1、【化学】培优铜及其化合物推断题辅导专题训练附答案解析一、铜及其化合物1 有 A、 B、 C、D 四种常见的金属单质， A 元素在地壳中含量位列第6， A 的密度为 0.97g/cm 3； B 为紫红色固体，锈蚀时变为绿色；C 在空气中加热融化但不滴落；D 在氧气燃烧，火星四射。根据以上信息回答下列问题：写出对应化学式：(1)A 在室温下与氧气反应生成_， D 在空气中锈蚀生成的氧化物为_。(2)写出下列化学方程式：A 在空气中燃烧 _ ；B 长期置于空气中变成绿色物质_。(3)将 5 g 钠铝合金投入200 mL 的水中，固体完全溶解，产生4.48 L 标准状态下的气体，溶液中只有一种溶质。经
2、过分析得出钠铝合金中两种金属的物质的量之比为_，所得溶液中溶质的物质的量浓度为_(假设溶液体积变化忽略不计 )。【答案】 Na22 32222222231：1 0.5O Fe O 2Na ONa O 2Cu O CO H O=Cu (OH) COmol/L【解析】【分析】根据 A 元素在地壳中含量位列第6，密度为0.97 g/cm 3，可推知 A 是 Na； B 为紫红色固体，锈蚀时变为绿色，故B 是 Cu；C 在空气中加热熔化但不滴落，故C 是 Al； D 在氧气中燃烧，火星四射，则 D 是 Fe。【详解】（1） A 为 Na，在室温下与氧气反应生成氧化钠，D 为 Fe，在空气中锈蚀生成的氧
3、化物为Fe2 O3；（2） Na 在空气中燃烧的方程式为2Na O2Na2O2 Cu 长期置于空气中变成绿色物质的化学方程式为2Cu O CO H O=Cu (OH) CO222223（3）溶液中只有一种溶质，应该是NaAlO2，根据原子守恒可知钠铝合金中两种金属的物质的量之比为1:1，根据质量可得二者物质的量均是0.1mol ，因此所得溶液中溶质的物质的量浓度为 c(NaAlO2)=0.1mol0.5mol L 1 。0.2L2 由两种元素组成的矿物A，测定 A 的组成及制取化合物D 的流程如下：请回答：（ 1） A 的化学式为 _ 。（ 2）写出的化学方程式： _。（ 3）写出的离子方程式
4、： _ 。【答案】 Cu2S (2分 )4CuO2223+22+42-+4H2Cu O+O SO+2Fe +2H O=2Fe + SO【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BaSO， E 是 FeSO，气体 C 是 SO，则 A 中含有 S 元素。所以 A 为 CuS。正确答案： CuS。442（2） CuO高温分解生成Cu2O和 O2，反应方程式为4CuO2Cu22。正确答案：O+O222 能够被3+2-2+3+
5、2-2+Fe 氧化生成 SO4、 Fe ，即 SO2+Fe SO4+Fe ，4CuO2Cu O+O。 （3） SO配平得 SO23+22+42-+4H+。正确答案： SO23+22+42-+4H+。+2Fe +2H O=2Fe + SO+2Fe +2H O=2Fe + SO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2系数为3+2，根据质量守恒SO1， Fe 系数为2-2+3+ 2Fe2+42- 。再配平离子电荷，需要在反产物 SO4系数为 1， Fe 系数为 2，即 SO2+2Fe+ SO应物中增加
6、4 个单位负电荷，或是在产物中增加4个单位正电荷，结合23+SO、 Fe 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+。3 A、 B、 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
7、制印刷电路板，该反应的离子方程式_ 。322AlO222333+2+【答案】 Al(OH) OH =AlO 2H O 2H OCO Al(OH) HCO 2Fe +Cu=2Fe+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 NaOH ，A 和 B反应的离子反应方程式为Al(OH) 3 OH =AlO2 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Al(OH) 3AlO 2 2H2OCO2Cu 2Fe3HCO 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 22Fe2。4 已
8、知固体A 是中学常见的矿物，由四种元素组成，现设计如下实验:请回答：(1) 固体 A的化学式 _。(2) 镁能在气体 E 中燃烧，写出反应的化学方程式 _ 。(3) 写出固体 C 与氨气反应生成 D 的化学方程式 _ 。【 答 案 】Cu2(OH)2CO3 或Cu(OH)2CuCO3 或Cu2H2CO52Mg+CO2MgO+C3CuO+2NH3Cu+N2+3H2O【解析】固体C 在氨气中加热生成紫红色固体D， D 为Cu，则C 为CuO，根据(2)镁能在气体 E 中燃烧，气体E 不能与浓硫酸反应，E 为CO2，根据质量守恒，另外一种气体的质量为22.2g-4.4g-16g=1.8g，该气体能够
