Question

（14分）铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
Ⅰ、铜可采用如下方法制备：
方法一：火法炼铜：Cu₂S + O₂  2Cu + SO₂
方法二：湿法炼铜：CuSO₄ + Fe FeSO₄ + Cu
上述两种方法中，你认为哪种方法更好        ，原因是         （写出1条原因即可）。分别用火法炼铜与湿法炼铜生产640gCu，则转移的电子数之比为                 。
Ⅱ、印刷电路板上使用的铜需要回收利用。
用FeCl₃溶液浸泡印刷电路板制备CuCl₂·2H₂O晶体，实验室模拟回收过程如下：

①步骤2中反应的离子方程式是                    。
②步骤5中蒸发浓缩CuCl₂溶液时，要滴加浓盐酸，目的是________________ (用化学方程式并结合简要文字说明)，再经冷却、结晶、过滤，得到CuCl₂·2H₂O晶体。
③步骤4中洗涤沉淀的操作为                                     
④步骤3中可选用的“试剂1”是      (写出一种即可)，目的是使溶液的pH升高到4，此时Fe³⁺浓度为                    [K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]。

Answer 1

Ⅰ湿法炼铜（或方法二）不会产生污染空气的气体（或湿法炼铜不需要外界提供能量）； 3:2
Ⅱ ①  2Fe²⁺+ H₂O₂ +2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O 
②CuCl₂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
③ 向漏斗中加少量蒸馏水(水)至没过沉淀，静置滤干后重复操作2～3次。
④  CuO[或Cu(OH)₂] ； 4×10^-8mol/L

试题分析：Ⅰ第一种方法会产生大气污染物SO₂，而且要消耗大量的能量，而第二种方法在常温下就可以发生，产物都是无污染的。因此第二种方法好。由反应方程式可以看出产生2mol的Cu电子转移6mol,因此产生640gCu即10mol的Cu，电子转移30mol；而在湿法炼铜中产生1mol的Cu电子转移2mol,因此产生640gCu即10mol的Cu，电子转移20mol，所以转移电子的物质的量的比为3：2。Ⅱ①根据图示可知在步骤2中反应的离子方程式是2Fe²⁺+ H₂O₂ +2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O；②步骤5中蒸发浓缩CuCl₂溶液时，要滴加浓盐酸，是因为CuCl₂是强酸强碱盐，在溶液中可以发生水解反应： CuCl₂+2H₂OCu(OH)₂+2HCl，滴加浓盐酸，就可以抑制水解。③步骤4中洗涤沉淀的操作为向漏斗中加少量蒸馏水(水)至没过沉淀，待水滤干后重复操作2～3次。④步骤3中可选用的“试剂1”是既可以消耗H⁺同时又不引入杂质离子的物质，可以是CuO[或Cu(OH)₂] ，pH=4,c(OH^-)=10^-10mol/L;由于K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38，所以c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=4×10^-38; c(Fe³⁺)·c³(OH^-)=4×10^-38÷10^-30=4×10^-8mol/L。