Question

3．銅是一種重要的有色金屬，近年來用途越來越廣泛．請(qǐng)回答下列問題：
（1）下列四種化合物中含銅量最高的是C（填字母）
A．Cu₅FeS₄　　　　B．CuFeS₂　　　C．Cu₂S　　　D．Cu₂（OH）₂CO₃
（2）2014年我國精煉銅產(chǎn)量796萬噸，若全部由含Cu₂S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%的銅礦石冶煉得到，則需要銅礦石質(zhì)量為3109.4萬噸．（保留一位小數(shù)）
（3）可溶性銅鹽常用于生產(chǎn)其它含銅化合物．在KOH溶液中加入一定量的CuSO₄溶液，再加入一定量的還原劑--肼（N₂H₄），加熱并保持溫度在90℃，生成一種對(duì)環(huán)境無污染的氣體，反應(yīng)完全后，分離，洗滌，真空干燥得到納米氧化亞銅固體（Cu₂O）．
①該制備過程的反應(yīng)方程式為4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O．
②工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有AC（填字母）
A．離心機(jī)　　　B．分餾塔　　C．框式壓濾機(jī)　　　D．反應(yīng)釜
（4）我國出土的青銅器工藝精湛，具有很高的藝術(shù)價(jià)值和歷史價(jià)值．但出土的青銅器大多受到環(huán)境腐蝕．如圖是青銅器在潮濕環(huán)境中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原理示意圖：
①腐蝕過程中，負(fù)極是c（填“a”“b”或“c”），正極反應(yīng)方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-．
②環(huán)境中的Cl^-擴(kuò)散到孔口，并與正極產(chǎn)物和負(fù)極產(chǎn)物生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，其離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓．

Answer 1

分析 （1）含銅量=$\frac{所有銅的相對(duì)原子質(zhì)量}{物質(zhì)的式量}$；
（2）根據(jù)化學(xué)式Cu₂S計(jì)算銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并計(jì)算一定質(zhì)量的Cu₂S物質(zhì)中銅元素的質(zhì)量，物質(zhì)中某元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就是該元素的質(zhì)量與組成物質(zhì)的元素總質(zhì)量之比；
（3））①由題意可知堿性條件下硫酸銅和N₂H₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cu₂O和N₂；
②工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有離心機(jī)和框式壓濾機(jī)；
（4）①根據(jù)圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發(fā)生吸氧腐蝕，則Cu作負(fù)極；
②Cl^-擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負(fù)極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀．

解答 解：（1）A．Cu₅FeS₄中含銅量為$\frac{320}{504}$=0.63；
B．CuFeS₂中含銅量為$\frac{64}{184}$=0.35；
C．銅量為$\frac{128}{160}$=0.8；
D．Cu₂（OH）₂CO₃中含銅量為$\frac{128}{221}$=0.58，
故答案為：C；
（2）Cu₂S中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{64×2}{160}$×100%=80%；則X噸含Cu₂S 32%的銅礦石中含銅元素質(zhì)量=Xt×80%×32%=796萬t，解得X=3109.4萬噸，
故答案為：3109.4；
（3）①由題意可知堿性條件下硫酸銅和N₂H₄發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O，
故答案為：4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O；
②工業(yè)上常用的固液分離設(shè)備有離心機(jī)和框式壓濾機(jī)，故答案為：AC；
（4）①根據(jù)圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發(fā)生吸氧腐蝕，則Cu作負(fù)極，即c是負(fù)極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：c；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②Cl^-擴(kuò)散到孔口，并與正極反應(yīng)產(chǎn)物和負(fù)極反應(yīng)產(chǎn)物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負(fù)極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應(yīng)為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應(yīng)生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，離子方程式為2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓，
故答案為：2Cu²⁺+3OH^-+Cl^-=Cu₂（OH）₃Cl↓．

點(diǎn)評(píng) 本題考查Cu及其化合物的性質(zhì)、原電池原理的應(yīng)用，把握物質(zhì)的性質(zhì)以及電化學(xué)反應(yīng)原理等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，題目難度中等．