2020-2021备战高考化学铜及其化合物推断题综合题含答案

1、2020-2021备战高考化学铜及其化合物推断题综合题含答案一、铜及其化合物1.某研究性学习小组拟探究热 CuC2 2H2O的热稳定性，进行如下操作:上述所列物质都是纯净物，请回答:(1)气流C的结构式 ,白色固体的化学式 。(2)已知Y的摩尔质量为233 gm ol-1,完成CuC2 2H2O缓慢加热分解的化学方程式O【答案】H-Cl CuCl 2(CuC 12H2O)3sm=CU2(OH)2C12+2HC1 T +2HO【解析】【分析】(1)气流C是保护气，用以抑制盐的水解，通常为该盐对应的酸；白色固体为无水盐分解产 物；(2)在无保护气条件下，盐受热水解，可能得到碱式盐，可能水解产生相应

2、的碱，根据物质的摩尔质量确定 丫的组成，Y加热得到黑色固体是 CuO,根据丫的成分可确定其分解反应 方程式。【详解】CuC2是强酸弱碱盐，由于产生该盐的酸为挥发性的HC1,所以给盐的结晶水合物CuC2 2H2O加热时，为抑制其水解，要在HC1气流中进行，所以 C是HC1,目的是作保护气，抑制加热过程 CuC2可能的水解。该物质是共价化合物，H原子、C1原子之间通过一个共用电子对结合，所以HC1的结构式是 H-C1, X是CuCb。由于3.42 g CuC12 2H2O的物质的量为 n(CuC12 2H2O)=3.42 g +171 g/mo1=0.02 mo1 当高于 300 c加热，CuC2

3、分解，产生的白 色固体中含有 Cu 0.02 mo1,质量为0.02 X64 g/mo1=1.28 g1.99 g说明含有C1原子，其物质 的量为(1.99 g-1.18 g) +35.5 g/mo1=0.02 m则白色固体中 Cu、C1个数比是1： 1,所以白色 固体的化学式为CuC1, Z为C12；(2)3.42 g CuC2 2H2O 的物质的量为 n(CuC2 2H2O)=3.42 g +171 g/mo1=0.02 m新没有 HC1 保 护气作用下加热 CuC2 2H2O会发生水解，可能生成碱式盐Cu2(OH)2c12也可能生成相应的碱Cu(OH)2, Cu2(OH)2c12 摩尔质

4、量是 233 g/mo1 , 3.42 gCuCb 2H2O 反应产生 0.01 mo1Cu2(OH)2c12,质量是2.33 g,正好吻合，说明 丫是Cu2(OH)2c12；若反应产生 Cu(OH,其摩 尔质量是98 g/mo1 ,与题干不符合，故 丫为碱式盐Cs(OH)2c12,则根据质量守恒定律可得 CuC2 2H2O缓慢加热的反应方程式为2(CuC12 2H2O建重追Cu2(OH)2C12+2HC1 T +2HO;Cu2(OH)2c12在200 c条件下加热发生分解反应产生CuO和HC1,反应方程式为Cu 2(OH)2c02CuO+2HC1 T o【点睛】本题考查了易挥发性的结晶水合物

5、受热分解产物的判断。这类盐在受热分解时，发生的分解反应有两种类型。在有保护气时，会失去全部结晶水，生成无水盐，温度升高，无水盐 进一步分解；在无保护气时，会转化为碱式盐或相应的碱，继续升高温度，将进一步分 解，最终转化为金属氧化物。一定要掌握外界条件对物质分解反应的影响。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:气体(能使带火星木条复燃)漏绝空气 高温屈色)一固体甲稀NgH溶液 溶液加*1.况淀固体(】6口0(藐色)(黑色)固体单历乙(L23G紫红色请回答:(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

6、程式 。【答案】CuO Ci2+2OH=Cu(OH)2 C12O+H2SQ=Cu+ CuSO+H2O【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=3.2g,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)= -g=0.4mol,结合质量守恒得到80 g / moln(Cu): n(O)=0.4mol : (0.4mol-n(O2)=;一鲁一 =0.1mol,氧元素守恒得到 甲中32g / mol

7、0.1mol x 2)=21,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+ H2SC4=Cu+ CuSQ+ H2O,故答案为 Cu2O + H2SC4=Cu+ CuSQ +H2O。3.下列有关物质的转化关系如图所示(部分

