20202021全国高考化学铜及其化合物推断题的综合高考模拟和真题分类汇总附答案.pdf
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1、2020-2021 全国高考化学铜及其化合物推断题的综合高考模拟和真题分类汇总附答案 一、铜及其化合物 1某研究性学习小组拟探究热 CuCl22H2O 的热稳定性,进行如下操作:上述所列物质都是纯净物,请回答:(1)气流 C 的结构式_,白色固体的化学式_。(2)已知 Y 的摩尔质量为 233 gmol-1,完成 CuCl22H2O 缓慢加热分解的化学方程式_。【答案】H-Cl CuCl 2(CuCl22H2O)Cu2(OH)2Cl2+2HCl+2H2O 【解析】【分析】(1)气流 C 是保护气,用以抑制盐的水解,通常为该盐对应的酸;白色固体为无水盐分解产物;(2)在无保护气条件下,盐受热水解
2、,可能得到碱式盐,可能水解产生相应的碱,根据物质的摩尔质量确定 Y 的组成,Y 加热得到黑色固体是 CuO,根据 Y 的成分可确定其分解反应方程式。【详解】(1)CuCl2是强酸弱碱盐,由于产生该盐的酸为挥发性的 HCl,所以给盐的结晶水合物CuCl22H2O 加热时,为抑制其水解,要在 HCl 气流中进行,所以 C 是 HCl,目的是作保护气,抑制加热过程 CuCl2可能的水解。该物质是共价化合物,H 原子、Cl 原子之间通过一个共用电子对结合,所以 HCl 的结构式是 H-Cl,X 是 CuCl2。由于 3.42 g CuCl22H2O 的物质的量为 n(CuCl22H2O)=3.42 g
3、171 g/mol=0.02 mol,当高于 300加热,CuCl2分解,产生的白色固体中含有 Cu 0.02 mol,质量为 0.0264 g/mol=1.28 g1.99 g,说明含有 Cl 原子,其物质的量为(1.99 g-1.18 g)35.5 g/mol=0.02 mol,则白色固体中 Cu、Cl 个数比是 1:1,所以白色固体的化学式为 CuCl,Z 为 Cl2;(2)3.42 g CuCl22H2O 的物质的量为 n(CuCl22H2O)=3.42 g171 g/mol=0.02 mol,在没有 HCl 保护气作用下加热 CuCl22H2O 会发生水解,可能生成碱式盐 Cu2(O
4、H)2Cl2也可能生成相应的碱Cu(OH)2,Cu2(OH)2Cl2摩尔质量是 233 g/mol,3.42 gCuCl22H2O 反应产生 0.01 mol Cu2(OH)2Cl2,质量是 2.33 g,正好吻合,说明 Y 是 Cu2(OH)2Cl2;若反应产生 Cu(OH)2,其摩尔质量是 98 g/mol,与题干不符合,故 Y 为碱式盐 Cu2(OH)2Cl2,则根据质量守恒定律可得CuCl22H2O 缓慢加热的反应方程式为 2(CuCl22H2O)Cu2(OH)2Cl2+2HCl+2H2O;Cu2(OH)2Cl2在 200条件下加热发生分解反应产生 CuO 和 HCl,反应方程式为Cu
5、2(OH)2Cl2CuO+2HCl。【点睛】本题考查了易挥发性的结晶水合物受热分解产物的判断。这类盐在受热分解时,发生的分解反应有两种类型。在有保护气时,会失去全部结晶水,生成无水盐,温度升高,无水盐进一步分解;在无保护气时,会转化为碱式盐或相应的碱,继续升高温度,将进一步分解,最终转化为金属氧化物。一定要掌握外界条件对物质分解反应的影响。2由两种元素组成的矿物 A,测定 A 的组成流程如下:请回答:(1)反应中除了产生 D 外,还有一种气体生成,请写出该气体的电子式_ (2)写出的化学方程式:_(3)写出的离子方程式:_(4)检验 E 溶液中含有 Fe2+的方法是:_【答案】Cu2S+2O2
6、 2CuO+SO2 SO2+2Fe3+2H2O=2Fe2+SO42+4H+取少量溶液 E 于试管中,加入铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,说明含有 Fe2+【解析】【分析】由黑色固体 B 与一氧化碳共热反应生成红色固体单质 D 可知,黑色固体 B 为氧化铜,单质D 为铜,则 A 中含有铜元素;由无色气体 C 与过量氯化铁溶液反应生成 E 溶液,E 溶液与过量氯化钡溶液反应生成白色沉淀可知,C 为二氧化硫,E 为硫酸、氯化亚铁、盐酸和氯化铁的混合液,白色沉淀 F 为硫酸钡,则 A 中含有硫元素;4.66g 硫酸钡的物质的量为0.02mol,由硫原子守恒可知,A 中含有硫原子的物质的量为 0.02mo
