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近几年高考考查铜及其化合物与酸反应的相关计算、电镀铜、电解精炼铜、电解硫酸铜溶液的相关反应、
与铜相关的化工流程、以新型材料为素材考查金属材料和金属的冶炼,从形式上以选择题和非选择题考查。
1.(2024·浙江·高考真题)下列离子方程式正确的是
A.用
溶液除
气体:
B.
溶液中滴加
溶液:
C.
溶液中通入少量
:
D.用
溶液刻蚀覆铜板制作印刷电路板:
【答案】D
【解析】A.H2S 在离子方程式中应以化学式保留,正确的离子方程式为Cu2++H2S=CuS↓+2H+,A 项错误;
B.酸性条件下
会将H2SO3氧化成H2SO4,Ba2+与
形成BaSO4沉淀,滴加少量Ba(NO3)2时的离子方
程式为Ba2++2
+3H2SO3=BaSO4↓+2NO↑+2
+4H++H2O,滴加足量Ba(NO3)2时的离子方程式为3Ba2+
+2
+3H2SO3=3BaSO4↓+2NO↑+4H++H2O,B 项错误;
C.电离平衡常数:Ka1(H2CO3) >Ka(HClO) >Ka2(H2CO3),Cl2与水反应生成的HClO 与NaHCO3不反应,
第15 讲 铜及其化合物的性质、制备与实验探究
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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正确的离子方程式为Cl2+
=Cl-+HClO+CO2,C 项错误;
D.Cu 与FeCl3溶液反应生成CuCl2、FeCl2,反应的离子方程式为Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+,D 项正确;
答案选D。
2.(2023·全国·高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的
是
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【解析】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,
化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A 错误;
B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为:
2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓,B 错误;
C.溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢,Br2+H2O
HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所
以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C 错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:
CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O,方程式正确,D 正确;
故选D。
废铜综合利用的常见流程框图模式
规律·方法·技巧
2
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1.(2024·安徽阜阳·模拟预测)某同学进行如下实验:
实验
实验现象
ⅰ
将铜粉加入试管中,再加入稀
溶液变蓝,液面上方呈浅红棕色;至不再产生气泡时,铜粉有剩
余,余液呈酸性
ⅱ
继续向ⅰ中试管加入少量固体
又产生气泡,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色
ⅲ
继续向ⅰ中试管滴加几滴浓硫
酸
又产生气泡,铜粉减少,液面上方呈浅红棕色
下列说法不正确的是
A.铜与硝酸反应中,硝酸氧化性与氢离子、硝酸根浓度均有关
B.ⅰ、ⅱ中铜粉减少的原因能用相同的离子反应解释
C.继续向ⅰ中试管加入少量硫酸铜固体,也能发生ⅱ、ⅲ现象
D.用一定浓度的
与
也能使铜粉溶解
【答案】C
【分析】i.将铜粉加入试管中,再加入稀HNO3,稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜,溶液变蓝,开始产生
无色气体,无色气体又变为红棕色;铜粉有剩余,溶液为酸性;ii.继续向i 中试管加入少量固体NaNO3,
由于铜粉剩余,溶液为酸性,加入硝酸钠,等同于加入了稀硝酸,所以稀硝酸和铜反应生成NO、硝酸铜,
产生无色气体,无色气体又变为红棕色,同时可知推论i 中的酸性是硝酸有剩余;iii. 继续向ⅰ中试管滴加
几滴浓硫酸,溶液酸性增强,硝酸根离子氧化性增强,又和铜反应产生NO 气泡,铜粉减少,液面上方呈
经典变式练
3
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浅红棕色;
【解析】A.由ⅰ、ⅱ分析可知ⅰ还有硝酸剩余,不能将铜全部溶解,故硝酸氧化性和氢离子、硝酸根浓
度均有关,A 正确;
B.ⅰ、ⅱ铜粉减少的原因均为硝酸和铜发生了氧化还原反应,能用相同的离子反应
解释,B 正确;
C.铜离子是氧化产物,增大铜离子浓度铜的还原性减弱,不会发生反应,C 错误;
D.硝酸根离子在酸性条件下具有强化性,可以将铜氧化,故用一定浓度的
与
也能使铜粉溶
解,D 正确;
故选C。
2.(2024·新疆乌鲁木齐·一模)中国三星堆出土了大量文物,如青铜面具、青铜大立人等。下列有关说法
正确的是
A.铜在空气中主要发生析氢腐蚀
B.三星堆出土的青铜器上有大量铜锈,其主要成分为Cu2(OH)2CO3
C.用硝酸清洗铜器可以除去铜锈,保护铜器
