1、2020-2021 高考化学铜及其化合物推断题( 大题培优易错 难题 ) 含答案解析一、铜及其化合物1 周期表中短周期 7 种主族元素 A、 B、C、 D、 E、 F、 G，原子序数依次增大。 A 的原子半径最小， A 和 D、 C 和 F 分别同主族， F 的单质是淡黄色固体， B 所形成的化合物种类最多， E 的最外层电子数等于其电子层数。（ 1） F 的离子结构示意图为： _。 C、 D、E、 F 四种元素所形成的简单离子中，离子半径最小的是 _（填微粒符号）； A、 C 元素组成的 10 电子阴离子的电子式_， A、 G、 C 元素组成具有漂白性的分子的结构式为_。（2）用电子式表示B
2、 的简单氢化物的形成过程_。（3）写出 E 的单质与 D 的最高价氧化物的水溶液反应的离子方程式_。写出铜单质与 F 的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式_。【答案】Al3+2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2Cu+2HSO4(浓 )CuSO4+SO2 +2H2O【解析】【分析】周期表中短周期7 种主族元素A、 B、 C、 D、E、 F、 G，原子序数依次增大。F 的单质是淡黄色固体， F 为 S，C 和 F 同主族， C 为 O； B 所形成的化合物种类最多， B 为 C；E 的最外层电子数等于其电子层数， E 为 Al； A 的原子半径最小， A 为 H，A 和 D
3、同主族， D 为Na；因为 G 的原子序数比F(S)的原子序数大，所以G 为 Cl。【详解】由分析可知， A 为 H、 B 为 C、 C 为 O、D 为 Na、E 为 Al、 F 为 S、G 为 Cl。（1） F 为 S， S2-的结构示意图为：； C、 D、 E、 F 四种元素所形成的简单离子分别为 O2-、 Na+、Al3+、S2-，电子层数越多半径越大，当电子层数相同、核外电子数相同时，核电荷数越大，半径越小，故C、 D、 E、 F 四种元素所形成的简单离子中，离子半径最小的是 Al3+； A 为 H、 C 为 O， A、 C 元素组成的10 电子阴离子为OH-， OH-的电子式为；A、
4、G、 C 元素组成具有漂白性的分子为HClO，其结构式为；（2） B 的简单氢化物为 CH44；，用电子式表示CH 的形成过程为（3） E 的单质与 D 的最高价氧化物的水溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-22 -+2H O=2AlO+3H ； F 的最高价氧化物的水化物为H SO ，铜单质与浓硫酸反应的化学方程式224Cu+2H2SO4(浓 )CuSO4+SO2 +2H2O 。2 化合物 A 是一种化肥，受热分解生成三种物质，物质间的有关转换关系如图所示，部分生成物已省略，其中C 为无色气体，B 为无色液体， D 为无色有刺激性气味的气体，B 到E 的反应条件为通电，I 为一种常见强酸。
5、请回答下列问题：(1)A 的化学式为 _ 。(2)C 的水化物与 I 的酸性由强到弱的顺序：_( 用化学式填空 )(3)B 生成 E 的化学方程式为 _ 。(4)金属铜与 I 的稀溶液反应的离子方程式为_，该反应中还原产物是_，生成 1mo1 的还原产物，转移电子的数目为_N A。【答案】 NH4HCO3 或 (NH4)2CO3 HNO3 H2CO3 2H2 O2H2 +O2 3Cu+8H+ +2NO3-=3Cu2+ +2NO +4H2O NO3【解析】【分析】化合物 A 是一种化肥，受热分解生成三种物质，其中C 为无色气体， B 为无色液体， D 为无色有刺激性气味的气体，A 是碳酸氢铵或碳
6、酸铵，C 是二氧化碳， B 是水， D 是氨气， B到 E 的反应条件为通电， E 是氢气， F 是氧气， F 和 D 反应生成 G，G 是一氧化氮， H 为二氧化氮， I 为一种常见强酸，是硝酸。【详解】根据分析可知， A 为碳酸氢铵或碳酸铵， C 是二氧化碳， B 是水， D 是氨气， E 是氢气， F是氧气， G 是一氧化氮， H 为二氧化氮， I 为硝酸。(1)A 是碳酸氢铵或碳酸铵，化学式为NH HCO 或(NH)CO ；43423(2)C 的水化物为碳酸，I 为硝酸， N 的非金属性强于C，故酸性：HNO H CO ；323(3)B 在通电的条件下生成E 和 F，化学方程式为电解水
