题目内容
【题目】铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用.
(1)铜可采用如下方法制备:火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2
湿法炼铜:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
上述两种方法中,铜元素均被(填“氧化”或“还原”)成铜单质.
(2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用.方法一:用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl22H2O,实验室模拟回收过程如下:
①证明步骤Ⅰ所加FeCl3溶液过量的方法是 .
②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是 .
A.HNO3B.H2O2C.KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2,此时Fe3+完全沉淀,可选用的“试剂1”是 . (写出一种即可)
④蒸发农缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是(用化学方程式并结合简要的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl22H2O.
方法二:用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜时,其热化学方程式是:
Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(nq)═CuSO4(aq)+2H2O(l)△H1=﹣320kJ/mol
又知:2H2O(l)═2H2O(l)+O2(g)△H2=﹣196kJ/mol
H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H3=﹣286kJ/mol
则反应Cu(s)+H2SO4(aq)═CuSO4(aq)+H2(g)的△H= .
(3)欲实现反应Cu+H2SO2═CuSO4+H2 , 在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填“Cu”或“C”)
【答案】
(1)还原
(2)取少量充分反应后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,证明所加FeCl3溶液过量;B;CuO或Cu(OH)2;CuCl2在溶液中可以发生水解反应,CuCl2+2H2O?Cu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,可以抑制水解;+64kJ/mol
(3)
【解析】解:(1)在火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2和湿法炼铜:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu中铜元素的化合价降低,Cu2S、CuSO4都为氧化剂,被还原,发生还原反应,所以答案是:还原;(2)方法一:①检验三价铁离子的方法:取少量待检液于试管中,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,所以答案是:取少量充分反应后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,若溶液变为红色,证明所加FeCl3溶液过量;②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二价铁离子变成三价铁离子,但HNO3和KMnO4会引入新的杂质,故选:B; ③pH升高,溶液的酸性减弱,加入的物质能与酸反应,同时不能引入新杂质,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2 , 所以答案是:CuO或Cu(OH)2;④CuCl2在溶液中可以发生水解反应,加入浓盐酸,可以抑制水解,所以答案是:CuCl2在溶液中可以发生水解反应,CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,可以抑制水解;方法二:Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(nq)═CuSO4(aq)+2H2O(l)△H1=﹣320kJ/mol ①
2H2O2(l)═2H2O(l)+O2(g)△H2=﹣196kJ/mol ②
H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H3=﹣286kJ/mol ③
利用盖斯定律,将①﹣ ×②﹣③可得:Cu(s)+H2SO4(aq)═CuSO4(aq)+H2(g)△H=+64kJ/mol,所以答案是:+64kJ/mol;(3)Cu和H2SO4之间的反应是非自发的,需要电解池实现,金属铜作阳极,阴极是导体即可,电解质为硫酸,即 ,
故答案 .