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第10 讲 铜及其重要化合物（解析板）
知识主线：Cu
Cu(OH)2
1．铜的性质
(1)物理性质：铜是紫红色金属，具有良好的导电性、导热性性(仅次于银)和延展性
(2)化学性质
①与非金属反应
a．潮湿的空气中：2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 (碱式碳酸铜，绿色固
体)
b．与氧气加热：2Cu＋O2
△
2CuO (黑色固体)
c．铜丝在Cl2中燃烧：Cu＋Cl2=====CuCl2 (棕黄色烟)
d．铜丝在硫蒸气中反应：2Cu＋S
△
Cu2S
②与酸反应：铜与非氧化性酸不反应，但与与氧化性酸(浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸)能
反应
a．铜与浓硫酸共热：Cu＋2H2SO4(浓)
△
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
b．铜与浓硝酸反应：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
c．铜与稀硝酸反应：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
③与盐溶液反应
a．铜与氯化铁溶液：Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2 Cu＋2Fe3＋===2Fe2＋＋Cu2＋
b．铜与硝酸银溶液：Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋
2．铜的重要化合物
(1)氧化铜和氧化亚铜
名称
氧化铜(CuO)
氧化亚铜(Cu2O)
颜色
黑色
砖红色
与非氧化
性酸反应
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O
与氧化性
CuO＋2HNO3(稀)===Cu(NO3)2＋H2O
3Cu2O＋14HNO3(稀)===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O
1
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酸反应
与H2反
应
CuO＋H2
△
Cu＋H2O
Cu2O＋H2
△
2Cu＋H2O
转化关系
4CuO=====2Cu2O＋O2↑
(2)氢氧化铜
①物理性质：蓝色不溶于水的固体
②化学性质
a．受热发生分解：Cu(OH)2
△
CuO＋H2O
b．能与酸反应：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O
c．弱氧化性(检验醛基)：CH3CHO＋2Cu(OH)2＋NaOH
CH3COONa＋
Cu2O↓＋3H2O
(3)铜盐
①碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿、孔雀石的主要成分
a．受热分解可生成黑色的氧化铜，化学方程式为Cu2(OH)2CO3
△
2CuO＋CO2↑
＋H2O
b．可溶于稀硫酸，离子方程式：Cu2(OH)2CO3＋4H＋===2Cu2＋＋CO2↑＋3H2O。
②硫酸铜(CuSO4)
a．CuSO4·5H2O 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＋5H2O，蓝色晶体受热转化为白色粉末
b．无水CuSO4为白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)，可作为水的检验依
据
③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，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多
液，用来杀灭植物的病毒
【注意】
①通常利用反应：2Cu＋O2
△
2CuO 除去混合气体中的少量O2
②Cu 与稀H2SO4不反应，但在通入O2的条件下，Cu 可在稀H2SO4中逐渐溶解
2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O
③无水CuSO4只能作为检验水的试剂；由于其吸水效率不是太高，不能作为水蒸气
的吸收试剂而用于除杂
④溶液中的Cu2＋常为蓝色(浓CuCl2溶液为绿色，稀CuCl2溶液为蓝色)，可作为Cu2＋
的鉴别依据
⑤Cu2+与碱反应生成蓝色沉淀[Cu(OH)2]，这是鉴定Cu2+的原理之一
⑥CuS、Cu2S 均为黑色粉末，难溶于水和非氧化性酸，能被硝酸等强氧化性酸溶解
3．铜的存在及制备
(1)铜的存在：在人类历史上，首先发现并应用的是铜，其后是铁。铜在自然界中以游
离态和化合态形式存在。常见的铜矿石有黄铜矿(CuFeS2)、孔雀石(Cu2(OH)2CO3)
(2)铜的制备和精炼
①湿法炼铜：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
②高温炼铜(火法炼铜)：工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜)
2CuFeS2＋4O2
△
Cu2S＋3SO2＋2FeO (炉渣)
