化学一模试题分类汇编铜及其化合物推断题综合及答案1.docx
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化学一模试题分类汇编铜及其化合物推断题综合及答案1
化学一模试题分类汇编——铜及其化合物推断题综合及答案
（1）
一、铜及其化合物
1．某工厂的工业废水中含有大量的Al2（SO4）3、较多的Cu2+和少量的Na+。
从工业废水中回收金属铝和金属铜的工艺流程如下图所示（试剂X、Y、Z均过量）。
（1）试剂X为_______，加入试剂X发生的离子方程式是___________试剂Z为___________。
（2）操作②为____________（填实验分离方法）。
（3）溶液2中含有的溶质有__________（填化学式）。
（4）写出操作④的化学反应方程式____________。
（5）金属铜能与浓硫酸在加热的条件下发生反应，产生的气体为_________（填化学式）。
【答案】铝2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu氨水过滤Al2（SO4）3、H2SO4Al2（SO4）3、H2SO4SO2
【解析】
【分析】
某工厂的工业废水中含有大量的Al2（SO4）3、较多的Cu2+和少量的Na+，由流程可知加入X为金属铝，用于置换出铜，溶液1含有Al2（SO4）3、Na2SO4，不溶性物质为过量的Al和Cu的混合物，向不溶性物质中加入试剂Y用于溶解Al，反应产生Al2（SO4）3，而Cu不能发生反应，则为稀H2SO4，溶液2含有Al2（SO4）3、过量H2SO4，由于Al（OH）3是两性物质，能够与过量的强碱NaOH溶液反应产生可溶性物质，因此向①②混合后加入氨水，可生成Al（OH）3沉淀，过滤、洗涤后加热分解生成Al2O3，电解熔融的Al2O3可生成Al，以此解答该题。
【详解】
根据上述分析可知操作①是过滤，不溶性物质为Cu、Al混合物，操作②是过滤，试剂Y是H2SO4，溶液1含有Al2（SO4）3、Na2SO4，溶液2含有Al2（SO4）3、过量H2SO4，试剂Z是氨水，操作③是过滤，操作④加热分解Al（OH）3，操作⑤是电解。
（1）由以上分析可知X为Al，可用于除去溶液中的Cu2+，反应的离子方程式为：
2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；试剂Z为氨水；
（2）操作①②③用于分离固体和液体，为过滤操作；
（3）溶液2中含有的溶质有Al2（SO4）3、H2SO4；
（4）操作④是加热Al（OH）3，Al（OH）3不稳定，受热发生分解反应，化学方程式为：
2Al（OH）3
2Al2O3+3H2O；
（5）金属Cu与浓硫酸混合加热，发生氧化还原反应，产生CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为：
Cu+2H2SO4（浓）
CuSO4+SO2↑+2H2O，所以反应产生的气体为SO2。
【点睛】
本题考查了物质的推断、混合物分离提纯的综合应用，把握分离流程中的反应及混合物分离方法为解答的关键，注意实验的设计意图，把握物质的性质，侧重考查学生的分析与实验能力。
2．为探索工业含铝、铁、铜合金废料的再利用，某同学实设计的回收利用方案如图：
（1）气体X的化学式是___。
（2）检验滤液D是否含有Fe3+的实验方法为___。
（3）若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：
___、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中没有用到的仪器有___（填序号）
A．蒸发皿B．石棉网C．烧杯D．玻璃棒
（4）写出反应①的离子方程式___。
（5）试剂Y应该是一种___（填“氧化剂”或“还原剂”），它不可能是___。
A．H2O2B．H2SC．O2D．铁单质
（6）浓硝酸可以溶解铜，也可以溶解上述合金。
若固体未完全溶解，则滤液D中Fe元素将以___（填“Fe3+”或“Fe2+”）离子形式存在。
【答案】CO2取少量滤液D，滴加KSCN溶液，若溶液变成血红色，则说明含有Fe3+蒸发BAl（OH）3+3H+=Al3++3H2O氧化剂BDFe2+
【解析】
【分析】
Al和NaOH溶液反应生成可溶性的NaAlO2，Cu和Fe与NaOH溶液不反应，所以滤液A中含有NaAlO2，滤渣B是Cu和Fe，B和稀硫酸混合，Fe和稀硫酸反应生成FeSO4，Cu和稀硫酸不反应，所以滤渣E是Cu，D中含有FeSO4，Cu和稀硫酸、试剂Y生成硫酸铜，Y是强氧化剂，且不能引进新的杂质，为H2O2，NaAlO2和CO2反应生成Al（OH）3，所以C是Al（OH）3，Al（OH）3和稀盐酸反应生成AlCl3，溶液F中含有AlCl3。
