题目内容

3．铜是一种重要的有色金属，近年来用途越来越广泛．请回答下列问题：
（1）下列四种化合物中含铜量最高的是C（填字母）
A．Cu5FeS4　　　　B．CuFeS2　　　C．Cu2S　　　D．Cu2（OH）2CO3
（2）2014年我国精炼铜产量796万吨，若全部由含Cu2S质量分数为32%的铜矿石冶炼得到，则需要铜矿石质量为3109.4万吨．（保留一位小数）
（3）可溶性铜盐常用于生产其它含铜化合物．在KOH溶液中加入一定量的CuSO4溶液，再加入一定量的还原剂--肼（N2H4），加热并保持温度在90℃，生成一种对环境无污染的气体，反应完全后，分离，洗涤，真空干燥得到纳米氧化亚铜固体（Cu2O）．
①该制备过程的反应方程式为4CuSO4+N2H4+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O．
②工业上常用的固液分离设备有AC（填字母）
A．离心机　　　B．分馏塔　　C．框式压滤机　　　D．反应釜
（4）我国出土的青铜器工艺精湛，具有很高的艺术价值和历史价值．但出土的青铜器大多受到环境腐蚀．如图是青铜器在潮湿环境中发生电化学腐蚀的原理示意图：
①腐蚀过程中，负极是c（填“a”“b”或“c”），正极反应方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-．
②环境中的Cl-扩散到孔口，并与正极产物和负极产物生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，其离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓．

分析 （1）含铜量=$\frac{所有铜的相对原子质量}{物质的式量}$；
（2）根据化学式Cu2S计算铜元素的质量分数，并计算一定质量的Cu2S物质中铜元素的质量，物质中某元素的质量分数，就是该元素的质量与组成物质的元素总质量之比；
（3））①由题意可知碱性条件下硫酸铜和N2H4发生氧化还原反应生成Cu2O和N2；
②工业上常用的固液分离设备有离心机和框式压滤机；
（4）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极；
②Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2（OH）3Cl沉淀．

解答 解：（1）A．Cu5FeS4中含铜量为$\frac{320}{504}$=0.63；
B．CuFeS2中含铜量为$\frac{64}{184}$=0.35；
C．铜量为$\frac{128}{160}$=0.8；
D．Cu2（OH）2CO3中含铜量为$\frac{128}{221}$=0.58，
故答案为：C；
（2）Cu2S中铜元素的质量分数=$\frac{64×2}{160}$×100%=80%；则X吨含Cu2S 32%的铜矿石中含铜元素质量=Xt×80%×32%=796万t，解得X=3109.4万吨，
故答案为：3109.4；
（3）①由题意可知碱性条件下硫酸铜和N2H4发生氧化还原反应，反应的化学方程式为4CuSO4+N2H4+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O，
故答案为：4CuSO4+N2H4+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu2O+N2↑+4K2SO4+6H2O；
②工业上常用的固液分离设备有离心机和框式压滤机，故答案为：AC；
（4）①根据图知，氧气得电子生成氢氧根离子、Cu失电子生成铜离子，发生吸氧腐蚀，则Cu作负极，即c是负极，正极发生还原反应，电极方程式为O2+2H2O+4e-═4OH-，
故答案为：c；O2+2H2O+4e-═4OH-；
②Cl-扩散到孔口，并与正极反应产物和负极反应产物作用生成多孔粉状锈Cu2（OH）3Cl，负极上生成铜离子、正极上生成氢氧根离子，所以该离子反应为氯离子、铜离子和氢氧根离子反应生成Cu2（OH）3Cl沉淀，离子方程式为2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓，
故答案为：2Cu2++3OH-+Cl-=Cu2（OH）3Cl↓．

点评 本题考查Cu及其化合物的性质、原电池原理的应用，把握物质的性质以及电化学反应原理等为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度中等．

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