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3-13 铜
铜(Cu)、银(Ag)和金(Au)位于周期表中的IB 族，通常称为铜族元素，又称货币金属。IB 族元
素的第一电离能比IA 族元素的第一电离能高得多 ，这是因为 ns 电子穿透了((n-1)d¹⁰ 电子的屏蔽；
从Cu 到Ag 第一电离能降低，是因为 Ag 有较高的主量子数，价电子离核远，较易失去价电子，
而Au 的第一电离能却更大，这是由于 Au 的6s 电子不仅能穿透了5d 而且还穿透了4f 电子的屏
蔽。
1．单质
（1）与酸反应
Cu 与浓 H 2SO4、浓HNO ³ 反应:
Cu+2 H 2SO4(浓)=CuSO4+ SO2↑+2 H 2O
Cu+ 4 HN O3(浓)=Cu(N O3)2+2 N O2↑+2 H 2O
Ag 与热的浓 H ₂SO₄ 和浓 HNO ₃ 反应:
Ag+2 H 2SO4(浓) A g2SO4+ SO2↑+2 H 2O
Ag+2HNO₃(浓)
AgNO₃+NO₂↑+H₂O
Au 可溶于饱和 Cl2的盐酸和王水中：
2 Au+3C l2+2 HCl =2 HAuC l4
Au+ 4 HCl+ HN O3= HAuC l4+ NO+2 H 2O
（2）与O2反应:
2Cu+O22CuO
在潮湿空气中：
2Cu+O2+ H 2O+C O2=CuC O3⋅Cu(OH )2(灰绿色)
（3）与 H2S、S 反应
Au 不与S，H2S 反应。空气中含H2S 时，Ag 变黑，生成Ag2S。配制含小苏打和食盐的稀溶液于铝
制容器中，将发黑的银器与铝制容器接触， Ag2S 可溶解，发黑银器变亮。
A g2S +2 Al+8O H
-=6 Ag+3 S
2-+2 Al (OH )4
-
（4） Au 溶于含氧的碱性氰化物中 ：
4 Au+O2+8C N
-+2 H 2O = 4[ Au(CN )2]
-+ 4O H
-
（5）Cu 可溶于含氧的氨水中 ：
4Cu+O2+8 N H 3+2 H 2O = 4[Cu(N H 3)2]
++ 4O H
-
[Cu(N H 3)2]
+O2
→[Cu(N H 3)4]
2+
2．金属冶炼
主要对CuFeS2(黄铜矿)采用冰铜熔炼法，具体步骤如下：
①贫矿富积精矿。
②氧化焙烧：
2CuFe S2+O2=C u2S +2 FeS+ SO2↑
2 FeS +3O2=2 FeO+2SO2
FeO+ SiO2= FeSiO3(渣)
③ Cu2S 转化为粗铜
2C u2S +3O2=2C u2O+2SO2↑
C u2S+2C u2O =6Cu+ SO2↑
Cu(粗)电解 Cu(精)
3．化合物
（1）氧化数为+1 的化合物
铜族元素的+1 氧化数化合物绝大多数是固态或配合物，都是反磁性和无色的( (3d
10电子结构)，但
Cu2O 例外，它是砖红色的。除了 Ag ⁺在固态和水溶液中都可稳定存在外，( C u
+和Au⁺在水中都发生歧化
反应：
2C u
+(aq)=Cu(s)+C u
2+(aq)
3 A u
+(aq)=2 Au(s)+ A u
3+(aq)
CuCl 的盐酸溶液能吸收CO，形成 [Cu(CO)Cl⋅H 2O]2(可测定气体混合物中CO 的含量)，其结构
如下：
（2）氧化数为+2 的化合物
① CuO 和Cu(OH)2
Cu(OH)2显微弱碱性:
②CuCl2
CuCl₂ 溶于水，也易溶于乙醇和丙酮，其结构式为
CuCl2可由 CuCO3与盐酸反应制备:
CuC O3+2 HCl =CuC l2+ H 2O+C O2↑
在 HCl 气氛中加热 CuC l2⋅H 2O(140~150
∘C),也能生成CuCl₂:
2CuC l2· H 2OCu(OH )2·CuC l2+2 HCl↑