8、反应条件己路去)。 A是紫红色的金属单质,B为强酸，E在常温下为无色液体， D、F、G为气体。请回答下列问题：a -r_* cGL1_Z ri光时 B 1*| E * F L E(1) G的化学式为，实验室中试剂 B应保存在中。(2)写出反应的化学方程式：，反应中B体现的，f生质为 。(3)写出反应的离了方程式：，实验室中F可用法收集。【答案】。2棕色试剂瓶 CU+4HNQ (浓)一Cu (NO3)2+2NO2 T +2H2O 强氧化性、酸性 3NO2+H2O=2H+2NO3-+NO 排水【解析】【分析】A是紫红色的金属单质，则 A为Cu, B为强酸，且与 Cu反应生成C、D、E,而E在常温

9、下为无色液体，可知 B为硝酸或硫酸，而 D能与E反应生成B与F,且D、F为气体，可 推知B为浓硝酸、C为Cu NO3 2、D为NO 2、E为H2O、F为NO ,硝酸在光照条件下 分解生成的气体G为。2。【详解】(1)由分析可知，G的化学式为：O2. B为浓硝酸，实验室中试剂 B应保存在：棕色试剂 瓶中，故答案为：6；棕色试剂瓶；(2)反应的化学方程式：Cu+4HNO3 (浓)一Cu ( NO3)2+2NO2 T +2H2O,反应中硝酸体现的性质为：强氧化性、酸性，故答案为：Cu+4HNO3 (浓)一Cu (NO3)2+2NO2 T +2H2O；强氧化性、酸性；(3)反应的离了方程式：3NO2+

10、H2O 2H+2NO3 +NO,实验室中F (NO)可用排水法收集，故答案为：3NO2+H2O2H+2NO3 +NO;排水。.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 gm ol-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)写出反应的化学方程式。(4)写出反应的离子方程式 。【答案】CuClCu + 2H2SQ(浓)匕 CuSQ + SQT + 2H2O CuCl + F(3+ = Fe2+Cu2+

11、 + C-【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SO2,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 gm ol-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FeCl3溶液，以此解答该 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：hfa+rq；i；(3)根据以上分析，反应为Cu与浓硫酸在

12、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 + 2H2SQ(浓)=CuSQ + SQT + 2H2O,因此，本题正确答案是：Cu + 2Hbsc4(浓)jCuSQ + SQT + 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，反应的离子方程式为：CuCl + Fd+ = F- + Cu2+ + C-, 因此，本题正确答案是：CuCl + Fe+ = Fe2+ + Cu2+ + C。.氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于 H2S。、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解

13、氧化成绿色的碱式氯化铜Cu2 (OH) 3Cl。以海绵铜(主要成分是 Cu和少量CuO)为原料，采用硝酸俊氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：时馥悔.水.硫唳(1)写出溶解过程中发生的氧化还原反应的离子方程式： (2)还原过程中发生的主要反应的离子方程式： 。(3)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70c干燥2h,冷却密封包装。70c真空干燥、密封包装的原因是 。(4)写出氯化亚铜在空气中被氧化的化学方程式 (5)如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响.由图可知，溶液温度控制在60c时，CuCl产率能达到94%,当温度高于65c时，CuCl产

14、率会下降，其原因可能是反应温度对氧化杯铜产率的餐响曲线图(6)以碳棒为电极电解 CuCb溶液也可得到CuCl,写出电解时阴极上发生的电极反应式:【答案】3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2+2NO f +4H2O 2Cu2+SO32-+2CF+ H2O=2CuClJ +SQ2-+2H+ 力口快乙醇和水的挥发，防止 CuCl在潮湿的空气中水解氧化4 CuCl+Q+4H2O=2Cu2(OH)3cl+2HCl温度过高，一是促进了 CuCl的水解，二是促进了 CuCl与空气中氧气发生反应 Ci2+e-+Cl=CuCU【解析】【分析】Cu与NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Cu2+、NO气体和水；

15、SQ2-和Cu2+之间可以发生氧化还原反应生成氯化亚铜沉淀；(3)乙醇和水易挥发， CuCl具有还原性，可以被空气氧化；(4)由题给信息可知，CuCl在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜Cu2 (OH)3Cl；(5)因在60c时CuCl产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了 CuCl的水解，CuCl 被氧化的速度加快；(6)电解时，阴极上 Cu2+得电子发生还原反应。【详解】(1)溶解过程中，Cu与NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应，离子方程式为：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2+2NOT +4H2O,故答案为 3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2+2NOT +4H2O;(2)还

16、原过程中，溶液中的Cu2+被还原为CuCl,离子方程式为：2Cu2+SQ2-+2C+H2O=2CuClJ +SQ2-+2H+,故答案为 2Cu2+SQ2-+2C+ H2O=2CuClJ +SC42-+2H+；(3)真空干燥可以加快乙醇和水的挥发，密封包装可以防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化，故答案为加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化；(4)由题给信息可知，CuCl在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜Cu2 (OH)3Cl,根据得失电子守恒及原子守恒写出生成物并配平，化学方程式为：4CuCl+Q +4H2Q=2Cu2(OH)3Cl+2HCl,故答案为 4CuCl+O2+