D.青铜是铜中加入铅、锡制得的合金,其成分会加快铜的腐蚀
【答案】B
【解析】A.铜在空气中主要发生吸氧腐蚀,故A 错误;
B.铜锈的主要成分为
,故B 正确;
C.铜可以和硝酸反应,用硝酸清洗铜器可以除去铜绿,但也会破坏铜器,故C 错误;
D.铅、锡比铜活泼,腐蚀反应中铜做正极,会减缓铜的腐蚀,故D 错误;
故答案选B。
1.单质铜
(1)物理性质:紫红色固体,具有良好的延展性、导热性和导电性。
(2)化学性质:
核心知识精炼
4
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①常温下,铜在干燥的空气中性质稳定,但在潮湿的空气中则会被锈蚀,在其表面逐渐形成一层绿色的铜
锈。
有关化学方程式:2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3。
②写出下列化学方程式:
铜在空气中加热:2Cu+O2=====2CuO。
铜丝在硫蒸气中反应:2Cu+S=====Cu2S。
铜丝在Cl2中反应:Cu+Cl2=====CuCl2。
2.铜的重要化合物
(1)氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜
氧化亚铜
颜色
黑色
砖红色
与酸反应
(H+)
CuO+2H+===
Cu2++H2O
Cu2O+2H+===
Cu2++Cu+H2O
(2)氢氧化铜
①物理性质:蓝色不溶于水的固体。
②化学性质及应用:
(3)铜盐
①Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜,是铜绿、孔雀石的主要成分,受热分解可生成黑色的氧化铜,化学
方程式:Cu2(OH)2CO3
2CuO+CO2↑+H2O。
②CuSO4·5H2O 为蓝色晶体,俗称蓝矾、胆矾,其受热分解的化学方程式为CuSO4·5H2O
CuSO4+
5
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5H2O,蓝色晶体受热转化为白色粉末。无水CuSO4遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O),据此可用来检验水的存
在。
(4)铜盐的毒性
铜盐溶液有毒,主要是因为铜离子能与蛋白质作用,使蛋白质变性失去生理活性,因此人们利用这一性质
用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液,用来杀灭植物的病毒。
3.铜及其化合物的制备
(1)工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS2)冶炼铜的主要流程如下:
(2)Cu2S 是火法炼铜的重要原料之一,下面是由Cu2S 冶炼铜及制取CuSO4·5H2O 的流程图:
Cu2S――→Cu――→Cu2O、CuO―――――→A――→B――――――――→胆矾
1.(23-24 高三上·福建·阶段练习)“夏禹铸九鼎,天下分九州”,青铜器在古时被称为“吉金”,是红
铜与锡、铅等的合金。铜锈大多呈青绿色,主要含有
和
。下列说法错误的是
A.基态铜原子核外电子有15 种不同的空间运动状态
B.青铜的熔点低于纯铜
C.青铜器中锡、铅对铜有保护作用
D.可用
溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈
【答案】D
【解析】A.Cu 的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s 轨道,核外电子有1+1+3+1+3+5+1=15 种空
间运动状态,故A 正确;
B.合金的熔点低于组分金属的熔点,因此青铜的熔点低于纯铜,故B 正确;
C.Sn、Pb 的活泼性强于Cu,青铜中的Cu 和Sn、Pb 形成原电池且Sn、Pb 为负极,达成“牺牲阳极的阴
极保护”,故C 正确;
D.
会和Cu 反应而腐蚀铜器,不能用
溶液浸泡青铜器来清洗水铜器的铜锈,故D 错误;
故答案为:D。
2.(23-24 高三上·浙江宁波·阶段练习)探究铜及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的
是
基础测评
6
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实验方案
现象
结论
A
向
浓度均为
的
、
混合溶液中加入
溶液
出现蓝色沉淀
B
取适量硫酸铜粉末溶于水,再向溶液中加
入足量浓氨水
硫酸铜粉末溶解后显
蓝色,加足浓氨水后
得到深蓝色溶液
氨分子结合铜离子能力强于水分
子
C
将铜和浓硫酸反应后的混合物倒入盛有稀
盐酸、
混合溶液的烧杯中
产生大量白色沉淀
说明铜和浓硫酸反应后有硫酸剩
余
D
取一段未打磨的铝条,伸入稀
溶液
铝条表面出现紫红色
固体
铝活泼性比铜强
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【解析】A.向
浓度均为
的
、
混合溶液中加入
溶液,氢
氧根与铜离子生成蓝色氢氧化铜沉淀的同时氢氧根过量也能与镁离子生成白色氢氧化镁沉淀,不能说明对
应难溶物的溶度积大小,A 错误;
B.硫酸铜粉末溶解后四水合铜离子显蓝色,加足浓氨水后得到深蓝色溶液生成四氨合铜离子,氨分子结
合铜离子能力强于水分子,B 正确;
C.将铜和浓硫酸反应后的混合物倒入盛有稀盐酸、
混合溶液的烧杯中产生大量白色沉淀不能说明铜
和浓硫酸反应后有硫酸剩余,因为产物硫酸铜中也含有硫酸根离子,C 错误;
D.未打磨的铝条表面有一层氧化铝薄膜,深入硫酸铜溶液不反应,D 错误;
故选B。
3.(23-24 高三上·江苏常州·阶段练习)冶炼铜时可使
在高温下与
反应转化为
,生成的
与
进一步反应得到
。
在酸性溶液中会转化为
和
;
能被浓硝酸氧化为
。
在
存在下能与氨水反应生成
。则下列化学反应表示正确的是
A.
