高考化学铜及其化合物推断题综合经典题附详细答案.pdf
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1、高考化学铜及其化合物推断题综合经典题附详细答案 一、铜及其化合物 1下图的各方框表示有关的一种反应物或生成物(某些物质已经略去),其中常温下 A、C、D 为无色气体,C 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(1)写出下列各物质的化学式:X:_;F:_。(2)写出下列变化的反应方程式:AD:_;CE:_。【答案】NH4HCO3 或(NH4)2CO3 NO2 2Na2O22CO22Na2CO3O2 4NH35O2 4NO6H2O 【解析】【分析】C 为无色气体且 C 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故 C 为氨气;A 为无色气体,A 能与过氧化钠反应生成气体 D,则 A 为二氧化碳、D 为氧气;C 与 D 在
2、催化剂作用下产生 E,则 E 为一氧化氮;E 与 D 进一步反应产生 F,则 F 为二氧化氮;G 在稀释时与铜反应产生 E,在浓溶液时产生 F,故 G 为硝酸;二氧化氮与水反应产生硝酸,故 B 为水。【详解】由分析可知,A 为二氧化碳,B 为水,C 为氨气,D 为氧气,E 为一氧化氮,F 为二氧化氮,G 为硝酸。X 分解产生二氧化碳、水和氨气,故根据质量守恒定律并结合相关物质的性质可知,X 可能为 NH4 HCO3 或(NH4)2CO3。(1)X为NH4 HCO3 或(NH4)2CO3;F:NO2;(2)AD的化学方程式为:2Na2O22CO22Na2CO3O2;CE的化学方程式为:4NH35
3、O2 4NO6H2O。2下图表示某些物质间转化关系(部分反应条件省略)。其中 A 为黑色固体氧化物;E 为绿色固体;B、D 是由相同元素组成的无色液体,且 B 具有消毒杀菌作用;请回答下列问题:(1)请判断 X 的化学式:_。(2)反应中 A 物质的作用是_。(3)反应、的化学方程式:_;_。(4)在日常生活中为防止反应的发生,可采取的措施是_(写一点即可)。【答案】Cu 催化作用 保持表面洁净、干燥或其它合理方法均可 【解析】【分析】A 为黑色固体氧化物,能与无色液体 B 混合产生气体 C 和 D,B 是过氧化氢溶液,C 是氧气,D 是水;E 为绿色固体,能与盐酸反应产生蓝色溶液,故 E 是
4、碱式碳酸铜,受热分解生成的 D 是水,Y 是二氧化碳,A 是氧化铜;带入框图,推断合理;据以上分析解答。【详解】A 为黑色固体氧化物,能与无色液体 B 混合产生气体 C 和 D,B 是过氧化氢溶液,C 是氧气,D 是水;E 为绿色固体,能与盐酸反应产生蓝色溶液,故 E 是碱式碳酸铜,受热分解生成的 D 是水,Y 是二氧化碳,A 是氧化铜;带入框图,推断合理;(1)结合以上分析,X 是铜;答案是:Cu;(2)反应中 A 物质不变,故 A 的作用是催化作用;答案是:催化作用;(3)反应为双氧水在氧化铜作催化剂条件下发生分解生成水和氧气;方程式为:;二氧化碳和水在光和叶绿素的作用下反应生成葡萄糖和氧
5、气,反应的化学方程式:;答案是:;(4)为防止铜生锈,可以保持表面洁净、干燥;答案是:保持表面洁净、干燥。3甘肃马家窑遗址出土的青铜刀是我国最早冶炼的青铜器,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。铜铜绿ACu(OH)2BCu(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)写出 B 的化学式:_。(3)请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式:_【答案】C CuO Cu2(OH)2CO
6、34HCl=2CuCl23H2OCO2 【解析】【分析】根据题意,铜铜绿ACu(OH)2BCu,铜被腐蚀生成铜绿,铜绿溶于盐酸生成铜盐,然后加碱生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成 CuO,最后氢气还原CuO 得到 Cu。【详解】(1)铜绿是碱式碳酸铜的俗称,所以 Cu2(OH)2CO3属于碱式盐,故答案为:C;(2)氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水,Cu(OH)2,所以 B 是 CuO;(3)依据铜铜绿ACu(OH)2BCu 的变化过程,反应为碱式碳酸铜和盐酸反应,生成氯化铜、水和二氧化碳,化学方程式为:Cu2(OH)2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2。4为探究黄色固体 A(仅含