17、 4H2O=2Cu2(OH)3cl+2HCl；(5)因在60c时CuCl产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了 CuCl的水解，CuCl被氧化的速度加快，故答案为温度过高，一是促进了CuCl的水解，二是促进了 CuCl与空气中氧气发生反应；(6)电解时，阴极上 Cu2+得电子，电极反应式为：Cu2+e-+CF=CuCU ,故答案为 Cu2+e-+Cr=CuCU。【点睛】本题以实验形式考查金属铜以及化合物的性质，要求学生具有分析和解决问题的能力，注 意知识的迁移和应用是解题的关键，注意得失电子守恒方法的熟练使用。.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

18、如下(假设孔雀石中杂质不溶于水和稀硫酸)：足量金属粉木|.小沙石|粉碎加过曷稀硫酸fr k|孔雀石|“溶液|一|Cu|(i)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Cu?(OH)2CO3+ 2H2SO4=2CuSQ+CQT + 3H2O 铁粉 Fe+ Cu2 + =Fe2+Cu【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)

19、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Cu2(OH)2CQ +2H2SO4= 2CuSQ+CO2f + 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CuSQ,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+Cuo【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。.如图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3、Cu2、Fe2、Ci )生产CuCl的流程：度液加入过L逑灌 虫打 法破磨过土一沈渣笛 SO.

20、CUSQ溶液-7CuCL ifcljipH丽过涉LCuClM 体已知：CuCl是一种白色粉末，微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸，在空气中迅速被氧化为绿 色，见光分解变成褐色。请回答下列问题：流程中的滤渣与 Y反应和X与Y反应相比，单位时间内得到的气体多，其原因为(2)滤液需要加过量Z,检验Z过量的方法是 (3)写出生成CuCl的离子方程式：。(4)为了提高CuCl产品的纯度，流程中的过滤”操作适宜用下列装置(图1)中的(填选项字母)，过滤后，洗涤 CuCl的试剂宜选用 (填无水乙醇”或稀硫酸”)CuCl加入饱和NaCl溶液中会部分溶解生成 CuCl 2 ,在一定温度下建立两个平衡:i.CuCl s

21、 ? Cu aq Cl aqKsP 1.4 106 spII.CuCl s Cl aq ? CuC aq Ksp 0.35。分析c Cu 、c CuCl2和Ksp、K的数学关系，在图 2中画出c Cu 、c CuCl2 的关系曲线 (要求至少标出一个坐标点)XcuClMlg morL-i2；O 2e(Cu+y 10 3 nioPL1 图2(6)氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25g于250mL锥形瓶中，加入10mL过量的FeCL溶液，不断摇动:待样品溶解后，加入 20mL蒸储水和2滴指示剂；立即用0.1000mol L 1硫酸铀标准溶液滴定至绿色为终点;重复三次，消耗硫酸铀溶液的平均体积为24

22、.30mL。上述相应化学反应为 CuCl FeCl3 CuCl2 FeCl2、Fe2Ce4Fe3 Ce3，则样品中CuCl的纯度为(保留三位有效数字)。【答案】Fe、Cu和HCl形成原电池，加快了反应速率取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，品红褪色，证明氯气过量SO2 2Cu2 2Cl 2H2O 2CuClSO2 4H B 无水乙醇96.7%【分析】Fe+Cu2+ = Fe2+Cu,原溶液中的 Fe3+、废液中加入过量铁粉，发生反应：Fe+2Fe3+=3Fe2+、Cu2+被除去，过滤所得的滤液中含有Fe2+、Cl-,在滤液中加入过量的氯气，可以将Fe2+氧化成FeC%即得到FeCl3蚀刻液

23、，实现蚀刻液的再生。滤渣为铜单质和剩余的铁单质，加入过量的稀盐酸，铜与稀盐酸不反应，因此滤液也为FeCl2溶液，滤渣为铜。(1)流程中的滤渣与 Y反应和X与Y反应相比，单位时间内得到的气体多，说明反应速 率快，因为滤渣中有铁和铜单质，与盐酸反应时能形成无数微小的原电池，极大地加快 了反应速率，故答案为：Fe、Cu和HCl形成原电池，加快了反应速率；(2)检验溶液中通入的氯气已过量，可取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，品红褪色，证明氯气过量，故答案为：取少量蚀刻液于试管中，滴加少量品红溶液，品红褪色， 证明氯气过量；(3)根据流程图可知，SO2、CuSO4、CuCl2反应生成H2SO4、C

