2020-2021高考化學—銅及其化合物推斷題的綜合壓軸題專題復習附答案_第1頁
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1、2020-2021 高考化學銅及其化合物推斷題的綜合壓軸題專題復習附答案一、銅及其化合物1 周期表中短周期 7 種主族元素 A、 B、C、 D、 E、 F、 G,原子序數(shù)依次增大。 A 的原子半徑最小, A 和 D、 C 和 F 分別同主族, F 的單質(zhì)是淡黃色固體, B 所形成的化合物種類最多, E 的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù)。( 1) F 的離子結(jié)構(gòu)示意圖為: _。 C、 D、E、 F 四種元素所形成的簡單離子中,離子半徑最小的是 _(填微粒符號); A、 C 元素組成的 10 電子陰離子的電子式_, A、 G、 C 元素組成具有漂白性的分子的結(jié)構(gòu)式為_。(2)用電子式表示B 的簡單氫化

2、物的形成過程_。(3)寫出 E 的單質(zhì)與 D 的最高價氧化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式_。寫出銅單質(zhì)與 F 的最高價氧化物的水化物的濃溶液反應(yīng)的化學方程式_?!敬鸢浮緼l3+2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2Cu+2HSO4(濃 )CuSO4+SO2 +2H2O【解析】【分析】周期表中短周期7 種主族元素A、 B、 C、 D、E、 F、 G,原子序數(shù)依次增大。F 的單質(zhì)是淡黃色固體, F 為 S,C 和 F 同主族, C 為 O; B 所形成的化合物種類最多, B 為 C;E 的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù), E 為 Al; A 的原子半徑最小, A 為 H,A 和 D 同主族, D

3、 為Na;因為 G 的原子序數(shù)比F(S)的原子序數(shù)大,所以G 為 Cl。【詳解】由分析可知, A 為 H、 B 為 C、 C 為 O、D 為 Na、E 為 Al、 F 為 S、G 為 Cl。(1) F 為 S, S2-的結(jié)構(gòu)示意圖為:; C、 D、 E、 F 四種元素所形成的簡單離子分別為 O2-、 Na+、Al3+、S2-,電子層數(shù)越多半徑越大,當電子層數(shù)相同、核外電子數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,半徑越小,故C、 D、 E、 F 四種元素所形成的簡單離子中,離子半徑最小的是 Al3+; A 為 H、 C 為 O, A、 C 元素組成的10 電子陰離子為OH-, OH-的電子式為;A、G、 C 元

4、素組成具有漂白性的分子為HClO,其結(jié)構(gòu)式為;(2) B 的簡單氫化物為 CH44;,用電子式表示CH 的形成過程為(3) E 的單質(zhì)與 D 的最高價氧化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-22 -+2H O=2AlO+3H ; F 的最高價氧化物的水化物為H SO ,銅單質(zhì)與濃硫酸反應(yīng)的化學方程式224Cu+2H2SO4(濃 )CuSO4+SO2 +2H2O 。2 在下圖所示的物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系中,A 是常見氣態(tài)氫化物,B 是能使帶火星的木條復燃的無色無味氣體, E 的相對分子質(zhì)量比 D 大 17, G 是一種紫紅色金屬單質(zhì)。(部分反應(yīng)中生成無沒有全部列出,反應(yīng)條件未列出)請回答下列問題:

5、( 1) E 的化學式為 _。( 2)實驗室制取 A 的化學方程式為 _ 。( 3)反應(yīng)的化學方程式: _ 。( 4)反應(yīng)的化學方程式: _。【答案】 HNO3 2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O 3NO3+H2O=2HNO3+NO4NH3+5O2=4NO+6H2O【解析】【分析】B 是能使帶火星的木條復燃的無色無味氣體,則B 是氧氣;G 是一種紫紅色金屬單質(zhì),則G 是銅; A 是常見氣態(tài)氫化物,且能和氧氣反應(yīng),所以根據(jù)圖中的轉(zhuǎn)化可以判斷,是氨氣,則C 就是 NO, F 是水。 NO 和氧氣反應(yīng)生成NO2, NO2 溶于水生成硝酸,則A 可能E 是硝酸,硝酸和銅反應(yīng)

