备战高考化学铜及其化合物推断题(大题培优)及详细答案

备战高考化学铜及其化合物推断题(大题培优)及详细答案
一、铜及其化合物
1．周期表中短周期7种主族元素A、B、C、D、E、F、G，原子序数依次增大。

A的原子半径最小，A和D、C和F分别同主族，F的单质是淡黄色固体，B所形成的化合物种类最多，E的最外层电子数等于其电子层数。

（1）F的离子结构示意图为：______。

C、D、E、F四种元素所形成的简单离子中，离子半径最小的是________（填微粒符号）；A、C元素组成的10电子阴离子的电子式
________，A、G、C元素组成具有漂白性的分子的结构式为________。

（2）用电子式表示B的简单氢化物的形成过程____________________。

（3）写出E的单质与D的最高价氧化物的水溶液反应的离子方程式________。

写出铜单质与F的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式____________。

【答案】 Al3+ 2Al+2OH-
+2H2O=2AlO2-+3H2↑ Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
周期表中短周期7种主族元素A、B、C、D、E、F、G，原子序数依次增大。

F的单质是淡黄色固体，F为S，C和F同主族，C为O；B所形成的化合物种类最多，B为C；E的最外层电子数等于其电子层数，E为Al；A的原子半径最小，A为H，A和D同主族，D为Na；因为G的原子序数比F(S)的原子序数大，所以G为Cl。

【详解】
由分析可知，A为H、B为C、C为O、D为Na、E为Al、F为S、G为Cl。

（1）F为S，S2-的结构示意图为：；C、D、E、F四种元素所形成的简单离子分
别为O2-、Na+、Al3+、S2-，电子层数越多半径越大，当电子层数相同、核外电子数相同时，核电荷数越大，半径越小，故C、D、E、F四种元素所形成的简单离子中，离子半径最小的是Al3+；A为H、C为O，A、C元素组成的10电子阴离子为OH-，OH-的电子式为；
A、G、C元素组成具有漂白性的分子为HClO，其结构式为；
（2）B的简单氢化物为CH4，用电子式表示CH4的形成过程为；
（3）E的单质与D的最高价氧化物的水溶液反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-
+3H2↑；F的最高价氧化物的水化物为H2SO4，铜单质与浓硫酸反应的化学方程式
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 。

2．下列框图涉及到的物质所含元素中，除一种元素外，其余均为1～18号元素。

已知：A、F为无色气体单质，B为具有刺激性气味的气体，C为黑色氧化物，E为红色金属单质(部分反应的产物未列出)。

请回答下列问题：
（1）D的化学式为__；F的结构式为__。

（2）A与B生成D的反应在工业上是生产__的反应原理之一。

（3）E与G的稀溶液反应的离子方程式为__。

（4）B和C反应的化学方程式为__。

（5）J、K是同种金属的不同氯化物，K为白色沉淀。

写出SO2还原J生成K的离子方程式：__。

【答案】NO N≡N硝酸 3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O
3CuO+2NH3加热3Cu+N2+3H2O 2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−
【解析】
【分析】
E为红色金属单质，应为Cu，则C为CuO，B为具有刺激性气味的气体，应为NH3，可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，生成的气体单质F为N2，可与氧气在放电条件下反应生成NO，则A为O2，D为NO，G为HNO3，H为Cu(NO3)2，I为Cu(OH)2，J 为CuCl2，J、K是同种金属的不同氯化物，K为白色沉淀，则K应为CuCl，据此分析解答。

【详解】
(1)由以上分析可知D为NO，F为N2，结构式为N≡N；
(2)O2与NH3发生催化氧化生成NO和水，NO被氧化生成NO2，溶于水生成硝酸，因此O2与NH3发生催化氧化生成NO是工业生成硝酸的重要反应之一；
(3)G为HNO3，稀硝酸与铜反应的离子方程式为3Cu+8H++2NO3−=3Cu2++2NO↑+4H2O；
(4)B为NH3，可与CuO在加热条件下发生氧化还原反应生成单质Cu，反应的方程式为
3CuO+2NH3加热3Cu+N2+3H2O；
(5)SO2还原CuCl2生成CuCl的离子方程式为2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42−。

