2020-2021备战高考化学 铜及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)
及答案解析
一、铜及其化合物
1．为探究黑色固体 X(仅含两种元素)的组成和性质，设计并完成如下实验：
请回答：
（1）X 的化学式是______________。
（2）写出蓝色溶液转化为蓝色沉淀的离子方程式是______________。 （3）写出固体甲与稀硫酸反应的化学方程式______________。 【答案】CuO Cu2++2OH-=Cu(OH)2 Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O 【解析】 【分析】
流程中32gX隔绝空气加热分解放出了能使带火星的木条复燃的气体为氧气，质量：32.0g-28.8g=3.2g，证明X中含氧元素，28.8g固体甲和稀硫酸溶液反应生成蓝色溶液，说明含铜离子，证明固体甲中含铜元素，即X中含铜元素，铜元素和氧元素形成的黑色固体为CuO，X为氧化铜，n(CuO)=n(O2)=
32g=0.4mol，结合质量守恒得到
80g/mol3.2g=0.1mol，氧元素守恒得到甲中n(Cu)：n(O)=0.4mol：(0.4mol-32g/mol0.1mol×2)=2：1，固体甲化学式为Cu2O，固体乙为Cu，蓝色溶液为硫酸铜，加入氢氧化钠溶液生成氢氧化铜沉淀，加热分解得到16.0g氧化铜。 【详解】
(1)分析可知X为CuO，故答案为CuO；
(2)蓝色溶液为硫酸铜溶液，转化为蓝色沉淀氢氧化铜的离子方程式为Cu2++2OH-=Cu(OH)2，故答案为Cu2++2OH-=Cu(OH)2；
(3)固体甲为Cu2O，氧化亚铜和稀硫酸溶液发生歧化反应生成铜、二价铜离子和水，反应的化学方程式为：Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O，故答案为Cu2O＋H2SO4=Cu＋CuSO4＋H2O。
2．已知两种常见金属A(地壳中含量第二的金属)、B(红色金属)分别与两种酸X、Y发生反应，其转化关系如图所示，其中D为红棕色气体。
回答以下问题：
（1）反应③的离子反应方程式为___；
（2）6.4gB与过量X溶液(8mol /L、60mL)充分反应后，生成的还原产物有C、D，反应后溶液中所含X为n mol ，此时溶液中所含X的阴离子的物质的量为___mol。
（3）常温下A与Y的稀溶液能发生反应生成盐W，关于固体W的转化关系如图所示(无关物质已略去)。其中N是红棕色的化合物。
①M由两种化合物组成，其中含有Ｆ；将Ｍ通入BaCl2溶液，实验现象是___。 L②若经反应I得到16 g固体Ｎ，产生的气体M恰好被0.3L1mol·溶液1，则反应Ⅳ中发生反应的离子方程式是____。
【答案】SO2+NO2 +H2O=2H++SO42-+NO n+0.2 产生白色沉淀 2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SO42-+3H+ 【解析】 【分析】
常见金属A为地壳中含量第二的金属，确定为Fe、B为红色金属确定为Cu，根据 D为红棕色气体，确定D为NO2，C为NO，X为HNO3；B为Cu，铜可以与浓硫酸反应生成硫酸铜，二氧化硫和水；生成的二氧化硫有还原性，可以与NO2反应生成硫酸和硝酸，确定B为Cu，Y为硫酸，F为SO2，G为CuSO4；（3）A（Fe）与Y（硫酸）的稀溶液反应生成硫酸亚铁和氢气，确定W为FeSO4，2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑，气体M为SO2和SO3
－1
NaOH溶液完全吸收得
的混合物，M与NaOH反应生成盐和水，N为Fe2O3，与稀硫酸反应生成硫酸铁和水。Fe3+具有氧化性和+4价硫元素具有还原性，可以发生氧化还原反应生成硫酸亚铁，据此分析。 【详解】
（1）根据以上分析可知，反应③为SO2、NO2和水的反应，根据得失电子数相等和原子守恒配平，得离子反应方程式为SO2+NO2 +H2O=2H++SO42-+NO； 答案：SO2+NO2 +H2O=2H++SO42-+NO
（2）6.4gB与过量X溶液(HNO3)充分反应后，生成的还原产物有NO2、NO，反应后溶液中所含HNO3为n mol ，溶液中所含NO3的物质的量为：n（NO3）=n（Cu2+）
??×2+n=
6.4g?2+n= n+0.2mol；
64g/mol答案：n+0.2
（3）①将Ｍ（SO2、SO3）通入BaCl2溶液，发生反应SO3+H2O+BaCl2=BaSO4↓+2HCl，有白色沉淀生成； 答案：产生白色沉淀 ②反应Ⅰ：2FeSO4
Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑；反应ⅢFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O；
根据固体M（Fe2O3）的量计算出SO2和SO3的物质的量。 2FeSO4
