1、备战高考化学压轴题专题铜及其化合物推断题的经典综合题(1)一、铜及其化合物1 物质 A D 均含同种元素，都是中学化学中常见的物质，它们之间可发生如图所示的反应（除 A D 外的其他物质均已略去）。（1）写出相应物质的类别。物质BCD类别_（ 2）上述反应到中，属于离子反应的有_个。（ 3） DA 转化的化学方程式： _。B C 转化的离子方程式：_。【答案】盐碱氧化物3CuO+H2Cu+H2OCu2+2OH- =Cu( OH) 2【解析】【分析】由转化关系可知D 应为氧化物，与氢气反应生成A 为单质， B 应为硫酸盐，可由A 与浓硫酸反应生成， B 可与铁反应生成A，则可考虑A 为 Cu，则
2、 D 为 CuO， B 为 CuSO4， C 为Cu OH 2，以此解答该题。()【详解】根据以上分析知： A 为 Cu， B 为 CuSO4， C 为 Cu( OH) 2， D 为 CuO；( 1) B 为 CuSO为 CuO，为氧化物；4，属于盐类， C 为 Cu( OH) 2，属于碱， D( 2)上述反应到中，在溶液中进行，属于离子反应，共3个；( 3) D A 转化，涉及 CuO 与 H2 的反应，化学方程式为CuO+H2Cu+H2O；B C 为硫酸铜与氢氧化钠的反应，反应的离子方程式为Cu2+2OH- =Cu( OH) 2。2 为探究某固体化合物X(仅含四种元素 )的组成和性质，设计
3、并完成如下实验。请回答：(1)蓝色溶液中的金属阳离子是_。(2)黑色化合物 砖红色化合物的化学方程式是_ 。(3)X 的化学式是 _。2 高温22323 223【答案】 Cu4CuO2Cu O O Cu (OH) (CO )或 Cu(OH) 2CuCO【解析】【分析】根据流程中信息可知黑色化合物为CuO，砖红色化合物为Cu2O，红色金属单质为Cu，蓝色溶液为 CuSO4 溶液； n(H20.18g2.40gO)= 18g/mol =0.01 mol ，黑色化合物 n(CuO)= 80g/mol =0.03mol ，无色无味气体 n(CO )= n(CaCO )=2.00g=0.02 mol，故
4、可根据各元素推知分子式23100g/molCu3C2H2O8，则推断出X 为 Cu3(OH)2(CO3)2 或 Cu(OH)22CuCO3 ，据此分析。【详解】根据流程中信息可知黑色化合物为CuO，砖红色化合物为Cu2O，红色金属单质为Cu，蓝0.18g色溶液为CuSO4 溶液； n(H2O)= 18g/mol =0.01 mol ，n(H)=0.02mol ，黑色化合物n(CuO)=2.40g232.00g=0.03 mol ，无色无味气体 n(CO )= n(CaCO)=0.02 mol ，故80g/mol100g/moln(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol ，可根据各元
5、素推知分子式Cu3C2H2O8，则推断出 X 为Cu (OH) (CO ) 或 Cu(OH) 2CuCO。323 2234溶液，含有的金属阳离子是2；(1)蓝色溶液为 CuSOCu(2)黑色化合物 砖红色化合物，只能是CuO Cu2O，反应的化学方程式是高温4CuO2Cu2O O2；(3)X 的化学式是Cu(OH)22CuCO3 或 Cu3(OH)2(CO3)2。3 现有 A、 B、 C、 D 四种物质， A、B 为无色气体， C、 D 为黑色粉末， B 跟 D 在一定条件下能生成 A，A 和 D 都能跟 C 反应生成 B 和一种红色固体 E，其中 B 能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀 F。
6、（1）根据上述现象，写出下列物质的化学式。A_B_C_D_（2）写出实现下列变化的化学方程式B DA_A C E B_【答案】 CO CO222CO CO CuO2CuO C C COCuCO【解析】【详解】（1） A、 B 都为无色气体，B 能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀F，所以B 是二氧化碳， F 是碳酸钙，二氧化碳和黑色粉末D 在一定条件下能生成气体A，所以D 是木炭，A是一氧化碳，一氧化碳和木炭都能跟黑色粉末反应生成二氧化碳和红色固体E，所以C 是氧化铜， E 是铜，二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，一氧化碳、碳都会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙
7、沉淀和水，推导正确，所以A 是 CO， B 是 CO2， C 是 CuO， D 是 C， E 是 Cu， F 是 CaCO3；故答案是： CO； CO2； CuO； C（2） B+DA 的反应是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳，所以化学方程式为：CCO22CO；A+C E+B的反应是一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳，所以化学方程式为： CO CuOCu CO2；故答案为 C CO22CO；CO CuO2Cu CO4 下图的各方框表示有关的一种反应物或生成物 ( 某些物质已经略去 ) ，其中常温下 A、C、 D 为无色气体， C能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（1）写出下列各物质
