《备战高考化学压轴题专题复习——铜及其化合物推断题的综合含答案解析.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战高考化学压轴题专题复习——铜及其化合物推断题的综合含答案解析.docx（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、备战高考化学压轴题专题复习铜及其化合物推断题的综合含答案解析一、铜及其化合物1 在下图所示的物质转化关系中，A 是常见气态氢化物，B 是能使带火星的木条复燃的无色无味气体， E 的相对分子质量比 D 大 17， G 是一种紫红色金属单质。（部分反应中生成无没有全部列出，反应条件未列出）请回答下列问题：（ 1） E 的化学式为 _。（ 2）实验室制取 A 的化学方程式为 _ 。（ 3）反应的化学方程式： _ 。（ 4）反应的化学方程式： _。【答案】 HNO3 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O 3NO3+H2O=2HNO3+NO4NH3+5O2=4NO+6H2O【解
2、析】【分析】B 是能使带火星的木条复燃的无色无味气体，则B 是氧气； G 是一种紫红色金属单质，则G 是铜； A 是常见气态氢化物，且能和氧气反应，所以根据图中的转化可以判断，A 可能是氨气，则C 就是 NO， F 是水。 NO 和氧气反应生成NO2， NO2 溶于水生成硝酸，则E 是硝酸，硝酸和铜反应又生成NO，据此答题。【详解】（ 1）由以上分析可知 E 为 HNO3，故答案为： HNO3 。（ 2）由以上分析可知 A 为 NH3，实验室制取氨气用氯化铵与氢氧化钙共热，反应生成氯化钙、氨气和水，反应方程式为： 2NH4 Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O，故答案为：2N
3、H4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O。（3）反应为二氧化氮与水反应生成硝酸与NO，反应的方程式为：3NO3 +H2O=2HNO3+NO，故答案为： 3NO3+H2O=2HNO3+NO。（4）反应为氨的催化氧化，反应生成NO 和 H2O，化学方程式为：4NH3+5O2=4NO+6H2O，故答案为：4NH3+5O2=4NO+6H2O。【点睛】解框图题的方法：最关键的是寻找“突破口”，“突破口”就是抓“特”字，例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。2 孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO3yCu(OH)2(x、 y 为正整
4、数，且x3， y 2)。(1)现有两份等量的某碳酸盐类制矿样品，一份加足量盐酸，产生3.36L 标准状况下的CO2气体，另一份加热完全分解得到20gCuO，则该碳盐类铜矿的化学组成中x： y=_。(2)设某碳酸盐类铜矿样品质量为ag，含铜质量为bg，加酸完全分解得到标准状况下CO2 气体 VL，则 a、 b、 V 的代数关系式是_。【答案】 3:2124VbV65V49ba=9822.4或 a=3222.46456【解析】【分析】(1)先计算一定质量的碳酸盐反应产生的CO2、 CuO 的物质的量，然后根据C 元素守恒可得n(CuCO3)=n(CO2)，根据 Cu 元素守恒可得n(CuCO3)+
5、 nCu(OH)2=n(CuO)，计算出nCu(OH) ，就可得到 n(CuCO )与 nCu(OH) 的物质的量的最简整数比；232(2)根据碳元素守恒可得32Vmol，根据 Cu 元素守恒可得 n(CuCO3n(CuCO )=n(CO )=)+22.4232Vmol先计nCu(OH) =n(Cu)，用含有 b、 V 的代数式表示，也可根据n(CuCO )=n(CO )=22.4算出 CuCO3的质量，用总质量减去32的质量，再计算其物质的CuCO 的质量得到 Cu(OH)量，最后得到n(CuCO3)与 nCu(OH)2的物质的量的最简整数比。【详解】(1)n(CO2)=3.36L 22.4
6、L/mol=0.15mol，则 n(CuCO3)=n(CO2)=0.15mol ，n(CuO)=20g 80g/mol=0.25mol，根据 Cu 元素守恒，可得nCu(OH)2=0.25mol-0.15mol=0.10mol ，所以 n(CuCO3)： nCu(OH)2=0.15： 0.10=3 ：2，所以碳酸盐类铜矿的化学组成为 xCuCO中 x=3， y=2，盐可以表示为3CuCO32Cu(OH)2；3yCu(OH)2(2)根据 C 元素守恒可得32Vmol，根据 Cu 元素可得n(CuCO3)+n(CuCO )=n(CO )=22.42b2bV3nCu(OH) =n(Cu)=mol ，
