Question

【题目】超细铜粉有重要用途，工业上可以通过铝黄铜合金（含Cu、Al、Zn）制超细铜粉。某小组在实验室模拟制备超细铜粉的方法如下:

步骤Ⅰ：取铝黄铜合金加入热浓硫酸溶解，再加入过量NaOH溶液只生成Cu(OH)2沉淀，过滤，洗涤。

步骤Ⅱ：向Cu(OH)2沉淀中加硫酸溶解，再加氨水，形成 [Cu(NH3)4]SO4溶液。

步骤Ⅲ：向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2气体至溶液呈微酸性，生成NH4CuSO3。再与足量的1.000mol·L-1的稀硫酸混合并微热，得到超细铜粉。

（1）步骤Ⅰ中完全溶解铝黄铜合金可以加入稀硫酸和____。

A．FeCl3 B．盐酸 C．热空气

（2）配制500 mL 1.000 mol·L-1的稀硫酸，需要用98%的浓硫酸（密度为1.84 g·mL-1）____mL。

（3）在步骤Ⅲ中生成NH4CuSO3的化学反应方程式为____。

（4）准确称取1.000 g铝黄铜合金与足量的1.000 mol·L-1稀硫酸完全反应，生成标准状况下气体体积为134.4 mL。将相同质量的合金完全溶于热的足量的浓硫酸，产生标准状况下气体体积为380.8mL。计算此合金中铜的质量分数________。

Answer 1

【答案】 C 27.2（或27.17） 2[Cu(NH3)4]SO4 + 3SO2 + 4H2O＝2 NH4CuSO3 + 3(NH4)2SO4 n(H2)=0.1344L÷22.4L·mol-1=0.006mol

n(SO2)=0.3808L÷22.4L·mol-1=0.017mol

∵Zn、Al与稀硫酸产生的H2和Zn、Al与浓硫酸产生的SO2的物质的量相同，

∴n(Cu)=n(SO2)－n(H2)=0.017mol－0.006mol=0.011mol

铜的质量分数为：=70.4%

【解析】分析：（1）依据Cu的活泼性分析；（2）按照稀释定律来计算；（3）根据质量守恒定律书写生成NH4CuSO3的化学反应方程式；（4）根据守恒关系计算合金中铜的质量分数。

详解：（1）由于Cu不溶于稀硫酸，也不溶于盐酸，虽然能溶于FeCl3，但会引入新的杂质,可以加入稀硫酸和热空气,将铜氧化，又不引入新的杂质，因此，本题答案为：C。

（2）先求出浓硫酸的物质的量浓度，根据C==mol/L=18.4mol/L,根据稀释定律：C1V1=C2V2,18.4mol/LV=1mol/L500mL,解得，V=27.2mL；因此，本题答案为：27.2（或27.17）；

（3）向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2，生成NH4CuSO3，发生的是氧化还原反应，铜的化合价降低被还原，二氧化硫部分被氧化生成SO42-,根据得失电子守恒和原子守恒写出生成NH4CuSO3的化学反应方程式为2[Cu(NH3)4]SO4 + 3SO2 + 4H2O＝2 NH4CuSO3 + 3(NH4)2SO4。

（4）合金中的Al、Zn和稀硫酸反应生成氢气，n(H2)=0.1344L÷22.4L·mol-1=0.006mol

合金中Cu、Al、Zn和足量浓硫酸反应生成SO2，n(SO2)=0.3808L÷22.4L·mol-1=0.017mol

因Zn、Al与稀硫酸产生的H2和Zn、Al与浓硫酸产生的SO2的物质的量相同，所以n(Cu)=n(SO2)－n(H2)=0.017mol－0.006mol=0.011mol，

铜的质量分数为：×100%=70.4%。