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1、高考化学压轴题专题复习铜及其化合物推断题的综合附答案解析一、铜及其化合物1 孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCOyCu(OH) (x、 y 为正整数，且32x3， 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】 3:2124VbV或 a= 65V49ba=9822.422.4645632【解析】【分析
2、】(1)先计算一定质量的碳酸盐反应产生的2C 元素守恒可得CO 、 CuO 的物质的量，然后根据32Cu 元素守恒可得32n(CuCO )=n(CO )，根据n(CuCO )+ nCu(OH) =n(CuO)，计算出232nCu(OH) ，就可得到n(CuCO )与 nCu(OH) 的物质的量的最简整数比；(2)根据碳元素守恒可得n(CuCO3)=n(CO2)=Vmol ，根据 Cu 元素守恒可得 n(CuCO3)+22.4nCu(OH)2=n(Cu)，用含有 b、 V 的代数式表示，也可根据Vmol先计n(CuCO3)=n(CO2)=22.4算出 CuCOCuCO3的质量得到 Cu(OH)2
3、 的质量，再计算其物质的3 的质量，用总质量减去量，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 22.4L/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) =0.25mol-20.15mol=0.10mol ，所以n(CuCO )： nCu(OH) =0.15： 0.10=3 ： 2，所以碳酸盐类铜矿的化学32组成为 xCuCO32中 x=3， y=2，盐可以表示为32yCu(OH)3CuCO 2Cu(OH
4、) ；(2)根据 C 元素守恒可得32Vmol，根据 Cu 元素可得 n(CuCO3)+n(CuCO )=n(CO )=22.4nCu(OH)2=n(Cu)= bmol ，则 nCu(OH)2= ( bV)mol ，所以 n(CuCO3)：646422.4nCu(OH)2=V： ( bV)， a= a=124V98bV22.464；22.46422.422.432Vmol，m(CuCO3V124Vg，该化合物含有Cun(CuCO )=n(CO )=)=22.4mol 124g/mol=22.422.4的总物质的量是n(Cu)bmol ，则根据 Cu 元素守恒，可得64nCu(OH)2=b mo
5、lVmol ， mCu(OH)2=98g/mol （ b molVmol ），根据反应6422.46422.4124VbV65V49b前后物质质量不变，可得 a=g +98g/mol (molmol )=56。22.46422.4322 有关物质的转化关系如下图所示（部分物质与条件已略去）。已知A 是由两种元素组成的黑色粉末， B 由两种元素组成、其摩尔质量为65g?mol 1， C 是空气中含量最多的单质， D是白色粉末且焰色反应呈黄色，E 是一种紫红色金属， F 是一种无色气体单质， H 是一种红棕色气体， I 是最常见的液体，K 是一种强碱。（ 1） B 的化学式为 _。（ 2） K 的
6、电子式为 _。（3）写出反应的化学方程式：_ 。（ 4）写出反应的离子方程式： _ 。【答案】 NaNCuO+2NaN3Cu+Na 2O+3N 2 3Cu+8H+-=3Cu2- 2NO 332NO 4H 2O【解析】 C 是空气中含量最多的单质，则C 是 N 2； D 是白色粉末且焰色反应呈黄色，则D中含有 Na 元素； E 是一种紫红色金属，则E 是 Cu；结合转化关系图，结合其他已知条件可得： A 是 CuO、 B 是叠氮化钠、 D 是 Na2O、E 是 Cu 、G 是 NO、 H 是 NO2、I 是 H2O、 J是 HNO 3、 K 是 NaOH 、 L 是 Cu(NO 3)2。（1）叠
7、氮化钠的化学式为 NaN 3；（2） NaOH 的电子式为；（ 3 ）反应为叠氮化钠和CuO 受撞击反应生成N 2 、 Na2O 和 Cu ，故化学方程式为：CuO+2NaN 3Cu+Na 2O+3N 2；（ 4）反应为Cu 和稀硝酸的反应，离子方程式为：3Cu+8H + 2NO 3- =3Cu 2- 2NO 4H 2O。点睛：无机框图推断题，既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的逻辑推理能力，难度较大。解答无机框图推断题，应认真分析题干，找出明显条件和隐蔽条件。通过已知条件找出突破口，正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。3 A、 B、
