高中化学-铜、锌及其化合物知识详解

一、铜及其化合物的性质1．单质铜（1）铜元素在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族。铜是硬度较小的紫红色固体，具有良好的延展性、导电性和导热性，不能被磁体吸引。（2）化学性质①铜与非金属反应反应物化学方程式非金属O2①常温下潮湿的空气中生成铜锈：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜，绿色)②在空气中加热：利用此反应可除去混在H2、CO中的少量O2。SCl2②铜与强氧化性酸反应氧化性酸浓硫酸，此反应中当Cu过量时，H2SO4也不能完全反应。此反应不适用于制备CuSO4，因为会产生污染性气体SO2且H2SO4的利用率低。浓硝酸Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O稀硝酸3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O注意：Cu与稀硫酸不反应，但在加热条件下，将氧气通入铜粉和稀硫酸的混合物中可发生反应③铜与某些盐溶液反应盐AgNO3溶液Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋FeCl3溶液Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋，工业上用FeCl3溶液做“腐蚀液”，腐蚀多余的铜箔，制作印刷电路板。④铜与硫化氢或硫化钠等可溶性硫化物反应生成CuS，反应的化学方程式或离子方程式分别为Cu2＋＋H2S===CuS↓＋2H＋、Cu2＋＋S2－===CuS↓。（3）用途：①在电气和电子工业中主要用于制造电线、通讯电缆等；②建筑业上用铜制造水管及其他排水设施，具有独特的杀菌功能。2．氧化铜和氧化亚铜3．氢氧化铜（1）物理性质：不溶于水的蓝色固体。（2）化学性质及应用反应①：Cu(OH)2CuO＋H2O。（受热分解，生成黑色固体）反应②：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。（与酸等反应，生成蓝色溶液）反应③：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOHCH3COONa＋Cu2O↓＋3H2O（弱氧化性，与醛反应生成砖红色沉淀）反应④：Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4](OH)2＋4H2O（与氨水反应，生成深蓝色溶液）（3）用途：检验醛基，医疗上常用于糖尿病的检查。4．CuSO4·5H2O（1）CuSO4·5H2O即五水合硫酸铜，蓝色晶体，俗称蓝矾、胆矾。（2）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，不能作为水蒸气的吸收试剂用于除杂或干燥。（3）用途：硫酸铜和石灰乳的混合液是农药波尔多液，是一种良好的杀菌剂，可用于防治多种作物的病虫害。（铜盐溶液有毒，因为Cu2＋是一种重金属离子，能使蛋白质变性而失去生理活性。）5．碱式碳酸铜碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，是铜绿的成分，是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，其受热分解的化学方程式为6．铜的冶炼“三方法”①高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)。粗铜中铜的含量为99.5%～99.7%，主要含有Ag、Zn、Fe、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%～99.98%的铜。电解精炼铜的原理是用粗铜作阳极，失电子变为Cu2＋，用纯铜棒作阴极即可得精铜。②湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。③生物炼铜：“吃岩石的细菌”能耐受铜盐的毒性，并能利用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，然后将不溶性的硫化铜转化为可溶性的硫酸铜。7．“铜”的颜色与溶解性物质颜色状态及溶解性Cu紫红色、金属光泽固态，难溶于非氧化性酸，易溶于强氧化性酸CuO黑色粉末，可溶于酸溶液Cu2O砖红色固体，难溶于水，可溶于酸溶液(生成Cu和Cu2＋)CuCl，CuI白色粉末，难溶于水CuS黑色粉末，难溶于水及非氧化性强酸CuSO4白色粉末，易溶于水，水溶液呈蓝色CuSO4·5H2O蓝色晶体Cu2(OH)2CO3绿色粉末，难溶于水，可溶于酸溶液Cu(OH)2蓝色难溶于水，可溶于酸溶液[Cu(NH3)4]2＋深蓝色络合离子，溶于水二．锌及其化合物的性质

1．锌的化学性质（1）与空气中的水、CO2、O2反应：CO2＋2O2＋3H2O＋4Zn===ZnCO3·3Zn(OH)2（2）与大多数非金属反应：（3）与酸、碱的反应：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，Zn＋2H2O＋2NaOH===Na2[Zn(OH)4]＋H2↑或Zn＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2↑（4）与盐溶液的置换反应：Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋3．氧化锌——两性氧化物ZnO＋2HCl===ZnCl2＋H2OZnO＋2NaOH＋H2O===Na2[Zn(OH)4]或ZnO＋2NaOH===Na2ZnO2＋H2O4．氢氧化锌——两性氢氧化物（1）两性：

Zn(OH)2＋2H＋===Zn2＋＋2H2O，Zn(OH)2＋2OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn(OH)2＋2OH－===ZnO＋2H2O（2）受热分解：（3）制法：Zn2＋＋[Zn(OH)4]2－===2Zn(OH)2↓或Zn2＋＋ZnO＋2H2O===2Zn(OH)2↓5．锌盐（1）ZnSO4①与可溶性钡盐反应：ZnSO4＋BaCl2===ZnCl2＋BaSO4↓②与强碱溶液反应ZnSO4溶液中加入少量NaOH溶液：Zn2＋＋2OH－===Zn(OH)2↓ZnSO4溶液中加足量NaOH溶液：Zn2＋＋4OH－===[Zn(OH)4]2－或Zn2＋＋4OH－===ZnO2＋2H2O③与Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2反应生成Zn(OH)2沉淀。（2）Na2[Zn(OH)4]或Na2ZnO2①与少量盐酸反应：Na2[Zn(OH)4]＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl＋2H2O或Na2ZnO2＋2HCl===Zn(OH)2↓＋2NaCl②与足量盐酸反应：Na2[Zn(OH)4]＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋4H2O或Na2ZnO2＋4HCl===ZnCl2＋2NaCl＋2H2O③与少量CO2反应：Na2[Zn(OH)4]＋CO2===Zn(OH)2↓＋Na2CO3＋H2O或Na2ZnO2＋CO2＋H2O