6、又生成NO,據(jù)此答題?!驹斀狻浚?1)由以上分析可知 E 為 HNO3,故答案為: HNO3 。( 2)由以上分析可知 A 為 NH3,實驗室制取氨氣用氯化銨與氫氧化鈣共熱,反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水,反應(yīng)方程式為: 2NH4 Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O,故答案為:2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3 +2H2O。(3)反應(yīng)為二氧化氮與水反應(yīng)生成硝酸與NO,反應(yīng)的方程式為:3NO3 +H2O=2HNO3+NO,故答案為: 3NO3+H2O=2HNO3+NO。(4)反應(yīng)為氨的催化氧化,反應(yīng)生成NO 和 H2O,化學方程式為:4NH3+5O2=4NO+6H2

7、O,故答案為:4NH3+5O2=4NO+6H2O?!军c睛】解框圖題的方法:最關(guān)鍵的是尋找“突破口”,“突破口”就是抓“特”字,例如特殊顏色、特殊狀態(tài)、特殊氣味、特殊反應(yīng)、特殊現(xiàn)象、特殊制法、特殊用途等。3 有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分物質(zhì)與條件已略去)。已知A 是由兩種元素組成的黑色粉末, B 由兩種元素組成、其摩爾質(zhì)量為65g?mol 1, C 是空氣中含量最多的單質(zhì), D是白色粉末且焰色反應(yīng)呈黃色,E 是一種紫紅色金屬, F 是一種無色氣體單質(zhì), H 是一種紅棕色氣體, I 是最常見的液體,K 是一種強堿。( 1) B 的化學式為 _。( 2) K 的電子式為 _。( 3)寫出反應(yīng)的

8、化學方程式: _ 。( 4)寫出反應(yīng)的離子方程式: _ ?!敬鸢浮?NaN3CuO+2NaN 3223Cu+8H+ 2NO 3-=3Cu2- Cu+Na O+3N2NO 4H O2【解析】 C 是空氣中含量最多的單質(zhì),則C 是 N 2; D 是白色粉末且焰色反應(yīng)呈黃色,則D中含有 Na 元素; E 是一種紫紅色金屬,則E 是 Cu;結(jié)合轉(zhuǎn)化關(guān)系圖,結(jié)合其他已知條件可得: A 是 CuO、 B 是疊氮化鈉、 D 是 Na2O、E 是 Cu 、G 是 NO、 H 是 NO2、I 是 H2O、 J是 HNO 3、K是NaOH、L是Cu(NO 3)2。(1)疊氮化鈉的化學式為NaN 3;(2) NaO

9、H 的電子式為;( 3 )反應(yīng)為疊氮化鈉和CuO 受撞擊反應(yīng)生成N 2 、 Na2O 和 Cu ,故化學方程式為:CuO+2NaN3Cu+Na 2O+3N2;( 4)反應(yīng)為Cu 和稀硝酸的反應(yīng),離子方程式為:3Cu+8H + 2NO 3- =3Cu 2- 2NO 24H O。點睛:無機框圖推斷題,既能檢查學生元素化合物基礎(chǔ)知識的掌握情況,又能檢查學生靈活應(yīng)用知識的能力,更能考查學生的邏輯推理能力,難度較大。解答無機框圖推斷題,應(yīng)認真分析題干,找出明顯條件和隱蔽條件。通過已知條件找出突破口,正推法、逆推法、假設(shè)法、猜測法等得出結(jié)論。4 A、 B、 C、 D、 X 均為中學化學常見的物質(zhì)。它們之間