8、C、 D、 X 均为中学化学常见的物质。它们之间存在如下图所示转化关系（图中反应条件略去）填写下列空白：（1）若 A为两性氢氧化物, B 为 NaOH溶液，写出反应A+BC+D 的离子方程式_，并写出偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳的离子方程式_（2）若 A为金属单质， B、 C、D 都是化合物， A与 B 发生的反应常用于刻制印刷电路板，该反应的离子方程式 _ 。 2H2OCO Al(OH)3+2+【答案】 Al(OH) OH =AlO 2H2O AlO23 HCO 2Fe +Cu=2Fe3223+Cu2+【解析】考查无机推断，（1）A 为两性氢氧化物，即A 为 Al(OH) 3， B 为 N
9、aOH ，A 和 B反应的离子反应方程式为Al(OH) 3 OH=AlO 2 2H 2O，碳酸的酸性强于偏铝酸，因此偏铝酸钠溶液中通入过量的CO2，其离子反应方程式为AlO 2 2H2OCO2Al(OH)3 HCO 3 ；（ 2）A 与 B 反应常用于刻制印刷电路板，即离子反应方程式为Cu 2Fe3 =Cu 22Fe2。4 已知：在pH 为 4 5 的环境中， Cu2 、 Fe2 几乎不水解，而Fe3 几乎完全水解。用粗氧化铜（ CuO 中含少量Fe）制取 CuCl2 溶液过程如下： 取一定量的粗CuO，加入过量浓盐酸，加热并搅拌，充分反应后过滤，溶液的pH 为1。 向滤液中通入Cl2，搅拌。
10、 向 中加入适量物质A，微热，搅拌，调整溶液的pH，过滤。 把 所得滤液浓缩。（ 1） 中加热并搅拌的目的是 _ 。（ 2） 中发生反应的离子方程式是 _ 。（ 3） 中的物质 A 可能是 _ ；调整的 PH 范围是 _ ；过滤后滤渣的成分是 _ 。（ 4） 中发生反应的离子方程式是 _ 。（ 5） 中如何用 pH 试纸测定溶液的 pH 值： _。【答案】加快反应速率，是反应充分2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl- CuO 4-5 Fe(OH)3+2+2pH 试CuO+2H =Cu +H O 取一小块 pH 试纸，放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在纸中央，待变色后与标准比色卡相比。【解析】
11、【分析】氧化铜粗品加入浓盐酸溶解，此时溶液中主要有Cu2+，Fe2+， Cl-， H+；通入氯气将亚铁离子氧化成 Fe3+，离子方程式为：2Fe2+ +Cl 2 =2Fe3+ +2Cl - ，加入适量CuO 可以调节 pH 值至4-5，将 Fe3+转化成沉淀，同时不引入新的杂质，之后过滤浓缩，得到CuCl2 溶液。【详解】（ 1）加热搅拌一般是为了加快反应速度，故答案为：加快反应速率，使反应充分；（2）根据分析可知答案为：2Fe2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ；（3）根据分析可知A 为 CuO，既能调节pH 值又不引入新的杂质；根据题目信息可知pH在 4-5 的环境中 Cu2
12、几乎不水解，而 Fe3 几乎完全水解；得到的滤渣为 Fe(OH)3 ，故答案为： CuO；4-5； Fe(OH)3；（4）该反应为氧化铜和氢离子的反应，故答案为： CuO+2H+=Cu2+H2O；（ 5）测溶液 pH 值的方法为：取一小块 pH 试纸，放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液，点在 pH 试纸中央，待变色后与标准比色卡相比。5 氯化亚铜（CuCl ）常用作有机合成工业中的催化剂，是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸。工业上用制作印刷电路的废液（含Fe3 、 Cu2 、 Fe2 、 Cl ）生产CuCl 的流程如图所示：根据以上信息回答下列问题：（ 1）生产过程中： X 是 _，
13、 Z 是_。（均填化学式）（ 2）写出生成 CuCl 的离子方程式 _。（3）析出的 CuCl 晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是_。（4）在 CuCl 的生成过程中理论上不需要补充SO2气体，其理由是 _。（5）已知：常温下Ksp CuCl1.610 7 ， K spCuI1.2 10 12 ，现向 CuCl 饱和溶+液中加入 NaI 固体至 c I -0.1mol L1，此时溶液中c(Cu- ) =_。c(Cl)（6）实验探究 pH 对 CuCl 产率的影响如下表所示：pH1234567CuCl 产率 /%70908278757270析出 CuCl 晶体最佳 pH 为 _，当 pH 较大时
