(2)铜的制备和精炼
①湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
②高温炼铜(火法炼铜)：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)
2CuFeS2＋4O2
△
Cu2S＋3SO2＋2FeO (炉渣)
2Cu2S＋3O2
△
2Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S
△
6Cu＋SO2↑
2
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【注意】实验室常用H2或CO 还原CuO，而工业上不是用此法炼铜
4．熟记铜及其化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
蓝色
例1．下列物质对应的化学式正确的是
A．氧化铜：Cu2O
B．乙醚：
C．明矾：
D．铬酸钾：
例2．下列说法正确的是
A．铜片与浓硫酸共热后，冷却，再向混合液中加入一定量蒸馏水，溶液呈蓝色
B．铝片用浓硝酸浸泡后，取出洗净，投入到硫酸铜溶液中，无明显现象
C．配制一定物质的量浓度食盐水时，若容量瓶内有残留蒸馏水，则所配溶液浓度
偏低
D．常温下，分别向两支盛有5mL0.1mol/L 酸性高锰酸钾溶液的试管中加入
2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L 过氧化氢溶液，根据褪色时间比较浓度对反应速率的
影响
例3．某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。
实验现象为：①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中转为无色，气体通过③
后依然为无色，通过④后转为红棕色。
已知：浓硝酸能将NO 氧化成
，而稀硝酸不能氧化NO。
下列说法正确的是
A．实验之前不用通
3
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B．①中也可加入稀硝酸
C．②和③中加入的都是水
D．⑤中只发生反应
例4．西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》：“西北有宫，黄铜为墙，题曰地皇之
宫”。文中“黄铜”主要成分是铜锌，含少量锡、铅等。下列说法错误的是
A．铜锈的主要成分为
，俗称铜绿
B．相关金属元素还原性由强到弱的顺序为：Zn>Sn>Pb>Cu
C．黄铜制作的高洪太铜锣应保存在干燥处
D．用灼烧法可区别“黄铜”和黄金首饰
例5．中华民族为人类文明进步做出巨大贡献。下列说法正确的是
A．中国是丝绸的故乡，丝、绸、绢等蚕丝制品属于天然高分子材料
B．四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酒和醋均属于无机物
C．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为石灰石
D．青铜器“马踏飞燕”被选作中国的旅游徽标，青铜器表面铜锈主要成分为
例6．下列叙述正确的是
A．
和
均能通过金属单质与S 化合制得
B．
与
分别通入到石蕊溶液中现象相同
C．一定条件下，NO 和
均能转化成
D．常温下，浓硫酸和浓硝酸均能与Cu 反应产生大量气体
例7．实验小组研究不同价态硫元素之间的转化，装置图如下。下列说法正确的是
A．①中未生成蓝色固体，证明浓硫酸没有被还原
B．②中溶液褪色，证明
具有漂白性
4
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C．③中淡黄色粉未变白，证明
具有氧化性
D．④中产生淡黄色沉淀，证明
被氧化
例8．一种利用废铜渣(主要成分CuO，及少量
、
等杂质)制备超细铜粉的流
程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
C．“沉铜”发生的反应为复分解反应
D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：
、
、
例9．实验室制取NO 和
固体，下列装置能达到实验目的的是
A．用装置甲制取NO 气体
B．用装置乙除去NO 中少量的
C．用装置丙收集NO 气体
D．用装置丁灼烧
得到
例10．部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是
5
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A．
、
均易溶于水
B．既有氧化性又有还原性
C．常温下，与单质硫反应生成
D．向固体中通入
气体生成
1．铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为
)为原料制备纳米
铜粉，
中铜元素的化合价为 价。
(2)无水
常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成 色晶体，俗称
。
(3)
的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分，受热分解可生
成黑色的CuO，化学方程式为 。
(4)
常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu 与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成
，
对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。
的化学式为 。
(5)CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。在高于300℃，HCl 气流中热分解
可以制备CuCl，其中HCl 的作用是 。
2．某固体化合物X 由5 种元素组成。某学习小组进行了如图实验：
6
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已知气体B 能使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答：
(1)X 中含有的元素有 ，气体B 的电子式 。
(2)X 的化学式 。
(3)X 的水溶液可以与纤维素作用，工业上利用此性质得到产物名称 。
(4)写出X 隔绝空气强热生成A、D、E 的化学方程式 。
3．氯氧化铜[xCuO·yCuCl2·zH2O]在农业上可用作杀菌剂。以废铜(主要杂质为Fe)为原
料，经溶解氧化、调节pH、过滤等步骤，可制备氯氧化铜。
(1)工业上用H2O2和HCl 溶解氧化废铜时，反应生成Cu2+时的离子方程式为 。
(2)加Cu2(OH)2CO3调节混合液pH 时，其优点是 。
(3)为测定氯氧化铜的组成，现进行如下实验：
步骤Ⅰ：称取0.4470 g 氯氧化铜固体，放入锥形瓶中，加入一定量30%的硝酸使固体
完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂，用0.100 0 mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定溶液中