7、则 nCu(OH) = ()mol ，所以 n(CuCO )：646422.42V： ( bV124V98bV；nCu(OH) =22.464)， a= a=22.46422.422.432Vmol，m(CuCO3V124Vg，该化合物含有Cun(CuCO )=n(CO )=)=mol 124g/mol=22.422.422.4的总物质的量是n(Cu)b mol ，则根据 Cu 元素守恒，可得64nCu(OH)2=b molVmol ， mCu(OH)2=98g/mol （ b molVmol ），根据反应6422.46422.4前后物质质量不变，可得124Vg +98g/molbVmol )
8、=65V49ba=(mol56。22.46422.4323 已知固体A 是中学常见的矿物，由四种元素组成，现设计如下实验:请回答：(1) 固体 A的化学式 _。(2) 镁能在气体 E 中燃烧，写出反应的化学方程式 _ 。(3) 写出固体 C 与氨气反应生成 D 的化学方程式 _ 。【 答 案 】Cu2(OH)2CO3 或Cu(OH)2CuCO3 或Cu2H2CO52Mg+CO2MgO+C3CuO+2NH3Cu+N2+3H2O【解析】固体C 在氨气中加热生成紫红色固体D， D 为Cu，则C 为CuO，根据(2)镁能在气体 E 中燃烧，气体E 不能与浓硫酸反应，E 为CO2，根据质量守恒，另外一种
9、气体的质量为22.2g-4.4g-16g=1.8g，该气体能够被浓硫酸吸收，应该为水蒸气，因此固体A 隔绝空气加热生成氧化铜、水和二氧化碳，则固体A 为碱式碳酸铜。(1)固体A 为碱式碳酸铜 ，化学式为Cu2(OH)2CO3，故答案为：Cu2(OH)2CO3；(2)镁能在气体二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C，故答案为：2Mg+CO22MgO+C；(3)氧化铜与氨气反应生成铜的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，故答案为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。4 铜与浓硫酸在加热条件下发生反应。（ 1）请同学们写出该反应方程式 _ ；（ 2）其中
10、 _为还原剂，浓硫酸表现的性质 _ （酸性、强氧化性、强氧化性和酸性）；（3）当3molCu参加反应，转移的电子数为_ 。【答案】Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2 +2H2OCu（或铜）强氧化性和酸性6NA（或3.612 1024）【解析】【详解】(1)铜与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、（浓）CuSO4+SO2 +2H2O；SO2 和水，该反应方程式为Cu+2H2SO4(2)在 Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2 +2H2O 中， Cu 元素化合价升高，则Cu 发生氧化反应，是还原剂，而S 元素部分化合价+6 价降为 +4 价，体现了浓硫酸的强氧化性和酸性；(3)反应
11、中 Cu 从 0 价升高为 +2 价，则当3molCu 参加反应，转移电子的物质的量为3mol 2=6mol，数目为6NA。5 氯化亚铜（CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu 和少量CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：（1）步骤 中得到的氧化产物是_，溶解温度应控制在6070 度，原因是_。（2）写出步骤 中主要反应的离子方程式_。（3）步骤 包括用 pH=2 的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_（写名称）。（ 4）上述工艺中，步骤 不能省略