10、存在如下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(圖中反應(yīng)條件略去)填寫下列空白:(1)若 A為兩性氫氧化物 , B為 NaOH溶液,寫出反應(yīng) A+BC+D 的離子方程式_,并寫出偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳的離子方程式_(2)若 A為金屬單質(zhì), B、 C、D 都是化合物, A與 B 發(fā)生的反應(yīng)常用于刻制印刷電路板,該反應(yīng)的離子方程式 _ 。 2H2OCO Al(OH)3+Cu=2Fe2+【答案】 Al(OH) OH =AlO 2H2O AlO2 HCO 2Fe32233+Cu2+【解析】考查無機推斷,(1)A 為兩性氫氧化物,即A 為 Al(OH) 3 B為NaOH,A和B,反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為Al(OH) 3

11、OH =AlO 2 2H 2O,碳酸的酸性強于偏鋁酸,因此偏鋁酸鈉溶液中通入過量的CO2,其離子反應(yīng)方程式為AlO 2 2H2OCO2 Al(OH) 3 HCO 3 ;( 2)A 與 B 反應(yīng)常用于刻制印刷電路板,即離子反應(yīng)方程式為Cu 2Fe3 =Cu 22Fe2。5 銅及其化合物向 2n mln 0.2n mol?L 1Na 2SO3 溶液中滴加0.2nmol?L 1 CuSO4 溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變綠,繼續(xù)滴加產(chǎn)生棕黃色沉淀,經(jīng)檢驗,棕黃色沉淀中不含SO42 ,含有Cu 、 Cu22+稀硫酸2+2+I-CuI (白色 )+I2。和 SO3 。已知: CuCu+Cu , Cu(1)用稀硫酸證實

12、沉淀中含有 Cu的實驗現(xiàn)象是 _。(2)向洗凈的棕黃色沉淀中加入足量KI 溶液,產(chǎn)生白色沉淀,繼續(xù)向上層清液中加入淀粉溶液并沒有變藍的現(xiàn)象出現(xiàn),請結(jié)合離子反應(yīng)方程式解釋不變藍的原因_?!敬鸢浮坑邪导t色不溶物生成I 2 SO32H 2O2ISO422H【解析】【分析】(1) Cu 在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成銅和銅離子,有暗紅色不溶物生成;(2)加入淀粉溶液并沒有變藍的現(xiàn)象出現(xiàn),說明碘單質(zhì)被還原?!驹斀狻?1) Cu在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)生成銅和銅離子,則用稀硫酸證實沉淀中含有Cu的實驗現(xiàn)象是有暗紅色不溶物生成;故答案為:有暗紅色不溶物生成;(2)加入淀粉溶液并沒有變藍的現(xiàn)象出現(xiàn),說明碘單質(zhì)被還原,發(fā)

13、生反應(yīng)的離子方程式為I 2SO32H 2O2ISO422H。故答案為:I 2SO32H 2O2ISO422H。6 已知:在 pH 為 4 5的環(huán)境中,Cu2 、 Fe2 幾乎不水解,而 Fe3 幾乎完全水解。用粗氧化銅( CuO 中含少量 Fe)制取 CuCl2溶液過程如下: 取一定量的粗CuO,加入過量濃鹽酸,加熱并攪拌,充分反應(yīng)后過濾,溶液的pH 為1。 向濾液中通入Cl ,攪拌。2 向 中加入適量物質(zhì)A,微熱,攪拌,調(diào)整溶液的pH,過濾。 把 所得濾液濃縮。( 1) 中加熱并攪拌的目的是 _ 。( 2) 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 _ 。( 3) 中的物質(zhì) A 可能是 _ ;調(diào)整的 PH

14、范圍是 _ ;過濾后濾渣的成分是 _ 。( 4) 中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 _ 。( 5) 中如何用 pH 試紙測定溶液的 pH 值: _?!敬鸢浮考涌旆磻?yīng)速率,是反應(yīng)充分2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-CuO4-5Fe(OH)3CuO+2H+ =Cu2+H2 O取一小塊 pH 試紙,放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液,點在紙中央,待變色后與標準比色卡相比。pH 試【解析】【分析】氧化銅粗品加入濃鹽酸溶解,此時溶液中主要有Cu2+,F(xiàn)e2+, Cl-, H+;通入氯氣將亞鐵離子氧化成 Fe3+,離子方程式為:2Fe2+ +Cl 2 =2Fe3+ +2Cl - ,加入適量CuO 可以調(diào)節(jié) pH

