高考化学复习《铜及其化合物推断题》专项综合练习含答案解析文档格式.docx
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Cu2S+2O2
2CuO+SO2;
(3)反应③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SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,故答案为:
SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+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。
2.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A→B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】Cu2SSO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+Cu2O+2H=Cu2++Cu+H2O23.3
A为刺激性气体,能与碘水反应,说明A有还原性;
B与氯化钡溶液反应生成白色沉淀,说明B中含有SO42-,所以A为SO2,B为H2SO4和HI的混合溶液,C为BaSO4;
通过质量守恒可推知G是Cu2S,以此解答。
(1)G中含S元素,I2+2H2O+SO2=H2SO4+2HI,m(S)=1L×
0.1mol/L×
32g/mol=3.2g,G中金属元素质量为12.8g,由元素质量守恒知,D中氧元素质量为1.6g,中学常见的红色氧化物粉末有Fe2O3、Cu2O等,设D中金属元素的相对原子质量为M,化合价为n,则有
,解得:
M=64n,当n=1时,M=64,故D为Cu2O,G为Cu2S;
故答案为:
Cu2S;
(2)A到B是SO2和碘水反应生成SO42-和I-的过程,离子方程式为:
SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+;
(3)Cu2O与硫酸反应,生成了一种单质,该单质是铜,由氧化还原反应知,一部分铜元素由+1价降至0价,必然另一部分铜元素化合价升高至+2价,即E为硫酸铜溶液,F为铜单质,则离子反应方程式为:
Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O;
(4)由分析可知,最终生成硫酸钡沉淀,Ba2++SO42-=BaSO4↓,m(BaSO4)=0.1mol×
233g/mol=23.3g;
23.3;
3.根据下图物质之间的转化关系,回答下列问题:
(1)写出A、B、C的化学式:
A________、B________、C________。
(2)写出有关的化学方程式:
A―→B__________________________;
A―→Cu_________________________。
(7分)
1)CuSO4Cu(OH)2CuO(每格1分)
2)A→B:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4(2分)
A→Cu:
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu(2分)
根据转化图可知,A和铁反应生成铜,而C和稀硫酸反应生成A,所以A是CuSO4;
硫酸铜和氢氧化钠反应生成B,则为Cu(OH)2;
Cu(OH)2受热分解生成氧化铜,C为CuO;
CuO被氢气还原为铜;
据以上分析进行解答。
(1)结合以上分析可知,A为CuSO4,B为Cu(OH)2,C为CuO;
综上所述,本题正确答案:
CuSO4、Cu(OH)2、CuO。
(2)结合以上分析可知,
A→B反应方程式为:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
A→Cu反应方程式为:
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu;
CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。
4.汞蒸气有毒,为了检查室内汞含量是否超标,可用含某一化合物A的试纸悬挂于室内,室温下若三小时内试纸变色,则表明室内汞超标。
化合物A为较常见化合物,白色,难溶于水,其金属阳离子在水中不稳定,可发生歧化反应,歧化产物之一可与A的非金属阴离子作用并生成化合物A。
(1)判断A为________________,键型________________。
(2)A的阳离子在水溶液中的歧化反应方程式____________。
(3)歧化产物之一与A的阴离子反应方程式____________。
(4)检测汞蒸气时,试纸颜色由________色变成________色。
写出反应方程式____________(已知反应产物之一是配合物)。
【答案】CuI共价键2Cu+=Cu2++Cu2Cu2++4I-=2CuI+I2白红4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu
根据题干信息,化合物A为较常见化合物,白色,难溶于水,其金属阳离子在水中不稳定,可发生歧化反应,歧化产物之一可与A的非金属阴离子作用并生成化合物A,则化合物A为CuI,是共价化合物;
检测汞蒸气时,发生反应4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu,试纸颜色由白色变成红色。
(1)据以上分析可知化合物A为CuI,是共价化合物,Cu和I形成共价键,故答案为:
CuI;
共价键;
(2)A的阳离子为Cu+,在水溶液中的歧化反应方程式为2Cu+=Cu2++Cu,故答案为:
2Cu+=Cu2++Cu;
(3)歧化产物之一(Cu2+)与A的阴离子(I-)发生氧化还原反应生成CuI和I2,反应方程式是2Cu2++4I-=2CuI+I2,故答案为:
2Cu2++4I-=2CuI+I2;
(4)检测汞蒸气时,发生反应4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu,试纸颜色由白色变成红色,故答案为:
白;
红;
4CuI+Hg=Cu2HgI4+2Cu。
5.已知:
在pH为4~5的环境中,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解。
用粗氧化铜(CuO中含少量Fe)制取CuCl2溶液过程如下:
①取一定量的粗CuO,加入过量浓盐酸,加热并搅拌,充分反应后过滤,溶液的pH为1。
②向滤液中通入Cl2,搅拌。
③向②中加入适量物质A,微热,搅拌,调整溶液的pH,过滤。
④把③所得滤液浓缩。
(1)①中加热并搅拌的目的是_____________________________。
(2)②中发生反应的离子方程式是_________________________。
(3)③中的物质A可能是__________________;
调整的PH范围是_______________;
过滤后滤渣的成分是__________________。
(4)③中发生反应的离子方程式是_________________________。
(5)①③中如何用pH试纸测定溶液的pH值:
_________________________。
【答案】加快反应速率,是反应充分2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-CuO4-5Fe(OH)3CuO+2H+=Cu2++H2O取一小块pH试纸,放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸中央,待变色后与标准比色卡相比。
氧化铜粗品加入浓盐酸溶解,此时溶液中主要有Cu2+,Fe2+,Cl-,H+;
通入氯气将亚铁离子氧化成Fe3+,离子方程式为:
,加入适量CuO可以调节pH值至4-5,将Fe3+转化成沉淀,同时不引入新的杂质,之后过滤浓缩,得到CuCl2溶液。
(1)加热搅拌一般是为了加快反应速度,
加快反应速率,使反应充分;
(2)根据分析可知答案为:
(3)根据分析可知A为CuO,既能调节pH值又不引入新的杂质;
根据题目信息可知pH在4-5的环境中Cu2+几乎不水解,而Fe3+几乎完全水解;
得到的滤渣为Fe(OH)3,
CuO;
4-5;
Fe(OH)3;
(4)该反应为氧化铜和氢离子的反应,
CuO+2H+=Cu2++H2O;
(5)测溶液pH值的方法为:
取一小块pH试纸,放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸中央,待变色后与标准比色卡相比。
6.氯化亚铜(CuCl)微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化,其制备有很多方法,工业上可以废旧铜为原料生产氯化亚铜。
方法一:
(1)CuCl可以溶解在FeCl3溶液中,请写出该反应的离子方程式是:
____。
(2)还原过程中的产物为Na[CuCl2],试写出发生反应的化学方程式是__________,过滤操作用到的玻璃仪器有_______________________________。
(3)制备结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_________________。
方法二:
(4)a.写出过程①的主要反应的化学方程式_____________________。
b.为了更好体现绿色化学思想,有人提出如下方案:
方案一:
可将上述X稀溶液用于废铜的处理(如图所示),则Y可以为________(填化学式)。
方案二:
过程①中Cu与浓H2SO4反应所得SO2和CuSO4用于过程②中CuCl的制备,理论上________(填“需要”或“不需要”)另外补充SO2,原因是_______________________(结合化学方程式回答)。
【答案】CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-CuCl2+2NaCl+Cu=2Na[CuCl2]烧杯、漏斗、玻璃棒除去表面可溶性杂质,使CuCl尽快干燥,减少溶解损失2H2SO4(浓)+Cu
CuSO4+SO2↑+2H2OO2不需要过程①中生成CuSO4和SO2的物质的量之比为1∶1,而过程②发生反应:
CuSO4+CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4,需要的CuSO4和SO2的物质的量之比也恰好为1∶1,所以理论上不需要补充SO2(其他合理答案均可)
(1)氯化亚铜与氯化铁反应,氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子;
(2)流程分析可知,铜和氯气反应生成氯化铜,加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物为Na[CuCl2],结合原子守恒配平书写方程式;
过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯;
(3)酒精沸点低,易挥发,易晾干,所以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥;
(4)a.浓硫酸具有强氧化性,在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应;
b.由生产氯化亚铜的流程可知X的稀溶液为稀硫酸,由于铜与稀硫酸不反应,故加入的单质Y应具有氧化性,将铜氧化为氧化铜,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。
(1)氯化亚铜与氯化铁反应,氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子,反应的离子方程式为CuCl+Fe3+=Cu2++Fe2++Cl-;