2Cu2S＋3O2
△
2Cu2O＋2SO2 2Cu2O＋Cu2S
△
6Cu＋SO2↑
2
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【注意】实验室常用H2或CO 还原CuO，而工业上不是用此法炼铜
4．熟记铜及其化合物的颜色
物质
颜色
物质
颜色
Cu
紫红色
CuSO4
白色
CuO
黑色
CuSO4·5H2O
蓝色
Cu2O
砖红色
Cu2(OH)2CO3
绿色
Cu2S
黑色
Cu(OH)2
蓝色
例1．下列物质对应的化学式正确的是
A．氧化铜：Cu2O
B．乙醚：
C．明矾：
D．铬酸钾：
【答案】B
【详解】A．氧化铜是CuO，而Cu2O 表示的是氧化亚铜，A 错误；
B．乙醚是两个乙基CH3CH2-与O 原子相连形成的化合物，故其结构简式表示为
，B 正确；
C．明矾是十二水和硫酸铝钾，化学式为
，C 错误；
D．铬酸钾化学式是
，
表示重铬酸钾，D 错误；
故合理选项是B。
例2．下列说法正确的是
A．铜片与浓硫酸共热后，冷却，再向混合液中加入一定量蒸馏水，溶液呈蓝色
B．铝片用浓硝酸浸泡后，取出洗净，投入到硫酸铜溶液中，无明显现象
C．配制一定物质的量浓度食盐水时，若容量瓶内有残留蒸馏水，则所配溶液浓度
偏低
D．常温下，分别向两支盛有5mL0.1mol/L 酸性高锰酸钾溶液的试管中加入
2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L 过氧化氢溶液，根据褪色时间比较浓度对反应速率的
影响
【答案】B
【详解】A．铜片与浓硫酸共热后，冷却，再向混合液中加入一定量蒸馏水，相当于
往浓硫酸中加水，液体会喷出，从而引发安全事故，A 不正确；
B．铝片用浓硝酸浸泡后，发生钝化，表面生成钝化膜，取出洗净，投入到硫酸铜溶液
3
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中，氧化铝与Cu2+不发生反应，无明显现象，B 正确；
C．配制一定物质的量浓度食盐水时，若容量瓶内残留蒸馏水，则不影响所配溶液的体
积和溶质的物质的量，所配溶液浓度不变，C 不正确；
D．常温下，分别向两支盛有5mL0.1mol/L 酸性高锰酸钾溶液的试管中加入
2mL0.1mol/L、2mL0.2mol/L 过氧化氢溶液，高锰酸钾均过量，不会产生褪色现象，D
不正确；
故选B。
例3．某学习小组利用下图装置(夹持仪器已略去)验证浓、稀硝酸氧化性的相对强弱。
实验现象为：①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中转为无色，气体通过③
后依然为无色，通过④后转为红棕色。
已知：浓硝酸能将NO 氧化成
，而稀硝酸不能氧化NO。
下列说法正确的是
A．实验之前不用通
B．①中也可加入稀硝酸
C．②和③中加入的都是水
D．⑤中只发生反应
【答案】D
【详解】A．若实验之前不通入N2，则无法判断生成的红棕色气体NO2是NO 被空气
中的O2氧化的还是浓硝酸还原得到的，会干扰实验，选项A 错误；
B．若①中加入稀硝酸，则会与铜生成NO 为无色气体，与实验现象不符，选项B 错误；
C．装置②中为水，目的在于将反应生成的NO2溶于水，生成
NO:3NO2+H2O=2HNO3+NO；装置③中为稀硝酸，验证NO 是否能被其氧化，选项C 错
4
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误；
D．装置⑤为尾气处理装置，其中的溶液是氢氧化钠溶液，经过装置④气体全部转化
为NO2，因此装置⑤发生的反应为:2NO2+2OH-=
+
+H2O，选项D 正确；
答案选D。
例4．西汉东方朔所撰的《申异经·中荒经》：“西北有宫，黄铜为墙，题曰地皇之
宫”。文中“黄铜”主要成分是铜锌，含少量锡、铅等。下列说法错误的是
A．铜锈的主要成分为
，俗称铜绿
B．相关金属元素还原性由强到弱的顺序为：Zn>Sn>Pb>Cu
C．黄铜制作的高洪太铜锣应保存在干燥处
D．用灼烧法可区别“黄铜”和黄金首饰
【答案】A
【详解】A．潮湿的环境中，Cu 和CO2、H2O、O2反应生成Cu2(OH)2CO3而产生铜绿，
故A 错误；
B．根据金属活动性顺序表可知，金属活动性：Zn＞Sn＞Pb＞Cu,故B 正确；
C．潮湿的环境中，Cu 和CO2、H2O、O2反应生成Cu2(OH)2CO3而产生铜锈，所以用黄
铜制作的高洪太铜锣应置于干燥处保存，故C 正确；
D．Cu 在加热的条件下和氧气反应生成黑色的CuO，Au 在加热条件下和氧气不反应，
所以可以采用灼烧的方法区分黄铜和黄金首饰，故D 正确；
故选：A。
例5．中华民族为人类文明进步做出巨大贡献。下列说法正确的是
A．中国是丝绸的故乡，丝、绸、绢等蚕丝制品属于天然高分子材料
B．四千余年前用谷物酿造出酒和醋，酒和醋均属于无机物
C．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为石灰石
D．青铜器“马踏飞燕”被选作中国的旅游徽标，青铜器表面铜锈主要成分为
【答案】A
【详解】A．丝、绸、绢等蚕丝制品的主要成分是蛋白质，属于天然高分子化合物，A
正确；
B．酒和醋的成分分别是乙醇和乙酸，属于有机物，B 错误；
C．瓷器的主要原料为黏土，C 错误；
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D．青铜器表面铜锈主要成分为
，D 错误；
故选A。
