高考化学专题复习分类练习 铜及其化合物推断题综合解答题及答案解析.docx
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高考化学专题复习分类练习铜及其化合物推断题综合解答题及答案解析
2020-2021高考化学专题复习分类练习铜及其化合物推断题综合解答题及答案解析
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101kPa的条件下,将VL的B气体溶于100mL水中,得到密度为ρg·mL-1的溶液M,则M溶液的物质的量浓度为________mol·L-1。
(已知25℃、101kPa条件下气体摩尔体积为24.5L·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↑+4H2O
冒白烟3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO42-
【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
mol,溶液的质量是
g,溶液的体积为
=
mL,据此解答;
(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3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,故答案为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(3)氨气的物质的量是
mol,溶液的质量是
g,溶液的体积为
=
mL,所以溶液的物质的量浓度为
mol·L-1,故答案为:
;
(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=3Cu+N2+3H2O;
(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的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO42-,故答案为:
2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O
2CuCl↓+4H++SO42-。
2.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
B
C
D
类别
___
__
__
(2)上述反应①到⑥中,属于离子反应的有___个。
(3)①D→A转化的化学方程式:
__。
②B→C转化的离子方程式:
__。
【答案】盐碱氧化物3CuO+H2
Cu+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CuSO4,属于盐类,C为Cu(OH)2,属于碱,D为CuO,为氧化物;
(2)上述反应①到⑥中,③⑤⑥在溶液中进行,属于离子反应,共3个;
(3)①D→A转化,涉及CuO与H2的反应,化学方程式为CuO+H2
Cu+H2O;
②B→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↓。
3.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________。
【答案】Cu2+4CuO
2Cu2O+O2↑Cu3(OH)2(CO3)2或Cu(OH)2·2CuCO3
【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(H2O)=
=0.01mol,黑色化合物n(CuO)=
=0.03mol,无色无味气体n(CO2)=n(CaCO3)=
=0.02mol,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)2·2CuCO3,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,蓝色溶液为CuSO4溶液;n(H2O)=
=0.01mol,n(H)=0.02mol,黑色化合物n(CuO)=
=0.03mol,无色无味气体n(CO2)=n(CaCO3)=
=0.02mol,故n(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)2·2CuCO3。
(1)蓝色溶液为CuSO4溶液,含有的金属阳离子是Cu2+;
(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4CuO
2Cu2O+O2↑;
(3)X的化学式是Cu(OH)2·2CuCO3或Cu3(OH)2(CO3)2。
4.我国很早就使用青铜器,由于时间久远,其表面有一层“绿锈”,“绿锈”俗称“铜绿”,是铜和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生的,化学式为[Cu2(OH)2CO3],“铜绿”能跟酸反应生成铜盐、CO2和H2O。
某同学利用以下反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
(1)从物质分类标准看,“铜绿”属于___(填字母)。
A.酸B.碱C.盐D.氧化物
(2)请写出铜绿与盐酸反应的离子方程式:
___。
(3)上述转化过程中属于氧化还原反应的是___(填序号)
(4)铜绿在受热时可直接分解生成物质B、CO2和水,其分解的化学方程式为___。
【答案】CCu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O①⑤Cu2(OH)2CO3
2CuO+CO2↑+H2O
【解析】
【详解】
(1)、Cu2(OH)2CO3中含有金属阳离子和酸根离子,属于盐类,故选择C;
(2)、铜绿与盐酸反应的离子方程式:
Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++CO2↑+3H2O;
(3)、反应①中铜元素从0价升高为+2价,反应⑤中铜元素从+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①⑤,
故答案为①⑤;
(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)2CO3
2CuO+CO2↑+H2O。
5.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③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nmol,此时溶液中所含X的阴离子的物质的量为___mol。
(3)常温下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。
①M由两种化合物组成,其中含有F;将M通入BaCl2溶液,实验现象是___。
②若经反应I得到16g固体N,产生的气体M恰好被0.3L1mol·L-1NaOH溶液完全吸收得溶液1,则反应Ⅳ中发生反应的离子方程式是____。
【答案】SO2+NO2+H2O=2H++SO42-+NOn+0.2产生白色沉淀2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SO42-+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为红棕色气体,确定D为NO2,C为NO,X为HNO3;B为Cu,铜可以与浓硫酸反应生成硫酸铜,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SO2,G为CuSO4;(3)A(Fe)与Y(硫酸)的稀溶液反应生成硫酸亚铁和氢气,确定W为FeSO4,2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑,气体M为SO2和SO3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)根据以上分析可知,反应③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+H2O=2H++SO42-+NO;
