化学铜及其化合物推断题的专项培优练习题(含答案)及答案解析

化学铜及其化合物推断题的专项培优练习题(含答案)及答案解析

一、铜及其化合物

1．浅绿色盐X仅含四种元素，不含结晶水，M(X)<908g•mol-1，某小组为了探究X的组成和性质，设计并完成了如下实验

上述实验中，得到23.3g白色沉淀 E、28.8g红色固体G和12.8g红色固体H。

已知：①X分解成A、B、C的反应为非氧化还原反应；

②常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子。

请回答如下问题：

(1)写出B分子的电子式_______________；X的化学式是__________。

(2)在隔绝空气、570℃温度下加热X至完全分解的化学反应方程式为：__________。

(3)请写出G溶于D溶液的离子方程式：_________________。

(4)请设计实验检验固体C中是否仍含有X：___________________。

【答案】 Cu4(OH)6SO4 Cu4(OH)6SO4Δ

4CuO+SO3↑+3H2O↑

Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O 取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入少量BaCl2溶液，若产生白色沉淀则样品中含有X，反之则没有。

【解析】

【分析】

浅绿色盐X在570℃、隔绝空气条件下受热分解为非氧化还原反应，得到A、B和黑色固体C，常温下B呈液态且1个B分子含有10个电子，B为H2O，A和水反应生成的D能和氯化钡反应生成白色沉淀E，E只能为BaSO4，则D为H2SO4，A是SO3；23.3g白色沉淀E的物质的量为0.1mol，黑色固体C可能为Fe3O4、CuO、C等，黑色固体C隔绝空气在1000℃反应生成气体F和红色固体G，G能和H2SO4反应生成红色固体和蓝色溶液应为Cu2O在酸性溶液中的歧化反应，Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，所以黑色固体C为CuO，G为Cu2O，气体F为O2，红色H为Cu，蓝色溶液I为CuSO4，然后结合反应产生的物质的质量计算物质的量，利用物质的量的比等于原子个数比，结合其不含有结晶水，确定X的化学式，并进行有关解答。

【详解】

根据上述分析可知A是SO3，B是H2O，C是CuO，D是H2SO4，E是BaSO4，F是O2，G为Cu2O，H为Cu，I为CuSO4，X是含有Cu、H、O、S四种元素的化合物。

(1)B为H2O，水分子中H、O原子之间以共价键结合，电子式为：；根据元素守恒

可知，在浅绿色盐X中n(Cu)=2n(Cu2O)=2×

28.8?g

144?g/mol

=0.4mol，n(CuO)=0.4mol，

n(S)=n(BaSO4)=

23.3?g

233?g/mol

=0.1mol，n(CuO)：n(SO3)=0.04mol：0.01mol=4：1，仅含四种元

素，不含结晶水，设化学式为：Cu4(OH)m SO4，Cu4(OH)m SO4Δ

4CuO+SO3↑+

2

m

H2O↑，根据

氧元素守恒得：m=6，符合M(X)<908g/mol，所以X化学式为Cu4(OH)6SO4；

(2)X在隔绝空气、570℃温度下加热发生Cu4(OH)6SO4Δ

4CuO+SO3↑+3H2O↑；

(3)砖红色固体G是Cu2O，与足量稀H2SO4发生氧化还原反应，产生Cu、CuSO4、H2O，反应的离子方程式为：Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O；

(4)黑色固体C为CuO，如含有X，则可用检验SO42-的方法检验，方法是：取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸溶解，再加入少量氯化钡溶液，若产生白色沉淀，则样品中含有X，反之则没有。

【点睛】

本题考查物质的组成的测定，属于计算型推断，物质的颜色、溶解性是推断突破口，氧化亚铜与酸的反应是推断中的难点，注意利用守恒计算X中给微粒的量，需要学生熟练掌握元素化合物知识，适当训练有关Cu的化合物推断并与有机物联系。

