1、2020-2021 高考化学铜及其化合物推断题( 大题培优易错 难题 ) 含详细答案一、铜及其化合物1 为探究某固体化合物X(仅含四种元素 )的组成和性质，设计并完成如下实验。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 CuSO0.18g2.40g溶液； n(H2O)=0.01 mol ，黑色化合
2、物 n(CuO)=0.03418g/mol80g/mol2.00gmol ，无色无味气体n(CO2)= n(CaCO3)=100g/mol =0.02 mol，故可根据各元素推知分子式Cu3C2H2O8，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 CuSO溶液； n(H2O)=0.01 mol ，n(H)=0.02mol ，黑色化合物418g/mol2.40g=0.03 mol ，无色无味气体 n(CO2)= n(CaCO3)=2.00g
3、n(CuO)=0.02 mol ，故80g/mol100g/moln(O)=0.04+0.03+0.01=0.08mol ，可根据各元素推知分子式Cu3C2H2O8，则推断出 X 为Cu3(OH)2(CO3 )2 或 Cu(OH)22CuCO3。42；(1)蓝色溶液为 CuSO 溶液，含有的金属阳离子是Cu(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) 2CuCO或 Cu (OH) (CO )。23323 22 将单质 Fe和 FeCl3、 FeCl2、 CuCl2 的混合溶液一起放进烧杯中，搅拌、静置。
4、根据下述不同情况，填写金属单质或金属离子的符号。（1）充分反应后，若Fe 有剩余，则烧杯中不可能含有的金属离子是_。（2）充分反应后，如果烧杯中还有大量的Fe3+，则还会有的金属离子是_。（3）如果烧杯中Cu2+的物质的量减少了一半，则烧杯中一定没有的金属离子是_，一定没有的金属单质是_。【答案】 Fe3+、 Cu2+Fe2+、Cu2+Fe3+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，单质Fe 和 FeCl2、 FeCl3、 CuCl2，氧化性： FeCl3 CuCl2 FeCl2 ，还原性 FeCu，铁先与氯化铁溶液反应， Fe 有剩余，则
5、溶液中不存在 Fe3+、 Cu2+，以此解答该题。【详解】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，单质Fe 和 FeCl2、 FeCl3、 CuCl2，则铁先与氯化铁溶液反应。氧化性：FeCl3 CuCl2 FeCl2，还原性 Fe Cu；Fe 有剩余，则溶液中不存在Fe3+、 Cu2+；如容器内有大量Fe3+，说明金属Fe 完全溶解且铜离子没有反应，所以还会有的金属离子是 Fe2+、 Cu2+；如有一半Cu2+剩余，说明铜离子已部分反应，所以氧化性强的铁离子已完全反应，则容器内一定没有的金属离子是：Fe3+；则 Fe 完全溶解，一定没有Fe 剩余。【点睛】考
6、查 Fe3+、 Cu2+的氧化能力大小的比较，能正确判断固体的成分是解本题的关键；本题中根据 Fe3+、 Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序，从而确定固体的成分、溶液的成分；有固体剩余，若固体只有铜，则反应后的溶液中一定无Fe3+存在，一定存在Fe2+，可能含有Cu2+；若有铁剩余，一定有铜生成，Fe3+和 Cu2+无剩余。3 由2种常见元素组成的化合物G，有关转化和实验信息如下：请回答下列问题：(1)G 是 _（填化学式）。(2)写出 AB 的离子方程式_ 。(3)若D 为纯净物，F 是红色金属单质，写出D 和稀硫酸反应的离子方程式_ 。(4)C 的最大质量为_g。【答案】 Cu2S2 2
7、242222SO+I +2H O=SO+2I +4HCu O+2H= Cu+ Cu+ H O 23.3【解析】【分析】A 刺激性气体，能与碘水反 ， 明A 有 原性； B 与 化 溶液反 生成白色沉淀， 明 B 中含有 SO 2-，所以 A 为 SO，B 为 H2SO4 和 HI 的混合溶液， C 为 BaSO4 ；通 量42守恒可推知G 是 Cu2S，以此解答。【 解】(1)G 中含 S 元素， I22H2O SO2 H2SO4 2HI， m（ S） 1L 0.1mol/L 32 g/mol3.2g，G中金属元素 量 12.8g，由元素 量守恒知， D 中氧元素 量 1.6g，中学常 的 色