Fe2O3+ SO2↑+ SO3↑
160g 1mol 1mol 1.6g 0.01mol 0.01mol
反应Ⅱ SO3 + 2NaOH=Na2SO4+H2O 1mol 2mol 1mol 0.01mol 0.02mol 0.01mol SO2+ NaOH = NaHSO3 1mol 1mol 1mol 0.01mol 0.01mol 0.01mol
溶液1为Na2SO4和NaHSO3的混合物；
反应Ⅳ：硫酸铁具有氧化性，亚硫酸氢钠具有还原性，根据得失电子数相等和原子守恒得出离子方程式2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SO42-+3H+； 答案：2Fe3++HSO3-+H2O=2Fe2++SO42-+3H+
3．有关物质的转化关系如下图所示（部分物质与条件已略去）。已知A是由两种元素组成的黑色粉末，B由两种元素组成、其摩尔质量为65g?mol－1，C是空气中含量最多的单质，D是白色粉末且焰色反应呈黄色，E是一种紫红色金属，F是一种无色气体单质，H是一种红棕色气体，I是最常见的液体，K是一种强碱。
（1）B的化学式为__________________。 （2）K的电子式为__________________。
（3）写出反应①的化学方程式：_________________________________________。 （4）写出反应②的离子方程式：____________________________________。 【答案】 NaN3 2NO↑＋4H2O
【解析】C是空气中含量最多的单质，则C是N2；D是白色粉末且焰色反应呈黄色，则D
CuO+2NaN3
Cu+Na2O+3N2 3Cu+8H+＋2NO3- =3Cu2-＋
中含有Na元素；E是一种紫红色金属，则E是Cu；结合转化关系图，结合其他已知条件可得：A是CuO、B是叠氮化钠、D是Na2O、E是Cu、G是NO、H是NO2、I是H2O、J是HNO3、K是NaOH、L是Cu(NO3)2。 （1）叠氮化钠的化学式为NaN3； （2）NaOH的电子式为
；
（3）反应①为叠氮化钠和CuO受撞击反应生成N2、Na2O和Cu，故化学方程式为：CuO+2NaN34H2O。
点睛：无机框图推断题，既能检查学生元素化合物基础知识的掌握情况，又能检查学生灵活应用知识的能力，更能考查学生的逻辑推理能力，难度较大。解答无机框图推断题，应认真分析题干，找出明显条件和隐蔽条件。通过已知条件找出突破口，正推法、逆推法、假设法、猜测法等得出结论。
Cu+Na2O+3N2；
（4）反应②为Cu和稀硝酸的反应，离子方程式为：3Cu+8H+＋2NO3- =3Cu2-＋2NO↑＋
4．为探究黄色固体A（仅含三种元素）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+13O2气体产生，证明存在MgSO3 【解析】
36.8g固体A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①
2Fe2O3+4CuO+8SO2 MgSO3，取少量固体加盐酸溶液，有
x×160g/mol+y×80g/mol=32g，溶液D2中加入过量铁粉，充分反应后铁粉质量减少32g，有②
zx×56g/mol+×56g/mol- 22y×8g/mol=32g，根据①②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FeCuS2；
(2)固体A与O2反应生成B和C的化学方程式为4FeCuS2+13O2答案为4FeCuS2+13O2
2Fe2O3+4CuO+8SO2；
2Fe2O3+4CuO+8SO2，故
36.8?0.2?56?0.2?64=0.4mol，则A的化学式为FeCuS2，故答案为
32(3)少量Mg在二氧化硫中完全燃烧，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．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：①CuCl为白色固体，难溶于水和乙醇，可溶于氯离子浓度较大的溶液中。 ②CuCl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0.5mol?L-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[
n(NH4Cl)]与Cu2+沉淀率的关系如图所示。随着氯化铵用量的增多Cu2+2+n(Cu)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是___。
（5）若CuCl产品中混有少量CaSO4，设计提纯CuCl的实验方案：__。（实验中可选试剂：0.1mol?L-1盐酸、10mol?L-1盐酸、蒸馏水、无水乙醇）
2020-2021备战高考化学 铜及其化合物推断题 培优 易错 难题练习(含答案)及答案解析