在高温下与
反应:
7
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B.
与浓硝酸反应:
(浓)
C.
溶于稀硫酸:
D.
在
存在下与氨水反应:
【答案】C
【解析】A.
在高温下与
反应生成氧化亚铜和二氧化硫,反应的化学方程式为:
,A 项错误;
B.二氧化氮具有氧化性,硫化氢具有还原性,反应过程中会进一步转化为硫和二氧化氮,所以
与浓
硝酸反应生成硝酸铜、NO2、S 和水,反应的化学方程式为:
,B 项错误;
C.
溶于稀硫酸会发生氧化还原反应,生成硫酸铜、铜和水,反应的离子方程式为:
,C 项正确;
D.氨水呈碱性,没有大量
,Cu 在
存在下与氨水反应的离子方程式为:
,D 项错误;
故选C。
4.(23-24 高三上·北京)某校兴趣小组对SO2与新制Cu(OH)2悬浊液的反应进行探究,实验如下:
装
置
序
号
试管中的药品
现象
8
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实
验
Ⅰ
1.5mL1mol·L-1CuSO4溶液和
3.5mL1mol·L-1NaOH 溶液混合
开始时有砖红色沉淀出现,一段时间后,砖红色沉淀消
失,静置,试管底部有少量紫红色固体,溶液呈绿色
实
验
Ⅱ
1.5mL1mol·L-1CuCl2溶液和
3.5mL1mol·L-1NaOH 溶液混合
开始时有黄色沉淀出现,一段时间后,黄色沉淀消失,静
置,生成大量白色沉淀,溶液呈绿色
已知:CuCl 为白色固体,难溶于水,能溶于浓盐酸。下列说法不正确的是
A.取少量Cu2O 固体于试管中,加入5mL0.1mol·L-1NaOH 溶液,持续通入SO2,若试管底部有少量紫
红色固体,溶液呈绿色,证明实验Ⅰ中砖红色沉淀为Cu2O
B.将实验Ⅱ中白色沉淀洗涤干净后,加入浓盐酸,沉淀溶解,然后加入蒸馏水,产生白色沉淀,证
明白色沉淀为CuCl
C.实验Ⅱ与实验Ⅰ现象不同是因为阴离子不同造成的
D.实验Ⅰ、Ⅱ中不一定生成了SO
【答案】D
【分析】实验Ⅰ、Ⅱ试管中的药品均生成新制氢氧化铜浊液,其中的阴离子不同,分别为硫酸根离子、氯
离子,通入二氧化硫气体后,反应现象不同。
【解析】A.实验1 的试管中先发生的反应
,得到新制氢氧化铜浊
液,
,
,
氢氧化钠溶液有剩余;取少量Cu2O 固体于试管中,加入5mL0.1mol·L-1NaOH 溶液,Cu2O 固体溶于碱性溶
液,持续通入SO2,使溶液呈酸性,Cu2O 在酸性条件发生歧化反应,若试管底部有少量紫红色固体,溶液
呈绿色,紫红色固体为铜,溶液呈绿色,溶液中有硫酸铜,说明溶液中发生如下反应
,所以实验Ⅰ中砖红色沉淀为Cu2O,A 正确;
B.实验Ⅱ的试管中先发生的反应是
,
,
,氢氧化
钠溶液剩余;CuCl 为白色固体,难溶于水,能溶于浓硫酸,实验Ⅱ中通入二氧化硫,有白色沉淀CuCl 生
9
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成,发生的反应为
,所以实验Ⅱ中白色沉淀洗涤干净后,加
入浓盐酸,沉淀溶解,然后加入蒸馏水,产生白色沉淀,证明白色沉淀是CuCl,B 正确;
C.实验Ⅱ溶液中含有氯化钠,实验Ⅰ溶液中含硫酸钠,这两个实验中阴离子不同,两个实验的现象不同,
实验Ⅱ与实验Ⅰ现象不同是因为阴离子不同造成的,C 正确;
D.根据以上分析,实验Ⅰ、Ⅱ中都生成了
,D 错误;
故选D。
5.(23-24 高三上·河北保定·期中)利用如图装置探究铜和浓硝酸的反应,反应后溶液呈绿色{浓硝酸产生
的
在溶液中达到饱和后呈黄色,
呈蓝色,两者混合后呈绿色};取少量该绿色溶液①,
向其中加入少量水后,溶液变为蓝色溶液②。下列有关说法错误的是
已知:在
溶液中存在平衡
。
A.加水稀释绿色溶液①,溶液中
降低
B.浓硝酸与铜的反应中体现强氧化性的硝酸占该反应消耗的硝酸总量的50%
C.若向蓝色溶液②中加入
后溶液变为绿色,则
可能呈黄色
D.若平衡
,加热
溶液,蓝色加深
【答案】D
【解析】
A.加水稀释绿色溶液①,
,溶液中
降低,A 正确;
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B.
