王善道 胡愛(ài)彬

（1江蘇省興化市第一中學(xué)江蘇興化225700；2江蘇省常州高級(jí)中學(xué)江蘇常州213003）

例談“銅”的專(zhuān)題復(fù)習(xí)

王善道1胡愛(ài)彬2

（1江蘇省興化市第一中學(xué)江蘇興化225700；2江蘇省常州高級(jí)中學(xué)江蘇常州213003）

近幾年的高考題中，有關(guān)對(duì)銅及其化合物的考查有“升溫”的表現(xiàn)。它的命題有如下特點(diǎn)：一是緊密聯(lián)系生活實(shí)際；二是與鐵等其他金屬一同出現(xiàn)在工藝流程、結(jié)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)題中。在高三復(fù)習(xí)中若針對(duì)試題類(lèi)型面面俱到復(fù)習(xí)，時(shí)間顯得不夠，若不復(fù)習(xí)又覺(jué)得不踏實(shí)。筆者通過(guò)對(duì)近幾年高考試題的整理與分析，實(shí)行“銅”案例復(fù)習(xí)既能將知識(shí)點(diǎn)面面俱到，又能發(fā)散到不同類(lèi)型的試題中進(jìn)行練習(xí)和評(píng)講，用較少的教學(xué)時(shí)間獲得理想的復(fù)習(xí)效果。

一、知識(shí)整理

化學(xué)復(fù)習(xí)應(yīng)結(jié)合考試說(shuō)明，根據(jù)教材，全面地梳理化學(xué)基本知識(shí)，使之系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化、網(wǎng)絡(luò)化。應(yīng)注重對(duì)重點(diǎn)知識(shí)透徹理解。注意從知識(shí)的不同理解角度出發(fā)、從核心知識(shí)發(fā)生、發(fā)展的過(guò)程出發(fā)、從學(xué)科思想方法或解題策略角度出發(fā)強(qiáng)化對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的深度理解。如銅的復(fù)習(xí)應(yīng)該將基礎(chǔ)知識(shí)及其綜合實(shí)驗(yàn)應(yīng)用等整理成一個(gè)模塊進(jìn)行復(fù)習(xí)。

1.Cu及其化合物顏色

銅的常見(jiàn)化合物顏色、溶解性：CuO：黑色、難溶；Cu2O：紅色、難溶；Cu2S：黑色、難溶；CuSO4：白色、易溶；CuSO4·5H2O：藍(lán)色、易溶；Cu2(OH）2CO3：綠色、難溶；Cu (OH）2：藍(lán)色、難溶；Cu：紫紅色；CuCl2：棕黃色、易溶，稀溶液為藍(lán)色，濃溶液呈綠色。

2.Cu的核外電子排布式：______；Cu+的外圍電子排布式：______；Cu2+的外圍電子排布式：______。

3.Cu的化學(xué)性質(zhì)：

(2）與酸反應(yīng)：

①與濃硫酸反應(yīng)：

銅與濃硫酸在加熱的條件下發(fā)生反應(yīng)，不加熱不反應(yīng)；銅與稀硫酸在加熱條件下也不反應(yīng)，但在有氧化劑存在的條件下發(fā)生反應(yīng)，如通入O2(加熱）或加入H2O2，對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為+2H2O，Cu+2H2O2+H2SO4=CuSO4+4H2O。

②與硝酸反應(yīng)：

3Cu+8HNO3(?。?3Cu(NO3）2+2NO↑+4H2O；

Cu+4HNO3(濃）=Cu(NO3）2+2NO2↑+2H2O

(3）與鹽溶液反應(yīng)：Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2

(4）銅的銹蝕：銅在干燥空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕空氣中會(huì)被腐蝕，在其表面逐漸形成一層綠色的銅銹：2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH）2CO3

4.銅綠的形成：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH）2CO3，為了避免青銅器生成銅綠，采用的方法是(1）將青銅器保存在干燥的環(huán)境中，(2）不能將青銅器與銀質(zhì)(金屬活性差的金屬）接觸，避免發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

5.波爾多液消毒：主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)植物殺菌和公共場(chǎng)合的消毒。其主要成分組分CuSO4溶液、石灰水，原理是重金屬鹽能使蛋白質(zhì)變性。重金屬還有Ba、Pb、Hg、Cd、Ag、Au等。

6.粗銅的精煉：重在考查精煉原理：考查角度為電極材料，電極反應(yīng)及溶液濃度變化等。精煉原理為：電解池中，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極，電解質(zhì)為硫酸銅溶液。陽(yáng)極反應(yīng)：Cu-2e-=Cu2+、Fe-2e-=Fe2+、Ni-2e-=Ni2+；陰極反應(yīng)：Cu2++2e-=Cu，硫酸銅溶液濃度降低。

7.電解硫酸銅溶液：它是考查電解原理及規(guī)律的重要載體，必須熟練書(shū)寫(xiě)其電解方程式。

8.有機(jī)化學(xué)中的Cu：

(1）乙醇催化氧化：2CH3CH2OH+2CH3CHO+2H2O

CH3CH2OH+CuO

(2）與新制的Cu(OH）2反應(yīng)：CH3CHO+2Cu(OH）2

9.配合物中的Cu：

在CuSO4溶液中加入濃氨水的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：______；

［Cu(NH3）4］2+中的化學(xué)鍵：__________________。

10.Cu2+水解：與Fe3+結(jié)合考查實(shí)驗(yàn)除雜；CuCl2溶液的蒸干和含有結(jié)晶水時(shí)除去結(jié)晶水，分別對(duì)應(yīng)的操作是加入鹽酸，和在HCl氣氛中加熱。