7、，2H O通电2H +O ；222(4)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜，一氧化氮和水，离子方程式为3Cu+8H+2NO3-= 3Cu2+2NO +4H O，硝酸中的氮元素化合价从+5 降低到 +2，是氧化剂，得到的一氧化氮是还原2产物，生成2molNO 转移 6mol 电子，故生成1mo1 的 NO，转移 3mol 电子，数目为3NA。3 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
8、方程式：_。【答案】盐碱氧化物3CuO H222+ 2OH-Cu OH 2+Cu H O Cu+= ()+【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 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
9、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。4 已知两种常见金属A(地壳中含量第二的金属)、B(红色金属 )分别与两种酸X、 Y 发生反应，其转化关系如图所示，其中D 为红棕色气体。回答以下问题：（1）反应的离子反应方程式为_；（2） 6.4gB 与过量 X 溶液 (8mol /L 、60mL)充分反应后，生成的还原产物有C、 D，反应后溶液中所含X 为n mol，此时溶液中所含X 的阴离子的物质的量为_mol 。（3）常温下
10、A 与Y 的稀溶液能发生反应生成盐W，关于固体W 的转化关系如图所示(无关物质已略去)。其中N 是红棕色的化合物。M 由两种化合物组成，其中含有；将通入BaCl2溶液，实验现象是_。若经反应 I 得到 16 g 固体，产生的气体M 恰好被0.3L1mol L 1 NaOH 溶液完全吸收得溶液 1，则反应中发生反应的离子方程式是_。【答案】 SO222+42-+NOn+0.2产生白色沉淀3+3-22+42-+NO +H O=2H +SO2Fe +HSO +H O=2Fe +SO+3H+【解析】【分析】常见金属 A 为地壳中含量第二的金属，确定为Fe、B 为红色金属确定为Cu，根据 D 为红棕色气
11、体，确定D 为NO2， C 为 NO， X 为3Cu，铜可以与浓硫酸反应生成硫酸HNO； B 为铜，二氧化硫和水；生成的二氧化硫有还原性，可以与NO2反应生成硫酸和硝酸，确定B为 Cu， Y 为硫酸，F 为 SO2G为CuSO43A FeY，；（） （）与（硫酸）的稀溶液反应生成硫酸亚铁和氢气，确定W 为 FeSO44232323， 2FeSOFe O +SO +SO ，气体 M 为 SO和 SO的混合物， M 与 NaOH 反应生成盐和水，N 为 Fe2O3，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水。Fe3+具有氧化性和+4 价硫元素具有还原性，可以发生氧化还原反应生成硫酸亚铁，据此分析。【详解】（1）根
12、据以上分析可知，反应为SO2、 NO2 和水的反应，根据得失电子数相等和原子守恒配平，得离子反应方程式为SO2+NO2 +H2 O=2H+SO42-+NO；+2-+NO答案： SO2+NO2 +H2O=2H +SO4（2） 6.4gB 与过量 X 溶液 (HNO3)充分反应后，生成的还原产物有NO2、 NO，反应后溶液中所含 HNO3为 n mol ，溶液中所含N O 3 的物质的量为： n（ NO 3） =n（ Cu2+）6.4g22+n=+n= n+0.2mol ；64g / mol答案： n+0.2（3）将（ SO232溶液，发生反应3224、 SO ）通入 BaClSO +H O+Ba
13、Cl =BaSO +2HCl，有白色沉淀生成；答案：产生白色沉淀反应：2FeSO42 3232 32424 3+3H2O；Fe O + SO + SO ；反应 Fe O+3H SO =Fe (SO)根据固体 M（ Fe2O3）的量计算出SO2 和 SO3 的物质的量。2FeSOFe O + SO + SO42323160g 1mol 1mol1.6g 0.01mol 0.01mol反应SO3 + 2NaOH=Na2SO4+H2O1mol2mol1mol0.01mol 0.02mol 0.01molSO2+ NaOH = NaHSO31mol 1mol1mol0.01mol 0.01mol 0.