8、氧化物粉末有 Fe232M ，化合价 n， 有O 、 Cu O 等， D 中金属元素的相 原子 量 12.81.622n162 ，解得： M 64n ，当 n 1 ， M 64，故 D 为 Cu O， G为 Cu S；故答M案 ： Cu2S；2和碘水反 生成42- 和 I- 的 程，离子方程式 ：SO2 2242-+2I-(2)A 到 B 是 SOSO+I +2H O=SO+；故答案 ： SO2 2242-+；+4H+I +2H O=SO+2I +4H(3)Cu2O 与硫酸反 ，生成了一种 ， 是 ，由氧化 原反 知，一部分 元素由1 价降至0 价，必然另一部分 元素化合价升高至2 价，即 E
9、 硫酸 溶液， F 为铜单 ， 离子反 方程式 ：Cu2 O+2H+=Cu2+Cu+H2 O；故答案 ：Cu2O+2H+=Cu2+Cu+H2O；(4)由分析可知，最 生成硫酸 沉淀，Ba2+ SO4 2- BaSO4， m（ BaSO4） 0.1mol 233g/mol 23.3g；故答案 ：23.3；4 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、 CO22223、 O 作用 生的，化学式 Cu (OH) CO ，“铜绿 ”能跟酸反 生成 、 CO2 和 H2O。某同学利用以下反 了“ ”的 化。（1）从物 分 准看，“ ”属于 _（填字
10、母）。A酸B碱C D氧化物（ 2） 写出 与 酸反 的离子方程式：_。（ 3）上述 化 程中属于氧化 原反 的是_（填序号）（4） 在受 可直接分解生成物 B、 CO2 和水，其分解的化学方程式 _。【答案】 CCu2(OH) 2CO3+4H + =2Cu2+ +CO 2 +3H 2OCu2(OH) 2CO32CuO+CO 2 + H2 O【解析】【 解】(1)、 Cu (OH) CO中含有金属阳离子和酸根离子，属于 ，故 C；223(2)、 与 酸反 的离子方程式：Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+ +CO2 +3H2O；(3)、反应中铜元素从 0 价升高为 +2 价，反应中铜元素从
11、 +2 价降低为 0 价，其他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。5 将 Fe 粉、 Cu 粉、 FeCl3溶液、22(假定FeCl 溶液和CuCl溶液，混合于某容器中充分反应容器不参与反应 )，试判断下列情况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+F
12、e、 Cu3+22+【答案】 Fe、 CuFe 或 Cu FeFe 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+
13、都不能存在；2有剩余，由于氯化铜可氧化单质铁，则不可能有Fe，一定有2+；容器中可能(2)若 CuClFe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；3222可知氧化性强弱顺序为3+ Cu2 Fe2+。(4)由反应 Fe+2FeCl =3FeCl ， Fe+CuCl=Cu+FeClFe6 铜锌银精矿化学成分如下：元素CuZnAgSFePb元素质量17.6018.300.14633.1518.177.86分数 /%利用铜锌银精矿制备硫酸铜晶体的流程如下：回答下列问题：(l)“
14、气体 A”为 _(填化学式 )，“浸渣”中主要为硫酸铅和_(填化学式 )。(2)“沉铜”得到 Cu2Cl2 固体，目的是 _。(3)“氧化”工序中，恰好反应时氧化剂和还原剂物质的量之比为_。(4)“母液 2”中阴离子含量最多的是 _，该溶液最好返回_工序循环使用。(5)依据铜锌银精矿化学成分进行分析，精矿中含有FeS2，理由是 _。【答案】 SO2AgCl除去锌铁元素，分离出铜元素1:2氯离子沉铜硫元素物质的量多于金属物质的量之和，故含有FeS2【解析】【分析】铜锌银精矿和空气中的O2发生反应，各金属得到其氧化物，224S转化为 SO，再加入 H SO和 NaCl，金属氧化物转化为硫酸盐， A