7、l,3.20gA 中含有的铜原子的物质的量为3.20g0.02mol32g/mol64g/mol=0.04mol,则 A 中 n(Cu):n(S)=0.04mol:0.02mol=2:1,A 的化学式为 Cu2S。【详解】(1)反应为氧化铜与一氧化碳共热反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳为共价化合物,电子式为,故答案为:;(2)反应为硫化亚铜与氧气在高温下发生氧化还原反应生成氧化铜和二氧化硫,反应的化学方程式为 Cu2S+2O2 2CuO+SO2,故答案为:Cu2S+2O2 2CuO+SO2;(3)反应为氯化铁溶液与二氧化硫发生氧化还原反应生成硫酸、盐酸和氯化亚铁,反应的离子方程式为 SO2+2F
8、e3+2H2O=2Fe2+SO42+4H+,故答案为:SO2+2Fe3+2H2O=2Fe2+SO42+4H+;(4)E 为硫酸、氯化亚铁、盐酸和氯化铁的混合液,因溶液中含有的氯离子能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰亚铁离子检验,所以检验亚铁离子应选用铁氰化钾溶液,具体操作为取少量溶液 E 于试管中,加入铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,说明含有 Fe2+,故答案为:取少量溶液 E 于试管中,加入铁氰化钾溶液,若生成蓝色沉淀,说明含有 Fe2+。【点睛】E 溶液中含有的氯离子能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰亚铁离子检验是易错点。3
9、将单质 Fe 和 FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液一起放进烧杯中,搅拌、静置。根据下述不同情况,填写金属单质或金属离子的符号。(1)充分反应后,若 Fe 有剩余,则烧杯中不可能含有的金属离子是_。(2)充分反应后,如果烧杯中还有大量的 Fe3+,则还会有的金属离子是_。(3)如果烧杯中 Cu2+的物质的量减少了一半,则烧杯中一定没有的金属离子是_,一定没有的金属单质是_。【答案】Fe3+、Cu2+Fe2+、Cu2+Fe3+Fe 【解析】【分析】在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,单质Fe 和 FeCl2、FeCl3、CuCl2,氧化性:FeCl
10、3CuCl2FeCl2,还原性 FeCu,铁先与氯化铁溶液反应,Fe 有剩余,则溶液中不存在 Fe3+、Cu2+,以此解答该题。【详解】在金属活动性顺序中,位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来,单质Fe 和 FeCl2、FeCl3、CuCl2,则铁先与氯化铁溶液反应。氧化性:FeCl3CuCl2FeCl2,还原性 FeCu;Fe 有剩余,则溶液中不存在 Fe3+、Cu2+;如容器内有大量 Fe3+,说明金属 Fe 完全溶解且铜离子没有反应,所以还会有的金属离子是 Fe2+、Cu2+;如有一半 Cu2+剩余,说明铜离子已部分反应,所以氧化性强的铁离子已完全反应,则容器内一定没有的
11、金属离子是:Fe3+;则 Fe 完全溶解,一定没有 Fe 剩余。【点睛】考查 Fe3+、Cu2+的氧化能力大小的比较,能正确判断固体的成分是解本题的关键;本题中根据 Fe3+、Cu2+的氧化性强弱判断反应先后顺序,从而确定固体的成分、溶液的成分;有固体剩余,若固体只有铜,则反应后的溶液中一定无 Fe3+存在,一定存在 Fe2+,可能含有Cu2+;若有铁剩余,一定有铜生成,Fe3+和 Cu2+无剩余。4我国很早就使用青铜器,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