据此分析解答。
【详解】
（1）通过以上分析知，气体X的化学式是CO2，故答案为：
CO2；
（2）铁离子和KSCN溶液反应生成血红色溶液，亚铁离子和KSCN溶液不反应，所以检验滤液D是否含有Fe3+的方法是，取少量滤液D，滴加KSCN溶液，若溶液变成血红色，则说明含有Fe3+，故答案为：
取少量滤液D，滴加KSCN溶液，若溶液变成血红色，则说明含有Fe3+；
（3）若要从滤液D得到绿矾晶体，必须进行的实验操作步骤：
蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥，在这一系列操作中用蒸发皿蒸发、用玻璃棒搅拌，在过滤中用玻璃棒引流、用烧杯盛放溶液，所以没有用到的仪器有石棉网，故选B，故答案为：
蒸发；B；
（4）氢氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，所以反应①的离子方程式为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，故答案为：
Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；
（5）试剂Y应该是一种氧化剂，能将铜氧化为铜离子，所以它不可能是H2S或Fe，故选BD，故答案为：
氧化剂；BD；
（6）浓硝酸可以溶解铜，也可以溶解上述合金，若固体未完全溶解，说明溶液中没有铁离子，则滤液D中Fe元素将以Fe2+离子形式存在，故答案为：
Fe2+。
3．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：
A→D：
____________________；
C→E：
_________________。
【答案】NH4HCO3或（NH4）2CO3NO22Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O24NH3＋5O2
4NO＋6H2O
【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NH4HCO3或（NH4）2CO3。
（1）X为NH4HCO3或（NH4）2CO3；F：
NO2；
（2）A→D的化学方程式为：
2Na2O2＋2CO2＝2Na2CO3＋O2；
C→E的化学方程式为：
4NH3＋5O2
4NO＋6H2O。
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
【解析】
【分析】
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。
【详解】
（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．铜器久置于空气中会和空气中的水蒸气、CO2、O2作用产生“绿锈”，该“绿锈”俗称“铜绿”，化学式为[Cu2（OH）2CO3]，“铜绿”能跟酸反应生成铜盐和CO2、H2O。
某同学利用下述系列反应实现了“铜→铜绿→……→铜”的转化。
铜
铜绿
A
Cu（OH）2
B
Cu
（1）从三种不同分类标准回答，“铜绿”属于哪类物质？
____、____、___。
（2）请写出铜绿与盐酸反应的化学方程式________。
（3）写出B的化学式___________。
（4）上述转化过程中属于化合反应的是________，属于分解反应的是________。
【答案】铜盐碳酸盐碱式盐Cu2（OH）2CO3＋4HCl=2CuCl2＋3H2O＋CO2↑CuO①④
【解析】
【分析】
（1）根据物质的分类方法结合物质的俗称和物质组成进行解答；
（2）反应②为碱式碳酸铜和盐酸反应，生成氯化铜、水和二氧化碳；
（3）Cu（OH）2分解生成CuO；
（4）依据化合反应概念和分解还原反应的概念判断．
【详解】
（1）铜绿是碱式碳酸铜的俗称，含有铜元素，其分子式为[Cu2（OH）2CO3]，其阳离子不为氢离子，阴离子不全为氢氧根，故不是酸不是碱，可为铜盐，含有碳酸根离子，为碳酸盐，同时又含有氢氧根，也为碱式盐，故答案为：
铜盐；碳酸盐；碱式盐；
（2）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↑；
（3）Cu（OH）2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，故答案为：
CuO；
（4）在反应过程中：
铜→①铜绿→②A→③Cu（OH）2→④B→⑤Cu；铜→①铜绿发生了化合反应；