但到了500℃，按下式分解：
2CuC l22CuCl+C l2↑
C u
2+的配合物中，[CuCl₄]²⁻显黄色， [Cu(H 2O)4]
2+显蓝色，两者共存时溶液显绿色。
【典例1】
【审题要点】
1．（2026·河北·模拟预测）从铜冶炼烟尘(主要含S、
及Cu、Pb 的硫酸盐)中高效回收砷、铜、和铅的绿色工艺
如下图所示。
已知：①
沸点为460℃。②分解温度：
：1100℃，
：560℃，
高于1000℃。回答下面问题：
（1）As 元素在元素周期表的位置是_______，在溶液中
极易被
氧化，氧化产物的化学式为_______。
原料与目标：铜冶炼烟尘含 S、As₂O₃
及 Cu、Pb 的硫酸盐，回收砷、铜、
铅。
流程主线：600℃焙烧（分离 As₂O₃ 并分
解 CuSO₄）→ 气体冷凝得 As₂O₃，SO₂
制 Na₂S₂O₃ → 固体加 HCl、氨水浸出
Cu（PbSO₄ 不溶）→ Cu(NH₃)₄²⁺ 加 Cu
还原得 Cu(NH₃)₂⁺ → 加 H₂SO₄ 得 CuCl
（经洗涤、真空干燥）。
关键信息：As₂O₃ 沸点 460℃；CuSO₄
分解温度 560℃，PbSO₄ 分解温度
1000℃以上；CuCl 易被氧化。
问题类型：元素位置、氧化产物、化学
方程式、产物命名、还原反应方程式、
洗涤与干燥目的、电极反应。
【思路分析】
（2）写出“转化”步骤中发生反应的化学方程式_______。
（3）写出600℃焙烧时发生反应的化学方程式_______。
（4）
发生“再生”转化时的产物的名称为
_______。
（5）写出铜“还原”步骤中的化学方程式_______。
（6）在“洗涤”步骤中用乙醇洗涤的作用和目的是_______。
乙醇洗涤后需要“真空干燥”
，“真空干燥”的原
因是_______。
（7）在铅蓄电池中涉及到
的转化过程，写出铅蓄电池
充电时的阳极反应式_______。
焙烧分离原理：利用 As₂O₃ 沸点低
（460℃）蒸出冷凝，CuSO₄ 在 600℃分
解为 CuO、SO₂、O₂，PbSO₄ 稳定存
在，实现初步分离。
氧化还原：As³⁺ 易被 H₂O₂ 氧化为 As⁵⁺
（H₃AsO₄ 或砷酸盐）；SO₂ 与 Na₂S、
Na₂CO₃ 反应生成 Na₂S₂O₃，体现 SO₂ 的
还原性。
配位化学：Cu²⁺ 在氨水中形成
[Cu(NH₃)₄]²⁺，被 Cu 还原为 [Cu(NH₃)₂]⁺
（亚铜配合物），加酸破坏配合物得
CuCl 沉淀。
洗涤与干燥：乙醇洗涤可除去可溶性杂
质，利用其挥发性快速干燥；真空干燥
防止 CuCl 被空气中 O₂ 氧化。
铅蓄电池反应：充电时阳极 PbSO₄ 失电
子生成 PbO₂，需结合酸性环境书写。
【典例2】
【审题要点】
2．（2025·贵州·高考真题）某铜浮渣主要成分为Pb、
PbS、
、SnS，分离和回收铅、锡、铜的工艺流程
如图。
已知：
①部分物质的密度如表：
物质
Pb
PbS
SnS
密度/
11.3
7.5
5.6
5.2
②
在冷水中溶解度很小，但易溶于热水；
。
③25℃时，
，
。
回答下列问题：
原料与目标：铜浮渣含 Pb 、PbS 、
Cu₂S、SnS，分离回收 Pb、Sn、Cu。
流程主线：密度分选得粗 Pb → 剩余物
用 FeCl₃ + HCl 浸出（氧化 Cu₂S、SnS）
→ 趁热过滤得 S → 冷却结晶得 PbCl₂
→ 调 pH 得 SnO₂·xH₂O → 置换得海绵
铜 → 滤液处理返回浸出。
关键信息：密度表；PbCl₂ 溶解度特
性；Ksp(PbS)、Ksp(SnS)；PbCl₂ 在不同
浓度 HCl 中的溶解度曲线。
问题类型：密度分选原理、离子方程
式、趁热过滤原因、溶解度曲线解释、
水解沉淀方程式与 Ksp 计算、滤液循环
处理。
【思路分析】