8、的化学式：X： _； F：_。（2）写出下列变化的反应方程式：AD： _；CE： _。【答案】 NH4HCO3 或（ NH4） 2CO3NO2 2Na2O2 2CO 2Na2CO3 O2 4NH3 5O24NO6H2 O【解析】【分析】C 为无色气体且 C 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故C 为氨气； A 为无色气体， A 能与过氧化钠反应生成气体 D，则A为二氧化碳、D为氧气；C与D在催化剂作用下产生EE为，则一氧化氮 ；E 与 D 进一步反应产生F，则 F 为二氧化氮； G 在稀释时与铜反应产生E，在浓溶液时产生 F，故 G 为硝酸；二氧化氮与水反应产生硝酸，故B 为水。【详解】由分析可知，
9、 A 为二氧化碳， B 为水， C 为氨气， D 为氧气， E 为一氧化氮， F 为二氧化氮， G 为硝酸。 X 分解产生二氧化碳、水和氨气，故根据质量守恒定律并结合相关物质的性质可知， X 可能为 NH4 HCO3 或（ NH4） 2CO3。（ 1） X为 NH4 HCO3 或（ NH4） 2CO3； F： NO2 ；（ 2） AD的化学方程式为： 2Na2O2 2CO22Na2CO3 O2；CE的化学方程式为： 4NH 5O24NO 6H O。325 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
10、性和酸性）；（3）当 3molCu 参加反应，转移的电子数为_ 。【答案】 Cu+2H2 4422强氧化性和酸性ASO （浓）CuSO+SO +2H O Cu（或铜）6N24（或 3.61210 ）【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 +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3
11、molCu 参加反应，转移电子的物质的量为3mol 2=6mol，数目为6NA。6 氯化亚铜（ CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水，可溶于氯离子浓度较大的体系，在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜（主要成分是Cu 和少量 CuO）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下：回答下列问题：（1）步骤 中得到的氧化产物是_，溶解温度应控制在6070 度，原因是_。（2）写出步骤 中主要反应的离子方程式_。（3）步骤 包括用 pH=2 的酸洗、水洗两步操作，酸洗采用的酸是_（写名称）。（ 4）上述工艺中，步骤 不能省略，理由是 _ 。（ 5）步骤 、 、 、
12、 都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_（填字母）A分馏塔B离心机C反应釜D框式压滤机（6）准确称取所制备的氯化亚铜样品m g，将其置于若两的FeCl3 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸，用a mol/L的 K2Cr2O7 溶液滴定到终点，消耗 K2Cr2O7溶液 b mL，反应中 Cr2O72-被还原为 Cr3+，样品中CuCl 的质量分数为 _ 。【答案】 CuSO2+温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解2+2-4 或 Cu2Cu +SO3+2Cl2-+2H+硫酸 醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化）+H2O=2CuCl +SO4B、 D【解析】【分析】【详
13、解】（1）海绵铜的主要成分是Cu 与 CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu 被氧化为铜离子；在稀溶液中，硝酸根离子作氧化剂，硫酸没有氧化性，作酸性介质，因此Cu2+和 NH4+都会变成对应的硫酸盐。（2）步骤 反应后过滤，说明反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl 沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤 发生的离子反应为： 2Cu2+32-242-+ ；+SO+2Cl +H O=2CuCl +SO +2H（3）盐酸中含有较多氯离子，可能溶解CuCl 沉淀，不合适；硝酸具有氧化性，会氧化CuCl 沉淀，不合适；三大强酸中只有稀硫酸合适。（ 4） CuCl 难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，
