题目内容

12.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=$\frac{所有铜的相对原子质量}{物质的含铜量}$;
(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;
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,为高频考点,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,题目难度不大.

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17.绿矾晶体(FeSO4•7H2O,M=278g/mol)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2),制备绿矾的过程如下:

(上述过程所加试剂均过量)
试回答:
(1)操作Ⅰ为过滤(填写操作名称).
(2)试剂Y与溶液X反应的离子方程式为Fe+2Fe3+═3Fe2+、Fe+2H+═Fe2++H2↑.
(3)检验所得绿矾晶体中含有Fe2+的实验操作是将少许所得晶体放入KSCN溶液不变色,再向溶液中加入氯水变成红色.
(4)操作Ⅲ的顺序依次为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(5)某同学用酸性KMnO4溶液测定绿矾产品中Fe2+含量:
a.称取11.5g绿矾产品,溶解、配制成1000mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需1000mL容量瓶.
②该同学设计的下列滴定方式,最合理的是b(夹持部分略去)(填字母序号).

③滴定时发生反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O.
④判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成紫色且半分钟不再褪色;若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,其他操作均正确,则使测定结果偏低(填“偏高”“偏低”或“无影响”).
⑤计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为96.7%.

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