7、三种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:已知:a气体 C 能使品红溶液褪色 b溶液 D 遇 KSCN 溶液显血红色 c溶液 D 中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少 32g 请回答:(1)A 的化学式是_。(2)固体 A 与 O2反应生成 B 和 C 的化学方程式_。(3)少量 Mg 在气体 C 中完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,请推测该盐的成分,并设计实验方案验证_。【答案】FeCuS2 4FeCuS2+13O22Fe2O3+4CuO+8SO2 MgSO3,取少量固体加盐酸溶液,有气体产生,证明存在 MgSO3 【解析】36.8g 固体 A
8、与足量氧气加热条件下反应生成 32g 固体 B,和气体 C,气体 C 能使品红溶液褪色,说明 C 为二氧化硫,说明 A 中含有 S 元素;固体 B 被盐酸溶解生成溶液 D,溶液 D遇 KSCN 溶液显血红色,D 中含有 Fe3+,则 B 中含有氧化铁;溶液 D 中加入过量铁粉,生成固体 E 和氢气,其中含有红色固体,说明溶液 D 中还含有 Cu2+、H+,因此固体 B 中还含有氧化铜,则 A 中含有 Cu、Fe 和 S 三种元素;(1)假设溶液 D 中含有的 Fe3+和 Cu2+、H+的物质的量分别为 x、y、z。生成的氢气为0.5mol,则 z=1mol。根据固体 B 的质量为 32g,有2
9、x160g/mol+y80g/mol=32g,溶液 D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少 32g,有2z56g/mol+2x56g/mol-y8g/mol=32g,根据解得,x=0.2mol,y=0.2mol,根据固体 A 的质量为 36.8g,则 S 元素的物质的量为36.80.2 560.2 6432=0.4mol,则 A 的化学式为 FeCuS2,故答案为FeCuS2;(2)固体 A 与 O2反应生成 B 和 C 的化学方程式为 4FeCuS2+13O22Fe2O3+4CuO+8SO2,故答案为 4FeCuS2+13O22Fe2O3+4CuO+8SO2;(3)少量 Mg 在二氧化硫中
10、完全燃烧,产生的固体产物中含有单质、氧化物,可能是硫和氧化镁,有人认为还可能存在一种含氧酸盐,可能是氧化镁与二氧化硫化合生成的亚硫酸镁,验证是否为亚硫酸镁,可以取少量固体加盐酸溶液,有气体产生,证明存在 MgSO3,故答案为 MgSO3,取少量固体加盐酸溶液,有气体产生,证明存在 MgSO3。点睛:正确推断出 BCDE 的成分是解题的关键。难点是 A 的化学式的推断,要清楚溶液 D中加入过量铁粉,充分反应后铁粉质量减少 32g,发生的反应有铁与过量盐酸的反应、铁与铁离子的反应、铁与铜离子的反应,其中铁与铜离子的反应是铁粉质量增大的过程。5氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染等行业。以硫化铜
11、精矿为原料生产 CuCl 的工艺如图:已知 CuCl 难溶于醇和水,溶于 c(Cl-)较大的体系CuCl(s)+Cl-CuCl2-,潮湿空气中易水解氧化。(1)“氧化酸浸”前先将铜矿粉碎的目的是_。该过程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀,则反应的化学反应方程式为_;(2)“溶解”时所用硫酸浓度为 0.3molL-1,配制 1L 此硫酸溶液,需要 98%、1.84gmL-1浓硫酸_mL(保留 1 位小数)。溶解时反应的离子方程式_;(3)“反应”时,Cu+的沉淀率与加入的 NH4Cl 的量关系如图所示。反应的氧化产物是_,n(氧化剂):n(还原剂)=_;比较 c(Cu+)相对大小:A 点_C 点(填“”
