届高三化学第一轮专题复习铜及其化合物综合提能训练解析版Word下载.docx
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在FeCl3、CuCl2、FeCl2的混合溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量之比为3∶2∶1,现加入适量铁粉,使溶液中三种离子的物质的量之比变为1∶2∶4,则参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为()
A.2∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4
因氧化性:
Fe3+>
Cu2+>
Fe2+,加入适量的铁粉,使溶液中Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,说明Fe3+有剩余,则Cu2+没有参加反应,加入的Fe粉仅与Fe3+反应。
设原溶液中含有Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为3mol、2mol、1mol,反应后Fe3+、Cu2+和Fe2+物质的量之比变为1∶2∶4,则反应后Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量分别为1mol、2mol、4mol,故反应的Fe3+为2mol,参加反应的Fe为1mol,参加反应的铁粉与原溶液中Fe3+的物质的量之比为1mol∶3mol=1∶3。
4.氢化亚铜(CuH)是一难溶物质,用CuSO4溶液和另一种“反应物”在40~50℃时反应可生成它。
CuH不稳定,易分解;
CuH在氯气中能燃烧,跟盐酸反应能产生气体。
下列有关推断中错误的是()
A.这里的“另一种反应物”具有还原性
B.CuH可作氧化剂、还原剂
C.CuH+Cl2===CuCl+HCl(燃烧)
D.CuH+HCl===CuCl+H2↑(常温)
C项中Cl2具有强氧化性,产物应为CuCl2和HCl。
5、下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是()
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
判断
A
铜绿的主要成分是碱式碳酸铜
可用稀盐酸除铜器表面的铜绿
Ⅰ对;
Ⅱ对;
无
B
铜表面易形成致密的氧化膜
铜制容器可以盛放浓硫酸
有
向硫酸铜溶液中通入氨气,有深蓝色沉淀产生,过滤后灼烧滤渣,最后变成黑色固体
把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧,铜丝表面变黑
D
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末是物理变化
硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂
Ⅰ错;
【答案】:
稀盐酸可以与Cu2(OH)2CO3反应,而且稀盐酸不能与Cu反应,所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿Cu2(OH)2CO3,Ⅰ、Ⅱ有因果关系,A错误;
铜表面不能形成致密的氧化膜,铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应,所以不能用铜制容器盛装浓硫酸,B错误;
硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2,Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO,Ⅰ、Ⅱ均正确,但没有因果关系,C错误;
蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成,属于化学变化,CuSO4可用作消毒剂,但与前者没有因果关系,D正确。
资*源%库
6.某化学兴趣小组进行有关Cu、硝酸、硫酸化学性质的实验,实验过程如图所示。
下列有关说法正确的是()
A.①中溶液呈蓝色,试管口有红棕色气体产生,稀硝酸被还原为NO2
B.③中反应的化学方程式:
3Cu+Cu(NO3)2+4H2SO4=4CuSO4+2NO↑+4H2O
C.③中滴加稀硫酸,铜片继续溶解,说明稀硫酸的氧化性比稀硝酸强
D.由上述实验可知:
Cu在常温下既可与稀硝酸反应,也可与稀硫酸反应
【答案】B
考查铜与硝酸的反应
7、下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是()
A.该溶液中,K+、Fe2+、I-、Br-可以大量共存
B.用该溶液溶解一定量铜粉,向所得溶液中再加入铁粉,若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出
C.将该溶液蒸干,得到的固体中混有氢氧化铁
D.100mL0.1mol·
L-1该溶液和足量的Zn充分反应,生成1.12gFe
解析:
Fe3+与I-会发生氧化还原反应,不能大量共存,A项错误;
Fe2(SO4)3溶液溶解Cu时发生反应:
Fe2(SO4)3+Cu===2FeSO4+CuSO4,此时若Fe2(SO4)3恰好完全反应,再向溶液中加入铁粉,则发生反应:
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu,析出固体Cu,当Cu2+未反应完时,溶液中有Cu2+,也有Cu析出,B项错误;
Fe2(SO4)3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铁和硫酸,由于硫酸没有挥发性,二者会再发生反应产生硫酸铁,故将该溶液蒸干,得到的固体不是氢氧化铁,而是硫酸铁,C项错误;
100mL0.1mol·
L-1该溶液含有溶质0.01mol,和足量的Zn充分反应,根据电子守恒及元素守恒可知反应产生0.02molFe,其质量是1.12g,D项正确。
8.取一定质量的均匀固体混合物Cu、Cu2O和CuO,将其分成两等份,取其中一份用足量的氢气还原,测得反应后固体质量减少3.20g,另一份加入1000mL稀硝酸,固体恰好完全溶解,且同时收集到标准状况下NO气体2.24L,则所用硝酸的物质的量浓度为()
A.0.8mol/LB.1.6mol/L
C.0.9mol/LD.1.8mol/L
【答案】A
【解析】
试题分析:
将Cu2O拆分为Cu、CuO,原混合物看做Cu、CuO的混合物,其中一份用足量的氢气还原,反应后固体质量减少3.20g,为拆分后Cu、CuO的混合物中O元素的质量,O原子的物质的量为