3．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＋＋Cu 2Cu2＋＋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。

4．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①中得到的氧化产物是_________，溶解温度应控制在60~70度，原因是
__________。

（2）写出步骤③中主要反应的离子方程式___________。

（3）步骤⑤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⑥不能省略，理由是______________________________。

（5）步骤②、④、⑤、⑧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__________。

【答案】CuSO4或Cu2+温度低溶解速度慢、温度过高铵盐分解 2Cu2++SO32-+2Cl-
+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+硫酸醇洗有利加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化）B、D
【解析】
【分析】
【详解】
（1）海绵铜的主要成分是Cu与CuO，溶解所需试剂中有硝酸铵、水、硫酸，则Cu被氧化为铜离子；在稀溶液中，硝酸根离子作氧化剂，硫酸没有氧化性，作酸性介质，因此Cu2+和NH4+都会变成对应的硫酸盐。

（2）步骤③反应后过滤，说明反应中有沉淀产生，则该沉淀为CuCl沉淀，结合硫酸铵的回收，可知步骤③发生的离子反应为：2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；
（3）盐酸中含有较多氯离子，可能溶解CuCl沉淀，不合适；硝酸具有氧化性，会氧化CuCl沉淀，不合适；三大强酸中只有稀硫酸合适。

（4）CuCl难溶于醇和水，潮湿空气中易水解氧化，而水与醇互溶，所以醇洗不能省略的原因是醇的沸点低，可加快去除CuCl表面水分，防止其水解氧化，也有利于后面的烘干步骤。

（5）用于分离固体和液体的设备与实验室中的过滤的原理是相似的。

A、分馏塔是用于分离互溶的液体的设备，错误；B、离心机可利用离心力的作用使液体中的固体沉降，达到固液分离的目的，正确；C、反应釜为发生反应的设备，错误；D、框式压滤机可以使物料中的水通过挤压而排出，达到固液分离的目的，正确，答案选BD；
（6）根据题意，CuCl与K2Cr2O7发生氧化还原反应，K2Cr2O7被还原为Cr3+，则bmL、a mol/L K2Cr2O7溶液发生反应时，转移电子的物质的量是ab×10-3×2×3mol=6ab×10-3mol，+1价Cu会被氧化为Cu2+，根据得失电子守恒，则CuCl的物质的量是6ab×10-3mol，则样品中CuCl的质量分数是(6ab×10-3mol×99.5g/mol)/mg×100%=0.597ab/m×100%。

5．氯化亚铜(CuCl)微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化，其制备有很多方法，工业上可以废旧铜为原料生产氯化亚铜。

方法一：
(1)CuCl可以溶解在FeCl3溶液中，请写出该反应的离子方程式是：____。

(2)还原过程中的产物为Na[CuCl2]，试写出发生反应的化学方程式是__________，过滤操作用到的玻璃仪器有_______________________________。

(3)制备结束后所得产品用酒精淋洗的目的是_________________。

方法二：
(4)a.写出过程①的主要反应的化学方程式_____________________。

b.为了更好体现绿色化学思想，有人提出如下方案：
方案一：可将上述X稀溶液用于废铜的处理(如图所示)，则Y可以为________(填化学式)。

方案二：过程①中Cu与浓H2SO4反应所得SO2和CuSO4用于过程②中CuCl的制备，理论上________(填“需要”或“不需要”)另外补充SO2，原因是_______________________(结合化学方程式回答)。