9、被浓硫酸吸收，应该为水蒸气，因此固体A 隔绝空气加热生成氧化铜、水和二氧化碳，则固体A 为碱式碳酸铜。(1)固体A 为碱式碳酸铜 ，化学式为Cu2(OH)2CO3，故答案为：Cu2(OH)2CO3；(2)镁能在气体二氧化碳中燃烧，反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C，故答案为：2Mg+CO22MgO+C；(3)氧化铜与氨气反应生成铜的化学方程式为3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O，故答案为：3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O。5 将 Fe 粉、 Cu 粉、 FeCl3 溶液、 FeCl2 溶液和 CuCl2溶液，混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应 )，试判断下列情况
10、下溶液中存在的金属离子和金属单质。(1)若铁粉有剩余，则容器中不可能有_；(2)若氯化铜有剩余，则容器中还可能有_，一定有 _；(3)若氯化铁有剩余，则容器中不可能有_ ；(4)由以上反应可知金属离子的氧化性强弱顺序为_ 。3+2+3+2+Fe、 Cu3+22+【答案】 Fe、 CuFe 或 CuFeFe Cu Fe【解析】【分析】在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，向装有氯化铁溶液的烧杯中，加入一定量的Cu 和 Fe 的混合粉末，则铁和铜都能与氯化铁溶液反应，氧化性： FeCl3 CuCl2FeCl2 ，还原性 FeCu， Fe 有剩余，则 Cu 没有参
11、加反应，溶液中不存在 Fe3+、 Cu2+，以此解答该题。【详解】氧化性： FeCl3 CuCl2 FeCl2，还原性Fe Cu，(1)反应后铁有剩余，发生Fe+2FeCl3=3FeCl2， Fe+CuCl2=Cu+FeCl2， Fe3+、Cu2+都不能存在；(2)22+；容器中可能若 CuCl 有剩余，由于氯化铜可氧化单质铁，则不可能有Fe，一定有 Fe有 Fe3+或 Cu；(3)若FeCl3 有剩余，发生Fe+2FeCl3=3FeCl2， Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2， Fe、 Cu 都不能存在；(4)由反应Fe+2FeCl3=3FeCl2，Fe+CuCl2=Cu+FeCl
12、2 可知氧化性强弱顺序为Fe3+ Cu2 Fe2+。6 氯化亚铜 (CuCl)广泛应用于化工、印染等行业。以硫化铜精矿为原料生产CuCl 的工艺如图：已知 CuCl 难溶于醇和水，溶于-c(Cl)较大的体系 CuCl(s)+ClCuCl2 ，潮湿空气中易水解氧化。（ 1） “氧化酸浸 ”前先将铜矿粉碎的目的是 _。该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀，则反应的化学反应方程式为 _；（2） “溶解 ”时所用硫酸浓度为-1此硫酸溶液，需要-1浓硫0.3mol L ，配制 1L98%、1.84g mL酸_mL（保留 1 位小数）。溶解时反应的离子方程式_；（3） “反应 ”时， Cu+的沉淀率与加入的NH
13、4Cl 的量关系如图所示。反应的氧化产物是 _， n(氧化剂 )： n(还原剂 )=_；比较 c(Cu+)相对大小： A 点 _C 点（填 “ 、”“ 加水稀释(NH4)2SO4HNO3具有强氧化性会把 CuCl 氧化【解析】【分析】利用 H 2 2在酸性条件下将 CuS2+ ，经过系列O中的 -2 价 S 元素氧化成 S 单质，同时释放 Cu处理得到 Cu 单质，然后利用 NO 3-在酸性条件下的强氧化性将Cu 氧化成 Cu2+，接下来用SO32- 将 Cu 2+还原成 Cu+ ，同时利用 Cl -将 Cu+沉淀生成 CuCl，用稀硫酸洗去CuCl 表面的(NH 4+)2SO4 等杂质，接下
14、来用醇洗去表面的硫酸分子，而醇本身易挥发而除去，得到干燥的 CuCl ，据此回答。【详解】（ 1）工艺流程前，一般将固体矿物粉碎，目的是增大矿物与酸的解除面积，一方面可以加快反应速率，另一方面使矿物中的CuS尽可能转化，提高浸取率；根据程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀可知，本反应生成了CuSO4和 S，发生了 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O，故答案为：增大接触面积，加快酸浸速率，提高Cu 的浸出率等；CuS+H2 SO4+H2O2=CuSO4 +S+2H2O；1000得，浓硫酸浓度 =1000 1.84g98%-1（2）根据 c=mL=18.4mol L，根据M98g / m