例6．下列叙述正确的是
A．
和
均能通过金属单质与S 化合制得
B．
与
分别通入到石蕊溶液中现象相同
C．一定条件下，NO 和
均能转化成
D．常温下，浓硫酸和浓硝酸均能与Cu 反应产生大量气体
【答案】C
【详解】A．Cu 和S 反应生成Cu2S，故A 错误；
B．
通入到石蕊溶液中生成亚硫酸，溶液变红色；
通入到石蕊溶液中生成HCl
和HClO，HClO 具有漂白性，现象是溶液先变红后褪色，故B 错误；
C．NO 和O2混合后通入水中能够生成
，
和水反应生成
和NO，一定
条件下，NO 和
均能转化成
，故C 正确；
D．常温下，浓硫酸和Cu 不反应，故D 错误；
故选C。
例7．实验小组研究不同价态硫元素之间的转化，装置图如下。下列说法正确的是
A．①中未生成蓝色固体，证明浓硫酸没有被还原
B．②中溶液褪色，证明
具有漂白性
C．③中淡黄色粉未变白，证明
具有氧化性
D．④中产生淡黄色沉淀，证明
被氧化
【答案】D
【分析】铜和浓硫酸在加热条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，浓硫酸体现强氧
6
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化性、酸性，浓硫酸还会吸收生成的水，二氧化硫能使酸性高锰酸钾溶液褪色，与过
氧化钠反应生成白色固体，通入硫化钠溶液中出现浑浊。
【详解】A．①中由于浓硫酸会吸收水分，而且反应是复杂的，不一定能看到有蓝色，
但浓硫酸反应生成二氧化硫，说明浓硫酸被还原，故A 错误；
B．②中溶液褪色，是二氧化硫 酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，证明
具有
还原性，故B 错误；
C．③中淡黄色粉未变白，是过氧化钠和二氧化硫反应生成硫酸钠，证明
具有还原
性，故C 错误；
D．④中产生淡黄色沉淀，沉淀是二氧化硫和硫离子反应生成硫单质，硫化钠中硫化
合价升高，证明
被氧化，故D 正确。
综上所述，答案为D。
例8．一种利用废铜渣(主要成分CuO，及少量
、
等杂质)制备超细铜粉的流
程如下：
下列说法正确的是
A．“酸浸”所得滤渣的主要成分为
B．若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
C．“沉铜”发生的反应为复分解反应
D．“转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：
、
、
【答案】D
【分析】废铜渣(主要成分CuO，及少量
、
等杂质) “酸浸”时CuO、少量
与H2SO4反应生成硫酸铜、硫酸铁，SiO2不溶于H2SO4，所以滤渣的成分是
SiO2，滤液中加过量氨水沉铁除去Fe3+，铜离子转化为
，所得滤液通二氧化
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硫沉铜，过滤出产生的CuNH4SO3沉淀，加稀硫酸转化，+1 价铜发生歧化反应，得到
铜离子、和Cu。
【详解】A． 据分析，“酸浸”所得滤渣的主要成分为SiO2，A 错误；
B． 若向“沉铁”后所得滤液中加入乙醇，析出的深蓝色晶体为
，B 错
误；
C． “沉铜”时含有
和过量氨水的混合溶液中通入二氧化硫生成
CuNH4SO3沉淀，铜元素化合价降低，则发生氧化还原反应，不为复分解反应，C 错误；
D．转化时，CuNH4SO3在稀硫酸中发生歧化反应，得到铜离子、和Cu，结合元素守恒
可知， “转化”后所得滤液中含有的主要阳离子：
、
、
，D 正确；
答案选D。
例9．实验室制取NO 和
固体，下列装置能达到实验目的的是
A．用装置甲制取NO 气体
B．用装置乙除去NO 中少量的
C．用装置丙收集NO 气体
D．用装置丁灼烧
得到
【答案】B
【详解】A．浓硝酸和铜片反应生产二氧化氮，故A 错误;
B．二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸，可以除去二氧化氮，故B 正确；
C．二氧化氮和氧气反应生成二氧化氮，不可以用排空气法收集一氧化氮，故C 错误；
D．
灼烧会水解生产氢氧化铜，氢氧化铜又会受热生产氧化铜，灼烧
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得不到
，故D 错误；
故选：B。
例10．部分含铜物质的分类与相应铜元素的化合价关系如图所示。下列说法正确的是
A．
、
均易溶于水
B．既有氧化性又有还原性
C．常温下，与单质硫反应生成
D．向固体中通入
气体生成
【答案】B
【分析】a 为CuO，b 为Cu2O，c 为Cu(OH)2，d 为CuS，e 为Cu2S，f 为Cu。
【详解】A．a 为CuO，d 为CuS，二者均为难溶于水的黑色粉末，A 错误；
B．b 为Cu2O，Cu 的化合价为+1 价，处于中间价态，既有氧化性又有还原性，B 正确；
C．Cu 在常温下不与S 反应，需要加热才能反应，所以C 错误；
D．向固体Cu(OH)2中通入
气体生成CuS，所以D 错误；
故答案选B。
1．铜及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)纳米铜是性能优异的超导材料，工业上以辉铜矿(主要成分为
)为原料制备纳米
铜粉，
中铜元素的化合价为 价。
(2)无水
常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成 色晶体，俗称
