化学铜及其化合物推断题的专项培优练习题及答案.docx
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化学铜及其化合物推断题的专项培优练习题及答案
化学铜及其化合物推断题的专项培优练习题及答案
一、铜及其化合物
1.化合物A是一种化肥,受热分解生成三种物质,物质间的有关转换关系如图所示,部分生成物已省略,其中C为无色气体,B为无色液体,D为无色有刺激性气味的气体,B到E的反应条件为通电,I为一种常见强酸。
请回答下列问题:
(1)A的化学式为___________________________。
(2)C的水化物与I的酸性由强到弱的顺序:
___________________(用化学式填空)
(3)B生成E的化学方程式为_____________________。
(4)金属铜与I的稀溶液反应的离子方程式为_____________,该反应中还原产物是______,生成1mo1的还原产物,转移电子的数目为__________NA。
【答案】NH4HCO3或(NH4)2CO3HNO3>H2CO32H2O
2H2↑+O2↑3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2ONO3
【解析】
【分析】
化合物A是一种化肥,受热分解生成三种物质,其中C为无色气体,B为无色液体,D为无色有刺激性气味的气体,A是碳酸氢铵或碳酸铵,C是二氧化碳,B是水,D是氨气,B到E的反应条件为通电,E是氢气,F是氧气,F和D反应生成G,G是一氧化氮,H为二氧化氮,I为一种常见强酸,是硝酸。
【详解】
根据分析可知,A为碳酸氢铵或碳酸铵,C是二氧化碳,B是水,D是氨气,E是氢气,F是氧气,G是一氧化氮,H为二氧化氮,I为硝酸。
(1)A是碳酸氢铵或碳酸铵,化学式为NH4HCO3或(NH4)2CO3;
(2)C的水化物为碳酸,I为硝酸,N的非金属性强于C,故酸性:
HNO3>H2CO3;
(3)B在通电的条件下生成E和F,化学方程式为电解水,2H2O
2H2↑+O2↑;
(4)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜,一氧化氮和水,离子方程式为3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O,硝酸中的氮元素化合价从+5降低到+2,是氧化剂,得到的一氧化氮是还原产物,生成2molNO转移6mol电子,故生成1mo1的NO,转移3mol电子,数目为3NA。
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
【解析】
【分析】
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。
【详解】
(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+;故答案为:
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;故答案为:
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;故答案为:
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_________________________。
【答案】(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)
【解析】
【分析】
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。
【详解】
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;
(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;
综上所述,本题正确答案:
CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4;CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。
4.在下图所示的物质转化关系中,A是常见气态氢化物,B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,E的相对分子质量比D大17,G是一种紫红色金属单质。
(部分反应中生成无没有全部列出,反应条件未列出)
请回答下列问题:
(1)E的化学式为_____________________________。
(2)实验室制取A的化学方程式为_______________________________。
(3)反应①的化学方程式:
___________________________________。
(4)反应③的化学方程式:
__________________________________。
【答案】HNO32NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O3NO3+H2O=2HNO3+NO4NH3+5O2=4NO+6H2O
【解析】
【分析】
B是能使带火星的木条复燃的无色无味气体,则B是氧气;G是一种紫红色金属单质,则G是铜;A是常见气态氢化物,且能和氧气反应,所以根据图中的转化可以判断,A可能是氨气,则C就是NO,F是水。
NO和氧气反应生成NO2,NO2溶于水生成硝酸,则E是硝酸,硝酸和铜反应又生成NO,据此答题。
【详解】
(1)由以上分析可知E为HNO3,故答案为:
HNO3。
(2)由以上分析可知A为NH3,实验室制取氨气用氯化铵与氢氧化钙共热,反应生成氯化钙、氨气和水,反应方程式为:
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O,故答案为:
2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O。
(3)反应①为二氧化氮与水反应生成硝酸与NO,反应的方程式为:
3NO3+H2O=2HNO3+NO,故答案为:
3NO3+H2O=2HNO3+NO。
(4)反应③为氨的催化氧化,反应生成NO和H2O,化学方程式为:
4NH3+5O2=4NO+6H2O,故答案为:
4NH3+5O2=4NO+6H2O。
【点睛】
解框图题的方法:
最关键的是寻找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊颜色、特殊状态、特殊气味、特殊反应、特殊现象、特殊制法、特殊用途等。
5.化学反应多姿多彩,其中的颜色多种多样,试根据图中框图,按要求填写下列问题
(1)A的名称是______________,B的化学式是_________。
(2)反应①的化学方程式________________________;
反应②的离子方程式_____________________________;
B和氯气的化学方程式____________________________。
【答案】
(1)氧化铁;Fe
(2)Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;2Fe+3Cl2
2FeCl3
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析:
红棕色粉末A为氧化铁,在高温下被一氧化碳还原,生成黑色粉末B为铁,与蓝色溶液反应生成红色固体C为铜,铁与盐酸反应生成浅绿色溶液为氯化亚铁。
(1)根据上述分析,A是氧化铁,B是铁,故答案为氧化铁;Fe;
(2)反应①的化学方程式为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2,故答案为Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2;
反应②的离子方程式为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+,故答案为Fe+Cu2+=Cu+Fe2+;
B和氯气的化学方程式为2Fe+3Cl2
2FeCl3,故答案为2Fe+3Cl2
2FeCl3。
考点:
考查了无机推断的相关知识。
6.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:
pH
1
2
3
4
5
6
7
CuCl产率/%
70
90
82
78
75
72
70
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:
①称取样品0.25g和过量的FeCl3溶液于锥形瓶中,充分溶解。
②用0.10mol·L−1硫酸铈标准溶液滴定。
已知:
CuCl+FeCl3=CuCl2+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
1
2
3
0.25g样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(mL)
24.35
24.05
23.95
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】Fe2Cu2++2Cl−+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-2Cu2+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%2CuOH
Cu2O+H2OKw×Ksp(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+FeCl3═CuCl2+FeCl2,Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,CuCl~Ce4+,CuCl的纯度为:
×100%=95.5%,
故答案为:
95.5%.