15、ol-1-14 NO和硫C V =C V 得： 18.4mol LV=0.3mol L 1L，解得 V 16.3mL；根据反应物为1122NH3-在酸性条件下的氧化性将Cu 氧化溶解，发生的反应为Cu 和稀硝酸反酸，可知，利用 NO3应，故离子方程式为： 3Cu+8H+3-2+2+2NO=3Cu +2NO +4H O，故答案为： 16.3；3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO +4H2O；（3）流程可知， “反应 ”利用 SO32-将 Cu2+还原成 Cu+， SO32-自身被 Cu2+被氧化成 SO4 2-，42- 为氧化产物； SO32-被氧化 S化合价由+4升高到+6，升高了2，每
16、个 Cu2+被还原，化合SO价从 +2 降低到 +1，降低了1，根据氧化还原反应中化合价升高总数=化合价降低总数得，所以 Cu2+和 SO32-的物质的量之比为2:1，即氧化剂：还原剂=2:1；故答案为： SO42- 或(NH4)2SO4 ； 2:1；B点之前 Cu+和 Cl - 形成 CuCl 沉淀， B 点时建立了 CuCl(s) ?Cu+(aq)+ Cl- (aq),B点之后， Cl-浓度增大，有一部分-由 CuCl(s)+-CuCl 溶解 CuCl(s)+Cl2 ,? Cu (aq)+ ClCuCl(aq) 可知， CuCl 虽然被溶解了一部分，但是平衡并没有发生移动，所以C 点和 B
17、 点 Cu2+的浓度是相等的，由于B 点之前 CuCl(s) ?Cu+(aq)+ Cl - (aq) 平衡一直向左移动，所以B 点2+点，综上所述答案为：的 Cu 的浓度小于 A；-使沉淀减少了，所以我们可以减小-既然 B 点之后是由于发生了 CuCl(s)+ClCuCl2Cl浓度，具体做法是反其道而行之，加适量水稀释，所以答案为：加水稀释；（4）由上可知， “过滤 ”所得滤液中溶质主要成分为(NH4 2 44 24) SO ，所以答案为：(NH ) SO ；（5）硝酸有强氧化性，将CuCl 氧化，所以不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗 ”，故答案为：HNO3 具有强氧化性会把 CuCl 氧化。【点
18、睛】（3）由图可知， B 点之后， NH4Cl 越多，沉淀率反而减小，但是已经加进去的NH4Cl 又拿不出来，所以最直接的做法是反着来，加适量的水！7 氧化亚铜 ( Cu2O) 是一种用途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石( 含 CuFeS2、 Cu2S 等 )为原料制取Cu2O 的工艺流程如下：常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH 如下表：Fe( OH) 2Fe( OH) 3Cu( OH) 2开始沉淀752748.完全沉淀903764.( 1) 炉气中的有害气体成分是_( 填化学式 ) ， Cu2 S 与 O2 反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为 _。( 2) 若试剂 X 是 H
19、22_，并写O 溶液，则“氧化”反应的离子方程式为出 H2O2 的电子式： _；当试剂 X 是 _时，更有利于降低生产成本。( 3) 加入试剂 Y 调 pH 时， pH 的调控范围是 _。( 4) 操作 X 包括 _、洗涤、烘干，其中烘干时要隔绝空气，其目的是_。( 5) 以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，写出阳极上生成 Cu2O 的电极反应式： _ 。【答案】 SO2 2H H3 2H空气或氧气22 12Fe2O2 2Fe2 O3. 7 pH 4. 8 【解析】【分析】硫化铜矿石（含过滤防止 Cu2O 被空气中氧气氧化2Cu2e 2OH Cu2O H2OCuFeS、
20、Cu S 等）预处理后与氧气焙烧：22高温高温2CuFeS+4O2Cu2S+3SO2+2FeO、 Cu2S+2O22CuO+SO2，部分 FeO 被氧化为Fe2O3，得到相应的金属氧化物和二氧化硫气体，加入稀硫酸溶解金属氧化物，得到含有Cu2+、Fe2 +、 Fe3+的酸性溶液，加入试剂 X 将 Fe2+ 氧化为 Fe3+，加入试剂 Y 调节 pH=3. 7 4. 8，沉淀 Fe3+ ，过滤，将滤液用 KOH、 N2H4 还原，反应为：904CuSO+N2H4+8KOH2Cu2 O+N2+4K2SO4+6H2O，过滤，洗涤、隔绝空气烘干，制得Cu2O。【详解】（1）根据流程可知，矿石与氧气得到
21、金属氧化物和SO222发生反应2； Cu S 与 OCu S高温2O22CuO SO2，氧化剂为氧气，还原剂为Cu2S，氧化剂与还原剂的物质的量之比为21；故答案为： SO2； 21；（2）若试剂 X 是 H2O2 溶液，将 Fe2 氧化为 Fe3 ，离子反应方程式为2Fe2 2H H2O22Fe3 2H2O； H2O2 的电子式为；在酸性条件下，氧气也可将Fe2 氧化为 Fe3 ，而氧气或空气价格远低于过氧化氢，故可用氧气或空气替代；故答案为：2Fe2 2HH2O2 2Fe3 2H2O；氧气或空气（3）加入试剂Y 的目的是调节 pH 完全沉淀Fe3 ，但不沉淀 Cu2 ，根据表中数据可知，