。
(3)
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CuO，化学方程式为 。
(4)
常用作媒染剂、杀虫剂等。Cu 与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成
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，
对该反应有催化作用，其催化原理如图所示。
的化学式为 。
(5)CuCl 广泛应用于化工和印染等行业。在高于300℃，HCl 气流中热分解
可以制备CuCl，其中HCl 的作用是 。
【答案】(1)+1
(2) 蓝 胆矾或蓝矾
(3)
(4)
(5)用HCl 气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制
水解的发生，防止CuCl 被
氧化
【详解】（1）
中硫元素为-2 价，则铜元素的化合价为+1；
（2）无水
常用于检验物质中是否含有水，吸水后会形成蓝色硫酸铜晶体，俗称
胆矾或蓝矾；
（3）碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水、二氧化碳，
；
（4）Cu 与稀盐酸在持续通入空气的条件下反应生成
，
对该反应有催化作用，
铜生成铜离子化合价升高，根据电子守恒可知，M 生成
中铁元素化合价降低，故
为亚铁离子
；
（5）氯化铜加热水解生成氢氧化铜和挥发性酸，HCl 可抑制其水解，CuCl 中铜具有还
原性易被空气中氧气氧化，在HCl 气流中热分解
可以制备CuCl，其中
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HCl 的作用是用HCl 气流带走产生的水蒸气，提供酸性环境抑制
水解的发生，
防止CuCl 被氧化。
2．某固体化合物X 由5 种元素组成。某学习小组进行了如图实验：
已知气体B 能使湿润红色石蕊试纸变蓝。请回答：
(1)X 中含有的元素有 ，气体B 的电子式 。
(2)X 的化学式 。
(3)X 的水溶液可以与纤维素作用，工业上利用此性质得到产物名称 。
(4)写出X 隔绝空气强热生成A、D、E 的化学方程式 。
【答案】(1) Cu、N、S、O、H
(2)Cu(NH3)4SO4•2H2O
(3)铜氨纤维
(4)2Cu(NH3)4SO4•2H2O
2CuO+8NH3↑+2SO2↑+O2↑+2H2O
【分析】气体A 用碱石灰吸收后剩余气体B，且气体B 能使湿润红色石蕊试纸变蓝，
则B 为NH3，其物质的量为
，质量为0.4mol×17g/
mol=6.8g，则气体A 中除NH3外的气体总质量为10.4g-6.8g=3.6g，此气体被碱石灰吸
收，应为水蒸气，物质的量为
；固体C 的质量为
26.4g-10.4g=16g；加热分解后生成的黑色固体D 应为CuO，混合气体E 通入足量BaCl2
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溶液生成的白色沉淀23.3g，应为BaSO4，其物质的量
，根据
原子守恒可知，若气体为SO3应为0.1mol，质量为8g，则混合气体应为0.1molSO2和
0.05molO2；则黑色固体D 质量为8g，其物质的量为
，故X 分
解后生成的NH3、H2O、CuO、SO2和O2的物质的量之比为(0.4mol)：(0.2mol)：
(0.1mol)：(0.1mol)：(0.05mol)=8：4：2：2：1，此化合物中含有Cu、N、S、H、O 一
共5 种元素，结合原子守恒和质量守恒分析解题。
【详解】（1）由分析知X 中含有的元素有Cu、N、S、H、O；气体B 为NH3，电子
式是
；
（2）此化合物中含有Cu2+：NH4
+：SO4
2-：H2O 的物质的量之比为0.1mol：0.4mol：
0.1mol：0.2mol=1：4：1：2，X 的化学式Cu(NH3)4SO4•2H2O；
（3）Cu(NH3)4SO4•2H2O 的水溶液可以与纤维素作用，工业上利用此性质得到产物名
称铜氨纤维；
（4）X 分解后生成的NH3、H2O、CuO、SO2和O2的物质的量之比为(0.4mol)：
(0.2mol)：(0.1mol)：(0.1mol)：(0.05)=8：4：2：2：1，则Cu(NH3)4SO4•2H2O 隔绝空气
强热生成A、D、E 的化学方程式为：2Cu(NH3)4SO4•2H2O
2CuO+8NH3↑+2SO2↑+O2↑+2H2O。
3．氯氧化铜[xCuO·yCuCl2·zH2O]在农业上可用作杀菌剂。以废铜(主要杂质为Fe)为原
料，经溶解氧化、调节pH、过滤等步骤，可制备氯氧化铜。
(1)工业上用H2O2和HCl 溶解氧化废铜时，反应生成Cu2+时的离子方程式为 。
(2)加Cu2(OH)2CO3调节混合液pH 时，其优点是 。
(3)为测定氯氧化铜的组成，现进行如下实验：
步骤Ⅰ：称取0.4470 g 氯氧化铜固体，放入锥形瓶中，加入一定量30%的硝酸使固体
完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂，用0.100 0 mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定溶液中
的Cl-，滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00 mL(已知Ag2CrO4为砖红色沉淀)。
