1、2020-2021 高考化学铜及其化合物推断题的综合压轴题专题复习附答案一、铜及其化合物1 下列框图涉及的物质所含元素中，除一种元素外，其余均为1 18 号元素。已知： A、 F 为无色气体单质， B 为具有刺激性气味的气体，化学家哈伯因合成B 获得 1918年的诺贝尔化学奖。 C 为黑色氧化物， E 为紫红色金属单质，I 为蓝色沉淀 (部分反应的产物未列出 )。请回答下列问题：(1)常温下铝遇到 G 的浓溶液后表面形成一层致密的保护膜，该现象称为_。(2)E 与 G 的稀溶液反应的离子方程式为_。(3)在 25 和 101 kPa 的条件下，将VL 的 B 气体溶于100 mL 水中，得到密
2、度为 1 的 g mL溶液 M，则 M 溶液的物质的量浓度为1。 (已知 25 、 101 kPa 条件下气体_ molL摩尔体积为 24.5 L mol 1，不必化简 )(4)分别蘸取 B 的浓溶液和 G 的浓溶液的玻璃棒，接近后的现象是_。(5)B 和 C 反应的化学方程式为 _。(6)J、 K 是同种金属的不同氯化物，K 为白色沉淀。写出SO2 还原 J生成 K 的离子方程式：_。【答案】钝化3Cu 8H 2NO3 =3Cu2 2NO 4H2OV100024.517V+2450冒白烟3CuO24.5 SO2 2H2O SO422NH3=3Cu N23H2O 2Cu2 2Cl2CuCl 4
3、H【解析】【分析】(1)常温下铝遇浓硝酸钝化，据此解答；(2)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，据此解答；(3)氨气的物质的量是V17Vmol，溶液的质量是+100 g，溶液的体积为24.524.517V +100 g17V+245024.5mL，据此解答；ggmL-124.5(4)浓硝酸、浓氨水均易挥发，分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生白烟，据此解答；(5)B 与 C 反应即 CuO 和 NH3 反应，生成铜单质、氮气和水，据此解答；(6)J、 K 是同种金属的不同氯化物， K 为白色沉淀，则 K 是 CuCl， SO2 还原氯化铜生成氯化亚铜，据此解答；【详解】A、 F 为
4、无色气体单质， B 为具有刺激性气味的气体，化学家哈伯因合成B 获得 1918 年的诺贝尔化学奖，则B 是氨气， A 是氧气， D 是 NO， F 是氮气， G 是硝酸。 C 为黑色氧化物， E 为紫红色金属单质，I 为蓝色沉淀，则C 是氧化铜，与氨气发生氧化还原反应生成铜、氮气和水， E 是铜，与硝酸反应生成硝酸铜，I 是氢氧化铜， J是氯化铜。(1)常温下铝遇浓硝酸后表面形成一层致密的保护膜，该现象称为钝化，故答案为：钝化；(2)铜与稀硝酸反应的离子方程式为 2NO 2 2NO 4H3Cu 8H3=3Cu2O，故答案为：3Cu 8H 2NO3=3Cu2 2NO 4H2 O；Vmol，溶液的
5、质量是17V+100g，溶液的体积为(3)氨气的物质的量是24.524.517VV+100 g 17V+2450100024.5mL，所以溶液的物质的量浓度为24.524.517V+2450ggmL-124.5V1000案为：24.5；17V+245024.5 1，故答mol L(4)浓硝酸、浓氨水均易挥发，分别蘸取浓硝酸和浓氨水的玻璃棒接近后会产生硝酸铵，实验现象是冒白烟，故答案为：冒白烟；(5)B 与 C 反应的化学方程式为3CuO 2NH3=3Cu N2 3H2O，故答案为： 3CuO 2NH3 =3CuN2 3H2O；(6)J、 K 是同种金属的不同氯化物，K 为白色沉淀，则 K 是
6、CuCl， SO2 还原氯化铜生成氯化 SO4，故答案为：2Cu2亚铜的离子方程式为 2Cu2 2ClSO2 2H2O 2CuCl 4H2 2Cl SO2 2H2O 2CuCl 4H SO42 。2 由两种元素组成的矿物A，测定 A 的组成流程如下：请回答：（1）反应中除了产生D 外，还有一种气体生成，请写出该气体的电子式_（2）写出的化学方程式：_（3）写出的离子方程式：_（ 4）检验 E 溶液中含有 Fe2+ 的方法是： _【答案】Cu22223+22+42+取S + 2O2CuO + SOSO +2Fe +2H O=2Fe + SO +4H少量溶液 E 于试管中，加入铁氰化钾溶液，若生成
7、蓝色沉淀，说明含有Fe2+【解析】【分析】由黑色固体 B 与一氧化碳共热反应生成红色固体单质D 可知，黑色固体B 为氧化铜，单质D 为铜，则 A 中含有铜元素；由无色气体C 与过量氯化铁溶液反应生成E 溶液， E 溶液与过量氯化钡溶液反应生成白色沉淀可知，C 为二氧化硫， E 为硫酸、氯化亚铁、盐酸和氯化铁的混合液，白色沉淀F 为硫酸钡，则A 中含有硫元素；4.66g 硫酸钡的物质的量为0.02mol ，由硫原子守恒可知， A 中含有硫原子的物质的量为0.02mol ， 3.20gA 中含有的铜3.20g0.02mol32g / mol原子的物质的量为64g / mol=0.04mol ，则