22、pH的调控范围为3. 7 pH4. 8；故答案为： 3.7 pH4. 8；（4）操作 X 为过滤，滤渣经洗涤、烘干，制得Cu2O；因为2具有较强的还原性，在加Cu O热条件下易被空气氧化，故烘干过程要隔绝空气；故答案为：过滤；防止Cu2O 被空气中氧气氧化；（5）铜作阳极，石墨作阴极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，阳极发生氧化反应，其电极反应式为2Cu 2e 2OH Cu222OH=Cu2O H O；故答案为： 2Cu 2eOH2O。8 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
23、_，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+2H2 44222 3+3+2O、SO (浓 ) CuSO+SO +2H O 产生有污染的气体Fe O +6
24、H =2Fe +3H2Fe3+Cu=2Fe2+Cu2+（或 Fe2O3+Cu+6H+=3H2 O+2Fe2+Cu2+） 4Fe2+4H+ +O2=4Fe2+2H2O加热、蒸发 4NH3?H2O+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+2H2SO4(浓)4222CuSO+SO +2H O，此法的最大缺点是产生有污染的SO 气体。 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
25、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4NH3?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。9 如图是工业上以制作印刷电路的废液( 含 Fe3、 Cu 2、 Fe2、 C1 ) 生产CuCl 的流程：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：(1)流程中的滤渣与Y 反应和 X 与 Y 反应相比，单位时间
26、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 ?CuaqClaqK sp61.4 10II.CuCl sClaq ?CuCl2 aqK sp0.35 。(5)分析 c Cu、 c CuCl 2和 K sp 、 K
27、的数学关系，在图2 中画出 c Cu、 c CuCl 2的关系曲线 _(要求至少标出一个坐标点)(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 3 溶液，不断摇动：待样品溶解后，加入20mL 蒸馏水和2 滴指示剂；立即用 0.1000molL 1 硫酸铈标准溶液滴定至绿色为终点；重复三次，消耗硫酸铈溶液的平均体积为24.30mL 。上述相应化学反应为CuCl FeCl3 CuCl 2FeCl 2 、 Fe2Ce4Fe3Ce3 ，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
28、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 2Cu 22Cl2H 2O 2CuClSO424HB无水乙醇96.7%【解析】【分析】废液中加入过量铁粉，发生反应:Fe+2Fe3+ 3Fe2+、 Fe+Cu2+ Fe2+Cu，原溶液中的Fe3+ 、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 FeCl3，即得到FeCl3 蚀刻液，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。【详解】(1) 流程中的滤渣与 Y 反应和 X 与 Y
29、 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、 CuCl 2 反应生成 H 2SO4、 CuCl ，因此离子方程式为SO22Cu22Cl2H2O2CuClSO244H ，故答案为：SO2 2Cu22Cl2H2O2CuClS
30、O424H ；(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) CuCl 2-(aq)和 K 的本义式有：K = c(CuCl 2 ) ，将分子、分母c(Cl)c(CuCl 2)c Cuc(CuCl 2 )c Cu同乘以 c(Cu2+ )得， K =cCu=，将题给的 K 和 Kspc(Cl )K sp (CuCl )的数据代入得c(CuCl 2-) c(Cu +) 1.41060.35 4.910-7 ，取其中 (0.7， 0.7)做为一个坐标点，图象示意如下：，故答案为：；(6) 根据题给的相应化学反应CuCl FeCl 3CuCl 2 FeCl 2 、 Fe2Ce4