12、，理由是 _ 。（ 5）步骤 、 、 、 都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_（填字母）A分馏塔B离心机C反应釜D框式压滤机（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于若两的FeCl3 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol/L的 K2Cr2O7 溶液滴定到终点，消耗 K2Cr2O7溶液 b mL，反应中 Cr2O72-被还原为 Cr3+，样品中CuCl 的质量分数为 _ 。【答案】 CuSO42+温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解2+32-或 Cu2Cu +SO+2Cl2-+2H+硫酸 醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化）+H2O=2CuCl
13、 +SO4B、 D【解析】【分析】【详解】（1）海绵铜的主要成分是 Cu 与 CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则 Cu 被氧化为铜离子；在稀溶液中，硝酸根离子作氧化剂，硫酸没有氧化性，作酸性介质，因此Cu2+和 NH4+都会变成对应的硫酸盐。（2）步骤 反应后过滤，说明反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl 沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤 发生的离子反应为：2Cu2+32-242-+ ；+SO+2Cl +H O=2CuCl +SO +2H（3）盐酸中含有较多氯离子，可能溶解CuCl 沉淀，不合适；硝酸具有氧化性，会氧化CuCl 沉淀，不合适；三大强酸中只有稀硫酸合适。（ 4） CuC
14、l 难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇的沸点低，可加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化，也有利于后面的烘干步骤。（5）用于分离固体和液体的设备与实验室中的过滤的原理是相似的。A、分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；B、离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确； C、反应釜为发生反应的设备，错误；D、框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；（6）根据题意， CuCl 与 K2Cr2O7 发生氧化还原反应，K2 Cr2O7 被还原为 Cr3+，则 bmL、 amol/L K 2
15、Cr2O7 溶液发生反应时，转移电子的物质的量是ab-3-310 23mol=6ab mol10 ， +1价 Cu 会被氧化为2+-3Cu ，根据得失电子守恒，则CuCl 的物质的量是 6ab10 mol ，则样品中CuCl 的质量分数是-3 100%=0.597ab/m。100%(6ab 10mol 99.5g/mol)/mg6 某学生探究小组将一批废弃的电子线路板简单处理后，得到含71%Cu、20%Al、 5%Fe及少量 Au、 Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线：已知： Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2+2H2 O+2NO2回答下列问题：（1）滤渣 1 的主
16、要成分为 _。（2）第步加入H2O2 目的是将 Fe2+氧化成 Fe3+，其离子方程式为_；使用 H2O2 作为氧化剂的优点是 _。（3）用第步所得CuSOCuSO4 的瓷质主要仪器 _。45H2O 晶体加热制备无水（4）由滤渣 2 制取 Al2 4 32(SO )18H O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，可行方案是_，其中不可行方案的原因是_。【答案】 Pt、 AuH2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O不引入新杂质且产物无污染蒸发皿乙甲【解析】【分析】（ 1） .滤渣 1 成分应为 Pt， Au，性质稳定不与浓硝酸和稀硫酸反应。（ 2） . H2O2 将 Fe2
17、+氧化成 Fe3+，同时其被还原为 H2O。产物无污染无需后续处理。（ 3） . 蒸发结晶过程会用到主要仪器蒸发皿属于瓷质。（4） . 滤液 1 加 H2O2是为了将溶液中 Fe2+ Fe3+，然后通过加 NaOH 调 PH 值使 Al3+和 Fe3+沉淀，这样才能使滤液2 只含 Cu2+。而滤渣 2 成分为 Fe(OH)3 和 Al(OH)3, 所以在制取24 323+影响。Al (SO ) 18HO 时要考虑除去 Fe【详解】（1） .Pt， Au 都属于化学性质稳定的金属，所以滤渣1 含 Pt 和 Au，答案为 Pt、 Au 。（2） .根据分析， H2O2 氧化 Fe2+的离子方程式为
