备战高考化学压轴题专题复习铜及其化合物推断题的综合及详细答案.docx

1、备战高考化学压轴题专题复习铜及其化合物推断题的综合及详细答案备战高考化学压轴题专题复习铜及其化合物推断题的综合及详细答案一、铜及其化合物1铜及其化合物向溶液中滴加溶液，发现溶液变绿，继续滴加产生棕黄色沉淀，经检验，棕黄色沉淀中不含，含有、和。已知：Cu+Cu+Cu2+, Cu2+CuI(白色)+I2。(1)用稀硫酸证实沉淀中含有的实验现象是_。(2)向洗净的棕黄色沉淀中加入足量KI溶液，产生白色沉淀，继续向上层清液中加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，请结合离子反应方程式解释不变蓝的原因_。【答案】有暗红色不溶物生成 【解析】【分析】(1)在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子，有暗红色不溶物生成；

2、(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，说明碘单质被还原。【详解】(1)在酸性条件下发生反应生成铜和铜离子，则用稀硫酸证实沉淀中含有的实验现象是有暗红色不溶物生成；故答案为：有暗红色不溶物生成；(2)加入淀粉溶液并没有变蓝的现象出现，说明碘单质被还原，发生反应的离子方程式为。故答案为：。2废旧印刷电路板是一种电子废弃物，其中铜的含量达到矿石中的几十倍。湿法技术是将粉碎的印刷电路板经溶解、萃取、电解等操作得到纯铜等产品。某化学小组模拟该方法回收铜和制取胆矾，流程简图如下：回答下列问题：（1）反应是将Cu转化为Cu(NH3)42+，反应中H2O2的作用是_。写出操作的名称：_。（2）反应II是铜氨

3、溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH反应，写出该反应的离子方程式：_。操作用到的主要仪器名称为_，其目的是（填序号）_。a富集铜元素b使铜元素与水溶液中的物质分离c增加Cu2在水中的溶解度（3）反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和_。若操作使用下图装置，图中存在的错误是_。（4）操作以石墨作电极电解CuSO4溶液。阴极析出铜，阳极产物是_。操作由硫酸铜溶液制胆矾的主要步骤是_。（5）流程中有三次实现了试剂的循环使用，已用虚线标出两处，第三处的试剂是_。循环使用的NH4Cl在反应中的主要作用是_。【答案】作氧化剂 过滤 Cu(NH3)42+2RH=2NH4+2NH3+CuR

4、2 分液漏斗 a b RH 分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁、液体过多 O2、H2SO4 加热浓缩 冷却结晶 过滤 H2SO4 防止由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀 【解析】【分析】【详解】（1）废电路板中加入双氧水、氨气、氯化铵溶液，得到铜氨溶液和残渣，分离难溶性固体和溶液采用过滤的方法，所以操作为过滤。反应是将铜转化为铜氨溶液，铜元素的化合价升高，所以铜是还原剂，则双氧水为氧化剂，将铜氧化。（2）反应是铜氨溶液中的铜氨离子与有机物RH反应，生成CuR2，同时生成NH4+和 NH3，方程式为：Cu(NH3）42+2RH=2NH4+2NH3+CuR2。分液的目的是富集铜元素，使铜

5、元素与水溶液中的物质分离，所以a b正确。（3）反应是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应相当于复分解反应，所以生成硫酸铜和RH。互不相溶的液体采用分液的方法，分液时分液漏斗下端要紧靠烧杯内壁，且分液漏斗内部不能盛放太多溶液。（4）以石墨为电极电解硫酸铜溶液时，阳极上氢氧根离子放电，阴极上铜离子放电，所以阳极上产生O2，同时有大量的氢离子生成，且硫酸根离子也向阳极移动在阳极积累，因此阳极产物还有硫酸，从溶液中获取晶体可通过加热浓缩、冷却结晶、过滤的方法。（5）电解硫酸铜溶液时得到硫酸，在反应中用到的H2SO4，所以硫酸能循环使用。氯化铵电离出的铵根离子抑制一水合氨的电离，从而降低溶液的碱性， 防止