,硝酸体现强氧化性和酸性,体现强氧化性的硝酸占该反
应消耗的硝酸总量的50%,B 正确;
C.蓝色溶液含
,加入
,增大了
,则
,
平衡正向移动,溶液变为绿色,则
可能呈黄色,和
混合后呈绿色,C 正确;
D.若平衡
,加热
溶液,平衡向右移动,
浓度增大,溶液变为绿色,D 错误;
故答案选D。
6.(23-24 高三上·甘肃兰州·期中)通过下列实验以印刷线路板碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)为
原料制备还原性物质CuCl。下列说法不正确的是
A.“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2
B.“还原”时离子方程式为SO
+Cu2++Cl-+H2O=CuCl↓+SO
+2H+
C.“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行
D.可循环利用的物质为H2SO4
【答案】B
【分析】碱性蚀刻废液(主要成分为[Cu(NH3)4]Cl2)加足量NaOH 将铜转化为氢氧化铜沉淀,过滤后将氢氧化
铜溶于稀硫酸,得到硫酸铜溶液,再加入亚硫酸钠、NaCl 再还原成CuCl,过滤、洗涤得到CuCl。
【解析】A.由上述分析可知“沉铜”得到的沉淀主要为Cu(OH)2,故A 正确;
B.该反应不满足电荷守恒,正确的离子方程式为:SO
+2Cu2++2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO
+2H+,故B 错误;
C.CuCl 易被氧化,因此“过滤”、“洗涤”时应该在隔绝空气的条件下进行,以防止其氧化,故C 正确;
D.由B 中反应可知还原过程中生成硫酸,可在酸溶时循环利用,故D 正确;
故选:B。
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7.(23-24 高三上·重庆·期中)向27.2gCu 和Cu2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸1L,固体物质完全反应,
得到8.96LNO 和NO2的混合气体(气体摩尔体积以22.4L/mol 计算)及Cu(NO3)2,在所得溶液中加入l.0
mol∙L−1的NaOH 溶液1.0L,此时溶液呈中性,金属离子已完全沉淀,沉淀质量为39.2g。下列有关说法正
确的是
Cu
①
与Cu2O 的物质的量之比为1 2∶
②硝酸的物质的量浓度为2.8 mol∙L−1
Cu
③
、Cu2O 与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol
④产生的NO 标准状况下体积为2.24L
⑤原混合物中Cu 的质量分数为52.9%
A.①⑤
B.②④
C.③④
D.②③
【答案】C
【分析】由题意知,氢氧化铜的质量为39.2g,其物质的量为
,设铜、氧化铜的物质的
量分别为xmol、ymol,则x+2y=0.4,64x+114y=27.2,解得x=0.2mol,y=0.1mol。
【解析】①由分析知可知,原固体混合物中Cu 与Cu2O 的物质的量之比为2 1
∶
,①错误;
②根据N 元素守恒可知原硝酸溶液中
,其
物质的量浓度为
,②错误;
③
,生成0.4mol 的硝酸铜消耗了0.8mol 的氢氧化钠,另外0.2mol 氢氧化钠中和了硝酸,
Cu、Cu2O 与硝酸反应后剩余HNO3为0.2mol,③正确;
④设两种气态的物质的量分别为n(NO)和n(NO2),则n(NO)+n(NO2)=0.4mol,由电子守恒得3n(NO)
+n(NO2)=0.2mol×2+0.1mol×2,联立方程解得n(NO)=0.1mol,n(NO2)=0.3mol,所以产生的NO 体积为
V(NO)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L, ④正确;
⑤原混合物中m(Cu)=0.2mol×64g/mol=12.8g,则原混合物中Cu 的质量分数为
,⑤错
误。
综上,说法正确的为③④,故选C。
8.(23-24 高三上·江西·阶段练习)用如图所示实验装置(夹持仪器已略去)探究铜丝与过量的浓硫酸反应。
下列说法错误的是
12
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A.上下移动①中铜丝可控制生成
的量
B.①中发生反应的化学方程式为
C.③中选用
溶液吸收多余的
D.为确认
生成,向①中加水,观察颜色
【答案】D
【解析】A.当铜丝与浓硫酸接触时才能反应,当往上移动铜丝,铜丝与浓硫酸不接触,反应停止,故上
下移动①中铜丝可控制生成
的量,A 项正确;
B.用铜片和浓硫酸反应制取
,方程式正确,B 项正确;
C.
