元素化学 22：铜及其化合物〔时间：2.5 小时 总分值：100 分〕第一题〔18 分〕书写铜及其化合物的反响方程式1. 硫酸铜溶液与碳酸钠溶液反响，可以得到绿色的碱式碳酸铜沉淀，写出这个反响的化 学方程式第 3 页〔共 11 页〕 ://波波化学竞赛工作室2. 矿物胆矾就是CuSO ·5H4O，当它溶于水渗入地下，遇到黄铁矿〔FeS2〕，铜将以辉铜2矿〔Cu S〕的形式沉积下来；而反响得到的铁和硫则进入水溶液，该溶液无臭味，透亮不浑浊，2绿色，呈强酸性，在有的矿区常可见到这种具有强腐蚀性的地下水〔俗称黑水〕渗出地面，上述反响可以用一个化学方程式来表示，试写出配平的化学方程式3. 在酸性溶液中，软锰矿与黄铜矿可以相互作用，同时生产出铜盐与锰盐反响中，锰 元素被复原，写出配平的离子方程式4. 火炮在射击后要用擦抹剂去除炮瞠内的铜〔俗称挂铜〕擦抹剂由 K组成写出铜与擦抹剂反响的方程式〔产物都是水溶性的〕；Cr O2 2 7和(NH) CO4 2 35. 把铜粉放入装有浓氨水的试管中，塞紧试管塞，振荡后觉察试管塞越来越紧，且溶液渐渐变为浅黄色〔近乎无色〕溶液 A，翻开试管塞后，溶液快速变为蓝色溶液 B。
写出上述变化的化学方程式6. 镁条投入5mL 0.2mol/L CuSO4溶液中，其外表马上有气泡产生，四周有红色固体消灭；片刻后底部又有大量白色沉淀生成；待较长时间后，假设镁条过量，兰色固体消逝，有白色沉淀生成，气泡连续产生，而红色质量没有明显增加写出反响中的全部离子反响方程式7．90 年月有人对 CuSO·H O 的加热分解作了进一步深入争论，觉察CuSO4 2 4分解为 CuO之前有一黄色物质 A 产生A 遇水生成另一种不溶于水的蓝色固相物 B，同时有 2/3 SO2－溶于4水蓝色固相物B 能溶于稀 H SO 假设将B 进展差热分析，觉察有三个吸取峰，其起峰温度依2 4次为：60℃，412℃和 690℃，其失重百分比〔失重量占分析样总重〕依次为： 3.83%，11.5%和 17.0%写出黄色中间产物 A 与水反响的反响方程式和蓝色固相物 B 在 60℃、412℃和 690℃ 时的分解反响式8．次磷酸是一种强复原剂，将它参与 CuSO4水溶液，加热到 40～50℃，析出一种红棕色的难溶物 A经鉴定：反响后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X 射线衍射证明 A 是一种六方晶体，构造类同于纤维锌矿〔ZnS〕，组成稳定；A 的主要化学性质如下：①温度超过 60℃，分解成金属铜和一种气体；②在氯气中着火；③与盐酸应放出气体。
写出 A 的生成反响方程式和A 与氯气、盐酸反响的化学方程式其次题〔18 分〕黄铜矿冶炼铜铜是一种重要的导电金属，含铜最丰富的自然资源是黄铜矿〔 CuFeS2黄铜矿为原料一般铜的冶炼以1. 常规冶炼方法是①通入适量氧气，将金属转化为低价硫化物；②通入适量氧气，将金属转化为低价氧化物；③参与 SiO2将铁以矿渣形式除去；④将铜的硫化物和氧化物按适当比例混合反响得到单质粗铜1） 写出各步反响方程式和总反响方程式2） 上述方法得到的是粗铜，如何得到精铜？2. 除上述干法外，另一种用湿法冶炼的技术是：①用 FeCl 、CuCl3 2的混合液处理富铜矿砂，使其中的 Cu 元素转变犯难溶物 A，S 元素转变为硫磺沉淀；②将沉淀分别出来，用 NaCl溶液处理所得的沉淀物，使 A 溶解变成化合物 B，从而和硫黄分别；③把握条件使 B 在溶液中通过歧化反响生成铜，并得到母液 C1） 指出化合物 A、B 各是什么物质；（2） 写出①②③步处理的化学方程式；（3） 如何处理母液 C？3. 据最报道，有一种叫 Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐反响是在酸性溶液中发生的。
1） 试写出配平的化学方程式2） 细菌法溶解黄铜矿比空气中燃烧硫化铜的方法有何优点？列举三点4. 最近我国学者觉察，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和 O 〔空气〕反响，生成物冷却2之后经溶解、除铁、结晶，得到 CuSO4·5H O，本钱降低了很多试验结果如下：2沸腾炉温度/℃560580600620640660生 水溶性 Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23成 酸溶性 Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19物 酸溶性 Fe/%8.566.723.462.782.372.28〔1〕CuFeS 和 O 主要反响的方程式为22（2） 实际生产过程的沸腾炉温度为 600～620℃把握反响温度的方法是（3） 温度高于 600～620℃生成物中水溶性 Cu〔%〕下降的缘由是第三题〔23 分〕铜及其化合物的试验设计1. 取试管夹夹住 1 根外表发黑、一端绕成螺旋状的铜丝，在酒精灯的外焰加热烧红，趁热插入氯化铵晶体1） 推想可观看到什么试验现象？（2） 写出涉及的反响方程式；（3） 从操作方法和试验现象看，中学教材中哪个试验与此最相近；（4） 从原理上分析这 2 个试验的是否有共同之处。
