备战高考化学《铜及其化合物推断题的综合》专项训练

1、备战高考化学铜及其化合物推断题的综合专项训练一、铜及其化合物1 下列框图涉及的物质所含元素中，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，化学家哈伯因合成b 获得 1918年的诺贝尔化学奖。 c 为黑色氧化物， e 为紫红色金属单质，i 为蓝色沉淀 (部分反应的产物未列出 )。请回答下列问题：(1)常温下铝遇到 g 的浓溶液后表面形成一层致密的保护膜，该现象称为_。(2)e 与 g 的稀溶液反应的离子方程式为_。(3)在 25 和 101 kpa 的条件下，将vl 的 b 气体溶于100 ml 水中，得到密度为 1 的 g ml溶液

2、m，则 m 溶液的物质的量浓度为1。 (已知 25 、 101 kpa 条件下气体_ moll摩尔体积为 24.5 l mol 1，不必化简 )(4)分别蘸取 b 的浓溶液和 g 的浓溶液的玻璃棒，接近后的现象是_。(5)b 和 c 反应的化学方程式为 _。(6)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 的离子方程式：_。【答案】钝化3cu 8h 2no3 =3cu2 2no 4h2ov100024.517v+2450冒白烟3cuo24.5 so2 2h2o so422nh3=3cu n23h2o 2cu2 2cl2cucl 4h【解析】【分析】(1)常温

3、下铝遇浓硝酸钝化，据此解答；(2)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，据此解答；(3)氨气的物质的量是v17vmol，溶液的质量是+100 g，溶液的体积为24.524.517v +100 g17v+245024.5ml，据此解答；ggml-124.5(4)浓硝酸、浓氨水均易挥发，分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生白烟，据此解答；(5)b 与 c 反应即 cuo 和 nh3 反应，生成铜单质、氮气和水，据此解答；(6)j、 k 是同种金属的不同氯化物， k 为白色沉淀，则 k 是 cucl， so2 还原氯化铜生成氯化亚铜，据此解答；【详解】a、 f 为无色气体单质， b 为具有刺

4、激性气味的气体，化学家哈伯因合成b 获得 1918 年的诺贝尔化学奖，则b 是氨气， a 是氧气， d 是 no， f 是氮气， g 是硝酸。 c 为黑色氧化物， e 为紫红色金属单质，i 为蓝色沉淀，则c 是氧化铜，与氨气发生氧化还原反应生成铜、氮气和水， e 是铜，与硝酸反应生成硝酸铜，i 是氢氧化铜， j是氯化铜。(1)常温下铝遇浓硝酸后表面形成一层致密的保护膜，该现象称为钝化，故答案为：钝化；(2)铜与稀硝酸反应的离子方程式为 2no 2 2no 4h3cu 8h3=3cu2o，故答案为：3cu 8h 2no3=3cu2 2no 4h2 o；vmol，溶液的质量是17v+100g，溶液

5、的体积为(3)氨气的物质的量是24.524.517vv+100 g 17v+2450100024.5ml，所以溶液的物质的量浓度为24.524.517v+2450ggml-124.5v1000案为：24.5；17v+245024.5 1，故答mol l(4)浓硝酸、浓氨水均易挥发，分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生硝酸铵，实验现象是冒白烟，故答案为：冒白烟；(5)b 与 c 反应的化学方程式为3cuo 2nh3=3cu n2 3h2o，故答案为： 3cuo 2nh3 =3cun2 3h2o；(6)j、 k 是同种金属的不同氯化物，k 为白色沉淀，则 k 是 cucl， so2 还原氯化

6、铜生成氯化 so4，故答案为：2cu2亚铜的离子方程式为 2cu2 2clso2 2h2o 2cucl 4h2 2cl so2 2h2o 2cucl 4h so42 。2 为探究黑色固体x(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：请回答：（ 1） x 的化学式是 _。（ 2）写出蓝色溶液转化为蓝色沉淀的离子方程式是_。（3）写出固体甲与稀硫酸反应的化学方程式_。【答案】 cuo2+-cu2o h2so4=cu cuso4 h2 ocu +2oh =cu(oh)2【解析】【分析】流程中 32gx 隔绝空气加热分解放出了能使带火星的木条复燃的气体为氧气，质量：32.0g-28.8g=3.2

7、g，证明 x 中含氧元素， 28.8g 固体甲和稀硫酸溶液反应生成蓝色溶液，说明含铜离子，证明固体甲中含铜元素，即x 中含铜元素，铜元素和氧元素形成的黑色固体为cuo，x 为氧化铜， n(cuo)=32g=0.4mol ，结合质量守恒得到80 g / mol3.2gn(o2)=0.1mol ，氧元素守恒得到甲中n(cu)： n(o)=0.4mol ：(0.4mol-32g / mol0.1mol 2)=2：1，固体甲化学式为cu2o，固体乙为cu，蓝色溶液为硫酸铜，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜沉淀，加热分解得到16.0g 氧化铜。【详解】(1)分析可知 x 为 cuo，故答案为cuo；(2)蓝