6、由于溶液中的c（OH-）过高，生成Cu（OH）2沉淀。3氯化亚铜(CuCl)是一种重要的化工产品。它不溶于H2SO4、HNO3 和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜Cu2(OH)4-nCln，n随着环境酸度的改变而改变。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的工艺过程如图：(1)还原过程中主要反应的离子方程式为_。(2)实验室为了加快过滤速度，往往采用抽滤的操作(如图)。仪器A的名称_，有关抽滤，下列说法正确的是_A抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水龙头，最后将滤液从吸滤瓶上口倒出B在布氏漏斗

7、中放入滤纸后，直接用倾析法转移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤C在抽滤装置中洗涤晶体时，为减少晶体溶解损失，应使洗涤剂快速通过滤纸D减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀(3)操作1为马上再洗涤，然后在真空干燥机内于70干燥2h，冷却、密封包装。其中最合理的洗涤试剂_A浓盐酸 B浓氨水 C无水乙醇 D水+乙醇真空干燥的原因是_。(4)随着pH减小，Cu2(OH)4-nCln中铜的质量分数_A增大 B不变 C减小 D不能确定【答案】2Cu2+SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl+SO42-+2H+ 吸滤瓶 AD C 防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化 C 【解析】【分析】海绵铜加入硫酸和硝酸铵

8、溶解得到溶液主要是硫酸铜，硫酸铵等，加入亚硫酸铵还原硫酸铜、加入氯化铵氯化发生反应2CuSO4+(NH4)2SO3+2NH4Cl+H2O=2CuCl+2(NH4)2SO4+H2SO4，过滤得到固体为CuCl，滤液主要是硫酸铵和硫酸，然后利用题干信息，结合物质的性质及要求分析解答。【详解】(1)向含有Cu2+的溶液中加入酱油还原作用的（NH4)2SO3、NH4Cl，发生还原，产生CuCl沉淀，同时产生硫酸，反应的离子方程式为2Cu2+SO32-+2Cl-+H2O2CuCl+SO42-+2H+；(2)根据仪器A的结构可知该仪器名称是吸滤瓶；A.抽滤完毕，应先拆下连接抽气泵和吸滤瓶的橡胶管，再关闭水

9、龙头，以防止倒吸现象的发生，最后将滤液从吸滤瓶上口倒出，A正确；B.在布氏漏斗中放入滤纸后，用玻璃棒引流移溶液和沉淀，再打开水龙头抽滤，B错误；C.在抽滤装置中洗涤晶体时，应将洗涤剂缓慢通过滤纸，让洗涤剂和晶体充分接触，C错误； D.颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层致密的沉淀，溶液不易透过，所以减压过滤不宜用于过滤胶状或颗粒太小的沉淀，D正确；故合理选项是AD；(3)操作1为马上再洗涤，目的是为了洗去表面的杂质，为快速干燥，要用酒精洗涤，然后在真空干燥机内于70干燥2h，冷却、密封包装，故合理选项是C；真空干燥的目的防止CuCl在潮湿空气中水解氧化；(4)随着平pH值减小，Cu2(OH)4-n

10、Cln中4-n减小，n增大，则铜的含量减小，故合理选项是C。【点睛】本题考查物质的制备实验，把握物质的性质、流程中发生的反应、混合物分离提纯、实验技能为解答关键，注意元素化合物知识的应用，侧重考查学生的分析与实验能力。4硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾（CuSO45H2O）的生产流程示意图：胆矾和石膏（CaSO42H2O）在不同温度下的溶解度（g/100 g水），见下表：温度（）20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114(1)“浸出”操作中生成硫酸铜的总化学方程式是_。(2)取样检验是为了确认