答案:
SO2+NO2+H2O=2H++SO42-+NO
(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nmol,溶液中所含N
的物质的量为:
n(N
)=n(Cu2+)×2+n=
+n=n+0.2mol;
答案:
n+0.2
(3)①将M(SO2、SO3)通入BaCl2溶液,发生反应SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl,有白色沉淀生成;
答案:
产生白色沉淀
②反应Ⅰ:
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑;反应ⅢFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;
根据固体M(Fe2O3)的量计算出SO2和SO3的物质的量。
2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑
160g1mol1mol
1.6g0.01mol0.01mol
反应ⅡSO3+2NaOH=Na2SO4+H2O
1mol2mol1mol
0.01mol0.02mol0.01mol
SO2+NaOH=NaHSO3
1mol1mol1mol
0.01mol0.01mol0.01mol
溶液1为Na2SO4和NaHSO3的混合物;
反应Ⅳ:
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+
6.由两种元素组成的矿物A,测定A的组成及制取化合物D的流程如下:
请回答:
(1)A的化学式为________________________。
(2)写出②的化学方程式:
__________________。
(3)写出③的离子方程式:
_________________________________________。
【答案】Cu2S(2分)4CuO
2Cu2O+O2↑SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H
【解析】
试题分析:
通过矿物A组成测定,考查化学方程式、离子方程式的书写,考查考生实验综合分析能力和化学计算能力。
解析:
(1)砖红色物质D是Cu2O,所以黑色B为CuO,A中含有Cu元素。
白色沉淀F是BaSO4,E是FeSO4,气体C是SO2,则A中含有S元素。
所以A为CuS。
正确答案:
CuS。
(2)CuO高温分解生成Cu2O和O2,反应方程式为4CuO
2Cu2O+O2↑。
正确答案:
4CuO
2Cu2O+O2↑。
(3)SO2能够被Fe3+氧化生成SO42-、Fe2+,即SO2+Fe3+→SO42-+Fe2+,配平得SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
正确答案:
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
点睛:
氧化还原反应的配平,首先配平氧化还原反应过程中的得失电子,以本题(3)为例,S元素升高2价,Fe元素降低1价,所以SO2系数为1,Fe3+系数为2,根据质量守恒产物SO42-系数为1,Fe2+系数为2,即SO2+2Fe3+→2Fe2++SO42-。
再配平离子电荷,需要在反应物中增加4个单位负电荷,或是在产物中增加4个单位正电荷,结合SO2、Fe3+溶液的酸性,应当在产物中增加4个H+,得SO2+2Fe3+→2Fe2++SO42-+4H+。
再由质量守恒配平得SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+。
7.有关物质的转化关系如下图所示(部分物质与条件已略去)。
已知A是由两种元素组成的黑色粉末,B由两种元素组成、其摩尔质量为65g•mol-1,C是空气中含量最多的单质,D是白色粉末且焰色反应呈黄色,E是一种紫红色金属,F是一种无色气体单质,H是一种红棕色气体,I是最常见的液体,K是一种强碱。
(1)B的化学式为__________________。
(2)K的电子式为__________________。
(3)写出反应①的化学方程式:
_________________________________________。
(4)写出反应②的离子方程式:
____________________________________。
【答案】NaN3
CuO+2NaN3
Cu+Na2O+3N23Cu+8H++2NO3- =3Cu2-+2NO↑+4H2O
【解析】C是空气中含量最多的单质,则C是N2;D是白色粉末且焰色反应呈黄色,则D中含有Na元素;E是一种紫红色金属,则E是Cu;结合转化关系图,结合其他已知条件可得:
A是CuO、B是叠氮化钠、D是Na2O、E是Cu、G是NO、H是NO2、I是H2O、J是HNO3、K是NaOH、L是Cu(NO3)2。
(1)叠氮化钠的化学式为NaN3;
(2)NaOH的电子式为
;
(3)反应①为叠氮化钠和CuO受撞击反应生成N2、Na2O和Cu,故化学方程式为:
CuO+2NaN3
Cu+Na2O+3N2;
(4)反应②为Cu和稀硝酸的反应,离子方程式为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2-+2NO↑+4H2O。
点睛:
无机框图推断题,既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况,又能检查学生灵活应用知识的能力,更能考查学生的逻辑推理能力,难度较大。
解答无机框图推断题,应认真分析题干,找出明显条件和隐蔽条件。
通过已知条件找出突破口,正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。
8.由Fe2O3、Fe、CuO、C、Al中的几种物质组成的混合粉末,取样进行下列实验(部分产物略去):
(1)取少量溶液X,加入过量的NaOH溶液,有沉淀生成。
取上层清液,通入CO2,无明显变化,说明样品中不含有的物质是(填化学式)________________。
(2)Z为一种或两种气体:
①若Z只为一种气体,试剂a为饱和NaHCO3溶液,则反应Ⅰ中能同时生成两种气体的化学方程式是_____________________________。
②若Z为两种气体的混合物,试剂a为适量的水,则Z中两种气体的化学式是______。
(3)向Y中通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,溶液中的阳离子是(填写离子符号)________________。
(4)取Y中的溶液,调节pH约为7,加入淀粉KI和H2O2,溶液呈蓝色并有红褐色沉淀生成。
当消耗2molI-时,共转移3mol电子,该反应的离子方程式是_______________。
(5)另取原样品,加入足量稀硫酸充分反应,若溶液中一定不会产生Y中的红色固体,则原样品中所有可能存在的物质组合是(各组合中物质用化学式表示)_________________。
【答案】AlC+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2ONOCO2Cu2+Fe3+H+2Fe2++3H2O2+4I-