18、H2 O2 +2Fe2+2H+=2Fe3+ +2H2O，反应产物只有 H2O 和 Fe3+，没有引入新杂质且无污染。答案为H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O，不引入新杂质且产物无污染。（3） .由分析可知为蒸发皿，答案为蒸发皿。（4） .根据分析，滤渣 2 如果采用甲方案处理无法除去Fe3+，最终获得产物会含有杂质Fe2 (SO4)3 成分。如果采用乙方案，加适量Al 粉可以置换出 Fe 同时生 Al3+。丙方案加入NaOH 溶解 Al(OH)3 然后过滤，可排除Fe3+影响，但对比方案乙其原子利用率不高。故答案为乙，甲。7 硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂
19、、氧化剂和催化剂等。（1）工业制硫酸铜的方法很多。 方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。该反应的化学方程式是_，此法的最大缺点是 _ 。 方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如下图所示：稀硫酸、铜和氧化铁反应的化学方程式是_ ；向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是_；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是_。（ 2）氨法脱硫技术可吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫，同时制得硫酸铵。主要的工艺流程如下图所示： 吸收塔中发生反应的化学方程式是 有数据表明，吸收塔中溶液的尾气时，调节溶液的pH 的方法是_。pH 在 5.56.0 之间，生产效率较高。当控制一定流量的_。【答案】 Cu+2H2
20、SO4(浓 )3+2+2+2Fe +Cu=2Fe +Cu （或CuSO4+SO2 +2H2O产生有污染的气体Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、+2+2+2+2+Fe2O3+Cu+6H =3H2 O+2Fe +Cu ）4Fe +4H +O2=4Fe +2H2O加热、蒸发4NH3?H2O+2SO2+O2=2(NH4)2SO4+2H2O调节氨水的流量【解析】【分析】【详解】（1） 方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜。该反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2 +2H2O，此法的最大缺点是产生有污染的SO2 气体。 稀硫酸、氧化铁反应生成硫酸铁，硫酸铁与铜反应生成硫酸亚铁、硫酸铁
21、，所以化学方程式是 Fe2O3 +Cu+6H+=3H2O+2Fe2+Cu2+；向混合溶液中通入热空气亚铁离子被氧化为铁离子，反应的离子方程式是4Fe2+4H+O2 =4Fe2+2H2O；加热蒸发滤液可得到无水硫酸铜。（2） 吸收塔中亚硫酸铵被氧化为硫酸铵，发生反应的化学方程式是4NH3?H2O+2SO2+O2=2(NH4)2SO4+2H2O； 当控制一定流量的尾气时，调节氨水的流量可调节溶液的pH。8 孔雀石的主要成分为Cu2( OH) 2CO3。某同学设计的从孔雀石中冶炼铜的方案如下( 假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸) ：(1)反应能观察到的现象是_，有关反应的化学方程式为 _。(2)反应
22、加入的金属可能是_。，有关反应的离子方程式为【答案】固体逐渐消失，溶液由无色变成蓝色，有气泡产生Cu2 ( OH) 2CO3 2H2SO44222 2 CuFe Cu Fe2CuSO CO 3H O 铁粉【解析】【分析】（ 1）孔雀石的主要成分成为 Cu2 ( OH) 2CO3，为碱式盐，和硫酸反应生成二氧化碳气体，得到硫酸铜溶液；（ 2）硫酸铜溶液中加入过量铁发生氧化还原反应得到金属铜。据此解答。【详解】( 1) 孔雀石中加入稀硫酸中能观察到的现象是孔雀石逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，且有气泡产生；反应的化学方程式为Cu2OH 2CO32H2SO42CuSO4CO23H2O()；( 2) 经