【答案】CuCl＋Fe3＋=Cu2＋＋Fe2＋＋Cl－ CuCl2＋2NaCl＋Cu=2Na[CuCl2] 烧杯、漏斗、玻璃棒除去表面可溶性杂质，使CuCl尽快干燥，减少溶解损失 2H2SO4(浓)＋Cu加热CuSO4＋SO2↑＋2H2O O2不需要过程①中生成CuSO4和SO2的物质的量之比为1∶1，而过程②发生反应：CuSO4＋CuCl2＋SO2＋2H2O=2CuCl↓＋2H2SO4，需要的CuSO4和SO2的物质的量之比也恰好为1∶1，所以理论上不需要补充SO2(其他合理答案均可)
【解析】
【分析】
(1)氯化亚铜与氯化铁反应，氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子；
(2)流程分析可知，铜和氯气反应生成氯化铜，加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物为
Na[CuCl2]，结合原子守恒配平书写方程式；过滤操作用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯；
(3)酒精沸点低，易挥发，易晾干，所以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥；
(4)a．浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应；
b．由生产氯化亚铜的流程可知X的稀溶液为稀硫酸，由于铜与稀硫酸不反应，故加入的单质Y应具有氧化性，将铜氧化为氧化铜，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液。

【详解】
(1)氯化亚铜与氯化铁反应，氯化亚铜被铁离子氧化成铜离子，反应的离子方程式为CuCl＋Fe3＋=Cu2＋＋Fe2＋＋Cl－；
(2)由题给流程分析可知，铜和氯气反应生成氯化铜，加入铜、氯化钠和盐酸还原得到产物Na[CuCl2]，根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为：CuCl2＋2NaCl＋Cu
=2Na[CuCl2]；
(3)酒精沸点低，易挥发，易晾干，所以即可以除去表面可溶性杂质又易干燥，防止被空气氧化；
(4)a ．浓硫酸具有强氧化性，在加热的条件下能与铜发生氧化还原反应，其化学方程式为:Cu+2H SO (浓)加热CuSO +SO ↑+2H O ；
b ．方案一：由生产氯化亚铜的流程可知X 的稀溶液为稀硫酸，由于铜与稀硫酸不反应，故加入的单质Y 应具有氧化性，将铜氧化为氧化铜，Y 为O ；
方案二：过程①中生成CuSO 4和SO 2的物质的量之比为1∶1，而过程②发生反应：CuSO 4＋CuCl 2＋SO 2＋2H 2O=2CuCl↓＋2H 2SO 4，需要的CuSO 4和SO 2的物质的量之比也恰好为1∶1，所以理论上不需要补充SO 2(其他合理答案均可)。

6．氯化亚铜（CuC1）在化工、印染、电镀等行业应用广泛。

CuC1微溶于水，不溶于醇和稀酸，可溶于Cl -浓度较大的溶液，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CuC1的工艺过程如图。

回答下列问题：
（1）步骤①中N 元素被还原为最低价，写出此反应的离子方程式______________。

（2）步骤②中，亚硫酸铵要略保持过量，原因是___________，滤液中可循环利用的物质是__________。

（3）步骤⑤中，用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为23Cu (OH)Cl CuCl ，被氧化为23Cu (OH)Cl 的化学方程式为______________________。

（4）用227K Cr O 溶液测定氯化亚铜样品纯度（假设杂质不参与反应），步骤如下：准确称取所制备的氯化亚铜样品10.00g ，将其置于过量的3FeCl 溶液中，待样品完全溶解后，加入适量稀硫酸配成100mL 溶液，取溶液10.00mL 用2270.1000mol LK Cr O ⋅溶液进行滴定，反应中272Cr O -被还原成3Cr +，相关数据记录如表所示：该样品中CuCl 的质量分数__________________。

实验编号
1 2 3 消耗227K Cr O 溶液的体积/mL 14.98 16.03 15.02 （5）制造印刷电路板产生的废液中含大量()234Cu NH +⎡⎤⎣⎦等离子，利用膜电解技术对此废液进行电解，电解装置如图所示。

电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl ，电解时阴极的电极反应式为___________，生成CuCl 的离子方程式为
________________________________。

【答案】-+2++3424Cu+NO +10H =4Cu +NH +3H O 使完全反应，阻止生成的被氧化 硫酸 22234CuCl+O +4H O=2Cu (OH)Cl+2HCl 89.55%
()()2++
-3233242Cu NH +e +2H O=Cu NH +2NH H O ⎡⎤⎤⎣⎦⋅⎡⎦⎣
()342Cu NH 2H Cl CuCl 2NH ++-+⎡⎤++=↓+⎣⎦ 【解析】
【分析】
铜与硝酸根和氢离子反应生成铜离子，加入亚硫酸铵和氯化铵生成硫酸、氯化亚铜等，过滤得到氯化亚铜，经水洗、醇洗、烘干等到氯化亚铜产品。