铜绿→②是A跟酸反应生成铜盐及CO2、H2O，A为铜盐是复分解反应；
A→③Cu（OH）2是铜盐和碱反应生成氢氧化铜沉淀，是复分解反应；
Cu（OH）2→④B是氢氧化铜受热分解生成氧化铜和水，是分解反应；
B→⑤Cu是氧化铜和氢气反应生成铜和水，是置换反应；
故答案为：
①；④．
6．铜锌银精矿化学成分如下：
元素
Cu
Zn
Ag
S
Fe
Pb
元素质量分数/%
17.60
18.30
0.146
33.15
18.17
7.86
利用铜锌银精矿制备硫酸铜晶体的流程如下：
回答下列问题：
（l）“气体A”为____（填化学式），“浸渣”中主要为硫酸铅和____（填化学式）。
（2）“沉铜”得到Cu2Cl2固体，目的是____________。
（3）“氧化”工序中，恰好反应时氧化剂和还原剂物质的量之比为____。
（4）“母液2”中阴离子含量最多的是____，该溶液最好返回__工序循环使用。
（5）依据铜锌银精矿化学成分进行分析，精矿中含有FeS2，理由是________。
【答案】SO2AgCl除去锌铁元素，分离出铜元素1:
2氯离子沉铜硫元素物质的量多于金属物质的量之和，故含有FeS2
【解析】
【分析】
铜锌银精矿和空气中的O2发生反应，各金属得到其氧化物，S转化为SO2，再加入H2SO4和NaCl，金属氧化物转化为硫酸盐，Ag转化为AgCl沉淀，Pb转化为PbSO4沉淀。
通入SO2将Cu2＋转化为Cu2Cl2沉淀，加入O2、H2SO4转化为CuSO4溶液，最后得到CuSO4晶体。
【详解】
（1）在焙烧过程中，各金属转化为金属氧化物，而S元素转化为SO2，因此气体A为SO2；各金属氧化物与H2SO4转化为金属离子，Pb2＋与SO42－沉淀得到PbSO4，而Ag＋与Cl－会生成AgCl沉淀；
（2）经过浸出之后，溶液中还有Zn2＋、Fe2＋、Cu2＋。
沉铜之后，得到Cu2Cl2沉淀，实现了Cu与Zn、Fe的分离，答案为除去锌铁元素，分离出铜元素；
（3）氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4，Cu2Cl2中Cu的化合价为＋1价，1molCu2Cl2转化全部转化为Cu2＋，失去2mol电子，1molO2反应时，得到4mol电子，根据得失电子守恒，氧化剂和还原剂的比例为1：
2；
（4）氧化的目的是将Cu2Cl2转化为CuSO4，根据原子守恒，溶液中阴离子还大量存在的还有Cl-；母液2中含有较多的Cl－，以及没有沉淀的Cu2＋和SO42－，溶液中没有Ag＋和Pb2＋等离子，不需要“浸出”，最好返回“沉铜”的步骤中，可以为该步骤提供Cl－；
【点睛】
问题（4）母液2最好返回的步骤中，易填错为浸出，浸出过程中也加入NaCl，但是要考虑到浸出加入NaCl的目的是为了沉淀Ag＋，而Ag＋在溶液中的量是很少的，而沉淀铜的时候需要较多的Cl－，母液2中含有较多的Cl－，且不含有其他金属离子，因此进入沉铜步骤，也可以减少相关净化操作。
7．氧化亚铜（Cu2O）是一种用途广泛的光电材料，某工厂以硫化铜矿石（含CuFeS2、Cu2S等）为原料制取Cu2O的工艺流程如下：
常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表：
Fe（OH）2
Fe（OH）3
Cu（OH）2
开始沉淀
7.5
2.7
4.8
完全沉淀
9.0
3.7
6.4
（1）炉气中的有害气体成分是___________，Cu2S与O2反应时，氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________。
（2）试剂X是H2O2溶液，当试剂X是___________时，更有利于降低生产成本。
（3）加入试剂Y调pH时，pH的调控范围是________。
（4）“还原”步骤中为提高N2H4转化率可采取的措施有_________（填序号）。
a.不断搅拌，使N2H4和溶液充分接触b.增大通入N2H4的流速
c.减少KOH的进入量d.减小通入N2H4的流速
（5）写出用N2H4制备Cu2O的化学方程式为_______________
（6）操作X包括烘干，其中烘干时要隔绝空气，其目的是____________。
（7）以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，写出阳极上生成Cu2O的电极反应式为________
（8）工业上用氨气生产氢氰酸（HCN的反应为：
CH4（g）+NH3（g）⇌HCN（g）+3H2（g）△H>0。
其他条件一定，达到平衡时NH3转化率随外界条件X变化的关系如图所示。
则X可以是___________（填字母序号）
a.温度b.压强c.催化剂d.