步骤Ⅱ：称取0.2235 g 氯氧化铜固体，放入锥形瓶中，加入一定量硫酸使固体完全溶
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解。溶液中加入过量的KI 固体，充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液，用0.200 0
mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定，滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液10.00 mL。
已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下：2Cu2+＋4I-===2CuI↓＋I2；2Na2S2O3＋I2===2NaI＋
Na2S4O6。
①步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是 。
②通过计算确定氯氧化铜的化学式(写出计算过程) 。
【答案】 Cu＋2H+＋H2O2===Cu2+＋2H2O 调节溶液的酸碱性，不引入杂质，
使Fe3＋全部转化为Fe(OH)3沉淀等 当加入最后一滴AgNO3溶液时，出现砖红色沉
淀 0.4470g 氯氧化铜Cl－离子的物质的量：n(Cl-)＝n(AgNO3)＝
0.1000mol·L-1×0.02L＝0.002mol 根据题意：2Cu2＋～I2～2Na2S2O3 则0.2235g 氯氧化铜
固体中：n(Cu2+)＝n(Na2S2O3)＝0.2000mol·L-1×0.01L＝0.002mol 可知0.4470g 氯氧化铜
中含有：n(CuCl2)＝0.001mol，n(CuO)＝0.003mol，根据质量守恒有n(H2O)＝(0.4470g
－0.001mol×135g·mol-1－0.003mol×80g·mol-1)÷18g·mol-1＝0.004mol，
n(CuO) n(CuCl
∶
2) n(H
∶
2O)＝3 1 4
∶∶，则晶体的化学式为3CuO·CuCl2·4H2O
【详解】(1)Cu 与H2O2和HCl 反应的化学方程式为：
，
拆写成离子方程式为：Cu＋2H+＋H2O2===Cu2+＋2H2O；
(2)溶解氧化时，产生Fe3+，加入Cu2(OH)2CO3调节混合液pH，其优点是：调节溶液的
酸碱性，不引入杂质，使Fe3+全部转化为Fe(OH)3沉淀等；
(3)①当氯离子已沉淀完全，多加入一滴AgNO3溶液时，Ag+和
开始结合，出现砖
红色沉淀，故答案为：当加入最后一滴AgNO3溶液时，出现砖红色沉淀；
0.4470g
②
氯氧化铜Cl－离子的物质的量：n(Cl-)＝n(AgNO3)＝0.1000mol·L-1×0.02L＝
0.002mol 根据题意：2Cu2＋～I2～2Na2S2O3 则0.2235g 氯氧化铜固体中：n(Cu2+)＝
n(Na2S2O3)＝0.2000mol·L-1×0.01L＝0.002mol 可知0.4470g 氯氧化铜中含有：n(CuCl2)＝
0.001mol，n(CuO)＝0.003mol，根据质量守恒有n(H2O)＝(0.4470g－
0.001mol×135g·mol-1－0.003mol×80g·mol-1)÷18g·mol-1＝0.004mol，
n(CuO) n(CuCl
∶
2) n(H
∶
2O)＝3 1 4
∶∶，则晶体的化学式为3CuO·CuCl2·4H2O，故答案为：
3CuO·CuCl2·4H2O。
4．研究人员将Cu 与Cu2O 的混合物ag，用足量的稀H2SO4充分反应后，剩余固体质量
为bg。
已知：Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
（1）混合物中n（Cu2O）＝ mol（用含a、b 的最简式表示）
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（2）若将ag 混合物在空气中加热生成CuO，则m（CuO）＝ g（用含a、b 的
最简式表示）
【答案】 (a-b)/80 (4a+b)/4
【分析】本题考查的是物质的量的计算。
（1）设Cu2O 的质量为xg
Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O △m
144 80
xg (a-b)g
x=
n（Cu2O）＝
。
（2）由（1）中计算可知Cu2O 的物质的量为(a-b)/80mol，则由Cu2O 生成的CuO 的物
质的量也为(a-b)/40mol。由（1）中计算可知Cu2O 的质量为
g，则Cu 与
Cu2O 的混合物中Cu 的质量为
g，物质的量为
，则由Cu 与Cu2O 的混合物中Cu 生成CuO 的
物质的量也为
。则ag 混合物在空气中加热生成CuO 的质量为{(a-
b)/40mol+
}×80g/mol=[(4a+b)/4]g。
【详解】（1）设Cu2O 的质量为xg
Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
m
△
144 80
xg (a-b)g
x=
n（Cu2O）＝
。本小题答案为：(a-b)/80。
（2）由（1）中计算可知Cu2O 的物质的量为(a-b)/80mol，则由Cu2O 生成的CuO 的物