11.制備CuSO4方案的選擇主要從綠色化學(xué)概念角度進(jìn)行：一是原料利用率高，節(jié)約成本；二是不產(chǎn)生有毒氣體，不造成大氣污染。與之相同的還有Cu(NO3）2的制備。

CuSO4的制備方案：

方案(三）在Cu和稀H2SO4的混和體系中邊通O2邊加熱：2Cu+O2+2H2SO4(?。?2CuSO4+2H2O

方案(四）Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O

方案(五）在Cu和稀H2SO4的混和體系中滴加硝酸

總的結(jié)果2Cu+O2+4H+=2Cu2++2H2O

方案(六）電解法制取硫酸銅的方案

陽(yáng)極：Cu-2e-=Cu2+

陰極：2H++2e-+H2↑

總方程式：Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑

二、高考試題分析與復(fù)習(xí)策略

研究高考試題可以進(jìn)一步明確高考方向和考查重點(diǎn)，讓高三復(fù)習(xí)教學(xué)不走彎路。

(2010浙江卷，27）一水硫酸四氨合銅(Ⅱ）的化學(xué)式為［Cu(NH3）4］SO4·H2O是一種重要的染料及農(nóng)藥中間體。某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室以氧化銅為主要原料合成該物質(zhì)，設(shè)計(jì)的合成路線(xiàn)為：

圖1

相關(guān)信息如下：

①［Cu(NH3）4］SO4·H2O在溶液中存在以下電離(解離）過(guò)程：

請(qǐng)根據(jù)以下信息回答下列問(wèn)題：

(1）方案1的實(shí)驗(yàn)步驟為：

a.加熱蒸發(fā)b.冷卻結(jié)晶c.抽濾d.洗滌e.干燥

圖2

圖3

①步驟1的抽濾裝置如圖3所示，該裝置中的錯(cuò)誤之處是______；抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí)，應(yīng)先______ ______，然后______。

②該方案存在明顯缺陷，因?yàn)榈玫降漠a(chǎn)物晶體中往往含有______雜質(zhì)，產(chǎn)生該雜質(zhì)的原因是______。

(2）方案2的實(shí)驗(yàn)步驟為：

a.向溶液C中加入適量______，b.______，c.洗滌，d.干燥

①請(qǐng)?jiān)谏鲜鰞?nèi)填寫(xiě)合適的試劑或操作名稱(chēng)。

②下列選項(xiàng)中，最適合作為步驟c的洗滌液是______ ______。

A.乙醇B.蒸餾水C.乙醇和水的混合液D.飽和硫酸鈉溶液

③步驟d不宜采用加熱干燥的方法，可能的原因是______。

試題解析：本題所示的制取過(guò)程和課本的銀銨溶液的配制過(guò)程類(lèi)似。綜合考察了過(guò)濾、抽濾實(shí)驗(yàn)、沉淀洗滌與干燥及結(jié)晶等實(shí)驗(yàn)操作與原理。

(1）①漏斗口斜面反轉(zhuǎn)才正確；先斷開(kāi)漏斗與安全瓶的連接，然后關(guān)閉水龍頭。

②含有CuSO4晶體雜質(zhì)；加熱蒸發(fā)時(shí)促進(jìn)了［Cu(NH3）4］2+電離產(chǎn)生Cu2+。和［Cu(NH3）4］SO4·H2O電離產(chǎn)生的硫酸根離子在冷卻結(jié)晶時(shí)析出CuSO4晶體雜質(zhì)。

(2）a.向溶液C中加入適量(NH4）2SO4，目的：

促使NH3+H2O?NH3·H2O?NH4++OH

向生成更多NH3的方向移動(dòng)，抑制［Cu(NH3）4］2+?Cu2++4NH3

b.過(guò)濾。只要一般的過(guò)濾就可以。抽濾針對(duì)含結(jié)晶水的化合物不適用。

②因［Cu(NH3）4］SO4·H2O在水溶液中可以完全電離，故，選擇的洗滌劑為A.乙醇。

③加熱干燥可以導(dǎo)致失去結(jié)晶水。

復(fù)習(xí)策略：實(shí)驗(yàn)、化學(xué)平衡移動(dòng)、結(jié)晶方式這些內(nèi)容都是和實(shí)驗(yàn)有密切聯(lián)系的。在高考復(fù)習(xí)的教學(xué)中盡量還原、復(fù)原課本實(shí)驗(yàn)，盡量將課本實(shí)驗(yàn)綜合化是重要的復(fù)習(xí)思路。

三、變式訓(xùn)練和強(qiáng)化練習(xí)

本部分主要結(jié)合近五年高考試題并結(jié)合考綱和考試說(shuō)明精心選擇一些有訓(xùn)練價(jià)值的題目進(jìn)行訓(xùn)練，對(duì)銅及其化合物知識(shí)進(jìn)行鞏固和提高。

通過(guò)基礎(chǔ)知識(shí)整理與發(fā)散和高考熱點(diǎn)題型分析，精心配置相關(guān)練習(xí)為主線(xiàn)對(duì)“銅”進(jìn)行案例復(fù)習(xí)，使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的理解、鞏固和消化，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力。

1008-0546（2011）09-0089-02

G633.8

B

10.3969/j.issn.1008-0546.2011.09.043