【答案】SO22∶1空气或氧气3.7≤pH<4.8ad4CuSO4＋N2H4＋8KOH
2Cu2O＋N2↑＋4K2SO4＋6H2O防止Cu2O被空气中氧气氧化2Cu－2e－＋2OH－=Cu2O＋H2Obd
【解析】
【分析】
硫化铜矿石（含CuFeS2、Cu2S等）预处理后与氧气焙烧：
2CuFeS2+4O2
Cu2S+3SO2+2FeO、Cu2S+2O2
2CuO+SO2，部分FeO被氧化为Fe2O3，得到相应的金属氧化物和SO2，加入稀硫酸溶解金属氧化物，得到含有Cu2+、Fe2+、Fe3+的酸性溶液，加入试剂X将Fe2+氧化为Fe3+，加入试剂Y调节pH3.7～4.8沉淀Fe3+，过滤，将滤液用KOH、N2H4还原，反应为：
4CuSO4+N2H4+8KOH
2Cu2O+N2↑+4KSO4+6H2O，过滤，洗涤、隔绝空气烘干，制得Cu2O。
【详解】
（1）根据流程，矿石与氧气高温反应得到金属氧化物和SO2；Cu2S与O2反应为Cu2S+2O2
2CuO+SO2，氧化剂为氧气，还原剂为Cu2S，氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:
1；
（2）若试剂X是H2O2溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋；酸性条件下，O2也可将Fe2＋氧化为Fe3＋，而氧气或空气价格远低于过氧化氢，故可用氧气或空气替代；
（3）加入试剂Y的目的是调节pH完全沉淀Fe3＋，但不沉淀Cu2＋，根据表中数据可知，pH范围为：
3.7≤pH＜4.8；
（4）还原过程中发生的反应是4CuSO4+N2H4+8KOH
2Cu2O+N2↑+4KSO4+6H2O，提高N2H4的转化率，则N2H4要充分反应；
a．不断搅拌，增加N2H4与溶液的接触面，使得N2H4充分反应，a符合题意；
b．增大通入N2H4的流速，有部分N2H4来不及反应，转化率会降低，b不符合题意；
c．减少KOH的进入量,该反应需要消耗碱，如果没有碱，反应速率减慢，转化率降低，c不符合题意；
d．减小通入N2H4的流速，能够使得N2H4反应更加充分，转化率增加，d符合题意；
综上ad符合题意；
（5）根据分析N2H4制备Cu2O的化学方程式为4CuSO4+N2H4+8KOH
2Cu2O+N2↑+4KSO4+6H2O；
（6）操作X为过滤，洗涤、隔绝空气烘干，制得Cu2O，因为Cu2O可以被O2氧化，在加热条件下易被空气氧化，故烘干过程要隔绝空气；
（7）以铜与石墨作电极，电解浓的强碱性溶液可制得纳米级Cu2O，阳极发生氧化反应，电极反应式为：
2Cu-2e－+2OH－=Cu2O+H2O；
（8）根据图示，NH3的转化率随着X的增加而减小；
a．该反应为放热反应，升高温度，平衡正向移动，NH3的转化率增加，与图像不符，a不符合题意；
b．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小，与图像相符，b符合题意；
c．催化剂增加化学反应速率，但是不影响平衡移动，NH3转化率不变，与图像不符，c不符合题意；
d．
增加，平衡正向移动，但是NH3的转化率减小，与图像相符，d符合题意；
综上bd符合题意。
【点睛】
问题（8）中的d项，可以从等效角度思考，在恒压的条件下，NH3要达到相同的转化率要加入同等比例的CH4，才可以。
如果只加入NH3，则CH4的转化率增加，而NH3自身的转化率会降低。
8．工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体的流程如下：
（1）“焙烧”时CuS转化为CuO和SO2，反应的化学方程式为_________________________。