8、色溶液为硫酸铜溶液，转化为蓝色沉淀氢氧化铜的离子方程式为cu2+2oh-=cu(oh)2，故答案为cu2+2oh-=cu(oh)2；(3)固体甲为 cu2o，氧化亚铜和稀硫酸溶液发生歧化反应生成铜、二价铜离子和水，反应的化学方程式为：cu2o h2so4=cu cuso4 h2o，故答案为cu2oh2so4=cu cuso4h2o。3 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

9、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】(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32

10、vmol，根据 cu 元素守恒可得 n(cuco3n(cuco )=n(co )=)+22.4vmol 先计ncu(oh)2=n(cu)，用含有 b、 v 的代数式表示，也可根据 n(cuco3)=n(co2)=22.4算出 cuco3 的质量，用总质量减去cuco3 的质量得到cu(oh)2 的质量，再计算其物质的量，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

11、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 ，则 ncu(oh) = ()mol ，所以 n(cuco )：646422.42v： ( bv124v98bv；ncu(oh) =22.464)， a=

12、 a=22.46422.422.432vmol，m(cuco3v124v，该化合物含有 cun(cuco )=n(co )=)=22.4mol 124g/mol=g22.422.4的总物质的量是n(cu)b mol ，则根据 cu 元素守恒，可得642bv2bvmol ），根据反应ncu(oh) =mol22.4mol ， mcu(oh) =98g/mol （mol646422.4前后物质质量不变，可得124vg +98g/molbvmol )=65v49ba=(mol22.456。22.464324 由两种元素组成的矿物aa的组成及制取化合物d的流程如下：，测定请回答：（ 1） a 的化学式

13、为 _ 。（ 2）写出的化学方程式： _。（ 3）写出的离子方程式： _ 。3+2+2-+4h【答案】 cu2 s (2分 )4cuo2cu2o+o2 so2+2fe +2h2o=2fe + so4【解析】试题分析：通过矿物 a 组成测定，考查化学方程式、离子方程式的书写，考查考生实验综合分析能力和化学计算能力。解析：（ 1）砖红色物质d 是 cu2o，所以黑色b 为 cuo， a 中含有 cu元素。白色沉淀f 是baso4， e 是 feso4，气体 c 是 so2，则 a 中含有 s 元素。所以a 为 cus。正确答案： cus。（2） cuo高温分解生成224cuo2cucu o和 o，

14、反应方程式为22。正确答案：o+o223+2-2+3+2-2+2 能够被 fe 氧化生成so4、 fe ，即 so2+fe so4+fe ，4cuo2cu o+o。 （3） so配平得 so2 +2fe3+2h2o=2fe2+ so42-+4h+。正确答案： so2+2fe3+2h2o=2fe2+ so42- +4h+。点睛：氧化还原反应的配平，首先配平氧化还原反应过程中的得失电子，以本题（3）为例， s 元素升高 2 价， fe 元素降低 1价，所以so2 系数为1， fe3+系数为2，根据质量守恒2-2+so23+2+2-。再配平离子电荷，需要在反产物 so系数为 1， fe 系数为 2，

15、即+2fe 2fe44+ so应物中增加4 个单位负电荷，或是在产物中增加4 个单位正电荷，结合so2、 fe3+溶液的酸性，应当在产物中增加+3+ 2fe2+42-+ 。再由质量守恒配平得4 个 h ，得 so2+2fe+ so+4hso2+2fe3+2h2o=2fe2+ so42-+4h+。5 在下图所示的物质转化关系中，a 是常见的气态氢化物，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。 (部分反应中生成物没有全部列出，反应条件未列出 )请回答下列问题：（ 1） a、 c 的化学式分别为 _、 _。（ 2）反应 的化学方程式为

16、 _。（ 3）反应 的离子方程式为 _。（4）向反应 后的溶液中通入少量的a,现象为 _。【答案】 nh3no 3no2+h2o=2hno3+no 3cu+ 8 h+2no3-=3cu2+2no +4h2o 有蓝色沉淀生成【解析】已知b 是能使带火星的木条复燃的无色无味气体，即为氧气，g 是一种紫红色金属单质，则为铜，e能与不活泼金属铜反应，且相对分子质量比d 大17，所以 e 为hno ， d 为 no ，则 c 为 no， f 为 h o，由此推出 a 为 nh 。3223(1)a、 c 的化学式分别为nh3 和 no；(2)反应为 no与 h o 的反应，化学方程式为3no +h o=2