15、g 转化为 AgCl 沉淀， Pb 转化为 PbSO4沉淀。通入22 转化为 Cu2222 444SO 将 CuCl 沉淀，加入 O、 H SO转化为 CuSO 溶液，最后得到CuSO 晶体。【详解】(1)在焙烧过程中，各金属转化为金属氧化物，而S 元素转化为 SO2，因此气体 A 为 SO2；各金属氧化物与 H2 与 SO 2 沉淀得到 PbSO 与 Cl 会生成2SO4 转化为金属离子，Pb44，而 AgAgCl 沉淀；(2)经过浸出之后，溶液中还有Zn2 、 Fe2 、 Cu2 。沉铜之后，得到Cu2Cl2 沉淀，实现了 Cu与 Zn、 Fe 的分离，答案为除去锌铁元素，分离出铜元素；(
16、3)氧化的目的是将 Cu2Cl2 转化为 CuSO4， Cu2Cl2中 Cu 的化合价为1 价， 1molCu2Cl2 转化全部转化为2，失去 2mol 电子， 1molO 2 反应时，得到 4mol 电子，根据得失电子守恒，Cu氧化剂和还原剂的比例为1：2；(4) 氧化的目的是将 Cu2Cl2 转化为 CuSO4，根据原子守恒，溶液中阴离子还大量存在的还有Cl-；母液 2 中含有较多的Cl ，以及没有沉淀的Cu2和 SO42，溶液中没有Ag 和 Pb2 等离子，不需要“浸出”，最好返回“沉铜”的步骤中，可以为该步骤提供Cl ；【点睛】问题 (4)母液 2 最好返回的步骤中，易填错为浸出，浸出
17、过程中也加入NaCl，但是要考虑到浸出加入 NaCl 的目的是为了沉淀 Ag ，而 Ag在溶液中的量是很少的，而沉淀铜的时候需要较多的 Cl ，母液 2 中含有较多的 Cl ，且不含有其他金属离子，因此进入沉铜步骤，也可以减少相关净化操作。7 某学生探究小组将一批废弃的电子线路板简单处理后，得到含71%Cu20%Al5%Fe及、少量 Au、 Pt 等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜晶体的路线：已知： Cu+4HNO3(浓 )=Cu(NO3)2+2H2 O+2NO2回答下列问题：（1）滤渣 1 的主要成分为 _。（2）第步加入H2O2 目的是将 Fe2+氧化成 Fe3+，其离子方程式为_；使
18、用 H2O2 作为氧化剂的优点是 _。（3）用第步所得CuSO4 24的瓷质主要仪器 _。5H O 晶体加热制备无水CuSO（4）由滤渣2 制取 Al2(SO4 )318H2O，探究小组设计了三种方案：上述三种方案中，可行方案是_，其中不可行方案的原因是_。【答案】 Pt、 AuH2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O不引入新杂质且产物无污染蒸发皿乙甲【解析】【分析】（ 1） .滤渣 1 成分应为 Pt， Au，性质稳定不与浓硝酸和稀硫酸反应。（ 2） . H2O2 将 Fe2+氧化成 Fe3+，同时其被还原为 H2O。产物无污染无需后续处理。（ 3） . 蒸发结晶过程会用到
19、主要仪器蒸发皿属于瓷质。（4） . 滤液 1 加 H2O2 是为了将溶液中Fe2+ Fe3+，然后通过加NaOH 调 PH 值使 Al3+和 Fe3+沉淀，这样才能使滤液2 只含 Cu2+。而滤渣 2 成分为 Fe(OH)3和 Al(OH)3, 所以在制取24 323+影响。Al (SO ) 18HO 时要考虑除去 Fe【详解】（1） .Pt， Au 都属于化学性质稳定的金属，所以滤渣1 含 Pt 和 Au，答案为 Pt、 Au 。（2） .根据分析， H2O2氧化 Fe2+的离子方程式为H2 O2+2Fe2+2H+=2Fe3+ +2H2O，反应产物只有 H2O 和 Fe3+，没有引入新杂质且
20、无污染。答案为H2O2 +2Fe2+ +2H+ =2Fe3+ +2H2O，不引入新杂质且产物无污染。（3） .由分析可知为蒸发皿，答案为蒸发皿。（4） .根据分析，滤渣2 如果采用甲方案处理无法除去Fe3+，最终获得产物会含有杂质Fe2 (SO4)3 成分。如果采用乙方案，加适量Al 粉可以置换出 Fe 同时生 Al3+。丙方案加入NaOH 溶解 Al(OH)3 然后过滤，可排除Fe3+影响，但对比方案乙其原子利用率不高。故答案为乙，甲。8 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-Cu
21、Cl(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
22、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