14、而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇的沸点低，可加快去除 CuCl 表面水分，防止其水解氧化，也有利于后面的烘干步骤。（5）用于分离固体和液体的设备与实验室中的过滤的原理是相似的。A、分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；B、离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确；C、反应釜为发生反应的设备，错误；D、框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；（6）根据题意，CuCl 与 K2Cr2O7 发生氧化还原反应，K2 Cr2O7 被还原为Cr3+，则 bmL、 a-3-3mol/L K 2Cr2O7 溶液发生反应时，转移电子的
15、物质的量是ab 10 23mol=6ab mol10 ， +12+-3价 Cu 会被氧化为 Cu ，根据得失电子守恒，则CuCl 的物质的量是 6ab10 mol ，则样品中-3 100%=0.597ab/m。100%CuCl 的质量分数是 (6ab 10mol 99.5g/mol)/mg7 氯化亚铜 (CuCl)微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化，其制备有很多方法，工业上可以废旧铜为原料生产氯化亚铜。方法一：(1)CuCl 可以溶解在FeCl3 溶液中，请写出该反应的离子方程式是：_。(2)还原过程中的产物为NaCuCl2 ，试写出发生反应的化学方程式是用到的玻璃仪器有_。_，过滤操
16、作(3)制备结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。方法二：(4)a.写出过程的主要反应的化学方程式_。b.为了更好体现绿色化学思想，有人提出如下方案：方案一：可将上述X 稀溶液用于废铜的处理(如图所示 )，则 Y 可以为 _(填化学式 )。方案二：过程中Cu 与浓 H2 424CuCl 的制备，理论SO 反应所得SO和 CuSO 用于过程中上 _(填 “需要 ”或 “不需要 ”)另外补充 SO2，原因是 _( 结合化学方程式回答 )。【答案】 CuCl Fe3=Cu2 Fe2 ClCuCl2 2NaCl Cu=2NaCuCl2烧杯、漏斗、玻璃棒加热除去表面可溶性杂质，使CuCl 尽快干燥，减少溶
17、解损失2H2SO4(浓 ) CuCuSO4 SO22H22不需要过程中生成421 1，而过程发生OOCuSO和 SO 的物质的量之比为反应： CuSO42222442的物质的量之比 CuCl SO 2H O=2CuCl 2H SO ，需要的CuSO和 SO也恰好为1 1，所以理论上不需要补充SO2(其他合理答案均可 )【解析】【分析】(1)氯化亚铜与氯化铁反应，氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子；(2)流程分析可知，铜和氯气反应生成氯化铜，加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物为 NaCuCl2 ，结合原子守恒配平书写方程式；过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；(3)酒精沸点低，易挥发，易晾干，所
18、以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥；(4)a浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应；b由生产氯化亚铜的流程可知X 的稀溶液为稀硫酸，由于铜与稀硫酸不反应，故加入的单质 Y 应具有氧化性，将铜氧化为氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。【详解】(1)氯化亚铜与氯化铁反应，氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子，反应的离子方程式为CuClFe3 =Cu2 Fe2 Cl ；(2)由题给流程分析可知，铜和氯气反应生成氯化铜，加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物NaCuCl2 ，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：CuCl2 2NaCl Cu=2NaCuCl2；(3)酒精沸点低，易挥发，