【详解】
⑴步骤①中N 元素被还原为最低价变为铵根离子，铜变为铜离子，因此反应的离子方程
式；+2+3424Cu+NO +10H =4Cu +NH +3H O +-；故答案为：
+2+3424Cu+NO +10H =4Cu +NH +3H O +-。

⑵步骤②中，亚硫酸根具有还原性，铜离子具有氧化性，CuCl 在潮湿空气中易水解氧化，
因此亚硫酸铵要略保持过量，原因是使完全反应，阻止生成的被氧化，Cu 2+、Cl －、SO 32−和
H 2O 反应CuCl 、SO 22−、H +，因此滤液中可循环利用的物质是硫酸；故答案为：使完全反应，阻止生成的被氧化；硫酸。

⑶步骤⑤中，用“醇洗”可快速去除滤渣表面的水，防止滤渣被空气氧化为
23Cu (OH)Cl ，CuCl 与空气中氧气、水反应生成23Cu (OH)Cl 和HCl ，其反应的的化学方程式为22234CuCl+O +4H O=2Cu (OH)Cl+2HCl ；故答案为：
22234CuCl+O +4H O=2Cu (OH)Cl+2HCl 。

⑷三次消耗中第二次是错误数据，舍去，求另外两次平均数为15.00mL ，根据得失电子守恒关系得到n(CuCl)=6n(Cr 2O 72−) = 6×0.1 mol∙L −1×0.015L = 0.009mol ，该样品中CuCl 的质量分数1
0.009mol 1099.5g mol ω100%89.55%10.0g
-⨯⨯⋅=⨯= ⑸根据图中信息，阴极()234Cu NH +⎡⎤⎣⎦得到电子变为()+32Cu NH ⎡⎤⎣⎦和32NH H O ⋅，因此
电解时阴极的电极反应式为()()2++-3233242Cu NH +e +2H O=Cu NH +2NH H O ⎡⎤⎤⎣⎦⋅⎡⎦⎣，
电解后的阴极液中加入适量盐酸并用水稀释可得到CuCl ，生成CuCl 的离子方程式为
()342Cu NH 2H Cl CuCl 2NH +
+-+⎡⎤++=↓+⎣⎦；故答案为：
()342Cu NH 2H Cl CuCl 2NH +
+-+⎡⎤++=↓+⎣⎦。

7．工业上由含铜废料(含有Cu 、CuS 、CuSO 4等)制备硝酸铜晶体的流程如下：
(1) “焙烧”时CuS 转化为CuO 和SO 2，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+2HNO 3+H 2O 2=Cu(NO 3)2+2H 2O 。

该反应中被还原的物质为__________。

②“反应”一步中若不加10% H 2O 2，只用浓HNO 3，随着反应的进行，容器内持续出现大量红棕色气体NO 2，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(NO 3)2·3H 2O 晶体的方法是
___________________________________________________________________________。

(相关物质的溶解度曲线如图所示)
【答案】2CuS+3O 2Δ2CuO+2SO 2 CuO+2H +=Cu 2++2H 2O FeSO 4 a H 2O 2 CuO+4H ++2NO 3-= Cu 2++2H 2O+2NO 2↑ 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 、CuSO 4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SO 2，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HNO 3和0%的H 2O 2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(NO 3)2•3H 2O 。

【详解】
(1)CuS 焙烧和氧气反应转化为CuO 和SO 2，根据电子守恒和元素守恒可知反应的化学方程
式为：2CuS+3O2Δ
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。

8．氯化亚铜是一种重要的化工产品，常用作有机合成催化剂，还可用于颜料、防腐等工业，它不溶于H2SO4、HNO3和醇，微溶于水，可溶于浓盐酸和氨水，在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）3Cl]。

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：
（1）写出溶解过程中发生的氧化还原反应的离子方程式：_________
（2）还原过程中发生的主要反应的离子方程式：_________。