物理分选：利用 Pb 密度远大于其他组
分，通过重力或浮选分离。
氧化浸出：Fe³⁺ 在酸性条件下氧化
（1）“分选”得到粗Pb 的原因是________。
（2）“浸出”时按一定比例加入
和盐酸的混合溶液，
控制温度为80℃，其中
、SnS 被氧化为
和
，则
被氧化的离子方程式为________；“浸
出”时分离S 的操作为________。
（3）25℃时，
在不同浓度HCl 溶液中的溶解度曲线如
图，当
时，
溶解度最小的原因是
________。
（4）25℃时，“调pH”控制
，则生成
的
化学方程式为________，此时溶液中
的最大值约
为________
。
（5）“置换”后滤液中溶质的主要成分为________(填化学
式)，滤液进行“系列操作”后返回“浸出”操作循环利
用并达到原浸出率，则“系列操作”为________。
Cu₂S 和 SnS，S²⁻ 被氧化为 S 单质，
金属转化为可溶性离子，Fe³⁺ 被还原为
Fe²⁺。
溶解度与温度：PbCl₂ 在冷水中溶解度
小，热水中增大，故趁热过滤分离 S，
冷却结晶回收 PbCl₂。
配合平衡与沉淀溶解平衡：
PbCl₂ 在低 Cl⁻ 浓度时以沉淀溶解
平衡为主，Cl⁻ 浓度增大促进溶
解；
在高 Cl⁻ 浓度时形成 PbCl₄²⁻ 配合
物，溶解度增大。
水解与溶度积：Sn⁴⁺ 水解生成
SnO₂·xH₂O ，调 pH 至 4.5 时，由
Ksp[Sn(OH)₄] 可求残余 Sn⁴⁺ 浓度。
循环利用：置换后滤液含 FeCl₂，需通
空气或加 H₂O₂ 氧化 Fe²⁺ 为 Fe³⁺，并
补充 HCl 返回浸出工序。
1．（2025·重庆·模拟预测）工业上用黑铜泥(主要成分为
和
)和含砷废渣(主要成分为
)联
合回收砷和铜的流程如下。
（1）
中As 元素的化合价为_______，“还原”后得到粗三氧化二砷的操作名称是_______。
（2）“氧化浸出”时，可适当升高温度，但温度也不能过高，其原因是_______。
（3）“氧化浸出”时，Cu 和As 元素转化为
和
，写出其中
发生反应的化学方程式
_______。
（4）“滤渣2”冶炼铜时分两步进行，首先是部分滤渣在空气中充分焙烧得
，再将另一部分滤渣与
反应制得粗Cu；则第二步反应的化学方程式为_______。
（5）“沉铜”发生反应
，生成的
易分解生成微
溶于水的
。因此在加入含砷废渣前，需对浸出液进行稀释，稀释倍数与滤渣2 中铜和砷的含量
关系如下图。由图可知，
在不同浓度硫酸中的溶解规律是_______。
（6）“母液”中溶质的主要成分的化学式为_______。
2．（25-26 高三上·湖南衡阳·月考）“三废”的科学治理是环境保护和资源循环利用的重要举措。某含砷
烟尘主要成分为
、
、
和
等。一种脱砷并回收
、铜和锌的流程如
下：
已知：
①
微溶于冷水，易溶于热水；
②“氧化酸浸”中，金属硫化物转化成硫酸盐，难溶于热水的
转化成
；
③萃取时，将萃取剂
溶于磺化煤油中，所得溶液作为有机相，萃取和反萃取原理为
，式中
为
或
。
回答下列问题：
（1）“水浸”时，采用热水的目的是___________。
（2）“氧化酸浸”时，
发生反应的离子方程式为___________，
与硫酸反应的化学方
程式为___________。
（3）萃取剂
()
中的
、酚羟基
均与
配位，形
成配合物
。该配合物中
的配位数为___________，“反萃取铜”后，“富铜液”为
___________(填“水”或“有机”)相。
（4）“反萃取铜”和“反萃取锌”时，所用试剂X 为___________(填化学式)。
（5）“沉砷”时，采用生石灰处理，滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
