题目内容

在生产电缆过程中会产生一定量的含铜废料.据报道,在通入空气并加热的条件下,铜与硫酸反应转化为硫酸铜.
(1)请完成该反应的化学方程式.2Cu+2H2SO4+O2数学公式2CuSO4+______
(2)请设计出利用上述得到的溶液冶炼金属铜的简易方法(用化学方程式表示)
______.
(3)现有10%的稀硫酸980g,最多生成多少克硫酸铜,同时利用你所设计的方案最多可以生产多少单质铜?

解:(1)根据反应的化学方程式,反应物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为2、4、2、10,反应后的生成物中铜、氢、硫、氧原子个数分别为2、0、2、8,根据反应前后原子种类、数目不变,则横线上物质的分子中共含有由4个氢原子和2个氧原子构成,则横线上的化学式应为2H2O.
(2)得到的溶液是硫酸铜溶液,可利用铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜来冶炼金属铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.
(3)设最多生成硫酸铜的质量为x
2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O
196 320
980g×10% x
x=160g
160g硫酸铜中含铜的质量为:×160g=64g,由质量守恒定律,利用设计的方案最多可以生产64g单质铜.
答:(1)2H2O;(2)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;(3)最多生成160克硫酸铜,同时利用设计的方案最多可以生产64g单质铜.
分析:(1)由质量守恒定律:反应前后,原子种类、数目均不变,据此由反应的化学方程式推断横线上生成物的化学式.
(2)得到的溶液是硫酸铜溶液,可利用铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜来冶炼金属铜.
(3)由稀硫酸的质量、溶质的质量分数,根据反应的化学方程式,可计算出生成硫酸铜的质量,进而由化合物中某元素的质量=该化合物的质量×该元素的质量分数,计算出可以生产单质铜的质量.
点评:本题难度不大,掌握质量守恒定律、根据化学方程式的计算即可正确解答本题,解题时要注意解题的规范性.
练习册系列答案
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化学能转化为电能,在生产,生活中有着重要的作用.

Ⅰ:氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池.
图一是氢氧燃料电池的示意图,工作时H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH
变小
变小
(填“变大”、“变小”、“不变”).
Ⅱ:某学校研究小组对废干电池内的黑色物质进行研究.
查资料得知:
①废干电池内可能含有C、MnO2、NH4Cl、ZnCl2等;
②NH4Cl具有铵态氮肥的性质;
③向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH34]Cl2
据此,该兴趣小组同学进行了如下实验探究:
(1)检验MnO2的存在.兴趣小组同学设计了如图二所示的实验:
操作②的名称是
过滤
过滤
,其中玻璃棒的作用是
引流
引流

操作③灼烧黑色滤渣时,所用主要仪器有
酒精灯
酒精灯
、玻璃棒、坩锅、三角架,在灼烧过程中会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体,该气体是
CO2
CO2
(写化学式).
操作④的试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,该气体是
O2
O2
(写化学式).
由此得到结论:滤渣中除了含
C
C
外,还含有MnO2
(2)猜想1:滤液中溶质的主要成分为NH4Cl.
操作:取少量滤液加入盛有NaOH固体的试管,并稍微加热.有刺激性气味的气体产生,用湿润红色石蕊试纸放在试管口,试纸变蓝.
实验结论:
滤液中溶质的主要成分为NH4Cl
滤液中溶质的主要成分为NH4Cl

(3)猜想2:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2
操作:向盛有少量滤液的试管中逐滴加入
稀氨水
稀氨水
,观察到
先有白色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解
先有白色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解

实验结论:滤液中溶质的主要成分为ZnCl2
(4)ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有杂质CuCl2,会加速对电池的腐蚀,不利于混合溶液的回收使用.欲除去其中的Cu2+,最好选用下列试剂中的
B
B
(填写字母序号).
A.NaOH             B.Zn            C.Na2CO3           D.Fe.

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