8、A 中 n（ Cu）： n（ S）=0.04mol ： 0.02mol=2:1 ， A 的化学式为Cu2S。【详解】（1）反应为氧化铜与一氧化碳共热反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳为共价化合物，电子式为，故答案为：；（2）反应为硫化亚铜与氧气在高温下发生氧化还原反应生成氧化铜和二氧化硫，反应的化学方程式为 Cu222222；S + 2O2CuO + SO，故答案为： Cu S + 2O2CuO + SO（3）反应为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸、盐酸和氯化亚铁，反应的离子方程式为3+2+2+3+2+2SO2+2Fe +2H2O=2Fe + SO4+4H，故答案为：SO2+2Fe +
9、2H2O=2Fe + SO4 +4H+；（ 4） E 为硫酸、氯化亚铁、盐酸和氯化铁的混合液，因溶液中含有的氯离子能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，会干扰亚铁离子检验，所以检验亚铁离子应选用铁氰化钾溶液，具体操作为取少量溶液E 于试管中，加入铁氰化钾溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有Fe2+，故答案为：取少量溶液E 于试管中，加入铁氰化钾溶液，若生成蓝色沉淀，说明含有Fe2+。【点睛】E 溶液中含有的氯离子能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，使酸性高锰酸钾溶液褪色，会干扰亚铁离子检验是易错点。3 孔雀石等自然界存在的碳酸盐类铜矿的化学组成为xCuCO32yCu(OH)
10、 (x、 y 为正整数，且x3， y 2)。(1)现有两份等量的某碳酸盐类制矿样品，一份加足量盐酸，产生3.36L 标准状况下的 CO2气体，另一份加热完全分解得到20gCuO，则该碳盐类铜矿的化学组成中x： y=_。(2)设某碳酸盐类铜矿样品质量为ag，含铜质量为bg，加酸完全分解得到标准状况下CO2 气体 VL，则 a、 b、 V 的代数关系式是 _。【答案】 3:2 a=124VbV49b9864或 a= 65V22.422.45632【解析】【分析】(1)先计算一定质量的碳酸盐反应产生的 CO2、 CuO 的物质的量，然后根据 C 元素守恒可得n(CuCO3)=n(CO2)，根据 Cu
11、 元素守恒可得 n(CuCO3)+ nCu(OH)2=n(CuO)，计算出nCu(OH)2，就可得到 n(CuCO3)与 nCu(OH)2的物质的量的最简整数比；(2)根据碳元素守恒可得n(CuCO3)=n(CO2)=V mol ，根据 Cu 元素守恒可得n(CuCO3)+22.4nCu(OH)2=n(Cu)b、V的代数式表示，也可根据n(CuCO3)=n(CO2)=Vmol先计，用含有22.4算出 CuCO3 的质量，用总质量减去 CuCO3 的质量得到 Cu(OH)2 的质量，再计算其物质的量，最后得到 n(CuCO3)与 nCu(OH)2的物质的量的最简整数比。【详解】(1)n(CO2)
12、=3.36L 22.4L/mol=0.15mol，则n(CuCO3)=n(CO2)=0.15mol ，n(CuO)=20g 80g/mol=0.25mol，根据Cu 元素守恒，可得nCu(OH)2=0.25mol-0.15mol=0.10mol ，所以 n(CuCO3)： nCu(OH)2=0.15： 0.10=3 ： 2，所以碳酸盐类铜矿的化学组成为 xCuCO中 x=3， y=2，盐可以表示为3CuCO32Cu(OH)2；3yCu(OH)2(2)根据 C 元素守恒可得32Vmol，根据 Cu 元素可得 n(CuCO3)+n(CuCO )=n(CO )=22.42b2bV3nCu(OH) =
13、n(Cu)=mol ，则 nCu(OH) = ()mol ，所以 n(CuCO )：646422.42V： ( bV124V98bV；nCu(OH) =22.464)， a= a=22.46422.422.432Vmol，m(CuCO3V124Vg，该化合物含有 Cun(CuCO )=n(CO )=)=22.4mol 124g/mol=22.422.4的总物质的量是n(Cu)b mol ，则根据 Cu 元素守恒，可得64nCu(OH)2=b molVmol ， mCu(OH)2=98g/mol （ b molVmol ），根据反应6422.46422.4前后物质质量不变，可得124Vg +98