可与碱反应,可用
溶液吸收多余的
,C 项正确;
D.反应停止后,①中浓硫酸过量,有剩余,将水加入①中会造成试管中液体飞浅,发生危险,D 项错误;
故选D。
1.(23-24 高三上·重庆沙坪坝·阶段练习)下列与化学有关的叙述错误的是
A
B
C
D
能力提升
13
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A.烟花与电子跃迁有关
B.青花瓷的主要成分是碳酸钙
C.参与形成青铜器上铜绿的物质有铜、氧气、水和CO₂
D.放射性同位素在医疗上可应用于诊断和治疗疾病
【答案】B
【解析】A.烟花与高能态的电子跃迁到低能态,故A 正确;
B.青花瓷的主要成分是硅酸盐,故B 错误;
C.铜绿是碱式碳酸铜,参与形成青铜器上铜绿的物质有铜、氧气、水和CO2,故C 正确;
D.放射性同位素可用于透视和放疗即在医疗上可应用于诊断和治疗疾病,故D 正确。
综上所述,答案为B。
2.(23-24 高三上·安徽·阶段练习)如图为我国出土的后母戊鼎,经测定,其成分为铜84.77%、锡
11.64%、铅2.79%。后母戊鼎充分显示出商代青铜铸造业的生产规模和技术水平。下列有关说法正确的是
A.融化该鼎所需温度比纯铜的高
B.该鼎在足量稀硫酸中将化为乌有
C.该鼎在干燥、无氧环境中不生锈
D.鼎表面生成的铜绿成分主要是CuO
【答案】C
【解析】A.该金属是合金,合金熔点低于纯金属,A 错误;
B.铜在金属活动顺序表中位于H 后,则铜不与稀硫酸反应,B 错误;
C.铜生锈的原理是和水、二氧化碳反应,则没有水的时候,铜不会生锈,C 正确;
D.铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3,D 错误;
故选C。
3.(23-24 高三上·江苏徐州·阶段练习) Cu2S 在高温下与O2反应转化为Cu2O 和SO2,生成的Cu2O 与
Cu2S 进一步反应得到Cu 和SO2。Cu2O 在酸性溶液中会转化为Cu 和
;Cu 在O2存在下能与氨水反应生
成
;CuSO4可用于水体的净化。下列物质的结构与性质或物质的性质与用途具有对应关系
的是
A.Cu2S 熔点高,可用作电池的负极材料
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B. SO2具有还原性,可用作纸浆的漂白剂
C. NH3存在孤电子对,可与Cu+形成配位键
D.
溶液显酸性,可用于游泳池内水的消毒
【答案】C
【解析】A.Cu2S 可用作电池的负极材料,是因为Cu2S 可以被氧化,与其熔点高无关,故A 错误;
B.SO2可用作纸浆的漂白剂,是因为二氧化硫具有漂白性,与其还原性无关,故B 错误;
C.NH3中存在孤电子对,可与Cu+形成配位键,故C 正确;
D.硫酸铜溶液可用于游泳池内水的消毒,是因为铜离子是重金属离子,能使蛋白质变性,与其溶液显酸
性无关,故D 错误;
故答案为:C。
4.(23-24 高三上·河南濮阳·期中)
是一种重要的化工原料,其有关制备途径及性质如图所示。
下列说法错误的是
A.Y 可以是甲酸乙酯
B.制取等量的
,途径①消耗的
是途径②的2 倍
C.“混合气体”中一定含有
D.在①~⑤中,Cu 元素被氧化的反应有3 个
【答案】D
【分析】Cu 可以通过两种方法来制取CuSO4,①
,②2Cu+O2+
2H2SO4=2CuSO4+2H2O,CuSO4受热分解得到混合气体和Cu2O,Cu 化合价降低,CuSO4中只有O 元素的
化合价能升高,所以混合气体中一定含有O2,CuSO4与过量NaOH 溶液反应会生成Cu(OH)2悬浊液,可以
与含醛基的物质反应生成Cu2O,据此分析解答。
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【解析】A.硫酸铜与氢氧化钠溶液反应生成Cu(OH)2,甲酸乙酯中含醛基,Cu(OH)2可以氧化甲酸乙酯,
Cu(OH)2被还原为Cu2O,故A 正确;
B.①
,②2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O,制取等量的CuSO4,
途径①消耗的H2SO4是途径②的2 倍,故B 正确;
C.CuSO4受热分解得到混合气体和Cu2O,Cu 化合价降低,CuSO4中只有O 元素的化合价能升高,所以混
合气体中一定含有O2,故C 正确;
D.由图可知,Cu 元素在反应①②中,化合价由0 价升高到+2 价,在反应③⑤中,化合价由+2 价降低到
+1 价,所以Cu 元素参与了4 个氧化还原反应,其中被氧化的反应为2 个,故D 错误;
故答案选D。
5.(2024·浙江·模拟预测)下列有关
和
元素化学实验方案设计或结论不正确的是
实验方案
实验现象
实验结论
A
将不溶于水的红色粉末溶于稀硫
酸,再加入
溶液
粉末完全溶解,溶液变蓝绿色,加入
溶液有蓝色沉淀生成
