Question

（15分）銅及其化合物在生產、生活中有廣泛的應用。

（1）銅可采用如下方法制備：

火法煉銅：Cu2S+O2 2Cu+SO2

 

濕法煉銅：CuSO4+Fe FeSO4+Cu

 

上述兩種方法中，銅元素均被_____ _____ (填“氧化”還是“還原”)成銅單質。

（2）印刷電路板上使用的銅需要回收利用。

用FeCl3溶液浸泡印刷電路板制備CuCl2·2H2O，實驗室模擬回收過程如下：

①步驟1中反應的離子方程式是______ _________。

②步驟2所加的氧化劑最適宜的是____________ ________。

A．HNO3 B．H2O2 C．KMnO4

③步驟3的目的是使溶液的pH升高到5，此時Fe3+濃度為____ ______

[Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38]，可選用的“試劑1”是____ ______(寫出一種即可)。

④蒸發(fā)濃縮CuCl2溶液時，要滴加濃鹽酸，目的是__________ _____________ (用化學方程式并結合簡要的文字說明)，再經冷卻、結晶、過濾，得到CuCl2·2H2O。

（3）欲實現反應Cu+H2SO4(aq)＝CuSO4+H2↑，在你認為能實現該轉化的裝置中的括號內，標出電極材料(填

“Cu”或“C”)。并寫出電極反應式。

。

 

 

Answer 1

（1）還原 ；（2）①2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ②B ③4×10-11 mol/L； CuO[或Cu（OH）2]

④CuCl2在溶液中可以發(fā)生水解反應：CuCl2+2H2O?Cu（OH）2+2HCl，滴加濃鹽酸，可以抑制水解

（3） 陽極：Cu-2e-=Cu2+ 陰極：2H++2e-=H2

【解析】

試題解析：（1）在火法煉銅：Cu2S+O22Cu+SO2和濕法煉銅：CuSO4+Fe═FeSO4+Cu中銅元素的化合價降低，Cu2S、CuSO4都為氧化劑，被還原，發(fā)生還原反應；（2）①步驟1中Cu元素由0升高到+2價，Fe元素由+3價降低為+2價，化學反應為Cu+2FeCl3═2CuCl2+FeCl2，離子反應為Cu+2Fe3+═2Cu2++Fe2+；②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二價鐵離子變成三價鐵離子，但HNO3和KMnO4會引入新的雜質；③根據溶液的pH升高到5時，H+濃度為 10-5mol/L，則OH-濃度為 10-9mol/L，根據Ksp（Fe（OH）3）=[Fe3+][OH-]3=4×10-38，得[Fe3+]=4×10-11mol/L；pH升高，溶液的酸性減弱，加入的物質能與酸反應，同時不能引入新雜質，可向溶液中加入CuO或Cu（OH）2；④CuCl2為強酸弱堿鹽水解溶液呈酸性，溶液中水解反應為，CuCl2+2H2O?Cu（OH）2+2HCl，滴加濃鹽酸，可以抑制水解；（3）Cu和H2SO4之間的反應是非自發(fā)的，需要電解池實現，金屬銅作陽極，陽極：Cu-2e-=Cu2+，電解質為硫酸，陰極是氫離子放電，電極反應為2H++2e-=H2↑，即．

考點：金屬冶煉的一般原理；原電池和電解池的工作原理；物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用．