19、易晾干，所以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥，防止被空气氧化；(4)a浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应，其化学方程式为:Cu+2H SO (浓 )加热CuSO +SO +2H O；b方案一：由生产氯化亚铜的流程可知X 的稀溶液为稀硫酸，由于铜与稀硫酸不反应，故加入的单质Y 应具有氧化性，将铜氧化为氧化铜，Y 为 O ；方案二：过程 中生成 CuSO42的物质的量之比为 1 1，而过程 发生反应：4和 SOCuSO CuCl2 SO2 2H2O=2CuCl 2H2SO4，需要的 CuSO4 和 SO2 的物质的量之比也恰好为11，所以理论上不需要补充SO2(其他合理答案均
20、可)。8 黄铜灰渣（含有 Cu、 Zn、CuO、ZnO 及少量的 FeO、Fe2 O3）生产氯化铜晶体的流程如下：（1）反应 中所加 Zn 粉不能过量的原因是_（ 2）滤液 中含有的主要金属阳离子是 _（ 3）写出反应 的化学方程式 _（4） “系列操作 ”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、_、 _。（5）在空气中直接加热 CuCl2xH2O 晶体得不到纯的无水 CuCl2，原因是_ （用化学方程式表示）（6） CuCl2xH2O 晶体中 x 值的测定：称取3.420g 产品溶解于适量水中，向其中加入含3-23-外，不含其它与Ag+反应的离子），待Cl-AgNO 4.400 10mol 的 AgN
21、O 溶液（溶液中除Cl3+-1的 KSCN标准溶液滴定剩余的完全沉淀后，用含 Fe 的溶液作指示剂，用0.2000 mol LAgNO3。使剩余的 Ag+以 AgSCN白色沉淀的形式析出。 滴定终点的现象是 _ 。 若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL，则 CuCl xH O 中 x 值为22_。【答案】加入过量的Zn 会使产品中含有杂质。Zn2+、 Fe2+Cu+H2O2+2HCl=CuCl+2H2O洗涤 干燥2CuCl22222溶液变为血红色，且 30s不褪xH OCu(OH) CuCl +2HCl+(2x-2)H O色 2【解析】【分析】黄铜灰渣加入盐酸浸取，盐酸可与Z
22、n、CuO、 ZnO、 FeO、 Fe2O3 反应，滤渣 为铜，过滤后进入反应 主要含有Cu2+、 Zn2+、 Fe2+、 H+，加入适量锌粉，锌粉只与Cu2+、 H+反应生成铜单质。过滤 后，铜进入反应 与双氧水和盐酸反应，最后得到产品，滤液 中为产生的 Zn2+和未反应的Fe2+。【详解】(1)反应 中所加 Zn 粉不能过量，若过量会将铁置换出来，进入反应 ，使后面产品CuCl2 xH2O 晶体含有杂质；(2)滤液 中含有的主要金属阳离子是产生的Zn2+和未反应的 Fe2+；(3)反应 是铜与双氧水和盐酸反应生成氯化铜，其化学方程式为：Cu+H2O2+2HCl=CuCl+2H2O；(4)“
23、系列操作”为了从CuCl2 溶液中得到CuCl2 xH2O，包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；(5)氯化铜是强酸弱碱盐，水解产生的盐酸是易挥发性酸，在空气中直接加热CuCl2xH2O 晶体得不到纯的无水CuCl2，原因是：2CuCl2xH2OCu(OH)2CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O；(6) 用含 Fe3+的溶液作指示剂，用 KSCN标准溶液滴定剩余的 AgNO3 。使剩余的 Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出，滴定终点时KSCN不再转化为AgSCN，而与 Fe3+作用，使溶液变为血红色，故滴定终点的现象是：溶液变为血红色，且30s 不褪色；+-1-3-3 与 KSCN反
24、应的 Ag 的物质的量为： 0.2000mol L 20.00mL 10L/mL=4.000 10mol ，则+-2-3-2与 CuCl2xH2O 反应的 Ag 的物质的量为： 4.40010mol-4.000 10mol=4.000 10mol ，则22-22.000-2CuClxH O 的物质的量为：2.000 10mol，则 10mol (135+18x)g/mol=3.420g，解得x=2。9 纳米铜是一种性能优异的超导材料，以辉铜矿( 主要成分为Cu2S) 为原料制备纳米铜粉的工艺流程如图所示：( 1) 用黄铜矿 ( 主要成分为 CuFeSCu2S，其原2) 、废铜渣和稀硫酸共同作用
25、可获得较纯净的理如图所示，该反应的离子方程式为_。( 2) 从辉铜矿中浸取铜元素时，可用FeCl3 溶液作浸取剂。反应： Cu23222S+4FeCl =2CuCl +4FeCl +S，每生成 1mol CuCl ，反应中转移电子的物质的量为_；浸取时，在有氧环境下可维持Fe3+较高浓度，有关反应的离子方程式为_。浸取过程中加入洗涤剂溶解硫时，铜元素浸取率的变化如图所示，未洗硫时铜元素浸取率较低，其原因是 _。( 3) “萃取”时，两种金属离子萃取率与pH 的关系如图所示。当pH 1. 7 时， pH 越大，金属离子萃取率越低，其中3+Fe 萃取率降低的原因是 _。( 4) 用“反萃取”得到的
26、CuSO4 溶液制备纳米铜粉时，该反应中还原产物与氧化产物的质量之比为 _( 5) 在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，再经过滤、_、干燥、 _等操作可得到 Fe2O3产品。【答案】CuFeS2+2CuSFe2+H2S 2 mol2+O2+4Fe3+2H2O生Cu 2H=4Fe 4H=成的硫覆盖在 Cu23+水解程度随 pH 的升高而增大32： 7洗涤煅S 表面，阻碍浸取Fe烧( 或灼烧 )【解析】【分析】辉铜矿（主要成分为 Cu2S）用 FeCl3 溶液作浸取剂发生反应 Cu2S+4FeCl3 =2CuCl2+4FeCl2 +S，过滤得到氯化铜、氯化亚铁，加入萃取剂萃取，在萃取后的“水相
27、”中加入适量氨水可制取铁红和硫酸铵；用“反萃取”得到的CuSO溶液，调节溶液2+与4pH，在碱性条件下， CuN2H4 反应生成氮气和铜，从而获得纳米铜粉，据此解答。【详解】（1）根据图示，用黄铜矿（主要成分为CuFeS2）、废铜渣和稀硫酸共同作用可获得较纯净的 Cu22+和 H22+=Cu22+H2S，同时生成FeS，反应的离子方程式为：CuFeS+Cu+2HS+FeS，故答案为： CuFeS2+=Cu22+H2+Cu 2HS FeS+；（ 2）反应 Cu2S+4FeCl3 2CuCl2+4FeCl2+S，反应中， FeCl3 中 Fe 元素的化合价由 +3 价降低为+2 价， Cu2S中C
28、u元素的化合价由1价升高为2价，硫元素的化合价由-2价升高为0+价，化合价升高数=化合价降低数 =转移电子数 =4，每生成 1molCuCl2，反应中转移电子的物质的量为2mol ，浸取时，在有氧环境下亚铁离子被氧化，生成铁离子，反应的离子方程2+3+O，式为： 4Fe +4H +O2=4Fe+2H2故答案为： 2mol ； 4Fe2+2H2O；+4H +O2=4Fe3浸取过程中，由于生成的硫覆盖在Cu2 S表面，阻碍浸取，则洗涤硫和未洗去硫相比较，未洗涤硫时铜的浸取率偏低，故答案为：生成的硫覆盖在Cu2S 表面，阻碍浸取；（3）由于 Fe3+的水解程度随着pH 的升高而增大，当pH 1. 7
29、 时， pH 越大，金属离子萃取率越低，3+pH 的升高而增大；故答案为： Fe的水解程度随着（4）在碱性条件下， Cu2+与 N242+N2 4-H 反应生成氮气和铜，反应为： 2CuH +4OH=2Cu+N2+4H2O，反应中还原产物为 Cu，氧化产物为N2，质量之比为（2 64）：28=32： 7，故答案为： 32： 7；（ 5）萃取后的“水相”中含有铁离子，加入氨水，反应生成氢氧化铁沉淀，煅烧可得到，方法为：在萃取后的“水相”中加入适量氨水，静置，过滤，洗涤，干燥，煅烧可得到Fe2 O3 产品，故答案为：洗涤；煅烧（或灼烧）。10 工业上以废铜为原料经一系列化学反应可生产氯化亚铜(Cu
30、Cl)，其工艺流程如下图所示：试依据如图转化回答下列问题：(1)工业生产 Cl2 时，尾气常用石灰乳吸收，而不用烧碱溶液吸收的原因是_。(2)还原过程中的产物为 NaCuCl ，试写出该反应的化学方程式：_。2(3)合成结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_。(4)实验室中在 CuCl2 热溶液中通入 SO2 气体也可制备白色的CuCl 沉淀，试写出该反应的离子方程式： _。【答案】石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉CuCl22NaClCu=2NaCuCl2 2Cl SO22使 CuCl尽快干燥，防止被空气氧化2Cu2H O2CuCl4H SO42【解析】【详解】2时，尾气常用石
31、灰乳吸收，而不用烧碱溶液，可从成本和产品两个方面考(1)工业生产 Cl虑，从而得出这样操作的原因是石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉。答案为：石灰乳来源丰富，成本低，且反应结束后可得副产品漂白粉(2)还原过程中的产物为NaCuCl ，反应的化学方程式：CuCl 2NaCl Cu=2NaCuCl 。答222案为： CuCl22 2NaCl Cu=2NaCuCl (3)若用水洗，后续操作为烘干；若用酒精洗涤，固体表面的酒精自然挥发，不需烘干。因为氯化亚铜性质不稳定，烘干时易被空气中的氧气氧化，所以合成结束后所得产品应用酒精淋洗。答案为：使CuCl 尽快干燥，防止被空气氧化(4)实验室中在 CuCl2 热溶液中通入SO2 气体也可制备白色的CuCl 沉淀，该反应的离子方程式： 2Cu2 2Cl SO2 2H2O2CuCl 4H SO42 。2 SO2 2H2O2答案为： 2Cu 2Cl2CuCl 4HSO4