红色粉末成分是Cu 和
B
向
溶液中滴加氨水
先产生蓝色沉淀,后沉淀消失,溶液
变深蓝色
与
的配位能力:
C
向
稀溶液中加入少量铜粉
固体完全溶解
还原性:
D
向CuS 和FeS 混合固体中加入足
量稀盐酸
黑色固体部分溶解,有气体产生,溶
液为浅绿色
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【解析】A.将不溶于水的红色粉末溶于稀硫酸,再加入
溶液,粉末完全溶解,溶液变蓝绿色,
加入
溶液有蓝色沉淀生成,说明反应后的溶液中存在Fe2+,该红色粉末也可能是Cu2O 和
,
发生的反应分别为:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、
Fe2(SO4)3+Cu=CuSO4+2FeSO4,A 错误;
B.向
溶液中滴加氨水,先反应生成氢氧化铜沉淀,后生成[Cu(NH3)4]2+,该过程中[Cu(H2O)4]2+转化
为[Cu(NH3)4]2+,说明与
的配位能力:
,B 正确;
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C.向
稀溶液中加入少量铜粉,固体完全溶解,发生反应:Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,Cu 为还原剂,
Fe2+为还原产物,则还原性:
,C 正确;
D.CuS 不溶于稀盐酸,FeS 和盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢气体,溶液中含有Fe2+,此时CuS 不能转化
为FeS,说明CuS 的溶解度小于FeS,
,D 正确;
故选A。
6.(2024·河北衡水·模拟预测)以含有少量杂质Fe 的粗铜为原料,制备蓝矾(
)的工艺流程如
下图所示:
下列说法正确的是
A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,理论上硫酸和硝酸的物质的量之比为3 2∶
B.气体A 为酸性氧化物,可与适量的氧气和水反应生成硝酸,循环利用
C.物质X 可以使用氨水,且X 过量对产物无影响
D.“操作Z”为蒸发结晶、趁热过滤
【答案】A
【分析】粗铜加稀硫酸、稀硝酸溶解,得NO 和铜离子的溶液,往溶液中加物质X 沉淀Fe3+,过滤,所得
滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得蓝矾。
【解析】A.“溶解”时,若忽略少量的杂质铁,据
可知,要使
H+与
的物质的量比为4:1(8:2),则理论上H2SO4和HNO3的物质的量之比为3 2∶,故A 正确;
B.气体A 为NO,不属于酸性氧化物,故B 错误;
C.若物质X 为氨水,则过量氨水会沉淀Cu2+,即生成Cu(OH)2沉淀,使蓝矾产量降低,故C 错误;
D.“操作Z”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,故D 错误;
故答案为:A。
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7.(2024·安徽淮北·一模)下列离子方程式错误的是
A.氯化银溶于氨水:
B.铜与浓硝酸反应:
C.漂白粉用于环境消毒的原理:
D.铁上镀锌的阴极反应:
【答案】B
【解析】A.氯化银溶于氨水,生成Ag(NH3)2Cl 溶液,Ag(NH3)2Cl 发生完全电离:
,A 正确;
B.铜与浓硝酸反应,生成Cu(NO3)2、NO2气体等,题中反应物、生成物正确,但得失电子不守恒:
,B 错误;
C.漂白粉用于环境消毒时,与空气中溶解的CO2作用,生成CaCO3和HClO:
,C 正确;
D.铁上镀锌时,在阴极,溶液中的Zn2+得电子生成Zn,附着在铁镀件表面,则阴极反应:
,D 正确;
故选B。
8.(23-24 高三上·海南省直辖县级单位·期末)将一定质量的镁、铜合金加到稀硝酸溶液中,两者恰好完
全反应,假设反应过程中还原产物全部是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3mol·L-1的NaOH 溶液至
沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,则下列有关叙述中正确的是
A.开始加入合金的质量可能为16.4g
B.参加反应的硝酸的物质的量为0.1mol
C.生成沉淀完全时消耗NaOH 溶液的体积为100mL
D.标准状况下产物NO 的体积为22.4L
【答案】C
【解析】A.测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5.1g,说明氢氧根质量为5.1g,其物质的量为
