- 铜金属及其重要化合物的主要性质
- 共27题
8．室温下，将1mol的CuSO4·5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为△H1，将1mol的CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为△H2；CuSO4·5H2O受热分解的化学方程式为：CuSO4·5H2O(s) CuSO4(s)+5H2O(l)， 热效应为△H3。则下列判断正确的是（ ）
正确答案
解析
胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为
①CuSO4•5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l) △H1＞0；
②CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq) △H2；③已知CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O（l） △H3；依据盖斯定律①-②得到③，所以△H3=△H1-△H2；△H2＜0，△H1＞0，则△H3＞0，
A．上述分析可知△H2＜△H3，故A错误；
B．分析可知△H2=△H1-△H3，由于△H2＜0，△H3＞△H1 ，故B正确；
C．△H3=△H1-△H2，故C错误；
D．△H2＜0，△H1＞0、△H3＞△H1+△H2，故D错误；
故选B。
考查方向
解题思路
胆矾溶于水时，溶液温度降低，反应为CuSO4•5H2O(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq)+5H2O(l) △H1＞0；CuSO4(s)=Cu2+(aq)+SO42-(aq) △H2；已知CuSO4•5H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O（l） △H3， 根据盖斯定律确定之间的关系。
易错点
本题考查了物质溶解及物质分解过程中的能量变化，根据盖斯定律分析物质溶解过程中的能量变化是解题关键，题目难度中等。
知识点
铜陵有色金属集团公司是电解铜产量全国第一的大型企业。其冶炼工艺中铜、硫回收率 达到97%、87%。下图表示其冶炼加工的流程：
冶炼中的主要反应为：Cu2S＋O22Cu＋SO2。
21.①烟气中的主要废气是SO2，从提高资源利用率和减排考虑，用氨水可使燃煤烟气脱硫，其原理为用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。能提高燃煤烟气中SO2去除率的措施有____(填字母)。
a．增大氨水浓度
b．升高反应温度
c．使燃煤烟气与氨水充分接触
d．通入空气使HSO转化为SO
采用上述方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是________(用离子方程式表示)。
②将0.23 mol SO2和0.11 mol氧气放入容积为1 L的密闭容器中，发生反应2SO2＋O2=2SO3，在一定温度下，反应达到平衡，得到0.12 mol SO3，则反应的平衡常数K＝_____。
22.电解法精炼铜时，阳极是________(填“纯铜板”或“粗铜板”)；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽________(填“阳极”或“阴极”)的槽底，阴极的电极反应式是________。
23.在精炼铜的过程中，电解质溶液中c(Fe2＋)、c(Zn2＋)会逐渐增大而影响进一步电解。几种物质的溶度积常数(Ksp)
①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法。根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度Fe2＋、Zn2＋、Fe3＋、Cu2＋的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是___________________。