11、Fe3+是否除净。有同学设计了以下两种方案，在实验室分别对所取样品按下列方案进行操作：方案一：取样于试管滴加KSCN溶液；方案二：径向层析喷KSCN溶液你认为上述两种方案设计更合理的是_；指出你认为不合理的方案存在的问题_；(3)操作（蒸发浓缩、趁热过滤）趁热过滤的目的是_；(4)操作具体方法是_、_（填操作方法）、洗涤后干燥，对产品进行干燥宜在_（填“较高”或“不太高”）温度下，判断产品已经干燥的操作是_。(5)某实验小组模拟上述工业流程完成胆矾的制备，在整个实验过程中，使用的仪器除烧杯、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管外，还有使用较频繁的玻璃仪器是_（填仪器名称）。(6)中学教材用胆矾而不用其它结

12、晶水合物（如：FeSO47H2O、硝酸盐的结晶水合物、Na2SO410H2O等）来研究结晶水含量测定实验，其优点可能是_（填字母）a胆矾较易得到，其它结晶水合物较难得到 b胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水c胆矾失水后有较明显的特征即颜色变化dCuSO4不易分解，也不易与空气中物质反应【答案】3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO+4H2O 方案二 Cu2+的颜色对检验有干扰 使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出 冷却结晶 过滤 不太高 重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001 g（或恒重操作） 漏斗 c、d 【解析】【分析】含铁的废铜原料中加入稀硫酸和稀硝酸的混合

13、溶液，溶解后得到浸出液，在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-，加入石灰浆调节溶液pH，沉淀铁离子，过滤得到红褐色滤渣为氢氧化铁沉淀，依据石膏和蓝矾的溶解度，控制100C，滤液中析出石膏，滤液中主要为硫酸铜，通过加热蒸发浓缩，冷却结晶，过滤、洗涤，干燥得到硫酸铜晶体，据此分析解答。【详解】(1)由于硫酸的存在，且酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水，反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO+4H2O，故答案为：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO+4H2O；(2)方案一：取样于试管滴加KSCN溶液，由于溶液中含

14、有蓝色的铜离子会对现象有干扰，不能检验铁离子的存在；方案二：径向层析喷KSCN溶液，纸上层析是利用混合物中各组分在固定相和流动相中的溶解度不同而达到分离的目的，不但可以分辨出铁离子还能辨别出含有铜离子，故答案为：方案二；取样于试管滴加KSCN溶液，由于溶液中含有蓝色的铜离子会对现象干扰，不能检验铁离子的存在，故答案为：Cu2+的颜色对检验有干扰；(3)由表中溶解度可知，胆矾的溶解度随温度升高增大，而石膏的溶解度随温度升高降低，所以应控制在较高的温度，因此操作中趁热过滤可以使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出，故答案为：使CuSO4尽量溶解而石膏尽量析出；(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体应为将热溶液

15、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥；硫酸铜晶体受热容易分解，因此干燥时温度不宜太高，当重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001 g，说明产品已经干燥，故答案为：冷却结晶；过滤；不太高；重复干燥冷却后称量直到连续两次称量相差不超过0.001 g；(5)在整个实验过程中，除了滴加容易，蒸发浓缩、还有过滤操作，因此使用的仪器除烧杯、酒精灯、玻璃棒、胶头滴管外，还有使用较频繁的玻璃仪器是漏斗，故答案为：漏斗；(6) a、演示实验中选择试剂主要考虑操作是否简单，现象是否明显，性质是否稳定等方面，不是因为胆矾较易得到，其它结晶水合物较难得到，故a错误；b、加热含有结晶水的晶体，一般都容易失去结晶水，