15、 值至4-5,將 Fe3+轉(zhuǎn)化成沉淀,同時不引入新的雜質(zhì),之后過濾濃縮,得到CuCl2 溶液?!驹斀狻浚?1)加熱攪拌一般是為了加快反應(yīng)速度,故答案為:加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分;(2)根據(jù)分析可知答案為:2Fe2+ +Cl 2 =2Fe 3+ +2Cl - ;(3)根據(jù)分析可知A 為 CuO,既能調(diào)節(jié)pH 值又不引入新的雜質(zhì);根據(jù)題目信息可知pH在 4-5 的環(huán)境中 Cu2 幾乎不水解,而 Fe3 幾乎完全水解;得到的濾渣為 Fe(OH)3 ,故答案為: CuO;4-5; Fe(OH)3;( 4)該反應(yīng)為氧化銅和氫離子的反應(yīng),故答案為: CuO+2H+=Cu2+H2O;(5)測溶液 pH 值的

16、方法為:取一小塊 pH 試紙,放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測液,點在 pH 試紙中央,待變色后與標準比色卡相比。7 氯化亞銅( CuCl)廣泛應(yīng)用于化工、印染、電鍍等行業(yè)。CuCl 難溶于醇和水,可溶于氯離子濃度較大的體系,在潮濕空氣中易水解氧化。以海綿銅(主要成分是Cu 和少量CuO)為原料,采用硝酸銨氧化分解技術(shù)生產(chǎn)CuCl的工藝過程如下:回答下列問題:(1)步驟 中得到的氧化產(chǎn)物是_,溶解溫度應(yīng)控制在6070 度,原因是_。(2)寫出步驟 中主要反應(yīng)的離子方程式_。(3)步驟 包括用 pH=2 的酸洗、水洗兩步操作,酸洗采用的酸是_(寫名稱)。( 4)上述工藝中,步驟 不能省略,理由是

17、_ 。( 5)步驟 、 、 、 都要進行固液分離。工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有_(填字母)A分餾塔B離心機C反應(yīng)釜D框式壓濾機(6)準確稱取所制備的氯化亞銅樣品m g,將其置于若兩的FeCl3 溶液中,待樣品完全溶解后,加入適量稀硫酸,用a mol/L的 K2Cr2O7 溶液滴定到終點,消耗K2Cr2O7 溶液 b mL,反應(yīng)中 Cr2O72-被還原為 Cr3+,樣品中CuCl 的質(zhì)量分數(shù)為 _ 。【答案】 CuSO2+溫度低溶解速度慢、溫度過高銨鹽分解2+2-4 或 Cu2Cu +SO3+2Cl2-+2H+硫酸 醇洗有利加快去除 CuCl 表面水分,防止其水解氧化)+H2O=2CuCl +SO

18、4B、 D【解析】【分析】【詳解】(1)海綿銅的主要成分是Cu 與 CuO,溶解所需試劑中有硝酸銨、水、硫酸,則Cu 被氧化為銅離子;在稀溶液中,硝酸根離子作氧化劑,硫酸沒有氧化性,作酸性介質(zhì),因此Cu2+和 NH4+都會變成對應(yīng)的硫酸鹽。(2)步驟 反應(yīng)后過濾,說明反應(yīng)中有沉淀產(chǎn)生,則該沉淀為CuCl 沉淀,結(jié)合硫酸銨的回收,可知步驟2+2-2-+; 發(fā)生的離子反應(yīng)為: 2Cu+SO3+2Cl +H2O=2CuCl +SO4+2H(3)鹽酸中含有較多氯離子,可能溶解CuCl 沉淀,不合適;硝酸具有氧化性,會氧化CuCl 沉淀,不合適;三大強酸中只有稀硫酸合適。( 4) CuCl 難溶于醇和水