24、uCl,因此离子方程式为SO22Cu22Cl2H2O 2CuClSC24H ,故答案为:SO22Cu22Cl2H2O 2CuClSO24H ；(4)生产中为了提高 CuCl产品的质量，尽可能减少 CuCl被空气中氧气氧化，直采用抽滤法 快速过滤，所以过滤装置选择B项。洗涤CuCl宜选用无水乙醇，因为 CuCl难溶于无水乙醇，洗涤时可减少 CuCl的溶解损失，而且后续干燥中易除去乙醇。不选用硫酸，虽然 CuCl难溶于硫酸，但用硫酸冼涤，会给 CuCl表面带来少量的H+和SO42-杂质，故答案 为：B;无水乙醇；(5)据反应式CuCl (s)+Cl-(aq)=CuCl2-(aq)和K的本义式有：K

25、=c(CuCl2 ),将分子、分母c(Cl )c(CuCl2 ) c Cu c(CuCl2 ) c Cu同乘以 c(Cu2+)得K =,将题给的 K和 Kspc(Cl ) c CuKsp(CuCl )的数据代入得 c(CuCl2-) (Cu+)= 1.4 X06X0.35=4.9 10-7,取其中(0.7, 0.7)做为一个坐标r(OX：lhg nrol IrRMC5yx ml L-dCv*y*10 ,l L 1,Cul Cu2+,故先发生反应：2Fe3+Fe=3Fe!+,然后再发生反应：Cu2+Fe=Fc2+Cu,结合方程式计算需要加入Fe的物质的量和质量。【详解】Cu+2Fe3+=Cu2+

26、2Fe2+,(1)铜与氯化铁反应生成氯化铜、氯化亚铁，反应的离子方程式为: 故答案为：Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+ ；(2)反应后的废液中含有氯化亚铁、氯化铜，由工艺流程可知，滤渣中含有金属铜，故应 是废液与过量的Fe反应，滤液中含有氯化亚铁，通入氯气可以得到氯化铁，滤渣中含 有金属铜、未反应的铁，加入盐酸，过滤，回收铜，滤液中含有氯化亚铁，与滤液合并，制备氯化铁。操作I和n都为过滤，用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，滤渣含有的单质有铜、铁，将氯化亚铁转化为氯化铁可以通入012,故答案为：漏斗、玻璃棒、烧杯；铜、铁；012；(3)溶液中 CuC2 为 0.2L x 1.5mo1/L=

27、0.3mo 1 FeC2 为 0.2L 乂 3mo1/L=0.6mg 1 FeC3 为0.2L x 1.0mo1/L=0.2mo 1为充分回收铜，加入的铁依次发生2个反应：2 Fe3+Fe=3 F0U2+Fe=Fc2+0u,要将铜全部回收，加入Fe粉的质量应不少于(0.2mo1 1 +0.3mo1) x 56g/mo1=22.4g故答案为：22.4g。2(含杂. CuC12、CuC1是重要的化工原料，广泛地用作有机合成催化剂.实验室中以粗铜 质Fe)为原料，一种制备铜的氯化物的流程如下：加试带XCuCli2Hj0i反应(1)上述流程中固体 K溶于稀盐酸的目的是A. NaOH Fe(OH)3 B

28、. CuO Fe(OH) 3CuCl.试剂X、固体J的物质分别为C. NH 3 H 2O Fe(OH) 2 D.CuSO, Cu(OH) 2(2)反应是向溶液2中通入一定量的SO2 ,加热一段时间后生成 CuC1白色沉淀.写出制 备CuC1的离子方程式 .(3)以石墨为电极，电解CuC12溶液时发现阴极上也会有部分CuC1析出，写出此过程中阴极上的电极反应式 .【答案】防止 Cu2 水解 B 2Cu2 2C1 SO2 2H2O = 2CuC14H SO2_ 2Cu e C1 CuC1【解析】【分析】粗铜(含杂质Fe)与氯气反应生成氯化铁和氯化铜，加稀盐酸溶解，形成氯化铁和氯化铜溶液，再加试剂x

29、为CuO或氢氧化铜等调节 pH,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到的固体J为氢氧化铁，溶液 2为氯化铜溶液，通入二氧化硫，二氧化硫与铜离子发生氧化还原反应生成 CuC1,氯化铜溶液在 HC1氛围中蒸发结晶得到 CuC12?2H 2。【详解】(1)流程中固体 K溶于稀盐酸的目的是防止铜离子水解，试剂X、固体J的物质分别为氧化铜，氢氧化铁，选 B,故答案为：防止Cu2水解；冷却结晶，B;2(2)根据信息可知：在加热条件下，SO2与铜离子反应生成 CuC1白色沉淀和SO4 ,其反应的离子方程式为： 2Cu2 2Cl SO2 2H2O2CuCl4H SO：；故答案为：2Cu2 2Cl SO2 2H2O一2CuCl4H SO：；(