=0.2mol,根据Cu元素守恒可知n(CuO)=n(O)=0.2mol;
另一份中加入1000mL稀硝酸,固体恰好完全溶解,溶液中溶质为Cu(NO3)2,且同时收集到标准状况下NO气体2.24L,NO的物质的量为
=0.1mol,根据电子转移守恒可知拆分后Cu、CuO的混合物中2n(Cu)=3n(NO)=3×
0.1mol,n(Cu)=0.15mol,由铜元素守恒可知nCu(NO3)2]=n(CuO)+n(Cu)=0.2mol+0.15mol=0.35mol,根据氮元素守恒可知n(HNO3)=n(NO)+2nCu(NO3)2]=0.1mol+2×
0.35mol=0.8mol,硝酸的浓度为
=0.8mol/L。
故选A。
9.足量铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体与1.68LO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸。
若向所得硝酸铜溶液中加入5mol/LNaOH溶液至Cu2+恰好完全沉淀,则消耗NaOH溶液的体积是()
A.60mLB.45mL
C.30mLD.15mL
考查了金属与硝酸反应的计算的相关知识。
10.“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。
下列化学反应符合“绿色化学”理念的是()
A.制CuSO4:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O
B.制CuSO4:
2Cu+O2===2CuO;
CuO+H2SO4(稀)===CuSO4+H2O
C.制Cu(NO3)2:
Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
D.制Cu(NO3)2:
3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
每生成1molCuSO4需要2molH2SO4,并且还有SO2等污染性的气体生成,A项错误;
原子的利用率高且在生产过程中没有污染性的物质产生,符合题意,B项正确;
每生成1molCu(NO3)2需要4molHNO3,并且还有NO2等污染性的气体生成,C项错误;
每生成1molCu(NO3)2需要8/3molHNO3,并且还有NO等污染性的气体生成,D项错误。
11.实验室拟用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜,有人设计以下两种方案:
①Fe
H2
Cu②CuO
CuSO4
Cu
若按实验原则进行操作,则两者制得单质铜的量的比较中,正确的是()
A.①多B.②多
C.相等D.无法判断
:
①中在H2还原CuO之前应先通入一段时间的H2,故②中制得的单质铜较多。
12、下列陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是()
SO2有漂白性
SO2能使溴水退色
铁比铜活泼
铜容器可以盛放浓硝酸
可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿
铜板上的铁钉在潮湿空气中不易生锈
SO2具有漂白性,但SO2使溴水退色利用的是SO2的还原性,A项错误;
铜在常温下能与浓硝酸反应,铜制容器不能盛放浓硝酸,B项错误;
碱式碳酸铜能与盐酸反应生成氯化铜、水和CO2,可以用稀盐酸除去铜器表面的铜绿,C项正确;
铜板上的铁钉在潮湿空气中易发生电化学腐蚀,铁作负极加快腐蚀速率,D项错误。
二、非选择题
13.工业上用某矿渣(主要成分是Cu2O,少量杂质是Al2O3、Fe2O3和SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知:
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O
某些金属氢氧化物开始测沉淀和完全沉淀时的pH
沉淀物
开始沉淀pH
5.4
4.0
2.2
5.8
沉淀完成pH
6.7
5.2
3.2
8.8
(1)反应I中,与铁元素有关反应的离子方程式为、。
(2)y的数值范围是。
(3)以上步骤中的NaOH可以用__________代替(填字母)
A.CuOB.NH4ClC.Cu(OH)2
(4)电解过程中,阳极产物可能为_____________________。
(5)用NaClO调pH,生成沉淀B的同时生成一种具有漂白作用的物质,且该物质与还原产物的物质的量之比为4:
1,该反应的离子方程式为。
【答案】
(1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+
(2)5.2≤y<5.4或5.2<y<5.4
(3)AC
(4)Cl2、O2
(5)5ClO—+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl—+4HClO
(1)反应I中,与铁元素有关反应的离子方程式为Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;
又因为加入硫酸发生了反应:
Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O,生成的铜能被铁离子氧化,所以反应的另一个离子方程式为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(2)调节pH=x,目的是生成沉淀氢氧化铁,pH应该大于3.2,小于4.0;
调节pH=y,生成沉淀氢氧化铝,pH需要大于5.2,小于5.4;
(3)由于加入氢氧化钠的目的是调节pH,且不能引入杂质,所以可以用氧化铜或氢氧化铜代替氢氧化钠,答案选AC。
(4)电解法获取Cu时,阴极铜离子得到电子,反应为:
Cu2++2e-=Cu;
阳极发生氧化反应,2Cl--2e-=Cl2↑,氯离子放电完毕后氢氧根再放电产生氧气,所以阳极产物可能为Cl2、O2;
(5)用NaClO调pH,生成沉淀氢氧化铁的同时生成一种具有漂白作用的物质,该物质是次氯酸,由于该物质与还原产物的物质的量之比为4:
1,所以该反应的离子方程式为5ClO—+2Fe2++5H2O=2Fe(OH)3+Cl—+4HclO。
14、某课外研究小组用含有较多杂质的铜粉,通过不同的化学反应精制CuO,其设计的实验过程为
(1)杂铜经灼烧后得到的产物是氧化铜及少量铜的混合物,灼烧后含有少量铜的可能原因是________(填字母)。
a.灼烧过程中部分氧化铜被还原
b.灼烧不充分铜未被完全氧化
c.氧化铜在加热过程中分解生成铜