19、,潮濕空氣中易水解氧化,而水與醇互溶,所以醇洗不能省略的原因是醇的沸點低,可加快去除 CuCl 表面水分,防止其水解氧化,也有利于后面的烘干步驟。(5)用于分離固體和液體的設(shè)備與實驗室中的過濾的原理是相似的。A、分餾塔是用于分離互溶的液體的設(shè)備,錯誤;B、離心機可利用離心力的作用使液體中的固體沉降,達到固液分離的目的,正確;C、反應(yīng)釜為發(fā)生反應(yīng)的設(shè)備,錯誤;D、框式壓濾機可以使物料中的水通過擠壓而排出,達到固液分離的目的,正確,答案選BD;(6)根據(jù)題意,CuCl 與 K2Cr2O7 發(fā)生氧化還原反應(yīng),K2 Cr2O7 被還原為Cr3+,則 bmL、 a2 2 7-3-3, +1mol/L K

20、 Cr O 溶液發(fā)生反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是ab 10 23mol=6ab mol10價 Cu 會被氧化為2+-3Cu ,根據(jù)得失電子守恒,則CuCl 的物質(zhì)的量是 6ab10 mol ,則樣品中CuCl 的質(zhì)量分數(shù)是-3 100%=0.597ab/m。100%(6ab 10mol 99.5g/mol)/mg8 工業(yè)上由含銅廢料(含有 Cu、 CuS、 CuSO 等 )制備硝酸銅晶體的流程如下:4(1)焙“燒 ”時 CuS轉(zhuǎn)化為 CuO 和 SO2,反應(yīng)的化學方程式為 _。(2)酸“化 ”步驟反應(yīng)的離子方程式為 _ 。(3)過“濾 ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分為 _ 。(4) 淘“洗 ”所用

21、的溶液 A 應(yīng)選用 _(填序號 )。a稀硫酸b濃硫酸c稀硝酸d濃硝酸(5) “反應(yīng) ”一步的過程中發(fā)生反應(yīng) Cu+2HNO3+H2O2 =Cu(NO3)2+2H2O。該反應(yīng)中被還原的物質(zhì)為 _。 “反應(yīng) ”一步中若不加 10% H2O2,只用濃HNO3,隨著反應(yīng)的進行,容器內(nèi)持續(xù)出現(xiàn)大量紅棕色氣體 NO2,請寫出該反應(yīng)的離子方程式_ 。(6) 由“反應(yīng) ”所得溶液中盡可能多地析出Cu(NO ) 3H O 晶體的方法是3 22_ 。(相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如圖所示)【答案】2CuS+3O+2+-242 232CuO+2SO CuO+2H =Cu +2H OFeSOa H OCuO+4H +2NO

22、=2+22蒸發(fā)濃縮,冷卻至 26.4攝氏度時結(jié)晶Cu +2HO+2NO【解析】【分析】工業(yè)上由含銅廢料(含有 Cu、 CuS、 CuSO 等 )制備硝酸銅晶體,廢料通入空氣焙燒后銅生成4氧化銅,硫化銅轉(zhuǎn)化為CuO 和 SO2,加入硫酸酸化生成硫酸銅,加入過量的鐵發(fā)生置換反應(yīng)生成銅,過濾得到濾渣鐵和銅,用冷水淘洗后加入20%的 HNO3 和 0%的 H2O2 發(fā)生反應(yīng),蒸發(fā)濃縮,降溫至溫度略高于26.4 C結(jié)晶,從 “反應(yīng) ”所得溶液中析出 Cu(NO3)2?3H2O。【詳解】(1)CuS焙燒和氧氣反應(yīng)轉(zhuǎn)化為CuO 和 SO2 ,根據(jù)電子守恒和元素守恒可知反應(yīng)的化學方程式為: 2CuS+3O2C