②一种方案是先加入过量的H2O2，再调节pH到4左右，加入H2O2的目的是_______________。加入H2O2后发生反应的离子方程式为___________________。
24.某温度下，Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后，改变溶液pH，金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析，下列判断错误的是( )
正确答案
AC HCO3-＋SO2=CO2＋HSO3- 23.8
解析
①烟气中的主要废气是SO2，从提高资源利用率和减排考虑，用氨水可使燃煤烟气脱硫，其原理为用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。
A．增大氨水浓度，反应正向进行，能提高燃煤烟气中SO2去除率；
B．升高反应温度，该反应是放热反应，逆向进行，不能提高燃煤烟气中SO2去除率；
C．使燃煤烟气与氨水充分接触，加大接触面积，能提高燃煤烟气中SO2去除率；
D．通入空气使HSO3-转化为SO42-，通入空气不仅能氧化HSO3-，还能氧化第一步反应生成的SO32- ，导致第二步反应不能发生，二氧化硫的去除率降低。故选AC。
采用上述方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是HCO3-＋SO2=CO2＋HSO3-；
② 2SO2＋O2
考查方向
解题思路
①烟气中的主要废气是SO2，从提高资源利用率和减排考虑，用氨水可使燃煤烟气脱硫，其原理为用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。
A．增大氨水浓度，反应正向进行，能提高燃煤烟气中SO2去除率；
B．升高反应温度，该反应是放热反应，逆向进行，不能提高燃煤烟气中SO2去除率；
C．使燃煤烟气与氨水充分接触，加大接触面积，能提高燃煤烟气中SO2去除率；
D．通入空气使HSO3-转化为SO42-，通入空气不仅能氧化HSO3-，还能氧化第一步反应生成的SO32- ，导致第二步反应不能发生，二氧化硫的去除率降低。
采用上述方法脱硫，并不需要预先除去燃煤烟气中大量的CO2，原因是HCO3-＋SO2=CO2＋HSO3-；
② 2SO2＋O2
易错点
该题难较大，对学生的思维能力要求较高，不易得分。该题的关键是理解工业电解冶炼金属铜原理、离子方程的书写，溶度积常数的含义和表达式，该题有利于培养学生严谨的逻辑思维能力，提高学生综合解题能力。
正确答案
粗铜板 阳极 Cu2＋＋2e－＝Cu
解析
电解精炼铜时，粗铜是阳极，精铜是阴极，在阴极上铜离子发生还原反应：Cu2++2e-=Cu；
考查方向
解题思路
电解精炼铜时，粗铜是阳极，精铜是阴极，在阴极上铜离子发生还原反应：Cu2++2e-=Cu；
易错点
该题难较大，对学生的思维能力要求较高，不易得分。该题的关键是理解工业电解冶炼金属铜原理、离子方程的书写，溶度积常数的含义和表达式，该题有利于培养学生严谨的逻辑思维能力，提高学生综合解题能力。
正确答案
①Fe3＋
②将Fe2＋氧化为Fe3＋ 2Fe2＋＋2H＋＋H2O2＝2Fe2＋＋2H2O
解析
根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
考查方向
解题思路
根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
易错点
该题难较大，对学生的思维能力要求较高，不易得分。该题的关键是理解工业电解冶炼金属铜原理、离子方程的书写，溶度积常数的含义和表达式，该题有利于培养学生严谨的逻辑思维能力，提高学生综合解题能力。
正确答案
解析
A．由题意知当金属阳离子浓度相等时，溶液中OH-的浓度分别为10-12.7和10-9.6，若设金属阳离子浓度为x，则Ksp［Fe(OH)3］＝x·(10-12.7)3，Ksp［Cu(OH)2］＝x·(10-96)3，显然Ksp［Fe(OH)3］＜Ksp［Cu(OH)2］，A正确；
B．a 点变到b点溶液的酸性减弱，但NH4Cl溶于水是显酸性的，因此B错误；
C．只要温度不变Kw就是不变的，C正确；
