高考化学与铜及其化合物推断题有关的压轴题及答案

高考化学与铜及其化合物推断题有关的压轴题及答案

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．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）②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①的化学方程式：

_______________________________________________________

（3）写出③的离子方程式：____________________________________________________（4）检验E溶液中含有Fe2+ 的方法是：_____________________________

【答案】 Cu2S + 2O22CuO + 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0.02mol，3.20gA中含有的铜

原子的物质的量为3.20g0.02mol32g/mol

64g/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）②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①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 + 2O22CuO + SO2，故答案为：Cu2S + 2O22CuO + SO2；

（3）反应③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+2Fe3++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．已知两种常见金属A(地壳中含量第二的金属)、B(红色金属)分别与两种酸X、Y发生反应，其转化关系如图所示，其中D为红棕色气体。

回答以下问题：

（1）反应③的离子反应方程式为___；

（2）6.4gB与过量X溶液(8mol /L、60mL)充分反应后，生成的还原产物有C、D，反应后溶液中所含X为n mol ，此时溶液中所含X的阴离子的物质的量为___mol。

（3）常温下A与Y的稀溶液能发生反应生成盐W，关于固体W的转化关系如图所示(无关物质已略去)。其中N是红棕色的化合物。