16、所以选用胆矾的原因不是胆矾较其它结晶水合物更易失去结晶水，故b错误；c、硫酸铜是无色晶体，含有结晶水的硫酸铜是蓝色固体，所以胆矾失水后有较明显的颜色变化，便于观察，而Na2SO410H2O加热前后颜色没有变化，故c正确；d、硫酸铜比较稳定，不容易被氧化，便于通过质量差计算结晶水的质量，而硫酸亚铁在空气中容易被氧化，影响测量结晶水含量，故d正确；故答案为：cd。【点睛】本题的易错点和难点为（1）中方程式的书写，要注意流程图中的浸出液中没有硝酸根离子，说明硝酸根离子完全反应，同时溶液为稀溶液。5氯化亚铜（CuCl）常用作有机合成工业中的催化剂，在空气中迅速被氧化变成绿色；见光分解变成褐色。如图是工

17、业上用制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl）生产CuCl的流程：根据以上信息回答下列问题：（1）生产过程中X的化学式为_。（2）写出产生CuCl的离子方程式：_。（3）实验探究pH对CuCl产率的影响如表所示：pH1234567CuCl产率/%70908278757270析出CuCl晶体最佳pH为_，当pH较大时CuCl产率变低原因是_。调节pH时，_（填“能”或“不能”）用相同pH的硝酸代替硫酸，理由是_。（4）氯化亚铜的定量分析：称取样品0.25g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中，充分溶解。用0.10molL1硫酸铈标准溶液滴定。已知：CuCl+FeCl3=CuCl2+

18、FeCl2、Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+。三次平行实验结果如表（平行实验结果相差不能超过1%）：平行实验次数1230.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积（mL）24.3524.0523.95则样品中CuCl的纯度为_。（结果保留三位有效数字）。（5）由CuCl水解再热分解可得到纳米Cu2O。第一步CuCl水解的离子方程式为：CuCl(s)H2O(l)CuOH(s)Cl (aq)H+(aq)，第二步CuOH热分解的化学方程式为_。第一步CuCl水解反应的平衡常数K与此温度下KW、Ksp(CuOH)、Ksp(CuCl)的关系为K_。【答案】Fe 2Cu2+ 2Cl+SO2+2H2O=2CuC

19、l+4H+SO42- 2 Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小； 不能 硝酸会与产品CuCl发生反应 95.5% 2CuOHCu2O+H2O KwKsp(CuCl)/Ksp(CuOH) 【解析】【详解】向工业上以制作印刷电路的废液（含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入过量的铁粉，三价铁离子与铁粉反应转化为二价铁离子，铜离子与铁反应生成铜，然后过滤，滤渣为过量的铁和生成的铜，依据铜与铁活泼性，将滤渣溶于盐酸，铜与盐酸不反应，过滤得到滤渣即为铜，然后铜与浓硫酸反应生成硫酸铜和二氧化硫，铜与氯气反应生成氯化铜，硫酸铜、二氧化硫、氯化铜反应生成氯化亚铜；（1）印刷电路的废液（含

20、Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-）加入铁，三价铁离子能够原铁反应生成二价铁离子，铜离子能够与铁反应生成铜，过滤后滤渣中含有铜和铁，加入盐酸，铁与盐酸反应生成氯化亚铁，铜与盐酸不反应，将铜分离出来，则X为Fe、Y为HCl，故答案为：Fe；（2）依据图示可知：CuCl2、CuSO4、SO2、H2O反应生成H2SO4、CuCl，依据得失电子守恒其方程式为：CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl+2H2SO4，离子反应方程式：2Cu2+ 2Cl+SO2+2H2O=2CuCl+4H+SO42-故答案为：2Cu2+ 2Cl+SO2+2H2O=2CuCl+4H+SO42-；（3）由表中数据