D．溶度积曲线上的每一点都代表饱和点，而b、c两点分别在曲线上，所以此时溶液达到饱和，曲线左下方的是不饱和点，右上方的是过饱和点，D正确。
故选B。
考查方向
解题思路
A．由题意知当金属阳离子浓度相等时，溶液中OH-的浓度分别为10-12.7和10-9.6，若设金属阳离子浓度为x，则Ksp［Fe(OH)3］＝x·(10-12.7)3，Ksp［Cu(OH)2］＝x·(10-96)3，显然Ksp[Fe(OH)3]＜Ksp[Cu(OH)2]；
B．a 点变到b点溶液的酸性减弱，但NH4Cl溶于水是显酸性的；
C．只要温度不变Kw就是不变的；
D．溶度积曲线上的每一点都代表饱和点，而b、c两点分别在曲线上，所以此时溶液达到饱和，曲线左下方的是不饱和点，右上方的是过饱和点。
易错点
该题难较大，对学生的思维能力要求较高，不易得分。该题的关键是理解工业电解冶炼金属铜原理、离子方程的书写，溶度积常数的含义和表达式，该题有利于培养学生严谨的逻辑思维能力，提高学生综合解题能力。
7．CuCl 是难溶于水的白色固体，是一种重要的催化剂。工业上，由孔雀石（主要成分Cu(OH)2·CuCO3， 含FeS、FeO 和SiO2 杂质）制备CuCl 的某流程如下
下列说法不正确的是
正确答案
解析
根据题干提供的信息结合物质的性质进行分析，孔雀石（主要成分Cu(OH)2·CuCO3， 含FeS、FeO 和SiO2 杂质）能与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳、
硫酸亚铁与硫化氢，可知气体是 二氧化碳和硫化氢，滤渣为SiO2 ，溶液1是CuSO4和FeSO4
加入H2O2使FeSO4氧化为Fe2(SO4)3, 用NaOH控制溶液PH使Fe 3+ 完全沉淀得到滤渣2，
溶液2中通入NaCl溶液缓慢加入SO32-/CO32-溶液并控制PH，使Cu2+ 与SO32-发生氧化还原反应生成SO42-和Cu+ ，Cu+ 与Cl-生成沉淀CuCl。
A选项，H2O2 将溶液1 中Fe2+氧化为Fe3+，因为KSP[Fe(OH)3]< KSP[Cu(OH)2]再通过控制pH 使Fe3+ 转化为Fe(OH)3 除去，正确
B选项，CO32-作用是控制溶液pH，促使CuCl 沉淀的生成，正确
C选项，SO32- 常作还原剂，将溶液3 中的Cu2+还原成Cu+ ，反应得到CuCl，正确
D选项，若改变试剂加入顺序，将溶液3 缓慢加入到含大量SO32-/CO32-的溶液中，, Cu+很容易歧化为Cu2＋和Cu。错误。本题正确答案是D
考查方向
解题思路
根据题干提供的信息结合物质的性质进行分析，孔雀石（主要成分Cu(OH)2·CuCO3， 含FeS、FeO 和SiO2 杂质）能与硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳、
硫酸亚铁与硫化氢，可知气体是 二氧化碳和硫化氢，滤渣为SiO2 ，溶液1是CuSO4和FeSO4
加入H2O2使FeSO4氧化为Fe2(SO4)3, 用NaOH控制溶液PH使Fe 3+ 完全沉淀得到滤渣2，
溶液2中通入NaCl溶液缓慢加入SO32-/CO32-溶液并控制PH，使Cu2+ 与SO32-发生氧化还原反应生成SO42-和Cu+ ，Cu+ 与Cl-生成沉淀CuCl。
A选项，H2O2 将溶液1 中Fe2+氧化为Fe3+，因为KSP[Fe(OH)3]< KSP[Cu(OH)2]再通过控制pH 使Fe3+ 转化为Fe(OH)3 除去，正确
B选项，CO32-作用是控制溶液pH，促使CuCl 沉淀的生成，正确
C选项，SO32- 常作还原剂，将溶液3 中的Cu2+还原成Cu+ ，反应得到CuCl，正确
D选项，若改变试剂加入顺序，将溶液3 缓慢加入到含大量SO32-/CO32-的溶液中，, Cu+很容易歧化为Cu2＋和Cu。错误。
A选项不正确，B选项不正确，C选项不正确，所有选D选项。
易错点
1、PH控制的作用
2、Cu+ 物质的性质
知识点
13．t℃时，CuSO4在水中溶解度为25g，将32gCuSO4白色粉末加入到mg水中，形成饱和C
正确答案
解析
设32gCuSO4白色粉末达到饱和状态需要水的质量为X，则：
CuSO4+5H2O=CuSO4•5H2O
160 90
32g Y
根据：
故选C。
考查方向
解题思路