12、H2O。某同学利用以下反应实现了“铜铜绿铜”的转化。(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)请写出铜绿与盐酸反应的离子方程式:_。(3)上述转化过程中属于氧化还原反应的是_(填序号)(4)铜绿在受热时可直接分解生成物质 B、CO2和水,其分解的化学方程式为_。【答案】C Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+CO2+3H2O Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2O 【解析】【详解】(1)、Cu2(OH)2CO3中含有金属阳离子和酸根离子,属于盐类,故选择 C;(2)、铜绿与盐酸反应的离子方程式:Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2+CO
13、2+3H2O;(3)、反应中铜元素从 0 价升高为+2 价,反应中铜元素从+2 价降低为 0 价,其他反应元素化合价无变化,因此,上述转化过程中属于氧化还原反应的是,故答案为;(4)、铜绿受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水,化学方程式为:Cu2(OH)2CO32CuO+CO2+H2O。5现有 A、B、C、D 四种物质,A、B 为无色气体,C、D 为黑色粉末,B 跟 D 在一定条件下能生成 A,A 和 D 都能跟 C 反应生成 B 和一种红色固体 E,其中 B 能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀 F。(1)根据上述现象,写出下列物质的化学式。A_B_C_D_(2)写出实现下列变化的化学方程式 B
14、DA_ A CE B_【答案】CO CO2 CuO C CCO2 2CO COCuOCuCO2 【解析】【详解】(1)A、B 都为无色气体,B 能跟澄清石灰水反应生成一种白色沉淀 F,所以 B 是二氧化碳,F 是碳酸钙,二氧化碳和黑色粉末 D 在一定条件下能生成气体 A,所以 D 是木炭,A是一氧化碳,一氧化碳和木炭都能跟黑色粉末反应生成二氧化碳和红色固体 E,所以 C 是氧化铜,E 是铜,二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,一氧化碳、碳都会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙会生成碳酸钙沉淀和水,推导正确,所以A 是 CO,B 是 CO2,C 是 CuO,D 是 C,E 是
15、Cu,F 是 CaCO3;故答案是:CO;CO2;CuO;C(2)B+DA 的反应是二氧化碳和碳在高温的条件下生成一氧化碳,所以化学方程式为:CCO2 2CO;A+CE+B 的反应是一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,所以化学方程式为:COCuOCuCO2;故答案为 CCO2 2CO;COCuOCuCO2 6氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业。CuCl 难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化。以海绵铜(主要成分是 Cu 和少量 CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产 CuCl 的工艺过程如下:回答下列问题:(1)步骤中得到的氧化产物是
16、_,溶解温度应控制在 6070 度,原因是_。(2)写出步骤中主要反应的离子方程式_。(3)步骤包括用 pH=2 的酸洗、水洗两步操作,酸洗采用的酸是_(写名称)。(4)上述工艺中,步骤不能省略,理由是_。(5)步骤、都要进行固液分离。工业上常用的固液分离设备有_(填字母)A分馏塔 B离心机 C反应釜 D框式压滤机 (6)准确称取所制备的氯化亚铜样品 m g,将其置于若两的 FeCl3溶液中,待样品完全溶解后,加入适量稀硫酸,用 a mol/L 的 K2Cr2O7溶液滴定到终点,消耗 K2Cr2O7溶液 b mL,反应中 Cr2O72-被还原为 Cr3+,样品中 CuCl 的质量分数为_。【答
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