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0.3mol,转移电子物质的量为0.3mol,若全部是镁,则镁的质量为
,若全部是铜,
则铜的质量为
,若开始是两者的合金,则合金的质量不可能为16.4g,只可能介
于3.6g 和9.6g 之间,故A 错误;
B.根据氮元素和得失电子守恒,转移0.3mol 电子,金属物质的量为0.15mol,则起酸性的硝酸物质的量为
0.3mol,其氧化性的硝酸物质的量为
,因此参加反应的硝酸的物质的量为0.4mol,故B 错
误;
C.由于氢氧根物质的量为0.3mol,加入物质的量浓度为3mol·L-1的NaOH 溶液的体积为
,故C 正确;
D.根据前面分析生成NO 物质的量为0.1mol,则标准状况下产物NO 的体积为2.24L,故D 错误。
综上所述,答案为C。
9.(2024·北京丰台·一模)某研究小组探究Fe3+盐溶液与Cu 的反应,进行了如下实验。
实验装置
序
号
试剂a
实验现象
I
0.25
mol·L-1Fe2(SO4)3溶
液
溶液逐渐变为蓝色。2 天后,Cu 片有较大量剩
余,溶液仍为蓝色
Ⅱ
0.5 mol·L-1FeCl3溶
液
溶液逐渐变为蓝绿色,铜片表面覆盖有白色固体
(经检验为CuCl)。2 天后,白色固体消失,Cu 片
无剩余,溶液中产生大量红褐色沉淀
Ⅲ
0.5 mol·L-1
Fe(NO3)3溶液
溶液逐渐变为绿色,实验过程中未见气泡产生。
2 天后,Cu 片少量剩余,溶液中产生大量红褐色
沉淀
资料:i.CuCl、CuSCN 是难溶于水的白色固体;
ii.Fe2+ + NO⇌[Fe(NO)]2+ (棕色)。
(1)用化学用语解释Fe3+盐溶液显酸性的原因 。
(2)实验I 中发生反应的离子方程式为 。
(3)小组同学取2 mL 实验I 中反应2 天后的溶液于试管中,加入2 滴1 mol·L-1 KSCN 溶液,观察到溶液迅
速变红,产生大量白色沉淀。
甲同学猜想Fe2+可能在该条件下被Cu2+氧化了。
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①用离子方程式表示甲同学的猜想 。
②甲同学通过实验证实了其猜想,实验方案是 。
(4)对比实验I 和实验Ⅱ,小组同学推测Cl-可以催化Fe3+与Cu 反应。其理由是 。
(5)实验Ⅱ中产生大量红褐色沉淀的原因是 。
(6)实验Ⅲ所得溶液的颜色不是蓝色,小组同学猜测反应中生成了[Fe(NO)]2+,设计并实施了以下实验,验
证了其猜想。
步骤
实验操作
实验现象
①
向盛有2 g 金属Cu 片的烧杯中加入试剂X
2 天后溶液颜色无明显变化,铜片表面有细小气泡附着
②
继续加入少量FeSO4固体
溶液迅速变为浅棕色
试剂X 是 。
综合以上实验,Fe3+盐溶液与Cu 反应的多样性与阴离子种类、生成物存在形式等有关。
【答案】(1)Fe 3+ + 3H2O
Fe(OH)3 + 3H+
(2)2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+
(3) Fe2+ + Cu2+ + SCN- = Fe3+ + CuSCN↓ 向2 mL 0.5 mol/L FeSO4和0.25 mol/L CuSO4的混合溶液
中,加入2 滴1 mol·L-1 KSCN 溶液,观察实验现象
(4)产生白色固体:Cu+ Fe3+ + Cl- = CuCl↓+ Fe2+;白色固体消失:CuCl + Fe3+ = Fe2+ + Cu2+ + Cl-;总反应:
2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+。从现象上看,实验Ⅱ反应更快
(5)4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ + 2H2O,c(OH-)、c(Fe3+)增大,形成Fe(OH)3沉淀
(6)20mL NaNO3与HNO3的混合溶液[pH 约为1.3、c(NO )=1.5 mol/L) ]
【分析】本题为实验探究题,探究Cu 与Fe3+的反应机理和反应条件,根据题干信息,i.CuCl、CuSCN 是
难溶于水的白色固体; ii.Fe2+ + NO
[Fe(NO)]2+ (棕色),结合各实验步骤和控制变量原则进行解题。
【解析】(1)FeCl3是强酸弱碱盐,Fe3+水解导致溶液呈酸性,水解离子方程式为Fe3++3H2O
Fe(OH)
3+3H+,故答案为: Fe3++3H2O
Fe(OH)3+3H+;
(2)由题干信息可知,向0.25 mol·L-1Fe2(SO4)3溶液中加入Cu,观察到溶液逐渐变为蓝色。2 天后,Cu 片
有较大量剩余,溶液仍为蓝色,故实验I 中发生反应的离子方程式为2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+,故答案为:
2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+;
(3)①由题干信息可知,实验I 中反应2 天后的溶液为FeSO4和CuSO4溶液,CuSCN 是难溶于水的白色固
体,加入2 滴1 mol·L-1 KSCN 溶液,观察到溶液迅速变红,产生大量白色沉淀,故可推测Fe2+可能在该条
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件下被Cu2+氧化,该转化的离子方程式为:Fe2+ + Cu2+ + SCN- = Fe3+ + CuSCN↓;
②甲同学通过实验证实了其猜想,实验方案是向2 mL 0.5 mol/L FeSO4和0.25 mol/L CuSO4的混合溶液中,
加入2 滴1 mol·L-1 KSCN 溶液,观察实验现象,故答案为:向2 mL 0.5 mol/L FeSO4和0.25 mol/L CuSO4的
混合溶液中,加入2 滴1 mol·L-1 KSCN 溶液,观察实验现象;
(4)对比实验I 和实验Ⅱ的实验现象,产生白色固体:Cu+ Fe3+ + Cl- = CuCl↓+ Fe2+;白色固体消失:
CuCl + Fe3+ = Fe2+ + Cu2+ + Cl-;总反应:2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+,从现象上看,实验Ⅱ反应更快,故可
推测Cl-可以催化Fe3+与Cu 反应,故答案为:产生白色固体:Cu+ Fe3+ + Cl- = CuCl↓+ Fe2+;白色固体消失:
CuCl + Fe3+ = Fe2+ + Cu2+ + Cl-;总反应:2Fe3+ + Cu = Cu2+ + 2Fe2+。从现象上看,实验Ⅱ反应更快;
(5)已知空气中的O2在酸性和碱性条件下均能氧化Fe2+,本实验反应原理为:4Fe2+ + O2 + 4H+ = 4Fe3+ +
2H2O,从而导致溶液中OH-和Fe3+浓度增大,生成红褐色沉淀Fe(OH)3,故答案为:4Fe2+ + O2 + 4H+ =
4Fe3+ + 2H2O,c(OH-)、c(Fe3+)增大,形成Fe(OH)3沉淀;
(6)题干实验Ⅲ中加入的试剂为20mL0.5mol/LFe(NO3)3,pH 约为1.3 的溶液,为避免铁离子干扰实验,
根据控制变量的原则可知,试剂X 是20mL NaNO3与HNO3的混合溶液[pH 约为1.3、c(NO )=1.5
mol/L) ],故答案为:20mL NaNO3与HNO3的混合溶液[pH 约为1.3、c(NO )=1.5 mol/L) ]。
10.(23-24 高三上·湖北襄阳·期中)
是一种微溶于水、难溶于乙醇、易被氧化的白色粉末,以黄铜
矿(主要成分为
)为原料制取
的流程如图所示:
(1)“浸取”后所得溶液可通入氯气来生产印刷电路板腐蚀液,若消耗标况下氯气
,则转移电子数为
,检验
所用试剂为 (填写名称)。
(2)实验室制取氯气的化学方程式为 。
(3)加入浓盐酸的目的是 ,发生的离子方程式为 。
(4)若用蒸馏水洗涤,检验沉淀是否洗涤干净的操作是 ,最好采用 “洗涤”。
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(5)过滤用到的玻璃仪器是 ,真空干燥的目的是 。
【答案】(1)
硫氰化钾溶液
(2)
(3) 可将
转化为易溶于水的物质实现与
的分离
(4) 取最后一次洗涤液于试管中,向其中加入硝酸银溶液,无白色沉淀生成,证明已洗涤干净 乙
醇
(5) 烧杯、漏斗、玻璃棒 防止
被空气中的氧气氧化
【分析】黄铜矿和氯化铜反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和硫单质,CuCl 和盐酸反应生成[CuCl3]2-,加水稀
释利用平衡移动原理,
平衡逆向移动,抽滤洗涤干燥生成氯化亚铜。
【解析】(1)氯元素化合价由0 价降低到-1 价,44.8L 氯气为2mol,转移电子数4NA;检验Fe3+可以用
KSCN 溶液。
(2)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气:
。
(3)加入浓盐酸可以分离出CuCl 和S 滤渣中的S 单质,CuCl 可溶于浓盐酸,而S 不能;CuCl 溶解的离
子方程式为:
。
(4)CuCl 沉淀上可能有氯离子杂质,检验沉淀是否洗净的方法是:取最后一次洗涤液于试管中,向其中
加入硝酸银溶液,无白色沉淀生成,证明已洗涤干净;洗涤过程中为了减少CuCl 的损失,加速干燥,可
以选择有机溶剂乙醇洗涤。
(5)过滤需的玻璃仪器有:漏斗、烧杯、玻璃棒;CuCl 中Cu 元素为+1 价,易被空气氧化,真空干燥的
目的是防止CuCl 被空气中的氧气氧化。
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