设32gCuSO4白色粉末达到饱和状态需要水的质量为X，得X=128g，所以要析出晶体，水的质量必须小于128g；硫酸铜容易结合水生成五水硫酸铜，设32g硫酸铜需要结合水的质量为Y，解得Y=18g，根据32gCuSO4白色粉末加入到mg水中，形成饱和CuSO4溶液，并有CuSO4•5H2O晶体析出，可知溶液中不仅含有CuSO4•5H2O晶体，还含有硫酸铜饱和溶液，所以水的质量必须大于18g，所以m的取值范围是：18g＜m＜128g。
易错点
本题考查溶解度的相关计算，难度中等，要把握极限法在计算中的运用。
知识点
我国产铜主要取自黄铜矿(CuFeS2),随着矿石品味的降低和环保要求的提高，湿
法炼铜的优势日益突出。该工艺的核心是黄铜矿的浸出，目前主要有氧化浸出、配位浸
出和生物浸出三种方法。
I．氧化浸出
Ⅱ.配位浸出
反应原理为：
Ⅲ，生物浸出
在反应釜中加入黄铜矿、硫酸铁、硫酸和微生物，并鼓入空气，黄铜矿逐渐溶解，反
应釜中各物质的转化关系如图所示。
21.在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化，测得有SO42-生成。
①该反应的离子方程式为____ 。
②该反应在25—50℃下进行，实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值，试分
析其原因为 。．
22.为提高黄铜矿的浸出率，可采取的措施有 ____（至少写出两点）。
23.为稳定浸出液的pH，生产中需要向氨水中添加NH4C1，构成NH3．H2O-NH4Cl缓冲
溶液。某小组在实验室对该缓冲体系进行了研究：25℃时，向amol．L-l的氨水中缓
慢加入等体积0.02 mol.L-l的NH4C1溶液，平衡时溶液呈中性。则NH3．H2O的电离
常数Kb=_ （用含a的代数式表示）；滴加NH4C1溶液的过程中水的电离
平衡_ ___（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
24.在微生物的作用下，可以循 环使用的物质有 （填化学式），微生物参与的 离子反应方程式为____ ___ _（任写一个）。
25.假如黄铜矿中的铁元素最终 全部转化为Fe3+，
正确答案
①2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋
②H2O2受热分解；产物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等（2分,答出一点即可。）
解析
在硫酸介质中用双氧水将黄铜矿氧化，发生反应：
2CuFeS2＋17H2O2＋2H＋＝2Cu2＋＋2Fe3＋＋
反应在25—50℃下进行时，由于H2O2受热分解，产物Cu2＋、Fe3＋催化H2O2分解等原因，导致实际生产中双氧水的消耗量要远远高于理论值；
考查方向
解题思路
根据化学方程式判断反应作用
易错点
物质制备原理分析即相应化学方程式的书写
正确答案
提高氨水的浓度、提高氧压（其他合理答案也可给分）
解析
可以通过提高氨水的浓度、提高氧压等方式来提高黄铜矿的浸出率；
考查方向
解题思路
根据化学方程式判断反应作用
易错点
物质制备原理分析即相应化学方程式的书写
正确答案
解析
25℃时，向amol．L-l的氨水中缓慢加入等体积0.02 mol.L-l的NH4C1溶液，平衡时溶液呈中性，说明此时[OH-]=[H+]=10-7mol．L-l，由电荷守恒可知此时[NH4+]=[Cl-]=0.01mol．L-l，而此时氨水浓度为
考查方向
解题思路
根据化学方程式判断反应作用
易错点
物质制备原理分析即相应化学方程式的书写
正确答案
Fe2(SO4)3、H2SO4
4Fe2＋＋O2＋4H＋
S8＋12O2＋8H2O
解析
根据化学方程式判断反应作用
考查方向
物质制备原理分析、化学平衡常数的应用、氧化还原反应的计算
解题思路
根据化学方程式判断反应作用
易错点
物质制备原理分析即相应化学方程式的书写
正确答案
4.25 mol
解析
根据化学方程式判断反应作用
考查方向
解题思路
根据化学方程式判断反应作用
易错点
物质制备原理分析即相应化学方程式的书写
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