14、01mol溶液 1 为 Na2SO4 和 NaHSO3 的混合物；反应：硫酸铁具有氧化性，亚硫酸氢钠具有还原性，根据得失电子数相等和原子守恒得出离子方程式 2Fe3+HSO3-+H2O=2Fe2+SO42-+3H+；答案： 2Fe3+HSO3-+H2O=2Fe2+SO42- +3H+5 氯化亚铜(CuCl)CuCl的工艺如广泛应用于化工、印染等行业。以硫化铜精矿为原料生产图：-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
15、 _；（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NH4Cl 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 2O2 在酸性条件下将 CuS 中的 -2 价 S 元素氧化成 S 单质，同时释放Cu2+ ，经过系列处理得到 Cu 单质，然后利
16、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
17、接触面积，加快酸浸速率，提高Cu 的浸出率等；CuS+H SO+H O =CuSO +S+2H O；2422421000得，浓硫酸浓度 =1000 1.84g98%-1（2）根据 c=MmL=18.4mol L，根据98g / molC V =C V 得： 18.4mol L-1-14 NO和硫V=0.3mol L 1L，解得 V 16.3mL；根据反应物为1122NH3酸，可知，利用-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NO3应，故离子方程式为： 3Cu+8H+ +2NO3-=3Cu2+2NO +4H2O，故答案为： 16.3；3Cu+8H+2NO3-=3Cu2
18、+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-，SO42- 为氧化产物； SO32-被氧化 S化合价由 +4 升高到 +6，升高了2，每个 Cu2+被还原，化合价从+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(NH) SO ； 2:1；424B点之前 Cu+和 Cl - 形成 CuCl 沉淀， B 点时建立了 CuCl(s) ?Cu+(aq)+ Cl- (aq
19、),B点之后， Cl-浓度增大，有一部分-由 CuCl(s)+-CuCl 溶解 CuCl(s)+ClCuCl2 ,? Cu (aq)+ Cl(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 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 点的 Cu2+的浓度小于A 点，综上所述答案为：；-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
20、得滤液中溶质主要成分为(NH4)2SO4 ，所以答案为： (NH4)2SO4；（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！6 为了降低电子垃圾对环境构成的影响，将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70Cu、 25 Al、 4 Fe 及少量 Au、 Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：（1）第 步 Cu 与混酸反应的离子方程式为_ 。
21、得到滤渣1 的主要成分为_。（ 2）第 步中加入 H2O2 的作用是 _，使用 H2O2 的优点是 _；调溶液 pH 的目的是 _。（ 3）简述第 步由滤液 2 得到 CuSO45H2O 的方法是 _。（ 4）由滤渣 2 制取 Al2(SO4 )318H2O ，设计了以下三种方案：上述三种方案中，_方案不可行，原因是_ ；从原子利用率角度考虑，_方案更合理。（5）用滴定法测定CuSO含量。取 a g 试样配成 100 mL 溶液，每次取 20.00 mL，消45H2O除干扰离子后，用-12）标准溶液滴定至终点，平均消耗EDTA溶液 bc mol LEDTA（ H2Y2+22+22 CuY +
22、2H。写出计算 CuSO4mL。滴定反应如下： Cu + H Y5H O 质量分数的表达式 _ 。【答案】 Cu + 4H+ 2NO3-=Cu2+ 2NO2 + 2H2O 或 3Cu + 8H+ 2 NO3-=3Cu2+ 2NO + 4H2OAu、 Pt 将 Fe2+氧化为Fe3+ 不引入杂质，对环境无污染使 Fe3+、 Al3+沉淀除去 加热滤液 2，经过蒸发、冷却、结晶、过滤 ，最终制得硫酸铜晶体甲 所得产品中含有较多24 3杂质乙c b 10 3250 5Fe (SO ) 100%a【解析】【分析】【详解】（ 1） Cu 与混酸反应的实质是与 H+、 NO3-反应，随反应进行离子浓度逐渐