(2)由题给流程分析可知,铜和氯气反应生成氯化铜,加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物Na[CuCl2],根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:
CuCl2+2NaCl+Cu=2Na[CuCl2];
(3)酒精沸点低,易挥发,易晾干,所以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥,防止被空气氧化;
(4)a.浓硫酸具有强氧化性,在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应,其化学方程式为:
Cu+2H
SO
(浓)
CuSO
+SO
↑+2H
O;
b.方案一:
由生产氯化亚铜的流程可知X的稀溶液为稀硫酸,由于铜与稀硫酸不反应,故加入的单质Y应具有氧化性,将铜氧化为氧化铜,Y为O
过程①中生成CuSO4和SO2的物质的量之比为1∶1,而过程②发生反应:
CuSO4+CuCl2+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4,需要的CuSO4和SO2的物质的量之比也恰好为1∶1,所以理论上不需要补充SO2(其他合理答案均可)。
7.氯化亚铜(
)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末,微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸。
工业上用制作印刷电路的废液(含
、
)生产
的流程如图所示:
根据以上信息回答下列问题:
(1)生产过程中:
X是________,Z是________。
(均填化学式)
(2)写出生成
的离子方程式________。
(3)析出的
晶体不用水而用无水乙醇洗涤的原因是________。
(4)在
的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,其理由是________。
(5)已知:
常温下
,
,现向
饱和溶液中加入
固体至
,此时溶液中
=________。
(6)实验探究pH对
产率的影响如下表所示:
pH
1
2
3
4
5
6
7
产率/%
70
90
82
78
75
72
析出
晶体最佳pH为________,当pH较大时
产率变低的原因是________。
【答案】Fe
或
等合理答案亦可2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+减少产品
的损失Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1∶1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1∶1,所以理论上不需要补充SO2气体
2pH较大时,
水解程度增大,反应生成
减少
根据流程图,蚀刻液为氯化铁溶液,则滤液①为氯化亚铁,因此印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)中应先加入过量的铁粉除去铜离子和铁离子,过滤后,在滤液1中通入过量的氯气,可生成氯化铁,用于制作蚀刻液;
滤渣①含有铜、铁,加入过量的盐酸除去铁,滤液②为氯化亚铁,滤渣②中含有铜,可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,调节溶液pH,可生成硫酸和CuCl晶体,据此分析解答。
(1)由以上分析可知X是Fe,Z是Cl2,故答案为:
Fe;
Cl2;
(2)生成CuCl的离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+,故答案为:
2Cu2++SO2+2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO42-+4H+;
(3)氯化亚铜微溶于水、不溶于乙醇和稀硫酸,析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤,可减少产品CuCl的损失,同时乙醇易挥发,便于干燥,故答案为:
减少产品CuCl的损失;
(4)依据图示可知:
Cu+2H2SO4(浓)
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1∶1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1∶1,所以理论上不需要补充SO2气体,故答案为:
CuSO4+SO2↑+2H2O反应中生成的CuSO4和SO2为1∶1,CuCl2+CuSO4+SO2+2H2O=2CuCl↓+2H2SO4反应中消耗CuSO4和SO2也为1∶1,所以理论上不需要补充SO2气体;
(5)常温下Ksp(CuCl)=1.6×
10-7,Ksp(CuI)=1.2×
10-12,现向CuCl饱和溶液中加入NaI固体至c(I-)=0.1mol•L-1,c(Cu2+)=
mol/L=1.2×
10-11,c(Cl-)=
mol/L=4×
10-4mol/L,此时溶液中
=
=3×
10-8,故答案为:
3×
10-8;
(6)由表中数据可知,析出CuCl晶体最佳pH为2,pH较大时,铜离子水解程度增大,反应生成CuCl减少,CuCl产率降低,故答案为:
2;
pH较大时,铜离子水解程度增大,反应生成CuCl减少。
根据实验目的正确理解实验流程图是解题的关键。
本题的易错点和难点为(4),要注意根据反应的方程式分析判断。
8.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•7H2O)和胆矾晶体请回答:
(1)写出步骤Ⅰ反应的离子方程式:
______。
(2)试剂X是______。
步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是______。