(5)CuOH热分解的化学方程式为2CuOH
Cu2O+H2O;CuCl(s)+H2O(l)⇌CuOH(s)+Cl-(aq)+H+(aq),平衡常数K=c(H+)c(Cl-)=
×
答案为:
7.黄铜灰渣(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3)生产氯化铜晶体的流程如下:
(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量的原因是______________________
(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是___________________
(3)写出反应Ⅱ的化学方程式____________________________________________________
(4)“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、__________、___________。
(5)在空气中直接加热CuCl2·xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是___________________________________________________(用化学方程式表示)
(6)CuCl2·xH2O晶体中x值的测定:
称取3.420g产品溶解于适量水中,向其中加入含AgNO34.400×10-2mol的AgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它与Ag+反应的离子),待Cl-完全沉淀后,用含Fe3+的溶液作指示剂,用0.2000mol·L-1的KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。
使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定终点的现象是_______________________________________。
②若滴定过程用去上述浓度的KSCN标准溶液20.00mL,则CuCl2·xH2O 中x值为________。
【答案】加入过量的Zn会使产品中含有杂质。
Zn2+、Fe2+Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O洗涤干燥2CuCl2·xH2O
Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O溶液变为血红色,且30s不褪色2
【解析】
【分析】
黄铜灰渣加入盐酸浸取,盐酸可与Zn、CuO、ZnO、FeO、Fe2O3反应,滤渣Ⅰ为铜,过滤Ⅰ后进入反应Ⅰ主要含有Cu2+、Zn2+、Fe2+、H+,加入适量锌粉,锌粉只与Cu2+、H+反应生成铜单质。
过滤Ⅱ后,铜进入反应Ⅱ与双氧水和盐酸反应,最后得到产品,滤液Ⅱ中为产生的Zn2+和未反应的Fe2+。
【详解】
(1)反应Ⅰ中所加Zn粉不能过量,若过量会将铁置换出来,进入反应Ⅱ,使后面产品CuCl2·xH2O晶体含有杂质;
(2)滤液Ⅱ中含有的主要金属阳离子是产生的Zn2+和未反应的Fe2+;
(3)反应Ⅱ是铜与双氧水和盐酸反应生成氯化铜,其化学方程式为:
Cu+H2O2+2HCl=CuCl2+2H2O;
(4)“系列操作”为了从CuCl2溶液中得到CuCl2·xH2O,包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(5)氯化铜是强酸弱碱盐,水解产生的盐酸是易挥发性酸,在空气中直接加热CuCl2·xH2O晶体得不到纯的无水CuCl2,原因是:
2CuCl2·xH2O
Cu(OH)2·CuCl2+2HCl+(2x-2)H2O;
(6)①用含Fe3+的溶液作指示剂,用KSCN标准溶液滴定剩余的AgNO3。
使剩余的Ag+以AgSCN白色沉淀的形式析出,滴定终点时KSCN不再转化为AgSCN,而与Fe3+作用,使溶液变为血红色,故滴定终点的现象是:
溶液变为血红色,且30s不褪色;
②与KSCN反应的Ag+的物质的量为:
0.2000mol·L-1×20.00mL×10-3L/mL=4.000×10-3mol,则与CuCl2·xH2O反应的Ag+的物质的量为:
4.400×10-2mol-4.000×10-3mol=4.000×10-2mol,则CuCl2·xH2O的物质的量为:
2.000×10-2mol,则2.000×10-2mol×(135+18x)g/mol=3.420g,解得x=2。
8.CuCl是难溶于水的白色固体,是一种重要的催化剂。
工业上,由孔雀石(主要成分Cu(OH)2·CuCO3,含FeS、FeO和SiO2杂质)制备CuCl的某流程如图:
请回答:
(1)步骤②中涉及的主要离子反应方程式为__________
(2)步骤⑤中涉及的主要离子反应方程式为___________
(3)下列说法不正确的是___________
A.步骤①中产生的气体的主要成分为CO2和H2S气体