14、 CuCl 产率变低的原因是_。【答案】FeCl 22+2-242-+减少或 H 2 O2 等合理答案亦可 2Cu +SO +2Cl +2H O=2CuCl +SO +4H产品CuCl的损失SO (浓 )CuSO +SO +2H O 反应中生成的CuSO 和 SO 为Cu+2 H2 44224211， CuCl +CuSO +SO +2H O=2CuCl +2 HSO 反应中消耗CuSO 和 SO 也为 1 1，所以理24222442论上不需要补充SO2 气体3 10 82 pH较大时， Cu 2水解程度增大，反应生成 CuCl减少【解析】【分析】根据流程图，蚀刻液为氯化铁溶液，则滤液为氯化亚
15、铁，因此印刷电路的废液(含 Fe3+、Cu2+、 Fe2+、 Cl-)中应先加入过量的铁粉除去铜离子和铁离子，过滤后，在滤液1 中通入过量的氯气，可生成氯化铁，用于制作蚀刻液；滤渣含有铜、铁，加入过量的盐酸除去铁，滤液为氯化亚铁，滤渣中含有铜，可与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，调节溶液pH，可生成硫酸和CuCl 晶体，据此分析解答。【详解】(1)由以上分析可知X 是 Fe， Z 是 Cl2，故答案为：Fe； Cl2；(2)CuCl2+-2-+4H+，故答案为：生成的离子方程式为2Cu +SO2 +2Cl +2H2O 2CuCl +SO4=2+-2-+；2Cu+SO2+
16、2Cl +2H2 O=2CuCl +SO4+4H(3) 氯化亚铜微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸，析出的CuCl 晶体不用水而用无水乙醇洗涤，可减少产品CuCl 的损失，同时乙醇易挥发，便于干燥，故答案为：减少产品CuCl的损失；(4)依据图示可知： Cu+2 H SO (浓 )CuSO +SO +2H O 反应中生成的 CuSO 和 SO 为244224211， CuCl +CuSO +SO +2H O=2CuCl +2 HSO 反应中消耗CuSO 和 SO 也为 1 1，所以理24222442论上不需要补充SO2气体，故答案为：24422Cu+2 H SO (浓 )CuSO +SO +2H O
17、 反应中生成的 CuSO42242224反应中消耗42和 SO为 1 1， CuCl +CuSO+SO +2H O = 2CuCl +2 SOHCuSO和 SO也为11，所以理论上不需要补充SO2 气体；-7， K-12，现向 CuCl 饱和溶液中加入NaI 固体至 c(I-(5)常温下 Ksp(CuCl)=1.6 10 sp(CuI)=1.2 10)=0.1mol?L-1 ，c(Cu2+1.210 12-11， c(Cl-1.6 107mol/L=4-4)=mol/L=1.2 10)= 10mol/L ，此0.1c(Cu + ) 1.2 10 时溶液中 c(Cl - ) = 4 1011 -
18、8 ，故答案为： 310-8 ； 4 =3 10(6)由表中数据可知，析出CuCl 晶体最佳pH 为 2， pH 较大时，铜离子水解程度增大，反应生成 CuCl 减少， CuCl 产率降低，故答案为：2； pH 较大时，铜离子水解程度增大，反应生成 CuCl 减少。【点睛】根据实验目的正确理解实验流程图是解题的关键。本题的易错点和难点为(4)，要注意根据反应的方程式分析判断。6CuCl 是难溶于水的白色固体，是一种重要的催化剂。工业上，由孔雀石(主要成分Cu(OH)2CuCO3，含 FeS、FeO 和 SiO2 杂质 )制备 CuCl的某流程如图：请回答：(1)步骤中涉及的主要离子反应方程式为
19、_(2)步骤中涉及的主要离子反应方程式为_(3)下列说法不正确 的是 _A 步骤中产生的气体的主要成分为CO2 和 H2S 气体B 滤渣 1 的成分为 SiO2，滤渣2 的主要成分为 Fe(OH)3 和 Cu(OH)2C CO32-作用是控制溶液 pH，促使 CuCl 沉淀的生成D 若改变试剂加入顺序，将溶液3 缓慢加入到含大量SO32- /CO32-的溶液中，同样可制取CuCl【答案】 2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O2Cu 2+ +2Cl - +SO23- +H 2O=2CuCl+SO24- +2H +BD【解析】【分析】孔雀石 主要成分Cu(OH)2?CuCO3，含 FeS、
20、 FeO 和 SiO2 杂质 中用硫酸浸取，得气体主要含有硫化氢、二氧化碳，滤渣1 为二氧化硅，溶液1 中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+加双氧水，将亚铁离子氧化成铁离子，加氢氧化钠溶液调节pH 值，使铁离子沉淀，得到滤渣2 为氢氧化铁，溶液2 主要含有硫酸铜，溶液2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节 pH 值，使 CuCl 沉淀，由于 SO23- /CO 23- 的溶液呈碱性，所以如果将溶液 3 缓慢加入到含大量 SO23- /CO 32- 的溶液中，有可能生成氢氧化亚铜沉淀，得到的氯化亚铜不纯，据此答题。【详解】（ 1）步骤主要目的是利用双氧水氧化Fe2+，
21、其反应离子方程式为：2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O；故答案为： 2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2 O；（2）溶液 2 主要含有硫酸铜，溶液2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节 pH 值，使 CuCl 沉淀，其主要离方程式为：2Cu 2+ +2Cl - +SO32- +H 2O=2CuCl+SO42- +2H + ；故答案为： 2Cu 2+ +2Cl - +SO32- +H 2O=2CuCl +SO 42- +2H +；（3） A由上述分析可知，步骤中产生的气体的主要成分为CO2 和 H2S 气体，故 A 不符合题意；B由上述分析可知，滤渣
22、 1 的成分为 SiO2，滤渣 2 的主要成分为 Fe(OH)3，故 B 符合题意；C溶液 2 主要含有硫酸铜，溶液 2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节 pH 值，使 CuCl 沉淀，故 C 不符合题意；D若先加入碳酸钠，溶液铜难以发生反应，难以制备2 中硫酸铜会先生成氢氧化铜沉淀，再加入亚硫酸钠后氢氧化CuCl，故 D 符合题意；故答案为：BD。7Ag2OZn 纽扣电池的固体拆解物中含 Ag2O、 Ag、 Zn、 Cu、石墨等物质，从中可提取金属银。如图是简要生产流程。（ 1）固体拆解物需先粉碎的目的是_。（ 2）浸渣的主要成分是 _。（ 3）以上流程中可循
23、环使用的物质是_，除此之外，你认为通过对 _（填流程图中的物质代号）的回收处理，还有可能实现_（填化学式）的循环利用。（4）加入 Cu 之前若溶液的酸性太强，需适当调节溶液的pH，原因是 _（用离子方程式表示） .（5）有人在实验室中利用如下方案回收银：+2NH3Ag(NH3)2+K 稳=1.77-10已知： Ag10； Ksp（ AgCl） =1.8 10写出 AgCl（s）与 NH3 反应的离子方程式_，该反应的平衡常数 K=_。（6）上述两种回收方案中都用到了试剂X，X 是_。A稀硫酸B稀硝酸C CuSO 溶液4（7）两种方案回收的银均为粗品，若得到纯度更高的银，可以电解精炼。若电流强度
24、为yA， 1 小时后，得到Ag_g（列出计算式，已知1 个电子所带电量为1.6-19 10C，阿伏伽德罗常数的值用 NA 表示）。【答案】增加酸浸速率，提高浸取率石墨Cu滤液 、 Zn3Cu+8H+2NO 3 =3Cu2+2NO+4H 2OAgCl+2NH3 ? Ag(NH3)2+-3 +Cl 3.06 10A2.43 1024 yNA【解析】【详解】（ 1）粉碎是为了更好的酸浸，所以目的是增大接触面积，加快酸浸速率，故答案为：增加酸浸速率，提高浸取率；（ 2）石墨不与稀硝酸反应，故滤渣为石墨，故答案为：石墨；（3）根据流程图知，固体混合物中含铜，回收可参与循环利用，而滤液 、 中均含有Zn2
25、+，可回收加以循环利用，故答案为： Cu；滤液 、 ；Zn；（4）加入 Cu 之前，若酸性太强，Cu 与稀硝酸发生氧化还原反应，反应的离子方程式为3Cu+8H+ +2NO 3 =3Cu 2+ +2NO+4H 2O ，故答案为： 3Cu+8H+ +2NO 3 =3Cu 2+ +2NO+4H 2O ；（ 5）由信息可得， AgCl溶于 NH3 的离子方程式为 AgCl+2NH3 ? Ag(NH3)2 + +Cl-；该反应的平衡常数为c AgNH 3 2c Clc AgNH 32c Ag+c Cl=K 稳Kc2 NH 3=c Ag +c2NH 3sp7-10-3 ，K =1.7 10 1.8 10=
26、3.06 10AgCl+2NH3?3 2+-3故答案为： +Cl ；3.06 10；Ag(NH )（6）第一种回收方法中，固体混合物与X反应后，生成物中有铜，在固体混合物中含Zn和 Cu，要回收 Cu，可利用稀硫酸和CuSO4溶液，而第二种方法中，在固体混合物中含Zn和 Ag，若要除去 Zn，则只能利用稀硫酸，故符合题意的为A，故答案为： A；（ 7） 1h=3600s， Q=It =y3600，根据题意回收的 Ag 的质量= n My 3600NAmol 108g/mol= 2.43 1024 y g，1.610 19NA故答案为：2.43 1024 y 。NA8 孔雀石的主要成分为Cu2(
27、 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 Cu铁粉Fe Cu Fe2CuSO CO 3H O【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
28、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Cu2( OH) 2CO32H2SO4 2CuSO4CO2 3H2O；( 2) 经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 信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝 ”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、 4%Fe
29、 及少量 Au、 Pt 的合金，并设计出由合金制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：请回答下列问题：(1)第步 Cu 与酸反应的离子方程式为_ ，得到滤渣 1 的主要成分为_。(2)第步加 H2O2 的作用是做氧化剂，将溶液中的是_ 。Fe2+氧化为Fe3+，用H2O2 做氧化剂的优点(3)滤渣2 的主要成分是Al(OH)3 和Fe(OH)3，在生产中如何分离两种沉淀，写出反应的离子方程式_。(4)第步蒸发所需玻璃仪器为_ 。【答案】Cu+4H+2NO3-=Cu2+ +2NO2 +2HOAu、 Pt不引入新的杂质，对环境无污染Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O酒精灯、玻璃棒【解析】【详解】
30、(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、 Al、 Fe发生反应生成Cu2+、 Al3+、 Fe2+离子进入溶液； Pt 和 Au 不能反应，仍以固体单质的形式存在，所以滤渣1 的成分是Pt 和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+；第步Cu 与浓硝酸反应的离子方程式为Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2 +2H2 O；(2)第步加 H2O2 的作用是将Fe2+氧化为 Fe3+，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得反应的离子方程式为2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2 O。 用 H2O2 作氧化剂的优点是还原产物是H2O，不引入杂质，且对环境无污染；(3)滤渣2 的主要成
31、分是Al(OH)3 和Fe(OH)3，在生产中可根据Al(OH)3 是两性氢氧化物，能够与强碱 NaOH 溶液反应，而 Fe(OH)3 是碱，不能与强碱发生反应来分离两种难溶性物质，反应的离子方程式为 Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O；(4)第步从含有 CuSO4 的溶液中获得 CuSO4?5H2O 晶体的方法是蒸发结晶法，蒸发时所需玻璃仪器为酒精灯、玻璃棒 。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（CuS2）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 Cl23的溶液，写出该反应的离子方程式：通入热的 NaOH 溶液，可以制得含 NaClO_。【答案】 MnO2 CuS2 4H+ 2S Mn 2+ Cu2+ 2H2O5Mn2+2ClO3-4H2O