14、g/molbVmol )=65V49ba=(mol22.456。22.464324 氯化亚铜（CuC1）在化工、印染、电镀等行业应用广泛。CuC1微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl 浓度较大的溶液，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CuC1的工艺过程如图。回答下列问题：（1）步骤中N 元素被还原为最低价，写出此反应的离子方程式_。（ 2）步骤中，亚硫酸铵要略保持过量，原因是 _，滤液中可循环利用的物质是_ 。（ 3）步骤中，用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为Cu 2 (OH) 3 Cl ， CuCl 被氧
15、化为 Cu 2 (OH) 3 Cl 的化学方程式为_ 。（4）用 K 2Cr2 O7 溶液测定氯化亚铜样品纯度（假设杂质不参与反应），步骤如下：准确称取所制备的氯化亚铜样品10.00g ，将其置于过量的 FeCl 3 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸配成100mL 溶液，取溶液10.00mL 用 0.1000molLK 2Cr 2O 7 溶液进行滴定，反应中 Cr2 O72被还原成 Cr 3，相关数据记录如表所示：该样品中CuCl 的质量分数_ 。实验编号123消耗 K 2Cr2 O7 溶液的体积 /mL14.9816.0315.02（5）制造印刷电路板产生的废液中含大量Cu NH 3
16、 42等离子，利用膜电解技术对此废液进行电解，电解装置如图所示。电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl ，电解时阴极的电极反应式为_，生成 CuCl 的离子方程式为_ 。【答案】 4Cu+NO 3- +10H + =4Cu 2+ +NH 4+ +3H 2O 使完全反应，阻止生成的被氧化硫酸 4CuCl+O 2 +4H 2O=2Cu 2 (OH) 3Cl+2HCl 89.55%2+e- +2H 2O= Cu NH 3+Cu NH 342 +2NH 3 H 2 OCu NH 322H Cl CuCl2NH 4【解析】【分析】铜与硝酸根和氢离子反应生成铜离子，加入亚硫酸铵和氯化铵生成硫
17、酸、氯化亚铜等，过滤得到氯化亚铜，经水洗、醇洗、烘干等到氯化亚铜产品。【详解】步骤中N 元素被还原为最低价变为铵根离子，铜变为铜离子，因此反应的离子方程+2+式； 4Cu+NO 3 +10H =4Cu+NH 4 +3H 2 O ；故答案为：+2+4Cu+NO 3 +10H=4Cu+NH 4 +3H 2O 。步骤中，亚硫酸根具有还原性，铜离子具有氧化性，CuCl在潮湿空气中易水解氧化，因此亚硫酸铵要略保持过量，原因是使完全反应，阻止生成的被氧化，Cu2+、 Cl 、SO32- 和H2O 反应 CuCl、 SO22- 、 H+，因此滤液中可循环利用的物质是硫酸；故答案为：使完全反应，阻止生成的被氧
18、化；硫酸。步骤中，用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为Cu 2 (OH) 3 Cl ，CuCl 与空气中氧气、水反应生成Cu 2 (OH) 3 Cl 和 HCl，其反应的的化学方程式为 4CuCl+O 2 +4H 2O=2Cu 2 (OH) 3Cl+2HCl；故答案为：4CuCl+O 2 +4H 2O=2Cu 2 (OH) 3Cl+2HCl。三次消耗中第二次是错误数据，舍去，求另外两次平均数为15.00mL，根据得失电子守恒关系得到 n(CuCl)=6n(Cr2O72-1L0.015L = 0.009mol，该样品中 CuCl的质量分) = 6 0.1 mol数 0.009m
19、ol1099.5g mol 1100%89.55%10.0g2+根据图中信息，阴极Cu NH 3 4得到电子变为 Cu NH 3 2和 NH 3 H 2 O ，因此2+电解时阴极的电极反应式为Cu NH 34+e- +2H 2O= Cu NH 32 +2NH 3 H 2O ，电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl，生成 CuCl 的离子方程式为Cu NH 322HClCuCl2NH 4 ；故答案为：Cu NH 322HClCuCl2NH 4 。5 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(
20、Cl-2 -)较大的体系 CuCl(s)+ClCuCl ，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(NH ) SOHNO 具