23、减小，所以离子方程式为 Cu + 4H+ 2NO3-=Cu2+ 2NO2 + 2H2O， 3Cu + 8H+ 2 NO3-=3Cu2+ 2NO + 4H2O，Au、 Pt 不与混酸反应，所以滤渣的主要成分是Au、Pt；（2）加过氧化氢的目的是把亚铁离子氧化成铁离子，方便除去；而且加入过氧化氢不会引入新的杂质且无污染；调节溶液的pH 目的是使Fe3+、 Al3+沉淀除去；（3）由滤液2 得到 CuSO5H O 的方法是把滤液蒸发得浓溶液再冷却结晶，过滤得硫酸铜42晶体；（4）甲方案不可行，因为滤渣2 的主要成分是Fe（OH） 3、 Al（ OH） 3 沉淀，加入硫酸沉淀全部溶解使制得的产品中含有
24、较多 Fe2(SO4)3 杂质； 从原子利用率角度分析，乙方案更合理，不仅能除去硫酸铁，同时增加了硫酸铝的量，原子利用率较高；（5）由滴定反应方程式得100mL2+-3溶液中 n （Cu ） =b10 a 5mol，所以 CuSO45H2O 质量-3。100%分数 = b 10 a 5 250/a7CuCl 是难溶于水的白色固体，是一种重要的催化剂。工业上，由孔雀石(主要成分Cu(OH)2CuCO3，含 FeS、FeO 和 SiO2 杂质 )制备 CuCl的某流程如图：请回答：(1)步骤中涉及的主要离子反应方程式为_(2)步骤中涉及的主要离子反应方程式为_(3)下列说法不正确 的是 _A 步骤
25、中产生的气体的主要成分为CO2 和 H2S 气体B 滤渣 1 的成分为 SiO2，滤渣2 的主要成分为 Fe(OH)3 和 Cu(OH)2C CO32-作用是控制溶液 pH，促使 CuCl 沉淀的生成D 若改变试剂加入顺序，将溶液3 缓慢加入到含大量SO32- /CO32-的溶液中，同样可制取CuCl【答案】 2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O2Cu 2+ +2Cl - +SO32- +H 2O=2CuCl +SO42- +2H +BD【解析】【分析】孔雀石 主要成分Cu(OH)2?CuCO3，含 FeS、 FeO 和 SiO2 杂质 中用硫酸浸取，得气体主要含有硫化氢、二氧化碳，滤
26、渣1 为二氧化硅，溶液1 中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+加双氧水，将亚铁离子氧化成铁离子，加氢氧化钠溶液调节pH 值，使铁离子沉淀，得到滤渣2 为氢氧化铁，溶液2 主要含有硫酸铜，溶液2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节pH 值，使 CuCl 沉淀，由于 SO23- /CO 23- 的溶液呈碱性，所以如果将溶液 3 缓慢加入到含大量 SO23- /CO 32- 的溶液中，有可能生成氢氧化亚铜沉淀，得到的氯化亚铜不纯，据此答题。【详解】（1）步骤主要目的是利用双氧水氧化Fe2+，其反应离子方程式为：2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2O；故答案为： 2H
27、+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2 O；（2）溶液 2 主要含有硫酸铜，溶液2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节pH 值，使 CuCl 沉淀，其主要离方程式为：2Cu 2+ +2Cl - +SO32- +H 2O=2CuCl+SO42- +2H +；故答案为： 2Cu 2+ +2Cl - +SO32- +H 2O=2CuCl +SO 42- +2H +；（3） A由上述分析可知，步骤中产生的气体的主要成分为CO2 和 H2S 气体，故 A 不符合题意；B由上述分析可知，滤渣1 的成分为 SiO2，滤渣 2 的主要成分为 Fe(OH)3，故 B 符合题意；C溶
28、液 2 主要含有硫酸铜，溶液2 中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子，加入碳酸钠调节 pH 值，使 CuCl 沉淀，故 C 不符合题意；D若先加入碳酸钠，溶液2 中硫酸铜会先生成氢氧化铜沉淀，再加入亚硫酸钠后氢氧化铜难以发生反应，难以制备CuCl，故 D 符合题意；故答案为： BD。8 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，单位时间内
29、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 sp1.4 10 6II.CuCl sClaq ?CuCl2 aqK sp0.35 。(5)分析 c Cu、 c CuCl 2和 K sp 、
30、 K 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
31、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 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 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SO22Cu22Cl2H2O2CuClSO424H ，故