2Fe(OH)3↓+2I2CuO、C;CuO、C、Fe2O3
【解析】
【分析】
(1)根据金属铝可以和酸反应生成可溶性的铝盐,该铝盐可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸盐,此盐可以和二氧化碳反应;
(2)①二氧化硫可以和饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳;
②一氧化氮不溶于水而二氧化碳能溶于水中;
(3)氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子;
(4)双氧水具有氧化性,能将还原性的离子碘离子、亚铁离子氧化;
(5)原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则原样品中不存在铁和铝。
【详解】
(1)金属铝可以和酸反应生成可溶性的铝盐,该铝盐可以和过量氢氧化钠反应生成偏铝酸盐,偏铝酸盐中通入二氧化碳反应可以获得氢氧化铝,故样品中不含有金属铝,
故答案为Al;
(2)①二氧化硫可以和饱和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,所以反应Ⅰ获得的是二氧化硫和二氧化碳的混合气体,Z是二氧化碳,即C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O,
故答案为C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O;
②二氧化氮可以和水反应生成一氧化氮气体,所以反应Ⅰ是焦炭和浓硝酸的反应,Z中两种气体是NO、CO2,故答案为NO、CO2;
(3)Fe2O3、Fe、CuO、C均可以和浓酸反应,除了生成气体以外还有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H+,通入过量的Cl2,并不断搅拌,充分反应后,氯气能将亚铁离子氧化为三价铁离子,此时存在的离子有Cu2+、Fe3+、H+,故答案为Cu2+、Fe3+、H+;
(4)氯化亚铁溶液中加淀粉碘化钾和H2O2时,双氧水具有氧化性,能将还原性的离子碘离子、亚铁离子氧化,原理方程式为:
2Fe2++4I-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+2I2,故答案为2Fe2++4I-+3H2O2=2Fe(OH)3↓+2I2;
(5)原样品中加足量稀硫酸,Y溶液中不出现红色固体,则原样品中不存在铁和铝,故其可能组合为:
CuO和C或CuO、C和Fe2O3,故答案为CuO和C或CuO、C和Fe2O3。
9.(11分)A、B、C、D均为中学化学所学的常见物质,且均含有同一种元素,它们之间的转化关系如图所示(反应条件及其他产物已略去):
请填写下列空白:
(1)若A为气体单质,则A为,D→B的离子方程式为
(2)若A为固体单质,则A为,A主要用于制造(任写两种)
(3)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则实验室制取A的化学方程式为。
(4)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,则A为,A与B反应的化学方程式为。
【答案】(11分)
(1)N23Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O(3分)
(2)S火药、硫酸(合理即给分)(3分)
(3)Ca(OH)2+2NH4Cl
2NH3↑+CaCl2+2H2O(2分)
(4)H2S2H2S+SO2=3S↓+2H2O(3分)
【解析】
【分析】
A、B、C、D均为中学化学所学的常见物质,且均含有同一种元素,
(1)若A为气体单质,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为N2,B为NO,C为NO2,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,D为HNO3,验证符合转化关系;
(2)若A为固体单质,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为S,B为SO2,C为SO3,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为H2SO4,验证符合转化关系;
(3)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A为碱性气体,A为NH3,B为NO,C为NO2,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为HNO3,验证符合转化关系;
(4)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,A为酸性气体,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为H2S,B为SO2,C为SO3,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为H2SO4,验证符合转化关系。
【详解】
A、B、C、D均为中学化学所学的常见物质,且均含有同一种元素,
(1)若A为气体单质,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为N2,B为NO,C为NO2,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,D为HNO3,D→B是铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、NO、水,反应离子方程式为:
3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
因此,本题正确答案是:
N2;3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)若A为固体单质,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为S,B为SO2,C为SO3,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为H2SO4,硫主要用于制造火药、硫酸等;
因此,本题正确答案是:
S,火药、硫酸;
(3)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A为碱性气体,A为NH3,B为NO,C为NO2,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为HNO3,实验室制取NH3的方程式为:
Ca(OH)2+2NH4Cl
2NH3↑+CaCl2+2H2O;
因此,本题正确答案是:
Ca(OH)2+2NH4Cl
2NH3↑+CaCl2+2H2O;
(4)若A为气体化合物,其水溶液能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,A为酸性气体,由A+O2→B,B+O2→C可以知道,A为H2S,B为SO2,C为SO3,由C+H2O→D,D+Cu→B可以知道,D为H2SO4,H2S与SO2反应生成S与水,反应方程式为:
2H2S+SO2=3S↓+2H2O;
因此,本题正确答案是:
H2S,2H2S+SO2=3S↓+2H2O。
10.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
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