（2）“酸化”步骤反应的离子方程式为______________________________。
（3）“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为__________。
（4）“淘洗”所用的溶液A应选用______（填序号）。
a．稀硫酸b．浓硫酸c．稀硝酸d．浓硝酸
（5）①“反应”一步的过程中发生反应Cu+2HNO3+H2O2=Cu（NO3）2+2H2O。
该反应中被还原的物质为__________。
②“反应”一步中若不加10%H2O2，只用浓HNO3，随着反应的进行，容器内持续出现大量红棕色气体NO2，请写出该反应的离子方程式____________________。
（6）由“反应”所得溶液中尽可能多地析出Cu（NO3）2·3H2O晶体的方法是___________________________________________________________________________。
（相关物质的溶解度曲线如图所示）
【答案】2CuS+3O2
2CuO+2SO2CuO+2H+=Cu2++2H2OFeSO4aH2O2CuO+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2
蒸发浓缩，冷却至26.4摄氏度时结晶
【解析】
【分析】
工业上由含铜废料（含有Cu、CuS、CuSO4等）制备硝酸铜晶体，废料通入空气焙烧后铜生成氧化铜，硫化铜转化为CuO和SO2，加入硫酸酸化生成硫酸铜，加入过量的铁发生置换反应生成铜，过滤得到滤渣铁和铜，用冷水淘洗后加入20%的HNO3和0%的H2O2发生反应，蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶，从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O。
【详解】
（1）CuS焙烧和氧气反应转化为CuO和SO2，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程式为：
2CuS+3O2
CuO+2SO2；
（2）焙烧后主要为氧化铜，酸化过程氧化铜和氢离子反应生成铜离子和水，离子方程式为：
CuO+2H+=Cu2++2H2O；
（3）根据分析可知过滤得到滤液主要为硫酸亚铁溶液，即“过滤”所得滤液中溶质的主要成分为FeSO4；
（4）淘洗加入酸不能具有强氧化性，否则会溶解铜，
a、稀硫酸，不能和铜反应，故a选；
b、浓硫酸和铜常温下不反应，但遇到水溶解放出大量热，会和铜发生反应，故b不选；
c、稀硝酸具有氧化性能氧化铜，故c不选；
d、浓硝酸能溶解铜，故d不选；
故答案为：
a；
（5）①该反应中H2O2中的氧元素由-1价变为-2价，化合价降低被还原；
②若不加10%H2O2，只用20%HNO3，铜和浓硝酸反应生成二氧化氮气体，
反应的离子方程式为：
Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O；
（6）图象中结晶水合物的溶解度随温度变化曲线可知，温度高于26.4°C溶液中才能析出Cu（NO3）2•3H2O，所以从“反应”所得溶液中析出Cu（NO3）2•3H2O的方法是：
蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4°C结晶。
【点睛】
配平氧化还原方程式时先分析元素化合价的变化，找出氧化剂还原剂和氧化产物还原产物，之后依据电子守恒和元素守恒配平反应方程式。
9．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0.2
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