（3）析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤，在真空干燥机内于70℃干燥2h，冷却密封包装。

70℃真空干燥、密封包装的原因是__________。

（4）写出氯化亚铜在空气中被氧化的化学方程式________
（5）如图是各反应物在最佳配比条件下，反应温度对CuCl产率影响．由图可知，溶液温度控制在60℃时，CuCl产率能达到94%，当温度高于65℃时，CuCl产率会下降，其原因
可能是___。

（6）以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl，写出电解时阴极上发生的电极反应式：____
【答案】3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O 2Cu2++SO32-+2Cl-+ H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化 4 CuCl+O2+
4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl 温度过高，一是促进了CuCl的水解，二是促进了CuCl与空气中氧气发生反应 Cu2++e-+Cl-=CuCl↓
【解析】
【分析】
（1）Cu与NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应生成Cu2+、NO气体和水；
（2）SO32-和Cu2+之间可以发生氧化还原反应生成氯化亚铜沉淀；
（3）乙醇和水易挥发，CuCl具有还原性，可以被空气氧化；
（4）由题给信息可知，CuCl在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）
3Cl]；
（5）因在60℃时CuCl产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了CuCl的水解，CuCl 被氧化的速度加快；
（6）电解时，阴极上Cu2+得电子发生还原反应。

【详解】
（1）溶解过程中，Cu与NO3-在酸性条件下发生氧化还原反应，离子方程式为：3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O，
故答案为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O；
（2）还原过程中，溶液中的Cu2+被还原为CuCl，离子方程式为：2Cu2++SO32-+2Cl-+
H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+，
故答案为2Cu2++SO32-+2Cl-+ H2O=2CuCl↓+SO42-+2H+；
（3）真空干燥可以加快乙醇和水的挥发，密封包装可以防止CuCl在潮湿空气中水解、氧化，
故答案为加快乙醇和水的挥发，防止CuCl在潮湿的空气中水解氧化；
（4）由题给信息可知，CuCl在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2（OH）
3Cl]，根据得失电子守恒及原子守恒写出生成物并配平，化学方程式为：4CuCl+O2+
4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl，
故答案为4CuCl+O2+ 4H2O=2Cu2(OH)3Cl+2HCl；
（5）因在60℃时CuCl产率最大，根据信息可知，随温度升高，促进了CuCl的水解，CuCl 被氧化的速度加快，
故答案为温度过高，一是促进了CuCl的水解，二是促进了CuCl与空气中氧气发生反应；（6）电解时，阴极上Cu2+得电子，电极反应式为：Cu2++e-+Cl-=CuCl↓，
故答案为Cu2++e-+Cl-=CuCl↓。

【点睛】
本题以实验形式考查金属铜以及化合物的性质，要求学生具有分析和解决问题的能力，注意知识的迁移和应用是解题的关键，注意得失电子守恒方法的熟练使用。

9．信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。

某“变废为宝”学习探究小组将一批废弃的线路板简单处理后，得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物，并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线：
请回答下列问题：
(1)第①步Cu与酸反应的离子方程式为_________；
得到滤渣I的主要成分为____________________；
(2)第②步加H2O2的作用是__________________；
(3)用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水CuSO4的方法是________；
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O，探究小组设计了三种方案：
上述三种方案中，___方案不可行，原因是_____；从原子利用率角度考虑，___方案更合理。

【答案】Cu+4H++2NO3-Cu2++2NO2↑+2H2O或3Cu+8H＋+2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O Au、Pt 将Fe2＋氧化为Fe3＋，不引入杂质，对环境无污染加热脱水甲所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质乙
【解析】
【分析】
本题是以含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物为原料，制备硫酸铜和硫酸铝晶体，涉及了用离子方程式表示反应原理，利用绿色氧化剂过氧化氢氧化二价亚铁离
子得到三价铁离子，然后通过调整溶液的pH使Fe3+、Al3+沉淀，再先用碱溶液溶解沉淀，过滤后再用酸溶解沉淀，得到的溶液再分别结晶，根据物质中杂质含量判断方案的可行性，根据原子利用率高低判断方案的优劣。