12、、“加水稀释 (NH4)2SO4 HNO3具有强氧化性会把 CuCl 氧化 【解析】【分析】利用 H2O2在酸性条件下将 CuS中的-2 价 S元素氧化成 S 单质,同时释放 Cu2+,经过系列处理得到 Cu单质,然后利用 NO3-在酸性条件下的强氧化性将 Cu氧化成 Cu2+,接下来用SO32-将 Cu2+还原成 Cu+,同时利用 Cl-将 Cu+沉淀生成 CuCl,用稀硫酸洗去 CuCl表面的(NH4+)2SO4等杂质,接下来用醇洗去表面的硫酸分子,而醇本身易挥发而除去,得到干燥的 CuCl,据此回答。【详解】(1)工艺流程前,一般将固体矿物粉碎,目的是增大矿物与酸的解除面积,一方面可以加
13、快反应速率,另一方面使矿物中的 CuS 尽可能转化,提高浸取率;根据程生成蓝色溶液和浅黄色沉淀可知,本反应生成了 CuSO4和 S,发生了 CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O,故答案为:增大接触面积,加快酸浸速率,提高 Cu 的浸出率等;CuS+H2SO4+H2O2=CuSO4+S+2H2O;(2)根据 c=1000M得,浓硫酸浓度=1.84100098%98/gmLg mol=18.4molL-1,根据C1V1=C2V2得:18.4molL-1V=0.3molL-11L,解得 V16.3mL;根据反应物为 NH4NO3和硫酸,可知,利用 NO3-在酸性条件下的氧化性将 C
14、u 氧化溶解,发生的反应为 Cu 和稀硝酸反应,故离子方程式为:3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O,故答案为:16.3;3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2O;(3)流程可知,“反应”利用 SO32-将 Cu2+还原成 Cu+,SO32-自身被 Cu2+被氧化成 SO42-,SO42-为氧化产物;SO32-被氧化 S 化合价由+4 升高到+6,升高了 2,每个 Cu2+被还原,化合价从+2 降低到+1,降低了 1,根据氧化还原反应中化合价升高总数=化合价降低总数得,所以 Cu2+和 SO32-的物质的量之比为 2:1,即氧化剂:还原剂=2:1;故答案为:SO42
15、-或(NH4)2SO4;2:1;B 点之前 Cu+和 Cl-形成 CuCl 沉淀,B 点时建立了 CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq),B 点之后,Cl-浓度增大,有一部分 CuCl 溶解CuCl(s)+Cl-CuCl2-,由 CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq)可知,CuCl 虽然被溶解了一部分,但是平衡并没有发生移动,所以 C 点和 B 点 Cu2+的浓度是相等的,由于 B 点之前 CuCl(s)Cu+(aq)+Cl-(aq)平衡一直向左移动,所以 B 点的 Cu2+的浓度小于 A 点,综上所述答案为:;既然 B 点之后是由于发生了 CuCl(s)+Cl-CuCl2-使沉淀
16、减少了,所以我们可以减小 Cl-浓度,具体做法是反其道而行之,加适量水稀释,所以答案为:加水稀释;(4)由上可知,“过滤”所得滤液中溶质主要成分为(NH4)2SO4,所以答案为:(NH4)2SO4;(5)硝酸有强氧化性,将 CuCl 氧化,所以不能用硝酸代替硫酸进行“酸洗”,故答案为:HNO3具有强氧化性会把 CuCl 氧化。【点睛】(3)由图可知,B 点之后,NH4Cl越多,沉淀率反而减小,但是已经加进去的 NH4Cl又拿不出来,所以最直接的做法是反着来,加适量的水!6实验室以海绵铜(主要成分为 Cu 和 CuO)为原料制取 CuCl 的主要流程如图:已知:CuCl 为白色固体,难溶于水和乙
17、醇,可溶于氯离子浓度较大的溶液中。CuCl 有水存在时在空气中易被氧化,在酸性条件下较稳定。(1)“溶解”时选用约为 0.5molL-1的硫酸,过程中无气体产生。若硫酸浓度过大,反应会产生 NO、NO2等有害气体,NH4NO3的用量会_(填“增大”或“减小”或“不变”)。(2)“转化”步骤中发生反应的离子方程式为_。加入的(NH4)2SO3需要适当过量的原因是_。(3)氯化铵用量42+n(NH Cl)n(Cu)与 Cu2+沉淀率的关系如图所示。随着氯化铵用量的增多 Cu2+沉淀率增加,但当氯化铵用量增加到一定程度后 Cu2+的沉淀率减少,其原因是_。(4)检验 CuCl 沉淀是否洗涤完全的方法
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- 高考 化学 及其 化合物 推断 综合 经典 详细 答案
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