铜元素：

在元素周期表中的位置：铜的原子序数29，位于周期表中第四周期，第IB族。
(1)物理性质：有金属光泽，紫红色固体，密度较大，导电导热性能很好，具有很好的延展性，铜属于重金属、有色金属、常见金属，不能被磁铁吸引。
(2)化学性质： 铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下，铜可与多种非金属单质反应。一般来说，遇到氧化性较弱的非金属，铜显较低化合价；遇到氧化性较强的非金属，铜显较高化合价。例如：与强氧化剂反应（如Cl₂  Br₂等)生成+2价铜的化合物。如：
Cu+Cl₂CuCl₂          2Cu+O22CuO
②铜与酸反应：铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如：

③铜与盐溶液反应：
Cu+2AgClCuCl₂+2Ag

铜与铁的对比：

从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au可知，金属铁的金属活性比铜强，所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来，例如： Fe+CuCl₂FeCl₂+Cu
即Fe的还原性强于Cu

铜与浓硫酸和稀硫酸的反应：

Cu+2H₂SO₄(浓）CuSO₄+SO₂↑+2H₂O
2Cu+O₂+2H₂SO₄(稀）2CuSO₄+2H₂O
注意：从金属活性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H）Cu Hg Ag Pt Au 可知，铜不能与稀硫酸发生反应，但是在有氧气和加热的条件下可以反应

铜与铜的化合物之间的转换图：

铜的制备和精炼:

(1)工业炼铜法：CuO+COCu+CO₂
(2)湿法炼铜：Fe+CuSO₄FeSO₄+Cu
(3)高温炼铜：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜（粗铜）：
2CuFeS₂+4O₂Cu₂S+3SO₂+2FeO(炉渣）
2Cu₂S+3O₂2Cu₂O+2SO₂
2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑
备注：粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%，主要含有Ag、Zn、Au等杂质，粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜，原理为用粗铜作阳极，失去电子变为Cu2+，用纯铜棒作阴极即可得精铜。

原电池原理的应用：

(1)根据形成原电池判断金属的活动性根据活泼金属为负极，不活泼金属为正极，可通过组成原电池判断金属活动性。
(2)形成原电池可以加快反应速率纯锌与稀H₂SO₄反应速率较慢，当加入CuSO₄溶液以后，反应速率加快，因为Zn+Cu²⁺=Cu+Zn²⁺析出的Cu与Zn接触，在稀H₂SO₄中形成原电池，加快反应速率。
(3)根据原电池原理可以判断电池的正负极、电解质溶液、判断溶液pH的变化
(4)根据原电池原理可以保护金属不被腐蚀
(5)判断金属腐蚀程度的快慢

 原电池原理的应用：

1．比较不同金属的活动性强弱
根据原电池原理可知，在原电池反应过程中，一般活动性强的金属作负极，而活动性弱的金属(或能导电的非金属)作正极。
若有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A极溶解，而B 极上有气体放出，说明在原电池工作过程中，A被氧化成阳离子而失去电子作负极，B作正极，则金属A的金属活动性比B强。
2．加快氧化还原反应的速率
因为形成原电池后，产生电位差，使电子的运动速率加快，从而使反应速率增大，如Zn与稀H2SO4反应制氧气时，可向溶液中滴加少量CuSO4溶液，形成Cu—Zn原电池，加快反应速率 3．用于金属的防护要保护一个铁制闸门，可用导线将其与一锌块相连，使锌作原电池的负极，铁制闸门作正极。
4．设计制作化学电源设计原电池时要紧扣构成原电池的条件。
(1)首先要将已知氧化还原反应拆分为两个半反应：
(2)然后根据原电池的电极反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料(一般负极就是失电子的物质，正极用比负极活泼性差的金属或导电的非金属)及电解质溶液：
①电解质溶液的选择电解质溶液一般要能够与负极发生反应，或者能与电极产物发生反应。但如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥)，左右两个容器中的电解质溶液应选择与电极材料相同的阳离子。如在铜一锌一硫酸铜构成的原电池中，负极金属锌浸泡在含有 Zn²⁺“的电解质溶液中，而正极铜浸泡在含有Cu²⁺的溶液中．
②电极材料的选择在原电池中，选择较活泼的金属或还原性较强的物质作为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属或氧化性较强的物质作为正极。一般，原电池的负极能够与电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料(也可以是还原性较强的非金属材料如H₂、CH₄等)。
(3)举例根据以下反应设计原电池：