2．将铁粉、铜粉、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液和氯化铜溶液，混合于容积合适的烧杯内，充分反应后，试填写下列空白。

（1）若铁粉有剩余，则溶液中不可能有的离子是______________（从Fe3+、Cu2+、Fe2+中选填）。

（2）若溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余，则不可能有的金属单质是____________ （从Fe、Cu中选填）。

（3）若铜粉有剩余，溶液中不可能含有的离子是____________（从Fe3+、Cu2+、Fe2+中选填）。

【答案】Fe3+、Cu2+ Cu、 Fe Fe3+

【解析】

【分析】

利用共存原理，对各空进行逐一分析。

（1）由反应2Fe3++Fe＝3Fe2+、Fe+Cu2+＝Fe2++Cu进行分析，确定铁粉有剩余时，溶液中不可能有的离子。

（2）利用2Fe3++Fe＝3Fe2+、Fe+Cu2+＝Fe2++Cu、2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋进行分析，确定当溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余时，不可能有的金属单质。

（3）利用2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋进行分析，确定铜粉有剩余时，溶液中不可能含有的离子。

【详解】

（1）从反应2Fe3++Fe＝3Fe2+、Fe+Cu2+＝Fe2++Cu可以看出，当铁粉有剩余时，溶液中能与Fe反应的Fe3+、Cu2+不可能存在。答案为：Fe3+、Cu2+；

（2）从反应2Fe3++Fe＝3Fe2+、Fe+Cu2+＝Fe2++Cu、2Fe3＋+Cu＝2Fe2＋+Cu2＋可以看出，当

溶液中氯化铁和氯化铜都有剩余时，与它们能反应的Fe、Cu不可能存在。答案为：Fe、Cu；

（3）从反应2Fe3＋+Cu=2Fe2＋+Cu2＋可以看出，当铜粉有剩余时，溶液中能与Cu反应的Fe3＋不可能存在。答案为：Fe3+。

【点睛】

所谓离子共存，是指离子(包括原子、分子)间既不能发生氧化还原反应，又不能发生非氧化还原反应，从而生成沉淀、气体、弱电解质等物质的反应。在平时的学习中，应对基本的反应加强记忆，否则，我们无法确定离子间能否共存。

3．由两种元素组成的矿物A，测定A的组成及制取化合物D的流程如下：

请回答：

（1）A的化学式为________________________。

（2）写出②的化学方程式：__________________。

（3）写出③的离子方程式：_________________________________________。

【答案】Cu2S (2分)4CuO2Cu2O+O2↑SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++ SO42-+4H

【解析】

试题分析：通过矿物A组成测定，考查化学方程式、离子方程式的书写，考查考生实验综合分析能力和化学计算能力。

解析：（1）砖红色物质D是Cu2O，所以黑色B为CuO，A中含有Cu元素。白色沉淀F是BaSO4，E是FeSO4，气体C是SO2，则A中含有S元素。所以A为CuS。正确答案：CuS。（2）CuO高温分解生成Cu2O和O2，反应方程式为4CuO2Cu2O+O2↑。正确答案：

4CuO2Cu2O+O2↑。（3）SO2能够被Fe3+氧化生成SO42-、Fe2+，即SO2+Fe3+→SO42-+Fe2+，配平得SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++ SO42-+4H+。正确答案：SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++ SO42-+4H+。

点睛：氧化还原反应的配平，首先配平氧化还原反应过程中的得失电子，以本题（3）为例，S元素升高2价，Fe元素降低1价，所以SO2系数为1，Fe3+系数为2，根据质量守恒产物SO42-系数为1，Fe2+系数为2，即SO2+2Fe3+→2Fe2++ SO42-。再配平离子电荷，需要在反应物中增加4个单位负电荷，或是在产物中增加4个单位正电荷，结合SO2、Fe3+溶液的酸性，应当在产物中增加4个H+，得SO2+2Fe3+→2Fe2++ SO42-+4H+。再由质量守恒配平得SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++ SO42-+4H+。

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：