的Cl-，滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00 mL(已知Ag2CrO4为砖红色沉淀)。
步骤Ⅱ：称取0.2235 g 氯氧化铜固体，放入锥形瓶中，加入一定量硫酸使固体完全溶
解。溶液中加入过量的KI 固体，充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液，用0.200 0
mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液10.00 mL。
已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下：2Cu2+＋4I-===2CuI↓＋I2；2Na2S2O3＋I2===2NaI＋
Na2S4O6。
①步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是 。
②通过计算确定氯氧化铜的化学式(写出计算过程) 。
4．研究人员将Cu 与Cu2O 的混合物ag，用足量的稀H2SO4充分反应后，剩余固体质量
为bg。
已知：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
（1）混合物中n（Cu2O）＝ mol（用含a、b 的最简式表示）
（2）若将ag 混合物在空气中加热生成CuO，则m（CuO）＝ g（用含a、b 的
最简式表示）
5．硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O 晶体并进行热
分解的探究。请回答以下问题：
7
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探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O 晶体
小组同学设计了如下两种方案：
甲：将铜片加入足量浓硫酸中并加热
乙：将铜片加入稀硫酸，控温40～50℃，滴加双氧水
（1）方案甲发生反应的化学方程式为 ，反应结束后有大量白色固体析出。
简述从中提取CuSO4·5H2O 晶体的方法：倒出剩余液体， 。
（2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因
是 ；与方案甲相比，方案乙的主要优点有 、 。(写出2
种)
探究Ⅱ：用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O 晶体热分解产物
已知：CuSO4·5H2O 脱水后升高温度，会继续分解成CuO 和气体产物，气体产物可能
含有SO3、SO2、O2中的1～3 种。
（3）称5.00gCuSO4·5H2O 于A 中加热，当观察到A 中出现 ，可初步判
断晶体已完全脱水并发生分解。加热一段时间后，A 中固体质量为3.00g，则此时A 中
固体的成分为 。
（4）装置B 中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有 ，C 装置的作用是
。
（5）理论上E 中应收集到VmL 气体，事实上体积偏少，可能的原因是
。(不考虑泄漏等仅器与操作原因)。
6．为探究黑色固体X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
请回答：
8
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(1)X 的化学式是 。
(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是 。
(3)加热条件下氨气被固体X 氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式
。
7．铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将化学
方程式表示为：Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O（未配平，不考虑2NO2
N2O4)
完成下列填空：
（1）硝酸在该反应中的作用是 ，该反应的还原产物是 。
（2）0.3molCu 被硝酸完全溶解后，Cu 失去的电子数是 个，如果得到的NO 和
NO2物质的量相同，则参加反应的硝酸的物质的量是 ，若用排水法收集这些气
体，可得标准状况下的气体 L。
（3）如果参加反应的Cu 和HNO3的物质的量之比是3:10，写出该反应的离子方程式
。
（4）如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定，则化学方程式可能的配平系数有
许多组。原因是 。
8．高温时，Cu2S 和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步：
2Cu2S+3O2
2Cu2O+ 2SO2
2 Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S 和bmol 空气（设氧气占空气体积的20%）在高温下充分反应。根据下列
几种情况回答问题（反应前后温度、容器体积不变）：
（1）若反应后剩余固体只有Cu，则a 和b 的关系是 。
（2）若反应后容器内的压强小于反应前，通过分析，确定反应后容器内固体的成分
?
9．尽管氮元素在地壳中的丰度较低(主要以硝酸盐的形式存在)，在所有元素中仅排31
位，但是大气中有丰富的氮气，这为氨和硝酸的广泛应用提供了可能。
（1）氮气的电子式为 ，雷电作用能进行氮的固定，写出反应方程式
。
（2）食物蕴含的营养物质中，含氮的高分子化合物是 (填名称)，其水
解的最终产物为 。
（3）土壤中的NH4
+在硝化细菌的催化作用下可转化为NO3﹣，写出其离子方程式：
9
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。
（4）某铜铝合金用足量稀硝酸完全溶解，得到标准状况下NO 11.2 L，再向溶液中加
入过量氨水，充分反应后过滤。①滤液显深蓝色是因为含有的离子(填化学式)．
。②若沉淀质量为7.8g，则合金的质量为 g。
10．铜是生命必需的元素，也是人类广泛使用的金属。
（1）．现代工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿（CuFeS2，也可表示为Cu2S•Fe2S3）的
方法获得铜。火法炼铜首先要焙烧黄铜矿：2CuFeS2＋4O2
Cu2S＋3SO2＋
2FeO，反应中被还原的元素有 ，每转移0.6mol 电子，有 mol 硫被氧
化。产物中的SO2是一种大气污染物，可选用下列试剂中的 吸收（选填编号）。
a．浓H2SO4b．稀HNO3c．NaOH 溶液 d．CaCl2
（2）．Cu2O 投入足量的某浓度的硝酸中，若所得气体产物为NO 和NO2的混合物，
且体积比为1
1
﹕，发生反应的化学方程式为：
。
（3）．某同学通过电化学原理实现了如下转化：Cu+2H+→Cu2++H2↑，则H2在
极获得（填写电极名称）。
（4）．向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀
的化学式 。请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解
释 。
（5）．将SO2气体通入CuCl2溶液中，生成CuCl 沉淀的同时，还有产物 （填
写化学式）。
10