21、可知，pH=2时，CuCl产率最高；pH较大时，Cu2+水解程度增大，导致反应生成CuCl减少；硝酸具有强氧化性，能将产品CuCl氧化生成Cu2+，所以不能用相同pH的硝酸代替硫酸，故答案为：2；Cu2+水解程度增大，反应生成CuCl减少，产率减小；不能；硝酸会与产品CuCl发生反应；（4）根据题目中所给数据及平行实验结果相差不能超过1%，体积为24.35mL，误差大舍去，则滴定0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的平均体积为： =24mL，结合方程式可知：CuCl+FeCl3CuCl2+FeCl2，Fe2+Ce4+=Fe3+Ce3+，CuClCe4+，CuCl的纯度为：100%=95.5%，故答

22、案为：95.5%（5）CuOH热分解的化学方程式为2CuOHCu2O+H2O；CuCl（s）+H2O（l）CuOH（s）+Cl-（aq）+H+（aq），平衡常数K=c（H+）c（Cl-）=答案为：6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)，Cu2S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H2O2溶液

23、，则“氧化”反应的离子方程式为_，并写出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 21 2Fe22HH2O22Fe32H2O 空气或氧气 3.7pH4.8 过滤 防止Cu2O被空气中氧气氧化 2Cu2e2OHCu2OH2O 【解析】【分析】硫化铜矿石（含CuFeS2、Cu2S等）预处理后与氧气焙烧：2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO

24、、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=3.74.8，沉淀Fe3+，过滤，将滤液用KOH、N2H4还原，反应为：4CuSO4+N2H4+8KOH2Cu2O+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；Cu2S与O2发生反应Cu2S2O22CuOSO2，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；

25、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2Fe22HH2O22Fe32H2O；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：2Fe22HH2O22Fe32H2O；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3.7pH4.8；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Cu2O具有较强的还原性，在加热条件下易被空气氧化，故烘干过程要隔绝空气；故答案为：过滤；防止

26、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2Cu2e2OHCu2OH2O；故答案为：2Cu2e2OH=Cu2OH2O。7工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体的流程如下：(1) “焙烧”时CuS转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为_。(2) “酸化”步骤反应的离子方程式为_。(3) “过滤”所得滤液中溶质的主要成分为_。(4) “淘洗”所用的溶液A应选用_(填序号)。a稀硫酸 b浓硫酸 c稀硝酸 d浓硝酸(5) “反应”一步的过程中发生反应Cu+2HNO3+H2O2=Cu(NO3)

27、2+2H2O。该反应中被还原的物质为_。 “反应”一步中若不加10% H2O2，只用浓HNO3，随着反应的进行，容器内持续出现大量红棕色气体NO2，请写出该反应的离子方程式_。(6) 由“反应”所得溶液中尽可能多地析出Cu(NO3)23H2O晶体的方法是_。(相关物质的溶解度曲线如图所示)【答案】2CuS+3O22CuO+2SO2 CuO+2H+=Cu2+2H2O FeSO4 a H2O2 CuO+4H+2NO3-= Cu2+2H2O+2NO2 蒸发浓缩，冷却至26.4摄氏度时结晶 【解析】【分析】工业上由含铜废料(含有Cu、CuS、CuSO4等)制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜

28、，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的HNO3和0%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4C结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu(NO3)23H2O。【详解】(1)CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程式为：2CuS+3O2CuO+2SO2；(2)焙烧后主要为氧化铜，酸化过程氧化铜和氢离子反应生成铜离子和水，离子方程式为：CuO+2H+=Cu2+2H2O；(3)根据分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，即“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4；(4)淘洗加入酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜，a、稀硫酸，不能和铜反应，故a选；b、浓硫酸和铜常温下不反应，但遇到水溶解放出大量热，会和铜发生反应，故b不选；c、稀硝酸具有氧化性能氧化铜，故c不选；d、浓硝酸能溶解铜，故d不选；故答案为：a；(5)该反应中H2O2中的氧元素由-1价变为-2价，化合价降低被还原；若不加10%H2O2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，反应的离子方程式为：Cu+4H+2NO3-=Cu2+2NO2+2H2O；(6)图象中结晶水合物的溶解度随温度