23、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+H SO+H O =CuSO +S+2H O；242242（2）根据 c=1000得，浓硫酸浓度 =1000 1.84g 98%-1mL=18.4mol L，根据M98g / mol1122-1-143得： 18.4mol LV=0.3mol L 1L，解得 V 16.3mL；根据反应物为C V =C VNHNO和硫-Cu 氧化溶解，发生的反应为Cu 和稀硝酸反酸，可知，利用 NO3
24、 在酸性条件下的氧化性将应，故离子方程式为：3Cu+8H+ +2NO3-=3Cu2+2NO +4H2O，故答案为： 16.3；+-2+3Cu+8H +2NO3 =3Cu +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 SO42-，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：
25、 SO42- 或424(NH) SO ； 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 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+A 点，综上所述答案为：的 Cu 的浓度小于；-使沉淀减少了，所以我
26、们可以减小-既然 B 点之后是由于发生了 CuCl(s)+Cl2ClCuCl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NH 4Cl 又拿不出来，所以最直接的做法是反着来，加适量的水！9 氧化亚铜 ( Cu2O) 是一种用途广泛的光电
27、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7. 52. 74. 8完全沉淀9. 03. 76. 4( 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 H2 2_，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
28、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Cu22O，写出阳极上生成 Cu O 的电极反应式： _ 。【答案】 SO2 12 2H H3 2H空气或氧气22Fe2O2 2Fe2 O3.7pH 4 8过滤防止Cu2O被空气中氧气氧化2Cu2e 2OH Cu2O H2O .【解析】【分析】硫化铜矿石（含CuFeS2、 Cu2S 等）预处理后与氧气焙烧：高温高温2CuFeS+4OCu S+3SO +2FeO、 Cu S+2O2CuO+SO ，部分 FeO 被氧化为 Fe O ，22222223得到
29、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+、2+Fe3+X将Fe2+氧化为Fe3+Y调节pH 3 7 4 8Fe、的酸性溶液，加入试剂，加入试剂= . . ，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；（
30、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：22Fe 2H2 23 2H2O；氧气或空气H O 2Fe（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，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2Cu O 具有较强的还原性，在加热条件下易被空气氧
31、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 2e2OH2OH=Cu2O Cu2O H2O；故答案为： 2Cu 2eH O。210 CuCl 2 、CuCl 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( 含杂质 Fe) 为原料，一种制备铜的氯化物的流程如下：(1)上述流程中固体K 溶于稀盐酸的目的是_. 试剂X、固体J的物质分别为_ A NaOHFe(OH) 3B CuOFe(OH) 3C NH 3H 2 OFe(OH) 2D.CuSO 4Cu(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CuCl 白色沉淀写出制
