Question

(16分)铜及其化合物在生产和生活实际中应用广泛。

Ⅰ．某学习小组对粗铜提纯(电解精炼)后的阳极泥(主要成分为银、金)进行如下实验。

（1）操作③所需的仪器有：烧杯、 。

（2）稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，写出该步反应的化学方程式_____ _。

（3）为了回收金，他们查阅了有关资料如下表：

编号	常温下反应	化学平衡常数
反应1	Au + 6HNO3 Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O	＜10?5
反应2	Au3+ + Cl? [AuCl4] ?	＞105

从资料中可知，常温下金很难与硝酸反应，但却可溶于王水(浓硝酸与浓盐酸体积比为1∶3的混合物)。请你运用化学平衡移动原理，简要说明金能溶于王水的原因： 。

Ⅱ．实验室用铜制备CuSO4溶液有多种方案，某实验小组给出了以下三种方案：

请回答有关问题：

（4）甲方案：将6.4g铜丝放到90 mL 1.5 mol·L-1的稀硫酸中，控温在50℃。加入40 mL 10%的H2O2，反应0.5小时，升温到60℃，持续反应1小时后，经一系列操作，得CuSO4·5H2O 20.0 g【已知有关摩尔质量：M(Cu)=64 g/mol， M(CuSO4·5H2O) =250 g/mol】。

①反应时温度控制在50℃~60℃，不宜过高的原因是 ；

②本实验CuSO4·5H2O的产率为 。

（5）乙方案：将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4，即发生反应，生成硫酸铜。反应完全后，加物质A调节pH至4 ，然后过滤、浓缩、结晶。

①物质A可选用以下的 （填序号）；

A．CaO B．NaOH C．CuCO3 D．Cu2(OH)2CO3 E．Fe2(SO4)3

②反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化，FeSO4的作用是 ；

（6）丙方案：为了节约原料，硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为，n(H2SO4)：n(HNO3)= 。

 

Answer 1

Ⅰ．（1）漏斗、玻璃棒；（2分） （2）3Ag +4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑＋2H2O（2分）

（3）浓盐酸含有大量Cl-，Au3+与Cl-形成稳定的AuCl4-离子，使反应②平衡向右移动，使金溶于王水中；（2分）

Ⅱ．（4）①双氧水受热易分解造成损耗（2分）； ②80％（3分）

（5）①CD（2分）； ②作催化剂（或起催化作用）（2分） （6）3:2（2分）

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）过滤所需的玻璃仪器有：烧杯、漏斗、玻璃棒，故答案为：漏斗、玻璃棒；

（2）稀硝酸的还原产物是NO，所以银与稀硝酸反应的离子方程式为3Ag +4HNO3(稀)＝3AgNO3+NO↑＋2H2O；

（3）根据表中的信息，Au+6HNO3（浓）＝Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O，并且Au3++4Cl-＝AuCl4-，在王水中，含有浓硝酸和浓盐酸，浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应2平衡向右移动，则金溶于王水中；

Ⅱ．（4）①由于双氧水受热易分解生成氧气和水，因此温度不易过高的原因是双氧水受热易分解造成损耗；

②6.4g铜的物质的量是0.1mol，理论上应该生成胆矾0.1mol，其质量是0.1mol×250g/mol＝25g，为实际生产了20g，所以产率是×100%＝80％；

（5）①加入A物质的目的是除去亚铁离子，由于不能引入杂质，因此氧化钙、氢氧化钠和硫酸铁均不能选择，答案选CD；

②硫酸亚铁易被氧气氧化生成硫酸铁，而硫酸铁能溶解铜生成硫酸铜和硫酸亚铁，所以硫酸亚铁的作用是作催化剂（或起催化作用）；

（6）要节约原料，则硝酸应该全部被还原为NO，则根据方程式3Cu＋8H＋＋2NO3－＝Cu2＋＋4H2O＋2NO↑。其中硝酸是一元酸，硫酸是二元酸，则要提供8mol氢离子，则消耗硝酸2mol，硫酸是3mol，即n(H2SO4)：n(HNO3)=3:2。

考点：考查化学实验基本操作、外界条件对平衡状态的影响、硫酸铜制备的有关判断与计算