17、hno +no；22223(3)反应为铜与稀硝酸的反应，其离子方程式为+3-2+23cu+ 8 h +2no =3cu+2no +4h o；(4) 反 应 后 的 溶 液 为3 2溶 液 ， 通 入 少 量 的32 cu(no )nh ， 将 发 生 如 下 反 应 cu2nh322，所以现象为有蓝色沉淀生成。4h ocu(oh) 2nh6 铜及其化合物向 2n mln 0.2n mol?l 1na 2so3 溶液中滴加 0.2n mol?l 1cuso4 溶液，发现溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀，经检验，棕黄色沉淀中不含so42 ，含有cu、cu2 和 so32。已知： cu+ 稀硫酸cu

18、+cu2+, cu2+i-cui ()+i2。白色(1)用稀硫酸证实沉淀中含有 cu的实验现象是 _。(2)向洗净的棕黄色沉淀中加入足量ki 溶液，产生白色沉淀，继续向上层清液中加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，请结合离子反应方程式解释不变蓝的原因_。【答案】有暗红色不溶物生成i 2so23h 2o2iso242h【解析】【分析】(1) cu 在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子，有暗红色不溶物生成；(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，说明碘单质被还原。【详解】(1) cu在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子，则用稀硫酸证实沉淀中含有cu的实验现象是有暗红色不溶物生成；故答案为：有暗红色不溶物

19、生成；(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，说明碘单质被还原，发生反应的离子方程式为i 2so32h 2o2iso422h。故答案为：i 2so32h 2o2iso422h。7 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。 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

20、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+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cuo+2h =cu +h o2纸中央，待变色后与标准比色卡相比。【解析】【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+

21、 +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 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

22、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。8 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+

23、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% 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(no ) 3h o 晶体的方法是3 22_ 。(相关物质的溶解度曲线如图所示)【答案】2cus+3o+2+a h2o2+-22cuo+2so cuo+2h =cu +2h2o feso4cuo+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、

24、cuso 等 )制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成4氧化铜，硫化铜转化为cuo 和 so2，加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 so2 ，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程式为： 2cus+3o2cuo+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+2h2

25、o；(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 feso4；(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；(5)该反应中 h2o2 中的氧元素由 -1 价变为 -2 价，化合价降低被还原；若不加 10%h2o2，只用 20%hno3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，+-2+反应的离子方程式为： cu+4h +2no3=cu +2no2 +2h2

26、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(no3)2?3h2o，所以从 “反应 ”所得溶液中析出 cu(no3)2?3h2o 的方法是：蒸发浓缩，降温至温度略高于 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。9 工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质，其工艺流程如下：已知：阳极泥的主要化学成分，如表所示：主要成分cuagausete百分含量/%23.412.10.96.73.1温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响，如表所示：固

27、定浸出温度固定 hso 浓度24h2so4浓度浸出率 /%浸出温度浸出率 /%/ mol 1/ lcu ag au se tecu ag au se te495.14.670.20.838.933087.14.58 0.20.086.83394.54.650.20.286.904094.54.65 0.20.286.90278.12.650.20.052.855096.15.90 0.20.648.73(1)步骤 i 的主要目的为浸出铜，发生的主要反应的化学方程式为_；分析表 2 数据，可知步骤i 最适合的条件为 _。(2)步骤 ii 中，加入 cu 粉的目的是除去滤液中含碲的离子，加入nac

28、l 的目的为 _。(3)步骤 iii 的操作方法为 _。(4)步骤 iv 中，反应温度为75 。加入 h2o2溶液作用为 _；此过程中 h2o2 溶液的添加量要远远高于理论值，原因为_。(5)步骤 vi 中所发生反应的化学方程式为_。(6)步骤 vii 中，碱性环境下电解 na2teo3 溶液可得 te 实现，阴极的电极反应式为_。【答案】 2cu o22442硫酸浓度-1、浸出温度 40除去滤液 2h so2cuso 2h o3 mol l中的 ag+ 加热浓缩（蒸发）、冷却结晶、过滤氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中增加硒和碲的浸出率、h22会有部分分解232324ona seo 2na

29、so 2hcl se 2na so 2324e 3h22nacl h oteoo te6oh【解析】【分析】(1)根据阳极泥的成分和流程图，及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，配平方程式即可；根据题目中所给表格中数据分析，综合考虑浸出率和经济性等原则得出结论；(2)步骤中，加入nacl 的目的显然是使ag+转化为氯化银沉淀而除去；(3)使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；(4)步骤中，反应温度为75 加入 h2o2 溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中 h2 o2 溶液的添加量要远远高于理论值，原因是：从速率及平衡角度考虑，可增加硒和碲的浸出率， h2o2 会有部分分解，有损失；(5)根据流程图中的反应物和生成物，配平方程式即可；(6)根据反应物na2teo3 和生成物 te，结合碱性条件，阴极应发生还原反应，根据守恒即可写出其电极反应式。【详解】(1)根据阳极泥的成分和流程图及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，反应的方程式为2cu+o2+2h2so4=2cuso4+2h2o；根据题目中所给表格中数据分析，可知当硫酸浓度为2 mol?l -1、浸出温度30时浸出率太低，硫酸浓度为3 mol?l-1、浸出温度40时浸出率已较高，再增大浓度