21、有强氧化性会把 CuCl 氧化4244 243【解析】【分析】利用H 22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2+ ，经过系列OCu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
22、，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+H SO+H O =CuSO +S+2H O；242242100010001.84g98%=18.4mol L-1 ，根据（2）根据 c=得，浓硫酸浓度 =mLM98g / mol1 122-1-143得： 18.4mol L0.3mol LC V =C VV= 1LV 16.3mLNHNO和硫，解得；根据反应物为酸，可知，利用-Cu 氧化溶解，发生
23、的反应为Cu 和稀硝酸反NO 在酸性条件下的氧化性将3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：
24、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),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2+C 点和 B 点 Cu 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
25、小于；-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)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NH 4Cl 又拿不出来，所以最直接的做法是反着来，加适量的水！6 氧化亚铜 ( Cu2O) 是一种用
26、途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石22( 含 CuFeS、 Cu S 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 03764.(1) 炉气中的有害气体成分是_( 填化学式 ) ， Cu22S 与 O 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 的调控范围是
27、 _。(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. 7 pH 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+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
28、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，矿石与氧气得到金属氧化物和SO2； Cu2 S 与 O2 发生反应Cu2S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
29、 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 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，pH的调控范围为3.7 pH4 8；故答案为：3.7pH4 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化，故烘干过程
30、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 2eH2O。7 为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如图1 实验流程，用含有铝、铁和铜的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4?7H2 O）和胆矾晶体请回答：（1）写出步骤反应的离子方程式：_ 。（2）试剂 X 是 _。步骤、中均需进行的实验操作是_。（3）进行步骤时，该小组用如图2 所示装置及试剂制取CO2并将制得的气体通入溶液 A中一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少为了避免固体C 减少，可采取的改进措施是_。（4）由溶液 E 到绿矾晶体（ FeSO4?7H2O），所需操作是_ 、 _ 、 _ 、洗涤、干燥。（5）用固体 F 制备 CuSO溶液，可设计如图 3 三种途径：写出途径中反应的离子方程式4_ ，请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由_ 。-过滤在 a、b