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质的量为(a-b)/40mol。由（1）中计算可知Cu2O 的质量为
g，则Cu 与Cu2O
的混合物中Cu 的质量为
g，物质的量为
，则由Cu 与Cu2O 的混合物中Cu 生成CuO 的
物质的量也为
。则ag 混合物在空气中加热生成CuO 的质量为{(a-
b)/40mol+
}×80g/mol=[(4a+b)/4]g。本小题答案为：(4a+b)/4 。
5．硫酸铜可用于消毒、制杀虫剂、镀铜等。实验小组制取CuSO4·5H2O 晶体并进行热
分解的探究。请回答以下问题：
探究Ⅰ：制取CuSO4·5H2O 晶体
小组同学设计了如下两种方案：
甲：将铜片加入足量浓硫酸中并加热
乙：将铜片加入稀硫酸，控温40～50℃，滴加双氧水
（1）方案甲发生反应的化学方程式为 ，反应结束后有大量白色固体析出。
简述从中提取CuSO4·5H2O 晶体的方法：倒出剩余液体， 。
（2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因
是 ；与方案甲相比，方案乙的主要优点有 、 。(写出2
种)
探究Ⅱ：用以下装置(加热装置省略)探究CuSO4·5H2O 晶体热分解产物
已知：CuSO4·5H2O 脱水后升高温度，会继续分解成CuO 和气体产物，气体产物可能
含有SO3、SO2、O2中的1～3 种。
（3）称5.00gCuSO4·5H2O 于A 中加热，当观察到A 中出现 ，可初步判
断晶体已完全脱水并发生分解。加热一段时间后，A 中固体质量为3.00g，则此时A 中
固体的成分为 。
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（4）装置B 中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有 ，C 装置的作用是
。
（5）理论上E 中应收集到VmL 气体，事实上体积偏少，可能的原因是
。(不考虑泄漏等仅器与操作原因)。
【答案】 .Cu+2H2SO4(浓)
SO2↑+CuSO4+2H2O 加入适量水，蒸发浓缩，
冷却结晶 温度较低，反应速率慢；温度太高，H2O2分解，损耗大 原料利用
率高 不产生污染等合理答案 固体变为黑色 CuSO4 和 CuO SO3
检验有SO2生成 在C 装置中部分O2参与了氧化还原反应
【详解】本题主要考查对于“制取CuSO4·5H2O 晶体并进行热分解”的探究实验的评
价。
（1）方案甲发生反应的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)
SO2↑+CuSO4+2H2O，反应
结束后有大量白色固体析出。从中提取CuSO4·5H2O 晶体的方法：倒出剩余液体，加
入适量水，蒸发浓缩，冷却结晶。
（2）方案乙发生反应：Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2H2O，该实验控温40～50℃的原因
是温度较低，反应速率慢；温度太高，H2O2分解，损耗大 ；与方案甲相比，方案乙的
主要优点有原料利用率高、不产生污染等合理答案。
探究Ⅱ：
（3）若5.00gCuSO4·5H2O 完全成为CuO，则质量为1.6g。加热一段时间后，A 中固体
质量为3.00g>1.6g，则此时A 中固体的成分为CuSO4 和 CuO。
（4）装置B 中迅速生成白色沉淀，说明分解产物中有SO3，C 装置的作用是检验有
SO2生成。
（5）理论上E 中应收集到VmL 气体，事实上体积偏少，可能的原因是在C 装置中部
分O2参与了氧化还原反应。
点睛：解答本题CuSO4·5H2O 晶体热分解产物时，需要明确装置B 是用来检验SO3的，
装置C 是用来检验SO2的，装置D 用来除去酸性气体SO2，装置E 和F 用排水法量取
氧气体积。
6．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：
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请回答：
(1)X 的化学式是 。
(2)固体甲与稀硫酸反应的离子方程式是 。
(3)加热条件下氨气被固体X 氧化成一种气体单质，写出该反应的化学方程式
。
【答案】 CuO Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 2NH3+3CuO
N2+3Cu+ 3H2O
【详解】(1)X 隔绝空气高温分解生成气体和固体甲，气体能使带火星的木条复燃，说
明是氧气，氧气的质量是32.0g-28.8g=3.2g，物质的量是3.2g÷32g/mol=0.1mol；甲和
稀硫酸反应得到蓝色溶液和紫红色固体，蓝色溶液中加入稀氢氧化钠得到蓝色沉淀，
说明是氢氧化铜，氢氧化铜分解生成氧化铜，CuO 物质的量是16g÷80g/mol=0.2mol；
紫红色固体是铜，物质的量是12.8g÷64g/mol=0.2mol，固体甲中含Cu 物质的量为
0.2mol+0.2mol=0.4mol，甲中含O 物质的量为
=0.2mol，固体甲
的化学式为Cu2O；所以X 中铜和氧的个数之比是0.4mol：(0.1mol×2+0.2mol)=1：1，
因此X 的化学式为CuO。
(2)固体甲Cu2O 与稀硫酸反应生成Cu、CuSO4和H2O，反应的离子方程式是
Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。
(3)加热条件下氨气被固体X 氧化成一种气体单质，单质是氮气，该反应的化学方程式
为2NH3+3CuO
N2+3Cu+3H2O。
7．铜既能与稀硝酸反应，也能与浓硝酸反应，当铜与一定浓度硝酸反应时，可将化学
方程式表示为：Cu+HNO3→Cu(NO3)2+NO↑+NO2↑+H2O（未配平，不考虑2NO2
N2O4)
完成下列填空：
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（1）硝酸在该反应中的作用是 ，该反应的还原产物是 。
（2）0.3molCu 被硝酸完全溶解后，Cu 失去的电子数是 个，如果得到的NO 和
NO2物质的量相同，则参加反应的硝酸的物质的量是 ，若用排水法收集这些气
体，可得标准状况下的气体 L。
（3）如果参加反应的Cu 和HNO3的物质的量之比是3:10，写出该反应的离子方程式
。
（4）如果没有对该反应中的某些物质的比例作限定，则化学方程式可能的配平系数有
许多组。原因是 。
【答案】 氧化剂、酸 NO、NO2 0.6NA 0.9NA 4.48
3Cu+10H++4NO3
-=3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O 改反应生成两种还原产物，两者的比
例和氧化剂、还原剂的用量都可以发生变化
【详解】（1）在该反应中硝酸反应生成硝酸盐，且硝酸中N 元素的化合价降低，则作
氧化剂，硝酸在反应中被还原，则对应的产物NO、NO2为还原产物；
（2）该反应中Cu 元素由0 价升高到+2 价，则失去的电子为0.3mol×（2-0）
×NAmol-1=0.6NA个，设NO 的物质的量为n，得到的NO 和NO2物质的量相同，由电子
守恒可知，0.3mol×2=n×（5-2）+n×（5-4），解得n=0.15mol，则N 原子守恒可知作氧
化剂的硝酸为0.15mol+0.15mol=0.3mol，由Cu（NO3）2可知，作酸性的硝酸为
0.3mol×2=0.6mol，则参加反应的硝酸的物质的量是0.3mol+0.6mol=0.9mol，由
3NO2+H2O═2HNO3+NO 可知，0.15molNO2与水反应生成0.05molNO，则用排水法收集
这些气体，最后气体为NO，其物质的量为0.15mol+0.05mol=0.2mol，在标准状况下，
气体的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L；
（3）Cu+HNO3→Cu（NO3）2+NO↑+NO2↑+H2O 中，参加反应的Cu 和HNO3的物质的
量之比是3：10，则3Cu+10HNO3→3Cu（NO3）2+xNO↑+yNO2↑+5H2O，
由电子守恒及N 原子守恒可得，3x+y=6、x+y=4，解得x=1，y=3，则配平的化学反应
为3Cu+10HNO3═3Cu（NO3）2+NO↑+3NO2↑+5H2O，单质、气体、水在离子方程式中
保留化学式，其离子反应为3Cu+10H++4NO3
-→3Cu2++NO↑+3NO2↑+5H2O；
（4）该反应中硝酸被还原，生成两种还原产物，两者的比例和氧化剂、还原剂的用量
都可以发生变化，则方程式可能的配平系数有许多组。
8．高温时，Cu2S 和O2在密闭容器中实际发生的反应为以下两步：
2Cu2S+3O2
2Cu2O+ 2SO2
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2 Cu2O+ Cu2S
6Cu+ SO2↑
取amol Cu2S 和bmol 空气（设氧气占空气体积的20%）在高温下充分反应。根据下列
几种情况回答问题（反应前后温度、容器体积不变）：
（1）若反应后剩余固体只有Cu，则a 和b 的关系是 。
（2）若反应后容器内的压强小于反应前，通过分析，确定反应后容器内固体的成分
?
【答案】 b=5a Cu2O 或Cu 和Cu2O
【详解】（1）反应后固体全部是Cu 时，则：2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S
6Cu+SO2↑，两方程式相加得：
Cu2S+O2=2Cu+SO2
a 0.2b
解得b=5a
（2）2Cu2S+3O2
2Cu2O+2SO2，消耗3mol 氧气生成2mol 二氧化硫，当产物为
Cu2O 时，反应后容器内的压强小于反应前，Cu2S+O2=2Cu+SO2，反应后固体为Cu 时，
反应前后气体的体积未变，P1=P2，但反应后固体为Cu2O、Cu 时，反应后容器内的压
强小于反应前，所以反应后容器内的压强小于反应前，反应前为Cu2S，反应后容器内
固体的成分为Cu2O 或Cu 和Cu2O。
9．尽管氮元素在地壳中的丰度较低(主要以硝酸盐的形式存在)，在所有元素中仅排31
位，但是大气中有丰富的氮气，这为氨和硝酸的广泛应用提供了可能。
（1）氮气的电子式为 ，雷电作用能进行氮的固定，写出反应方程式
。
（2）食物蕴含的营养物质中，含氮的高分子化合物是 (填名称)，其水
解的最终产物为 。
（3）土壤中的NH4
+在硝化细菌的催化作用下可转化为NO3﹣，写出其离子方程式：
。
（4）某铜铝合金用足量稀硝酸完全溶解，得到标准状况下NO 11.2 L，再向溶液中加
入过量氨水，充分反应后过滤。①滤液显深蓝色是因为含有的离子(填化学式)．
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。②若沉淀质量为7.8g，则合金的质量为 g。
