2020-2021高考化学铜及其化合物推断题的综合复习及答案解析

1、2020-2021 高考化学铜及其化合物推断题的综合复习及答案解析一、铜及其化合物1 探究黑色固体X( 含两种元素)的 成和性 ， 并完成如下 ： 回答：（ 1） X 的化学式是 _。（ 2）写出 色溶液 化 色沉淀的离子方程式是_。（ 3）写出固体甲与稀硫酸反 的化学方程式_。2+-22442【答案】 CuO Cu2+2OH =Cu(OH)Cu O H SO =Cu CuSO H O【解析】【分析】流程中 32gX 隔 空气加 分解放出了能使 火星的木条复燃的气体 氧气， 量：32.0g-28.8g=3.2g， 明 X 中含氧元素， 28.8g 固体甲和稀硫酸溶液反 生成 色溶液， 明含 离

2、子， 明固体甲中含 元素，即X 中含 元素， 元素和氧元素形成的黑色固体 32gCuO，X 氧化 ， n(CuO)= 80 g / mol =0.4mol ， 合 量守恒得到3.2gn(O2)= 32g / mol =0.1mol ，氧元素守恒得到甲中n(Cu)： n(O)=0.4mol ：(0.4mol-0.1mol 2)=2：1，固体甲化学式 Cu2O，固体乙 Cu， 色溶液 硫酸 ，加入 氧化 溶液生成 氧化 沉淀，加 分解得到16.0g 氧化 。【 解】(1)分析可知 X 为 CuO，故答案 CuO；(2) 色溶液 硫酸 溶液， 化 色沉淀 氧化 的离子方程式 Cu2+2OH-=Cu(

3、OH)2，故答案 Cu2+2OH-=Cu(OH)2；(3)固体甲 Cu2O，氧化 和稀硫酸溶液 生歧化反 生成 、二价 离子和水，反 的化学方程式 ： Cu2O H2SO4=Cu CuSO4 H2O，故答案 Cu2OH2SO4=Cu CuSO4H2O。2 我国很早就使用青 器，由于 久 ，其表面有一 “ ”， “ ”俗称 “ ”，是 和空气中的水蒸气、 CO2、 O2 作用 生的，化学式 Cu2(OH)2CO3，“ ”能跟酸反 生成 、 CO2 和 H2O。某同学利用以下反 了“铜 铜绿 铜 ”的 化。（1）从物质分类标准看，“铜绿 ”属于 _（填字母）。A酸B碱C盐D氧化物（ 2）请写出铜绿

4、与盐酸反应的离子方程式：_。（ 3）上述转化过程中属于氧化还原反应的是_（填序号）（4）铜绿在受热时可直接分解生成物质B、 CO2 和水，其分解的化学方程式为_。【答案】 CCu2(OH) 2CO3+4H + =2Cu2+ +CO 2 +3H 2OCu2(OH) 2CO32CuO+CO 2 + H2 O【解析】【详解】(1)、 Cu (OH) CO中含有金属阳离子和酸根离子，属于盐类，故选择C；223(2)、铜绿与盐酸反应的离子方程式：223+2+22Cu (OH) CO +4H =2Cu+CO +3H O；(3)、反应中铜元素从0 价升高为 +2 价，反应中铜元素从+2 价降低为0 价，其他

5、反应元素化合价无变化，因此，上述转化过程中属于氧化还原反应的是，故答案为；(4)、铜绿受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，化学方程式为：Cu2(OH)2CO32CuO+CO + H2O。3 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 的电子式为 _。（ 3）写出反应的化学方程式： _

6、。（ 4）写出反应的离子方程式： _ 。【答案】NaNCuO+2NaN 3Cu+Na 2O+3N 2 3Cu+8H+ 2NO-=3Cu2-332NO 4H2O【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）叠氮化钠的化学式为 NaN 3；（2） NaOH 的电子式为；（ 3 ）反应为

7、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 24H O。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。4 下图中每一方框中的字母代表一种反应物或生成物（部分产物未列出）：已知 C 是紫红色金属固

8、体，B 的浓溶液和稀溶液都是有强氧化性。（ 1） A 的化学式是 _， E 化学式是 _ ；（ 2）电解反应的化学 (或离子 )方程式是 _ ；（3）对 200ml 1mol/L 的 A 溶液进行电解，当有0.02mol电子发生转移时，溶液的为_（假设溶液体积不变）。【答案】 Cu(NO3)2 CuO2+2Cu +2H2O2Cu+O2 +4H 或2Cu(NO ) +2H O2Cu+O +4HNO13 2223【解析】【分析】C 是紫红色金属固体，则C 为 Cu， B 的浓溶液和稀溶液都是有强氧化性，则B 为 HNO3，可推知 A 为 Cu(NO3)2， D 为 O2， E 为 CuO，据此解答

9、【详解】C 是紫红色金属固体，则C 为 Cu， B 的浓溶液和稀溶液都是有强氧化性，则B 为 HNO ，可3推知 A 为 Cu(NO3)2， D 为 O2， E 为 CuO；(1)由上述分析可知， A 的化学式是 Cu(NO ) ， E化学式是 CuO；3 2(2)电解反应的化学(或离子 )方程式是：2+22+或2Cu +2H O2Cu+O +4H2Cu(NO3)2+2H2O2Cu+O2 +4HNO3；(3)对 200ml 1mol/L的 Cu(NO3 )2 溶液进行电解，当有0.02mol 电子发生转移时，参加反应铜0.02mol4离子物质的量 =0.01mol ，故生成氢离子为0.01mo

10、l =0.02mol ，故氢离子物质22的量浓度 = 0.02mol =0.1mol/L ，故溶液pH=-lg0.1=1。0.2L5 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 _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【答案】3molCu 参加反应，转移的电子数为_ 。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、SO2 和水，该反应方程式为Cu+2H2SO4（浓）CuSO4+SO2

11、+2H2O；(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。6 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

12、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% 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+a H2O2+-22CuO+2SO CuO+2H =Cu +2H2O Fe

13、SO4CuO+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、 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2CuO 和 SO ，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程

14、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 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；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

15、 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+2NO3- =Cu2+2NO2 +2H2O；(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 ) ?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。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

16、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) 孔雀石中加入稀硫酸中能观察到的现象是孔雀石逐渐溶解，溶液

17、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 (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

18、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 过滤、洗涤Cu(OH)2 等）在 HCl 气流中蒸发结晶减少 CuCl的损失硫酸 (或 H2SO4)【解析】【分析】酸性废液中含Cu2+、 Fe3+、 H+、 Cl-，加入过量铁粉，Cu2+

19、、 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】（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 + 2

20、H= 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)2 或 CuCO3 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 CuCl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

21、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 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Fe2+氧化为 Fe3+，用 H2O2 做氧化剂的优点是_ 。(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

22、_。(4)第步蒸发所需玻璃仪器为 _ 。+-2+ +2HO Au、 Pt 不引入新的杂质，对环境无污染【答案】 Cu+4H +2NO3=Cu +2NO2Al(OH)3+OH- =AlO2-+2H2O 酒精灯、玻璃棒【解析】【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+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 的主要成分是 Al(OH)3 和 Fe(OH)3，在