d.该条件下铜无法被氧气氧化
(2)由粗制氧化铜通过两种途径制取纯净CuO,与途径Ⅰ相比,途径Ⅱ有明显的两个优点是________________________________________。
(1)ab
(2)耗酸少;
无污染性气体SO2产生
(1)灼烧后含有少量铜,其原因可能是灼烧不充分,铜未被完全氧化,也可能是灼烧过程中部分氧化铜被还原。
(2)根据途径Ⅰ的反应方程式Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O和途径Ⅱ的反应方程式2Cu+O2+2H2SO4
2CuSO4+2H2O,可以看出途径Ⅱ的优点是①产生等量的CuSO4,比途径Ⅰ消耗硫酸少;
②途径Ⅱ不产生污染大气的气体SO2。
15、铜是生物体必需的微量元素,也是人类最早使用的金属之一。
铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。
(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式:
_____________________________________。
(2)为了保护环境和节约资源,通常先用H2O2和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜,最终实现铜的回收利用。
写出溶出铜的离子方程式:
__________________________。
(3)工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产铜。
该工艺的中间过程会发生反应:
2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑,该反应的氧化剂是________;
当生成19.2gCu时,反应中转移的电子为________mol。
(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈,铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜)。
试写出上述过程中负极的电极反应式:
________________________________________。
(5)研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO4·
5H2O(不含能与I-反应的氧化性杂质)的含量。
取ag试样配成100mL溶液,每次取25.00mL,滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成。
写出该反应的离子方程式:
_________________。
继续滴加KI溶液至沉淀不再产生,溶液中的I2用硫代硫酸钠标准溶液滴定,发生反应的化学方程式为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,平均消耗cmol/L的Na2S2O3溶液VmL。
则试样中CuSO4·
5H2O的质量分数为________。
(5)根据2Cu2++4I-===2CuI↓+I2、I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可得关系式:
Cu2+~Na2S2O3,则试样中CuSO4·
5H2O的质量为cmol/L×
V×
10-3L×
250g/mol×
=cVg,故其质量分数为
×
100%。
(1)3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
(2)Cu+H2O2+2H+===Cu2++2H2O
(3)Cu2O和Cu2S0.3
(4)2Cu+4OH-+CO2-4e-===Cu2(OH)2CO3+H2O
(5)2Cu2++4I-===2CuI↓+I2
100%
16、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Ⅰ是将Cu转化为Cu(NH3)
,反应中H2O2的作用是__________________________。
写出操作①的名称:
________。
(2)反应II是铜氨溶液中的Cu(NH3)
与有机物RH反应,写出该反应的离子方程式:
___________________________。
操作②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Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和________。
若操作③使用右图装置,图中存在的错误是________________________________________。
(4)操作④以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜,阳极产物是________。
操作⑤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__________。
(1)作氧化剂过滤
(2)Cu(NH3)
+2RH===2NH
+2NH3+CuR2分液漏斗ab
(3)RH分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁,液体过多
(4)O2、H2SO4加热浓缩、冷却结晶、过滤
(5)H2SO4
(1)反应I是将Cu转化为Cu(NH3)
,Cu被氧化,则反应中H2O2的作用是作氧化剂;
操作①是把滤渣和液体分离,所以该操作为过滤;
(2)根据流程图可知,Cu(NH3)
与有机物RH反应生成CuR2和氨气、氯化铵,所以该反应的离子方程式是Cu(NH3)
+2RH=2NH
+2NH3+CuR2;
操作②是把水层与有机层分离,所以为分液操作,需要的主要仪器为分液漏斗;
Cu元素富集在有机层,所以该操作的目的是富集Cu元素,使铜元素与水溶液中的物质分离,答案选ab;
(3)CuR2中R元素为-价,所以反应Ⅲ是有机溶液中的CuR2与稀硫酸反应生成CuSO4和RH;
操作③使用的过滤操作中分液漏斗尖端未紧靠烧杯内壁,且分液漏斗内的液体太多;
(4)以石墨作电极电解CuSO4溶液。
阴极析出铜,则阳极为阴离子氢氧根放电,生成氧气,导致氢离子浓度增大,所以阳极的产物有O2、H2SO4;
由溶液得到晶体的操作步骤一般为加热浓缩、冷却结晶、过滤;
(5)操作④中得到的硫酸可用在反应Ⅲ中,所以第三种循环的试剂为H2SO4。
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