【详解】
(1)稀硫酸、浓硝酸混合酸后加热，Cu、Al、Fe发生反应生成Cu2+、Al3+、Fe2+，其中不活泼的金属Au、Pt不能溶解，进入滤渣；所以滤渣1的成分是Pt和Au，滤液1中的离子是Cu2+、Al3+、Fe2+；第①步Cu与硝酸反应的离子方程式为：Cu+4H++2NO3-
Cu2++2NO2↑+2H2O 或3Cu+8H++2NO3-3Cu2++2NO↑+4H2O；
(2)第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；H2O2作氧化剂，还原产物是H2O，不引入杂质，对环境无污染；
(3)由于CuSO4是难挥发性的强酸生成的盐，在加热过程中发生水解反应产生的Cu(OH)2与硫酸会再反应产生CuSO4，所以第③步由CuSO4·5H2O制备CuSO4的方法应是直接在坩埚中加热脱水；
(4)制备硫酸铝晶体的甲、乙、丙三种方法中：
甲方案在滤渣中只加了硫酸，会生成硫酸铁和硫酸铝，冷却、结晶、过滤得到的硫酸铝晶体中混有大量硫酸铁杂质，方法甲不可行；
乙方案先在滤渣中加H2SO4，生成Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3，再加适量Al粉，Al和Fe2(SO4)3生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，乙方案可行；
丙方案先在滤渣中加NaOH，NaOH和Al(OH)3反应生成可溶性的NaAlO2，然后在滤液中加H2SO4，NaAlO2与硫酸反应生成Al2(SO4)3，蒸发、冷却、结晶、过滤可得硫酸铝晶体，方案丙可行；
可见在上述三种方案中，方案甲不可行，方案乙、丙可行，甲方案不可行原因是所得产品中含有较多Fe2(SO4)3杂质；
从原子利用率角度考虑，方案乙反应步骤少，产生的副产物少，原子利用率相对高些，所以方案乙更合理。

【点睛】
本题考查了物质的分离提纯、离子方程式的书写、实验方案的设计与评价等知识。

较为全面的考查了学生对元素及化合物、离子的检验、物质的分离提纯，盐的水解及有电子转移的离子方程式的书写规律等，将基本理论、元素化合物、化学实验有机融为一体，是不可多得的一道好题目。

10．已知某工业废水中含有大量FeSO4，较多的Cu2+，极少量的Na+ 以及部分污泥，通过下列流程可从该废水中回收FeSO4·7H2O晶体及金属Cu。

（1）步骤1的主要操作是___，需用到的玻璃仪器除烧杯外还有___。

（2）固体混合物是____（填化学式）
（3）步骤3中发生反应的化学方程式为___。

（4）步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩、___、过滤、洗涤、干燥。

（5）火法制得的粗铜中常混有少量氧化亚铜(Cu2O)，氧化亚铜溶于稀硫酸溶液变蓝。

试写出该反应的离子方程式___。

【答案】过滤漏斗、玻璃棒 Fe、Cu Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑冷却结晶
Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
【解析】
【分析】
已知某工业废水中含有大量FeSO4，较多的Cu2+，极少量的Na+ 以及部分污泥，通过过滤得到溶液1，含有大量FeSO4，较多的Cu2+，极少量的Na+；加入足量的铁粉，置换出金属铜，得到固体混合物铁和铜；过滤，得到溶液2，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O晶体；固体混合物铁和铜加入足量的硫酸，得到硫酸亚铁溶液进入溶液2中，同时剩余铜固体，据以上分析解答。

【详解】
（1）步骤1用于分离固体和液体，为过滤操作，需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；
故答案为：过滤；漏斗、玻璃棒；
（2）由上述分析可知，固体混合物含Fe、Cu；
故答案为：Fe、Cu；
（3）步骤3中发生反应的离子方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
故答案为：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；
(4)步骤4中涉及的操作是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4⋅7H2O晶体，故答案为：冷却结晶；
(5)氧化亚铜与稀硫酸反应,溶液变蓝,发生离子反应为Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O；
故答案为：Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O。