2. 有一个试验是这样的，取一块体积略大一些的金属钠，用滤纸拭干外表煤油，放在表面皿上，用滴管吸取CuSO4溶液，留神滴1 至 2 滴在金属钠上，观看到金属钠外表有红色固体物消灭对此某学生的解释是这样的：试验中发生了如下反响：2Na＋2H O＝2NaOH＋H ；2NaOH＋CuSO ＝Cu(OH) ＋Na SO 2 2 4 2 2 4由于溶液量少，反响热的积聚，使 Cu(OH)2分解，所得的 CuO 被 H2复原：Cu(OH)＝CuO＋2H O；CuO＋H ＝H O＋Cu2 2 2（1） 请指出上述解释的最大缺乏之处，说明理由；（2） 请你提出一种与上述解释不同的解释，写出反响方程式，并辅以文字说明3. 工业上以废铜为原料经氯化生产氯化亚铜，其反响如下：Cu＋Cl →2CuCl2；Cu2＋＋Cu＋2Na＋＋2Cl－→2Na[CuCl2]；Na[CuCl ]→CuCl↓＋NaCl2 2在操作中为了保证质量，必需按确定标准程序进展操作请答复以下问题：（1） 制备中当氯化完成后须经中间步骤〔即生成协作物 Na[CuCl2]〕，为什么不用一步法制得 CuCl？〔Cu2＋＋Cu＋2Cl－→2CuCl↓〕（2） 为什么必需外加 NaCl 且把握接近饱和？（3） 为什么要在反响体系中参与少量盐酸，它起何作用？（4） 合成完毕后为什么用酒精洗？4. 某争论性学习小组为探究铜、锌与浓盐酸反响，设计试验探究方案如下： Ⅰ、试验用品：纯锌片、铜片，37%的浓盐酸、蒸馏水、氯化铜溶液 Ⅱ、试验记录：沟通卡片： NO：2023－SY－518主题：Zn、Cu 与浓盐酸A、将锌放入浓盐酸中，反响较快B、将锌片与铜片贴在一起，一同投入浓盐酸中，反响快速放出气体！C、当B 中锌片完全溶解后，将溶液加热，又产生气体〔值得进一步争论〕，得到无色溶液 D、将上述反响后的溶液，隔绝空气，参与适量水，消灭白色沉淀 Ⅲ、请你参与以下探究：（1） 沟通卡片中，试验 A 反响速率明显比 B 小，缘由是什么？（2） 依据铜位于金属活动挨次表氢之后，与稀盐酸不反响，依据沟通卡片 C 又产生气体的事实，作出如下推断：①有同学认为是溶解在溶液中的 H 逸出，你认为是否有道理，为什么？2②某同学作了如下猜测“认为铜片中可能含有锌等杂质”，为推断是否成立，请你设计实 验方案加以验证。
请写出验证方法并推想现象及结论3） 你猜测白色沉淀是什么？请设计验证方案假设有多个只设计两个方案，写出预设验 证方法并猜测现象与结论（4） 写出铜与足量浓盐酸在加热条件下生成无色溶液及气体的化学方程式；实际上生成 沉淀是一个平衡问题，请写出这一平衡关系式〔用离子方程式表示〕（5） 就铜与浓盐酸反响假设还需进一步探讨，你认为还可探究的内容有什么〔只供给一个 试验课题即可〕第 4 页〔共 11 页〕 ://波波化学竞赛工作室第四题〔15 分〕推断铜的型化合物1．钇钡铜氧化物是一种兴的超导材料，抱负化学式为 YBaCu O 2 3 7有人曾将其溶于王水，竟分别出一种一元强酸 A，A 具有顺磁性1） 写出 A 的化学式；（2） 画出 A 的阴离子的立体构造2 ．在 101325Pa的氧气气氛中加热 Rb O2 2与CuO的混合物至 400 ～450℃ 24小时，可制得一种晶状浅蓝色反磁性化合物A，在温度高于500℃时，此化合物不稳定1） 推断A的化学式；（2） 写出A与酸反响的方程式；（3） 该化合物可用碘量法测定，写出KI与A的反响方程式3．近年来，化学家将F2通入 KCl 和 CuCl 的混合物中，制得了一种浅绿色的晶体 A 和一种黄绿色气体 B。
经分析，A 有磁性，其磁矩为μ＝2.8B.M，且很简洁被氧化将A 在高温高压下连续和 F2反响，可得 C，C 的阴离子和 A 的阴离子共价键数不变〔阴离子构造对称〕已知 A、C 中铜元素的质量分数分别为 21.55%和 24.85%1） 试写出 A～C 的化学式，分别指出 A、C 中铜的化合价和价电子构型2） 写出上述化学反响方程式3） 简述 A、C 阴离子形成的缘由第五题〔26 分〕铜化合物的定量计算21. 埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：Cu¾O¾，¾C¾l - ® CuCl¾H¾2O® CuO¾¼¾¼® X2X 是两种物质的混合物，分别由四种元素组成，其中 X1中 Cu 的质量分数为 57.5%，X2中 Cu 的质量分数为 59.5%；分别加热X 、X1 2，都有水珠产生，其中X1产生的气体能使澄清石灰水变浑浊〔1〕写出化学式；〔2〕写出分别生成 X 、X 的条件；12〔3〕青铜器出土后防止青铜器连续锈蚀的关键是什么？2. 在酸溶液中，10.0g CuS 和 CuS 的混合物中参与 250.0mL 0.7500mol/L 的 KMnO 〔H＋〕。