【答案】
N2+O2
2NO 蛋白质 氨基酸 NH4
+
+2O2NO3
-+H2O+2H+ Cu(NH3)4
2+ 41.1
【详解】（1）在N2分子中两个N 原子共用三对电子。所以氮气的电子式为
。
在电火花作用下N2与O2发生反应得到NO。反应的方程式为N2+O2
2NO。
（2）食物蕴含的营养物质中，含氮的高分子化合物是蛋白质，蛋白质是有许多的氨基
酸分子通过脱水缩合而成。因此其水解的最终产物为氨基酸。
（3）土壤中的
在硝化细菌的催化作用下可转化为
。反应的离子方程式
+2O2
NO3
-+H2O+2H+。
（4）①某铜铝合金用足量稀硝酸完全溶解，发生反应：3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2
＋2NO↑＋4H2O。Al＋4HNO3(稀)=Al(NO3)3＋NO↑＋2H2O.再向溶液中加入过量氨水时，
由于氨水为弱碱，不能溶解产生的Al(OH)3沉淀。所以发生反应：
Al(NO3)3+3NH3·H2O= Al(OH)3↓+ 3NH4NO3；Cu(NO3)2+6NH3·H2O=[Cu(NH3)4](OH)2＋
2H2O+ 2NH4NO3。
②滤液显深蓝色是因为含有的离子铜氨络离子——四氨合铜离子[Cu(NH3)4] 2-。
n(Al(OH)3)=7.8g÷78g/mol=0.1mol，m(Al)=2.7g。根据方程式 Al＋4HNO3(稀)=Al(NO3)3
＋NO↑＋2H2O 可知Al 产生的NO 的物质的量为0.1mol，则Cu 产生的NO 的物质的量
为0.5mol-0.1mol=0.4mol.由方程式 3Cu＋8HNO3(稀)=2Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 可知Cu
的物质的量为0.6mol.m(Cu)= 0.6mol ×64g/mol=38.4g.所以合金的质量为38.4g=41.1g。
10．铜是生命必需的元素，也是人类广泛使用的金属。
（1）．现代工业上，主要采用高温冶炼黄铜矿（CuFeS2，也可表示为Cu2S•Fe2S3）的
方法获得铜。火法炼铜首先要焙烧黄铜矿：2CuFeS2＋4O2
Cu2S＋3SO2＋
2FeO，反应中被还原的元素有 ，每转移0.6mol 电子，有 mol 硫被氧
化。产物中的SO2是一种大气污染物，可选用下列试剂中的 吸收（选填编号）。
a．浓H2SO4b．稀HNO3c．NaOH 溶液 d．CaCl2
（2）．Cu2O 投入足量的某浓度的硝酸中，若所得气体产物为NO 和NO2的混合物，
且体积比为1
1
﹕，发生反应的化学方程式为：
。
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（3）．某同学通过电化学原理实现了如下转化：Cu+2H+→Cu2++H2↑，则H2在
极获得（填写电极名称）。
（4）．向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀，写出该沉淀
的化学式 。请用平衡移动的原理，结合必要的离子方程式，对此现象作出解
释 。
（5）．将SO2气体通入CuCl2溶液中，生成CuCl 沉淀的同时，还有产物 （填
写化学式）。
【答案】 CuFeS2中
元素、O2中
元素 0.1 c 2Cu2O +
10HNO3→ 4Cu(NO3)2+ NO↑ +NO2↑ + 5H2O 阴 Fe(OH)3 Fe3+会水解产生较
多的H+：Fe3++ 3H2O
Fe(OH)3+3H+，加入CuO 与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了
H+浓度，使得水解平衡正向移动，生成Fe(OH)3沉淀 H2SO4、HCl
【详解】CuFeS2，也可表示为Cu2S•Fe2S3，这说明Cu 的化合价是＋1 价，铁是＋3 价。
根据方程式可知S 元素的化合价从－2 价升高到＋4 价，铁元素的化合价从＋3 价降低
＋2 价，氧元素的化合价从0 价降低到－2 价，所以反应中被还原的元素有Fe 和O。S
元素化合价升高到6 价，因此每转移0.6mol 电子，有0.1mol 硫被氧化。SO2是酸性氧
化物能被氢氧化钠吸收，浓硫酸和氯化钙与SO2不反应。硝酸吸收SO2的同时生成
NO2等污染性气体，所以答案选c。
Cu2O 投入足量的某浓度的硝酸中发生氧化还原反应生成硝酸铜、水和氮氧化合物，若
所得气体产物为NO 和NO2的混合物，且体积比为1
1
﹕，则发生反应的化学方程式为
2Cu2O + 10HNO3→ 4Cu(NO3)2+ NO↑+NO2↑+ 5H2O。
根据方程式Cu+2H+→Cu2++H2↑可知氢气是还原产物。该反应需要通过电解原理实现。
电解池中阳极失去电子生成氧化产物，阴极得到电子得到还原产物，所以H2在阴极获
得。
氯化铁是强酸弱碱盐，在溶液中Fe3+会水解产生较多的H+，离子方程式为Fe3++ 3H2O
Fe(OH)3+3H+，加入CuO 能与H+反应生成Cu2+和H2O，降低了H+浓度，使得水解
平衡正向移动，从而生成Fe(OH)3沉淀。
将SO2 气体通入CuCl2 溶液中，生成CuCl 沉淀，这说明氯化铜是氧化剂，则SO2 是
还原剂，氧化产物是硫酸根，所以根据原子守恒可知还有产物是硫酸和盐酸。
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