23、过滤除去难溶于水和稀硫酸的杂质，则滤液中主要含有CuSO4，加入的金属粉末能将Cu2 从溶液中置换出来，故金属可能是Fe，反应的离子方程式为Fe Cu2 Fe2 Cu。【点睛】本题考查了物质性质的理解应用，主要是盐和酸反应，金属和盐反应产物的判断，掌握基础是解题关键。9 孔雀石主要含 Cu2 (OH)2CO3，还含少量 Fe、 Si 的化合物。某工厂以孔雀石为主要原料制备 CuSO45H2O，主要步骤如下：已知该条件下，通过调节溶液的酸碱性而使Fe3+、 Fe2+、 Cu2+生成沉淀的pH 分别如下：请回答下列问题：(1)为了提高孔雀石酸浸时的速率，除适当增加浓硫酸浓度外，还可以采取的措施有
24、:_( 写一种 )。(2)试剂 是双氧水，把Fe2+氧化成 Fe3+的目的是 _ 。根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应采取的条件是_ 。(3)试剂 为 CuO，其目的是调节溶液的pH 保持在 _ 范围。操作 的名称是 _。(4)溶液 C 得到 CuSO45H2O 的主要步骤是 _ 、_ 、过滤、洗涤、干燥。【答案】适当提高反应温度(或搅拌、将矿石研磨成粉末等其他合理等案)调节 pH 时, Fe3+在Cu2+开始沉淀之前就能沉淀完全，从而把杂质快除去温度控制在80CpH控制在1.5,o ，氧化时间为 4h 左右 3.2 pH4.7过滤 蒸发浓缩冷却结晶【解析】【分析】孔雀石中加入稀硫酸，
25、得到硫酸铜、硫酸亚铁、水、二氧化碳，还有SiO2，那么气体 E 为CO ，加入试剂后产生红褐色沉淀D，说明沉淀为Fe(OH) ，进一步说明溶液B 中含有23Fe3+，那么试剂是一种具有氧化性的试剂，可将溶液A 中的 Fe2+氧化为 Fe3+，为了不引入新杂质，选用的试剂是H2O2pH使Fe3+沉淀，同时保留；试剂的作用是调节溶液的Cu2+，溶液C 为硫酸铜溶液，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤干燥后可得CuSO45H2O，据此解答本题。【详解】（ 1）为了提高孔雀石酸浸时的速率，除适当增加浓硫酸浓度外，还可以采取的措施是升高反应的温度或者增大接触面积；（2）由分析可知试剂是双氧水，可将溶液A 中的 F
26、e2+氧化为 Fe3+，把 Fe2+氧化成 Fe3+的目的是在 Cu2+开始沉淀之前 Fe3+已完全沉淀，从而把杂质除去；由曲线图可知，当温度为80， pH=1.5 时 Fe3+的转化率最高，因此工业上氧化操作时应采取的条件是温度为80，pH=1.5 时，氧化时间为 4h 左右；（ 3）试剂为 CuO，其目的是调节溶液的 pH 保持在 3.24.7 之间，既能让 Fe3+完全沉淀，又不让 Cu2+开始沉淀；操作为过滤；（ 4）由分析可知，溶液 C 得到 CuSO45H2O 的主要步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。10 CuCl 难溶于水，广泛应用于电镀、印染等行业。工业上用辉铜矿（C
27、uS2）为原料制取CuCl 的一种流程图如下：写出 “氧化 ”反应的离子方程式：_。写出 “氧化 ”反应的离子方程式：_。写出 “还原 ”反应的离子方程式：_。将 Cl2 通入热的 NaOH 溶液，可以制得含 NaClO3 的溶液，写出该反应的离子方程式：_。【答案】 MnO2 CuS2 4H+ 2S Mn 2+ Cu2+ 2H2O5Mn2+2ClO3-4H2O 5MnO 2Cl2 8H+ 2Cu2+ SO3 ClO3-2- 2Cl H2O 2CuCl SO42- 2H+ 3Cl2 6OH5Cl3H2O【解析】【分析】辉铜矿（CuS2）溶解于稀硫酸和二氧化锰的混合物得到硫、硫酸铜及硫酸锰的混合
28、溶液，过滤得到滤渣硫，滤液中加NaClO3，发生反应5Mn 2+ 2ClO3- 4H2O 5MnO 2 Cl28H+，过滤，除去223CuCl 沉淀，过滤、水MnO ，滤液加入Na SO 发生氧化还原反应得到洗、醇洗最后烘干得到CuCl。【详解】（ 1）反应中是 Cu2 S 在酸性条件下被二氧化锰氧化，其中 S、 Cu 元素分别被氧化为 S、Cu2 ， “氧化 ”反应的离子方程式： MnO 2 CuS2 4H+ 2S Mn 2+ Cu2+ 2H2O。2）硫酸锰被氯酸钠氧化成二氧化锰，“”5Mn2+2ClO-4H（氧化反应的离子方程式：32O5MnO 2 Cl2 8H+。（ 3）亚硫酸钠水溶液具有较强还原性，将Cu2+还原成 CuCl， “还原 ”反应的离子方程式：2Cu2+ SO3 2- 2Cl H2O2CuCl SO42- 2H+。（4）将 Cl2 通入热的 NaOH 溶液，可以制得含NaClO3 的溶液，同时生成氯化钠和水，该反应的离子方程式： ClO3- 3H2O。3Cl2 6OH5Cl