冶炼金属铜实验探究

冶炼金属铜实验探究

资料1:孔雀石是一种常见的铜 矿石，其主要成分是碱式碳酸铜 [Cu2(OH)2CO3],工业上可用孔 雀石为原料冶炼金属铜。碱式碳 酸铜是一种绿色的不溶于水的固 体，受热易分解为氧化铜、二氧 化碳和水。△

Cu2(OH)2CO3

2CuO + CO2↑+H2O

方案一：

流程图：△

Cu2(OH)2CO3

CuO △Cu

Zn

稀硫酸

H2

反应原理：Cu2(OH)2CO3=2CuO+CO2↑+H2O Zn+H2SO4 =ZnSO4 + H2 ↑ CuO+H2 = Cu+H2O△

△

反应原理：

Cu2(OH)2CO3=2CuO+CO2↑+H2O Zn+H2SO4 =ZnSO4 + H2 ↑

△

实验装置：

CuO+H2 = Cu+H2O

△

制备CuO

制备氢气

还原CuO

Cu2(OH)2CO3 = 2CuO + CO2↑+H2O 注：①试管口应略向 下倾斜(防止生成的 水倒流炸裂试管)

△

②铁夹应夹在距试管 口1/3处③药品应平铺在试管 底部 ④应用酒精灯外焰加 热。

实验现象 ①绿色粉末逐渐 变为黑色

②试管口有水珠 产生③澄清石灰水变 浑浊

⑤加热时应先预热， 再固定在有药品的部 位加热。

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2长颈漏斗作用： ①便于添加酸液 ②调节容器内压 强 注： ①检查完气密性 后再加药品 ②长颈漏斗下端 管口应插入液面 以下(以免产生 的气体从长颈漏 斗口逸出) 配套使用 可控制反 应随时发 生，随时 停止

分液漏 斗作用：控制反 应速率

制取氢气装置的比较优点： 装置简单

优点： 方便添加液体 调节压强

优点： 方便添加液体， 能控制反应的发生 与停止,节省药品

CuO+H2 = Cu+H2O现象：①黑色粉末逐渐变为红色 ②试管口有水珠产生 注：通H2的导管要伸入底部 CuO 粉末的上方 目的：排净试管内空气； 使H2与CuO充分接触，完全反应。 步骤： ①先通H2(纯净)后加热

△

(排净试管内空气，以防加热时混合气体发生爆炸)②实验完毕，先停止加热，继续通H2至试管冷却。 (防止被还原出来的Cu在高温下重新被氧化。

方案二：流程图 Cu2(OH)2CO3稀盐酸 CuCl2液 Fe Cu

过滤

反应原理：Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+CO2↑+3H2OFe+ CuCl2=Cu+FeCl2

优点： 装置操作简单；不需加热和通电，节能； 安全，无污染；实验成本低。

方案三：流程图Cu2(OH)2CO3 △ 足量稀盐酸 CuO Cu、Fe

过滤CuCl2液 过量 铁 过滤

Cu

过量稀盐酸 过滤△

固体

Cu2(OH)2CO3=2CuO+CO2↑+H2O CuO + 2H Cl = CuCl2+ H2 O Fe + CuCl2 = Cu + FeCl2

方案四：流程图 Cu2(OH)2CO3稀盐酸 CuCl2液 通电 Cu Cl2 NaOH液

反应原理：CuCl2 = Cu + Cl2 ↑ Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O通电

Cu2(OH)2CO3+4HCl=CuCl2+CO2↑+3H2O

CuO+CO

△

Cu+CO2

1、请写出用锌粒，氧化铜，稀硫酸三种物质为原料制 铜的两种方法的方程式：

若用这两种方法制得相同质量的铜，下列说法正确的：A 消耗相同质量的氧化铜。

AD

B 消耗相同质量的铁。C 消耗相

同质量的硫酸。

D 生成硫酸亚铁的质量不同。追问：哪种方法更好?为什么?

(1)Zn (2) CuO

H2 CuSO4

Cu Cu

Zn +H2SO4 = ZnSO4 + H2 ↑△

CuO+H2 = Cu+H2OCuO + H2SO4 = CuSO4 + H2 O Zn + CuSO4 = Cu + Fe SO4

2012年3月6日，包括圆明园兽首在内的一批珍贵文物首次在烟台展出。 小霞看到这些240年前的铜质兽首后，她想探究铜是怎么冶炼出来的。 【查阅资料】(1)冶炼铜可以用常见的铜矿石——孔雀石，其主要成分是碱 式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。 碱式碳酸铜是一种绿色的不溶于水的固体，加热易分解，能与酸反应。 (2)实验室可以用至少三种方法来制取铜：①用氢气在加热的条件下还原氧 化铜(生成铜和水)②电解氯化铜溶液(生成铜和氯气，氯气有毒);③用 活泼金属从铜的盐溶液中置换。 【设计方案】在实验室中以碱式碳酸铜、铁粉、稀盐酸为原料来制取铜。请 你仿照下图①帮她画出另外两种制取铜的流程图。

稀盐酸

Cu2(OH)2CO3

通 CuCl2 溶 电 液

Cu

【反思评价】(1)上述三种制取铜的方案中，你认为最理想的是_________, 与其他两种方案比较，它有哪些优点(至少答一点):_______________________ __________________________________________。

2、利用纯净、干燥的氢气还原灼热的氧化铜。实验装置由A、 B、C、D组成(氢气发生装置省略未画出)。 回答下列问题： (1)如果某学生用锌和较浓的盐酸制取氢气，他用装置A、B 是为了得到纯净、干燥的氢气，在装置A中通常放 NaOH 溶液 ，其作用是 除去HCl气体 ；在装置B中通常放 浓硫酸 溶液 ，其作用是 除去水 。 (2)在装置D中，将CaCl2改换为无水硫酸铜 ，才能检验 出氢气还原氧化铜有水生成。

资料2:水煤气是用灼热的煤和水蒸气反应生成CO和H2,化学方程式为C+H2O高温

CO+H2,水煤气中除了含有H2和CO,还含 有少量的CO2和H2O(水蒸气)。 用水煤气还原氧化铜制取铜并检验反应 产物能否直接用不经净化的水煤气？

用水煤气还原氧化铜制取铜 并检验反应产物：(假设每 一步反应都是完全的。)实验目的净化水煤 气(除去 CO2和 H 2O ) 用水煤气 还原氧化 铜 检验反应 产物

A

B

C

D

试剂选择

选择装置 装置顺序 实验现象与结论

尾气处理

水煤气

氢氧化钠溶液

澄清石灰水

浓硫酸

无水硫酸铜

CO及H2

澄清石灰水

无水硫酸铜

氧化铜

尾气处理

气体

△

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gy21.html