23、uO+2SO;(2)焙燒后主要為氧化銅,酸化過程氧化銅和氫離子反應(yīng)生成銅離子和水,離子方程式為:CuO+2H+ =Cu2+2H2O;(3)根據(jù)分析可知過濾得到濾液主要為硫酸亞鐵溶液,即“過濾 ”所得濾液中溶質(zhì)的主要成分為 FeSO4;(4)淘洗加入酸不能具有強氧化性,否則會溶解銅,a、稀硫酸,不能和銅反應(yīng),故a 選;b、濃硫酸和銅常溫下不反應(yīng),但遇到水溶解放出大量熱,會和銅發(fā)生反應(yīng),故b 不選;c、稀硝酸具有氧化性能氧化銅,故c 不選;d、濃硝酸能溶解銅,故d 不選;故答案為: a;(5)該反應(yīng)中H2O2 中的氧元素由-1 價變?yōu)?-2 價,化合價降低被還原;若不加 10%H2O2,只用 20

24、%HNO3,銅和濃硝酸反應(yīng)生成二氧化氮氣體,反應(yīng)的離子方程式為: Cu+4H+2NO3- =Cu2+2NO2 +2H2O;(6)圖象中結(jié)晶水合物的溶解度隨溫度變化曲線可知,溫度高于26.4 C溶液中才能析出Cu(NO ) ?3H2O,所以從 “反應(yīng) ”所得溶液中析出Cu(NO )?3H O 的方法是:蒸發(fā)濃縮,降溫3 23 22至溫度略高于26.4 C 結(jié)晶?!军c睛】配平氧化還原方程式時先分析元素化合價的變化,找出氧化劑還原劑和氧化產(chǎn)物還原產(chǎn)物,之后依據(jù)電子守恒和元素守恒配平反應(yīng)方程式。9 信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶 ”學生探究小組將一批廢棄的線路板簡單處理

25、后,得到含70%Cu、25%Al、 4%Fe 及少量 Au、 Pt 的合金,并設(shè)計出由合金制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:請回答下列問題:(1)第步 Cu 與酸反應(yīng)的離子方程式為_ ,得到濾渣 1 的主要成分為_。222+氧化為 Fe3+,用 H2 2做氧化劑的優(yōu)點(2)第步加 HO 的作用是做氧化劑,將溶液中的FeO是 _ 。(3)濾渣 2 的主要成分是Al(OH)3 和 Fe(OH)3,在生產(chǎn)中如何分離兩種沉淀,寫出反應(yīng)的離子方程式 _。(4)第步蒸發(fā)所需玻璃儀器為 _ 。+-2+ +2HO Au、 Pt 不引入新的雜質(zhì),對環(huán)境無污染【答案】 Cu+4H +2NO3=Cu +2NO2Al(O

26、H)3+OH- =AlO2-+2H2O 酒精燈、玻璃棒【解析】【詳解】(1)稀硫酸、濃硝酸混合酸后加熱,Cu、 Al、 Fe發(fā)生反應(yīng)生成Cu2+、 Al3+、 Fe2+離子進入溶液; Pt 和 Au 不能反應(yīng),仍以固體單質(zhì)的形式存在,所以濾渣1 的成分是 Pt 和 Au,濾液 1中的離子是 Cu2+、Al3+、Fe2+;第步 Cu 與濃硝酸反應(yīng)的離子方程式為 Cu+4H+2NO3-=Cu2+ +2NO2 +2H2 O;(2)第步加 H2O2 的作用是將 Fe2+氧化為 Fe3+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得反應(yīng)的離子方程式為 2H+2Fe2+H2O2=2Fe3+2H2 O。 用 H2O2 作氧化劑的優(yōu)點是還原產(chǎn)物是H2O,不引入雜質(zhì),且對環(huán)境無污染;(3)濾渣2 的主要成分是Al(OH)3 和Fe(OH)3,在生產(chǎn)中可根據(jù)Al(OH)3 是兩性氫氧化物,能夠與強堿 NaOH 溶液反應(yīng),而 Fe(OH)3 是堿,不能與強堿發(fā)生反應(yīng)來分離兩種難溶性物質(zhì),反應(yīng)的離子方程式

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