原电池：

1.定义：将化学能转化为电能的装置。
2.工作原理：
以铜-锌原电池为例
（1）装置图：

（2）原理图：

3.实质：化学能转化为电能。
4.构成前提：能自发地发生氧化还原反应。
5.电极反应：
负极：失去电子；氧化反应；流出电子
正极：得到电子；氧化反应；流入电子
6.原电池正负极判断的方法：
①由组成原电池的两级材料判断，一般是活泼金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断，电流是由正极流向负极，电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向，在原电池的电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
④根据原电池两级发生的变化来判断，原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还原反应。
⑤X极增重或减重：X极质量增加，说明溶液中的阳离子在X极(正极)放电，反之，X极质量减少，说明X极金属溶解，X极为负极。
⑥X极有气泡冒出：发生可析出氢气的反应，说明X极为正极。
⑦X极负极pH变化：析氢或吸氧的电极发生反应后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，X极附近的pH增大，说明X极为正极。 

原电池中的电荷流动:

在外电路(电解质溶液以外)，电子(负电荷)由负极经导线(包括电流表和其他用电器)流向正极，使负极呈正电性趋势、正极呈负电性趋势。在内电路(电解质溶液中)，阳离子(带正电荷)向正极移动，阴离子 (带负电荷)向负极移动。这样形成了电荷持续定向流动，电性趋向平衡的闭合电路。

电解池：

(1)电解：使电流通过电解质溶液且在阴、阳极两极引起氧化还原反应的过程叫电解。
(2)装置：电解池(电解槽)
(3)特点：将电能转化为化学能。
形成条件：①与电源相连的两个电极，②电解质溶液或熔融电解质，③形成闭合回路
(4)阴离子放电顺序：S^2->I^->Br^->Cl^->OH^->SO₄^2->NO₃^->F^- 阳离子放电顺序：Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺
(5)电解时溶液pH值的变化规律电解质溶液在电解过程中，有时溶液pH值会发生变化。判断电解质溶液的pH值变化，有时可以从电解产物上去看。
①若电解时阴极上产生H₂（消耗H⁺），阳极上无O₂产生，电解后溶液pH值增大；
②若阴极上无H₂，阳极上产生O₂，则电解后溶液pH值减小；
③若阴极上有H₂，阳极上有O₂，且（相当于电解水），则有三种情况：
a如果原溶液为中性溶液，则电解后pH值不变；
b如果原溶液是酸溶液，则pH值变小；
c如果原溶液为碱溶液，则pH值变大；
④若阴极上无H₂，阳极上无O₂产生，电解后溶液的pH可能也会发生变化。如电解CuCl₂溶液（CuCl₂溶液由于Cu²⁺水解显酸性），一旦CuCl₂全部电解完，pH值会变大，成中性溶液。
(6)电解反应类型：从参加反应的物质来分电解反应可分成五类：
①H₂O型：实质是电解水。如电解硝酸钠、氢氧化钠、硫酸等溶液。
②溶质型：溶质所电离出来的离子发生氧化还原，如电解氯化铜、溴化氢等溶液。
③硫酸铜溶液型：电解产物是金属、氧气与酸。如电解硫酸铜溶液生成单质铜、氧气和硫酸，电解硝酸银溶液时生成单质银、氧气和硝酸。
④氯化钠溶液型：电解产物是非金属单质、氢气与碱。如电解氯化钠溶液时生成氯气、氢气和氢氧化钠，电解溴化钾溶液时生成溴单质、氢气和氢氧化钾。
⑤电镀型：镀层金属作阳极，阳极反应是：M-ne^-=Mn⁺，镀件作阴极，阴极反应是：Mn⁺+ne^-=M。（电解精炼与电镀，实质上是相同的）

原电池、电解池、电镀池的比较: