2020-2021高考化学(铜及其化合物推断题提高练习题)压轴题训练及答案解析

1、2020-2021高考化学( 铜及其化合物推断题提高练习题) 压轴题训练及答案解析一、铜及其化合物1 下列框图涉及到的物质所含元素中，除一种元素外，其余均为1 18 号元素。已知： A、 F 为无色气体单质，B 为具有刺激性气味的气体，属单质 (部分反应的产物未列出)。请回答下列问题：（1） D 的化学式为 _； F 的结构式为 _。C 为黑色氧化物，E 为红色金（2） A 与B 生成D 的反应在工业上是生产_的反应原理之一。（3） E 与 G的稀溶液反应的离子方程式为_。（4） B 和C反应的化学方程式为_。（5） J、 K 是同种金属的不同氯化物，K 为白色沉淀。写出SO2 还原J 生成K

2、 的离子方程式： _。【答案】 NONN 硝酸3Cu+8H+2NO3- =3Cu2+2NO +4H2O3CuO+2NH3加热3Cu+N2+3H2O2+ - + 2-2Cu +2Cl +SO2+2H2 O=2CuCl +4H+SO4【解析】【分析】E 为红色金属单质，应为Cu，则 C 为 CuO， B 为具有刺激性气味的气体，应为NH3，可与CuO 在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，生成的气体单质 F 为 N2，可与氧气在放电条件下反应生成 NO，则 A 为 O2， D 为NO， G 为 HNO3， H 为 Cu(NO3)2，I 为 Cu(OH)2， J为 CuCl2， J、 K 是同种

3、金属的不同氯化物， K 为白色沉淀，则 K 应为 CuCl，据此分析解答。【详解】(1)由以上分析可知D 为 NO， F 为 N2，结构式为NN；(2)O2 与 NH3 发生催化氧化生成 NO 和水， NO 被氧化生成 NO2，溶于水生成硝酸，因此 O2 与 NH3 发生催化氧化生成 NO 是工业生成硝酸的重要反应之一；3+3-2+2O；(3)G 为 HNO ，稀硝酸与铜反应的离子方程式为3Cu+8H +2NO=3Cu +2NO +4H(4)B 为 NH ，可与 CuO 在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，反应的方程式为33CuO+2NH3加热3Cu+N2+3H2O；222+-22+42

4、- 。(5)SO 还原CuCl 生成 CuCl 的离子方程式为2Cu+2Cl +SO +2H O=2CuCl +4H+SO2 将铁粉、铜粉、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液和氯化铜溶液，混合于容积合适的烧杯内，充分反应后，试填写下列空白。（1）若铁粉有剩余，则溶液中不可能有的离子是_（从 Fe3+、 Cu2+、 Fe2+中选填）。（2）若溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余，则不可能有的金属单质是_ （从Fe、 Cu 中选填）。（3）若铜粉有剩余，溶液中不可能含有的离子是_（从 Fe3+、Cu2+、 Fe2+中选填）。3+2+3+【答案】 Fe、 CuCu、 Fe Fe【解析】【分析】利用共存原理，对各空进行

5、逐一分析。（ 1）由反应 2Fe3+Fe3Fe2+、 Fe+Cu2+ Fe2+Cu 进行分析，确定铁粉有剩余时，溶液中不可能有的离子。（ 2）利用 2Fe3+Fe 3Fe2+、 Fe+Cu2+ Fe2+Cu、 2Fe3 +Cu 2Fe2 +Cu 2 进行分析，确定当溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余时，不可能有的金属单质。（ 3）利用 2Fe3+Cu=2Fe 2 +Cu2 进行分析，确定铜粉有剩余时，溶液中不可能含有的离子。【详解】（ 1）从反应 2Fe3+Fe3Fe2+、 Fe+Cu2+ Fe2+Cu 可以看出，当铁粉有剩余时，溶液中能与 Fe 反应的 Fe3+、 Cu2+不可能存在。答案为： F

6、e3+、 Cu2+；（ 2）从反应 2Fe3+Fe3Fe2+、 Fe+Cu2+ Fe2+Cu、 2Fe3 +Cu 2Fe2 +Cu 2 可以看出，当溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余时，与它们能反应的Fe、 Cu 不可能存在。答案为： Fe、Cu；（3）从反应 2Fe3 +Cu=2Fe2 +Cu2 可以看出，当铜粉有剩余时，溶液中能与Cu 反应的 Fe3不可能存在。答案为：Fe3+。【点睛】所谓离子共存，是指离子 (包括原子、分子 )间既不能发生氧化还原反应，又不能发生非氧化还原反应，从而生成沉淀、气体、弱电解质等物质的反应。在平时的学习中，应对基本的反应加强记忆，否则，我们无法确定离子间能否共存。

7、3 某研究小组为了探究一种浅绿色盐X(仅含四种元素，不含结晶水，M(X)908g ?mol -1)的组成和性质，设计并完成了如下实验：取一定量的浅绿色盐X 进行上述实验，充分反应后得到23.3g白色沉淀E、 28.8g红色固体G 和 12.8g 红色固体已知：浅绿色盐H。X 在 570、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应；常温下B 呈液态且1 个B 分子含有10 个电子。请回答如下问题：（ 1）写出 B 分子的电子式 _。（ 2）已知 G 溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，并放出无色气体。请写出该反应的离子方程式为_。（ 3）在隔绝空气、 570温度下加热 X 至完全分解的化学反应方程式为 _。（

8、 4）一定条件下， NH3 与黑色固体 C 发生氧化还原反应得到红色固体和气体丙 (丙是大气主要成分之一 )，写出一个可能的化学反应方程式 _。【答案】3Cu2O+14H+2NO3-=6Cu2+2NO +7H2OCu (OH) SO4CuO+SO +3H O3CuO+2NHN +3Cu O+3H O464323222【解析】【分析】浅绿色盐 X 在 570、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应，得到A、 B和黑色固体C，常温下 B 呈液态，且1 个 B 分子含有10 个电子， B 为水； A 和水反应生成的D 能和氯化钡反应生成白色沉淀E， E 只能为硫酸钡，则 A 为 SO3， D 为 H

9、2 SO4；黑色固体C 可能为四氧化三铁、氧化铜、碳等，黑色固体C 隔绝空气在 1000反应生成气体F 和红色固体G，G 能和硫酸反应生成红色固体和蓝色溶液应为氧化亚铜在酸性溶液中的歧化反应，Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，所以红色固体G 为氧化亚铜，气体铜，蓝色溶液I 为硫酸铜，黑色固体C 为氧化铜，据此分析解答。F 为氧气，红色固体H 为【详解】(1)B 为水，水是共价化合物，氢原子和氧原子之间以共价键结合，其电子式为，故答案为：；(2)红色固体 G 为氧化亚铜， Cu2O 中 +1 价的铜被硝酸氧化，稀硝酸被还原成一氧化氮，反应的离子方程式为： 3Cu2O+14H+2NO

10、3- 6Cu2+2NO +7H2O，故答案为： 3Cu2 O+14H+2NO3- 6Cu2+2NO +7H2O；(3)根据上述分析，A 为 SO3， B 为水， C 为氧化铜， D 为 H2SO4， E 为硫酸钡， F 为氧气， G为氧化亚铜， H 为铜， I 为硫酸铜。 23.3g 白色沉淀E(硫酸钡 )的物质的量为23.3gn= 233g / mol =0.1mol ，浅绿色盐X 中 n(Cu)=0.4mol ， n(S)=0.1mol， n(CuO) n(SO3)=1 4，仅含四种元素，不含结晶水，设化学式为：Cu4(OH)mSO4， Cu4(OH)mSO43m2m=6，符合M(X) 9

11、08g?mol-1 ，则该反4CuO+SO+H O ，根据氧元素守恒得：2应流程为： X 在隔绝空气、 570温度下加热 Cu46432(OH) SO4CuO+SO +3H O ，故答案为： Cu46432(OH) SO4CuO+SO +3H O ；(4)空气的主要成分为氧气、氮气，黑色固体 C 为氧化铜，与氨气反应生成氮气，气体丙为氮气、铜 (0 价 )或氧化亚铜 (铜为 +1 价 )和水，红色固体为铜或氧化亚铜，反应的化学方程式可能为：3CuO+2NH3N2+3Cu+3H2O 或 3CuO+2NH3N2 +3Cu2O+3H2O，故答案为：3CuO+2NH3N2 +3Cu+3H2O或3CuO

12、+2NH3N2+3Cu2O+3H2O。【点睛】本题的易错点和难点为X 的确定，要注意根据流程图确定X 所含元素及其物质的量，结合M(X) 908g?mol-1 确定，本题的另一个注意点为 (4)，要注意红色固体为铜或氧化亚铜，甚至可以为铜或氧化亚铜的混合物。4 有关物质的转化关系如下图所示(反应条件已略去)。已知： A 为紫红色金属，B 是强酸， E 能使品红溶液褪色， F 是海水的主要成分， H 是一种难溶于水的白色固体，摩尔质量为 99.5 g mol -1， I 溶液呈黄色，工业上可作为印刷电路板蚀刻液。请回答下列问题：(1)H 的化学式为 _。(2)F 的电子式为 _。(3)写出反应的

13、化学方程式_。(4)写出反应的离子方程式_。【答案】 CuClCu + 2H2 4( 浓 )4223+2+SOCuSO + SO + 2H O CuCl + Fe = Fe +Cu2+ + Cl-【解析】【分析】A 为紫红色金属，则应为Cu，B 是强酸， E 能使品红溶液褪色，则B 是浓硫酸， E 为SO ，反应为 Cu 与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，F 是海水2的主要成分， F 为 NaCl ， H 是一种难溶于水的白色固体，摩尔质量为99.5 g mol -1 ，则 H 应为 CuCl ，I 溶液呈黄色，工业上可作为印刷电路板蚀刻液，则I 为 FeCl 3 溶液，以

14、此解答该题。【详解】(1) 根据以上分析， H 的化学式为 CuCl，因此，本题正确答案是： CuCl；(2) 根据以上分析，F 为 NaCl ，则 F 的电子式为，因此，本题正确答案是：；(3) 根据以上分析，反应为 Cu 与浓硫酸在加热条件下发生反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，则反应的化学方程式Cu + 2H24( 浓 )422SOCuSO + SO + 2H O，因此，本题正确答案是：Cu + 2H24( 浓)42；SOCuSO + SO + 2HO(4) 根据以上分析，反应为氯化亚铜和氯化铁溶液发生的氧化还原反应，反应的离子方程3+2+2+-，式为： CuCl + Fe= Fe+ Cu+

15、 Cl因此，本题正确答案是：3+2+2+-CuCl + Fe= Fe+ Cu+ Cl 。5 工业上由含铜废料(含有 Cu、 CuS、 CuSO4 等 )制备硝酸铜晶体的流程如下：(1)焙“烧 ”时 CuS转化为 CuO 和 SO2，反应的化学方程式为 _。(2)酸“化 ”步骤反应的离子方程式为 _ 。(3)过“滤 ”所得滤液中溶质的主要成分为 _ 。(4) 淘“洗 ”所用的溶液 A 应选用 _(填序号 )。a稀硫酸b浓硫酸c稀硝酸d浓硝酸(5) “反应 ”一步的过程中发生反应 Cu+2HNO3+H2O2 =Cu(NO3)2+2H2O。该反应中被还原的物质为 _。 “反应 ”一步中若不加 10%

16、 H2O2，只用浓 HNO3，随着反应的进行，容器内持续出现大量红棕色气体 NO2，请写出该反应的离子方程式 _ 。(6) 由“反应 ”所得溶液中尽可能多地析出Cu(NO3 )23H2O 晶体的方法是_ 。(相关物质的溶解度曲线如图所示)【答案】 2CuS+3O+2+-22CuO+2SO CuO+2H =Cu +2H2O FeSO4 a H2O2 CuO+4H +2NO3=Cu2+2H2O+2NO2蒸发浓缩，冷却至 26.4摄氏度时结晶【解析】【分析】工业上由含铜废料 (含有 Cu、 CuS、 CuSO4 等 )制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO 和 SO2，加

17、入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的 HNO3 和 0%的 H2O2 发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4 C结晶，从 “反应 ”所得溶液中析出Cu(NO3)2?3H2O。【详解】(1)CuS焙烧和氧气反应转化为CuO 和 SO ，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程2式为： 2CuS+3OCuO+2SO；(2)焙烧后主要为氧化铜，酸化过程氧化铜和氢离子反应生成铜离子和水，离子方程式为：CuO+2H+ =Cu2+2H2O；(3)根据分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，即“过滤 ”所得滤液中溶质的主要成分为 FeSO；

18、4(4)淘洗加入酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜，a、稀硫酸，不能和铜反应，故a 选；b、浓硫酸和铜常温下不反应，但遇到水溶解放出大量热，会和铜发生反应，故b 不选；c、稀硝酸具有氧化性能氧化铜，故c 不选；d、浓硝酸能溶解铜，故d 不选；故答案为： a；22价变为 -2 价，化合价降低被还原；(5)该反应中 H O 中的氧元素由 -1若不加 10%H2O2，只用 20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，反应的离子方程式为： Cu+4H+3-2+22+2NO =Cu +2NO +2H O；(6)图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4 C溶液中才能析出Cu(NO )

19、 ?3H2O，所以从 “反应 ”所得溶液中析出Cu(NO )?3H O 的方法是：蒸发浓缩，降温3 23 22至温度略高于26.4 C 结晶。【点睛】配平氧化还原方程式时先分析元素化合价的变化，找出氧化剂还原剂和氧化产物还原产物，之后依据电子守恒和元素守恒配平反应方程式。6 硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、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

20、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pH 在 5.56.0 之间，生产效率较高。当控制一定流量的尾气时，调节溶液的 pH 的方法是 _。【答案】 Cu+2H2SO4(浓 ) CuSO4+SO2 +2H2O 产生有污染的气体Fe2O3+6H+=2Fe3+3H2O、2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+（或 Fe2O3+Cu+6H+=3H2 O+2Fe2+Cu2+） 4Fe2+4H+ +O2=4Fe2+2H2O加热、蒸发4NH3?H2O+

21、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+2H2 4SO (浓)CuSO+SO +2H O，此法的最大缺点是产生有污染的SO 气体。4222 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，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4NH

22、3?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。7 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

23、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。8 氯化亚铜 (

24、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、不溶于乙醇及稀硫酸。工业上采用如下工艺流程，从某酸性废液(主要含 Cu2+、 Fe3+、 H+、Cl-中制备氯化亚铜。请回答下列问题：（ 1）出步驟中发生的两个主要反应的离子方程式：_。（ 2）步骤的操作名称是 _。（ 3）步骤中所加物质 X 为 _。（ 4）步骤的操作是 _。（5）步骤应调节溶液 pH 呈酸性，且用乙醇洗涤CuCl 晶体，目的是 _。（6）在 CuCl 的生成过程中，可以循环利用的物质是_ 。2+2+3+2+2+CuO(或【答案】 Cu+Fe=Cu +Fe 、 Fe+2Fe=3Fe 或 Fe+2H =Fe+H2

25、 过滤、洗涤Cu(OH) 等）在 HCl 气流中蒸发结晶减少 CuCl的损失硫酸 (或 H SO )224【解析】【分析】酸性废液中含Cu2+、 Fe3+、 H+、 Cl-，加入过量铁粉，Cu2+、 Fe3+、 H+都能发生反应，反应的2+2+3+2+2+离子方程式为： Cu + Fe = Cu+ Fe ， Fe + 2Fe= 3Fe， Fe + 2H= Fe + H2，反应后所得的固体 a 为 Cu 与过量的 Fe，加入足量稀盐酸，Fe 溶解为 Fe2+，此时溶液过滤可得固体b，固体 b 为 Cu，加入浓硫酸可得SO2和硫酸铜，所得22+再反应制备 CuCl，据此分SO 与 Cu析。【详解】

26、（1）铁是活泼的金属，能与铁离子、铜离子以及氢离子反应，则步骤中发生的两个主要2+2+3+2+2+反应的离子方程式为 Cu+ Fe = Cu+ Fe 、 Fe + 2Fe= 3Fe或 Fe + 2H= Fe + H2 ；（2）置换出的铜以及剩余的铁需要通过过滤从溶液中分离出来，再进行洗涤；（3）要得到氯化铜溶液，则需要除去铜离子，因此步骤中所加物质X 为 CuO 或 Cu (OH)23或 CuCO 等；（4）由于铜离子水解，所以步骤的操作是在HCl 气流中蒸发结晶；（5）由于氯化亚铜不溶于乙醇，因此用乙醇洗涤CuCl 晶体的目的是减少CuCl 的损失；（ 6）由于最终还有硫酸生成，因此在 Cu

27、Cl的生成过程中，可以循环利用的物质是硫酸。【点睛】本题为工艺流程题，为高考热点和难点，设计物质的分离、物质的制备，明确物质的性质是解题关键，注意物质性质的理解应用，易错点为（ 4）由于铜离子水解，所以步骤的操作是在 HCl 气流中蒸发结晶。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 学习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 及少量 Au、 Pt 等金属的混合物，并设计出如下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I 的主要成分为 _；(2)第 步加 H2O2 的作用

28、是 _；(3)用第 步所得 CuSO45H2O 制备无水CuSO4 的方法是 _；(4)由滤渣 2 制取 Al2(SO4)3 18H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因是_；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。+-2+-2+【答案】 Cu+4H+2NO3Cu +2NO2+2H2O 或 3Cu+8H +2NO33Cu+2NO +4H2OAu、 Pt 将 Fe2氧化为Fe3 ，不引入杂质，对环境无污染加热脱水甲所得产品中含有较多 Fe2(SO4 )3 杂质乙【解析】【分析】本题是以含70%Cu、 25%Al、4%Fe 及少量 Au、 Pt 等金属的混合物为原料，制备硫酸

29、铜和硫酸铝晶体，涉及了用离子方程式表示反应原理，利用绿色氧化剂过氧化氢氧化二价亚铁离子得到三价铁离子，然后通过调整溶液的pH 使 Fe3+、 Al3+沉淀，再先用碱溶液溶解沉淀，过滤后再用酸溶解沉淀，得到的溶液再分别结晶，根据物质中杂质含量判断方案的可行性，根据原子利用率高低判断方案的优劣。【详解】(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+，其中不活泼的金属 Au、 Pt 不能溶解，进入滤渣；所以滤渣1 的成分是Pt 和 Au，滤液 1 中的离子是2+3+2+Cu 与硝酸反应的离子方程式为：+-Cu、 Al、 Fe ；第步Cu+4H +2

30、NO32+22+3-2+2O；Cu +2NO +2H O或 3Cu+8H +2NO3Cu +2NO +4H(2)第步加 H2O2的作用是将 Fe2+氧化为 Fe3+； H2O2 作氧化剂，还原产物是H2O，不引入杂质，对环境无污染；(3)由于 CuSO4 是难挥发性的强酸生成的盐，在加热过程中发生水解反应产生的Cu(OH)2 与硫酸会再反应产生CuSOCuSO45H2O 制备CuSO4 的方法应是直接在坩埚中4，所以第步由加热脱水；(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中：甲方案在滤渣中只加了硫酸，会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法甲不可行；乙方案先在滤渣中加H2 424 324 324 3生SO，生成 Fe (SO )和 Al (SO ) ，再加适量Al 粉， Al 和 Fe (SO )成 Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，乙方案可行；丙方案先在滤渣中加NaOH， NaOH 和 Al(OH)3 反应生成可溶性的NaAlO2，然后在滤液中加H2SO4，NaAlO2