(3)进行步骤Ⅱ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CuSO4溶液,可设计如图3三种途径:
写出途径①中反应的离子方程式______,请选出你认为的最佳途径并说明选择的理由______。
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑稀硫酸过滤在a、b之间添加盛放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶蒸发浓缩冷却结晶过滤3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小
金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应,铝可与氢氧化钠反应,用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体流程为:
合金中铝、氧化铝与氢氧化钠反应,所得滤液A为NaAlO2溶液,经途径Ⅱ与足量二氧化碳发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,反应可生成氢氧化铝固体C,生成的氢氧化铝再和盐酸反应生成AlCl3,得到的AlCl3较纯净;
溶液D为碳酸氢钠溶液;
滤渣B为Fe和Cu的化合物,加入足量稀硫酸,得到的滤液E为FeSO4,经蒸发浓缩、冷却结晶可得到绿矾,滤渣F为Cu,可用于制备胆矾,以此解答本题。
(1)步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠,金属铝和氢氧化钠反应,金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液,即2Al+2OH−+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
2Al+2OH−+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(2)金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应,金属铜和稀硫酸之间不反应,但是金属铁可以和稀硫酸之间反应生成硫酸亚铁和氢气,进而制的绿矾晶体,步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均是固体和液体的分离操作,应该是过滤,
稀硫酸;
过滤;
(3)进行步骤Ⅱ时,该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2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逐渐减少,其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体,氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝,发生的反应为Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,为了避免固体C减少,可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置,二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶,氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体,所以可在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢,
在a、b之间添加盛放饱和NaHCO3溶液的洗气瓶;
(4)溶液E为FeSO4溶液,得到绿矾晶体(FeSO4•7H2O)的操作为:
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,
蒸发浓缩;
冷却结晶;
(5)金属铜可以和稀硝酸之间反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,即3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,铜不能和稀硫酸反应,但是当加热并通入空气之后,铜和氧气反应生成氧化铜,然后氧化铜会和硫酸反应生成硫酸铜,不会产生污染大气的气体,该过程原料利用率高,且环境污染小,所以途径②最佳,
3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;
途径②最佳,理由是原料利用率高,环境污染小。
9.实验室以孔雀石[主要成分是CuCO3·
Cu(OH)2,还含有少量杂质FeO、Fe2O3、SiO2]为原料制备CuSO4·
5H2O步骤如下:
(1)溶液A的金属离子有Fe3+和______________。
(2)溶液A中加入H2O2的目的是______________,发生的离子方程式为_____________________。
(3)由溶液C获得CuSO4·
5H2O,需要经过加热蒸发、______________、过滤等操作。
(4)溶液B与CuO反应生成Fe(OH)3和溶液C的化学方程式为________________________。
【答案】Cu2+、Fe2+将Fe2+氧化为Fe3+2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O冷却结晶Fe2(SO4)3+3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3CuSO4
孔雀石的主要成分是CuCO3·
Cu(OH)2,少量杂质FeO、Fe2O3、SiO2,加入过量稀硫酸,生成二氧化碳气体,溶液A含
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