B.滤渣1的成分为SiO2,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3和Cu(OH)2
C.CO32-作用是控制溶液pH,促使CuCl沉淀的生成
D.若改变试剂加入顺序,将溶液3缓慢加入到含大量SO32-/CO32-的溶液中,同样可制取CuCl
【答案】2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O
BD
【解析】
【分析】
孔雀石[主要成分Cu(OH)2•CuCO3,含FeS、FeO和SiO2杂质]中用硫酸浸取,得气体主要含有硫化氢、二氧化碳,滤渣1为二氧化硅,溶液1中含有Fe2+、Fe3+、Cu2+加双氧水,将亚铁离子氧化成铁离子,加氢氧化钠溶液调节pH值,使铁离子沉淀,得到滤渣2为氢氧化铁,溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子,加入碳酸钠调节pH值,使CuCl沉淀,由于
的溶液呈碱性,所以如果将溶液3缓慢加入到含大量
的溶液中,有可能生成氢氧化亚铜沉淀,得到的氯化亚铜不纯,据此答题。
【详解】
(1)步骤②主要目的是利用双氧水氧化Fe2+,其反应离子方程式为:
2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O;
故答案为:
2H++2Fe2++H2O2=2Fe3++2H2O;
(2)溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子,加入碳酸钠调节pH值,使CuCl沉淀,其主要离方程式为:
;
故答案为:
;
(3)A.由上述分析可知,步骤①中产生的气体的主要成分为CO2和H2S气体,故A不符合题意;
B.由上述分析可知,滤渣1的成分为SiO2,滤渣2的主要成分为Fe(OH)3,故B符合题意;
C.溶液2主要含有硫酸铜,溶液2中加入氯化钠再加入亚硫酸钠将铜离子还原成亚铜离子,加入碳酸钠调节pH值,使CuCl沉淀,故C不符合题意;
D.若先加入碳酸钠,溶液2中硫酸铜会先生成氢氧化铜沉淀,再加入亚硫酸钠后氢氧化铜难以发生反应,难以制备CuCl,故D符合题意;
故答案为:
BD。
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:
请回答下列问题:
(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
【解析】
【分析】
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含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,加入过氧化氢将硫酸亚铁氧化成硫酸铁,加入CuO可调节溶液pH,利于铁离子的水解而生成氢氧化铁沉淀,过滤分离出的溶液C为硫酸铜溶液,经加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作可得到硫酸铜晶体,以此来解答。
【详解】
(1)由上述分析可知,溶液A的金属离子有Fe3+和Cu2+、Fe2+,故答案为:
Cu2+、Fe2+;
(2)溶液A中加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:
将Fe2+氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)由溶液C获得CuSO4·5H2O,需要经过加热蒸发、冷却结晶、过滤等操作,故答案为:
冷却结晶;
(4)溶液B与CuO反应生成Fe(OH)3和溶液C的化学方程式为Fe2(SO4)3+3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3CuSO4,故答案为:
Fe2(SO4)3+3CuO+3H2O=2Fe(OH)3+3CuSO4。
【点睛】
工艺流程题中常用H2O2作氧化剂,优点是产物不会引入新的杂质。
10.CuCl难溶于水,广泛应用于电镀、印染等行业。
工业上用辉铜矿(CuS2)为原料制取CuCl的一种流程图如下:
⑴写出“氧化Ⅰ”反应的离子方程式:
______。
⑵写出“氧化Ⅱ”反应的离子方程式:
_____。
⑶写出“还原”反应的离子方程式:
______。
⑷将Cl2通入热的NaOH溶液,可以制得含NaClO3的溶液,写出该反应的离子方程式:
_____。
【答案】MnO2+CuS2+4H+=2S+Mn2++Cu2++2H2O5Mn2++2ClO3-+4H2O=5MnO2↓+Cl2↑+8H+2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO3-+3H2O
【解析】
【分析】
辉铜矿(CuS2)溶解于稀硫酸和二氧化锰的混合物得到硫、硫酸铜及硫酸锰的混合溶液,过滤得到滤渣硫,滤液中加NaClO3,发生反应Ⅱ5Mn2++2ClO3-+4H2O=5M
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- 化学 及其 化合物 推断 专项 练习题 答案