题目内容

15．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Cl-+2Cu2++3OH-═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．Cu2S中含铜量为$\frac{128}{160}$=0.8；b．Cu5FeS4中含铜量为$\frac{320}{504}$=0.63；c．Cu2（OH）2CO3中含铜量为$\frac{128}{221}$=0.58；d．CuFeS2中含铜量为$\frac{64}{184}$=0.35，
故答案为：a；
（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Cl-+2Cu2++3OH-═Cu2（OH）3Cl↓，
故答案为：Cl-+2Cu2++3OH-═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．

练习册系列答案
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5．铜（Cu）是重要金属，铜的化合物在科学研究和工业生产中具有许多用途，如CuSO4溶液常用作电解液、电镀液等．请回答以下问题：
（1）向CuSO4浓溶液中滴入浓氨水，直至产生的沉淀恰好溶解，可得到深蓝色的透明溶液．再向其中加入适量乙醇，可析出深蓝色的Cu（NH3）4SO4•H2O晶体．
①沉淀溶解的离子方程式为Cu（OH）2+4NH3=[Cu（NH3）4]2++2OH-．
②[Cu（NH3）4]2+具有对称的立体构型，[Cu（NH3）4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu（NH3）4]2+的立体构型为平面正方形（用文字表述），其中N原子的杂化轨道类型是sp3．
（2）金（Au）与铜为同族元素，铜与金可形成具有储氢功能的合金．
①合金中，原子间的作用力是金属键．已知Au为第六周期元素，则基态Au原子的价电子排布式为5d106s1．
②该储氢合金为立方最密堆积结构，晶胞中Cu原子位于面心、Au原子位于顶点，储氢时，H原子进入由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中，则该晶体储氢后的化学式为H8AuCu3．
6．化工生产中常用FeS做沉淀剂除去工业废水中的Cu2+：Cu2+（aq）+FeS（s）═CuS（s）+Fe2+（aq）
下列有关叙述中正确的是（　　）
A．FeS的Ksp小于CuS的Ksp
B．达到平衡时c（Fe2+）=c（Cu2+）
C．该反应平衡常数K=$\frac{{K}_{sp}（FeS）}{{K}_{sp}（CuS）}$
D．溶液中加入少量Na2S固体后，溶液中c（Cu2+）、c（Fe2+）保持不变
3．下列说法正确的是（　　）
A．按系统命名法，化合物的名称是2，3，5，5-四甲基-4，4-二乙基己烷
B．等物质量的苯与苯甲酸完全燃烧消耗氧气的量不相等
C．苯与甲苯互为同系物，均能使高锰酸钾溶液褪色
D．结构片段为的高聚物，其单体是甲醛和苯酚
10．下表是周期表中的一部分，根据A-I在周期表中的位置，第（1）～（4）小题用元素符号或化学式回答，（5）～（8）小题按题目要求回答．
   族
周期		I AⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
1A
2DEGI
3BCFH
（1）表中元素，只有负价而无正价的是F，氧化性最强的单质是F2，还原性最强的单质是Na．
（2）最高价氧化物的水化物碱性最强的是NaOH，酸性最强的是H2SO4，呈两性的是Al（OH）3．
（3）A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中，最稳定的HCl．
（4）A和D组成化合物的电子式．
（5）用电子式表示B和H组成化合物的形成过程
（6）B的最高价氧化物的水化物和C的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式OH-+Al（OH）3═AlO2-+2H2O．
20．某同学在化学实验准备室中发现一瓶露置于空气已久的Ba（OH）2•8H2O试剂．
I．初步推测
（1）室温配制溶液时，发现所取试剂在水中仅部分溶解，烧杯中存在未溶物．并推测未溶物为BaCO3，理由（用化学方程式表示）Ba（OH）2•8H2O+CO2=BaCO3+9H2O．
II．成分检验
假设试剂由大量Ba（OH）2•8H2O和少量BaCO3组成，设计实验方案，进行成分检验（不考虑结晶水的检验；室温时BaCO3饱和溶液pH=9.6）．
[限选试剂及仪器]
稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水；pH计、烧杯、试管、带塞导气管、滴管
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取适量试剂于洁净烧杯中，加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤，得滤液和沉淀/
步骤2：取适量步骤1滤液于试管中，滴加稀硫酸生成白色沉淀，说明该试剂中含有Ba2+
步骤3：取适量步骤1中的沉淀于是试管中，……，说明该试剂中含有BaCO3
步骤4：……
（2）请将步骤3填写完整滴加稀盐酸，用带塞导气管塞紧试管，把导气管插入装有澄清石灰水的烧杯中，预期现象是试管中有气泡生成，烧杯中的澄清石灰水变浑浊．
（3）步骤2仅验证试剂中含有Ba2+离子，由此设计步骤4：取适量滤液于烧杯中用pH计测其pH值；若pH＞9.6，说明有大量的OH-，说明试剂中有Ba（OH）2．
III．测定试剂中Ba（OH）2•8H2O的含量
（4）某同学拟用重量法测定：准确称取试剂于烧杯中，溶解，过滤．将BaCO3沉淀洗涤、干燥后称量，由此计算含量．该方法不可行的原因是：氢氧化钡在溶解，过滤的过程中吸收空气中的二氧化碳，又产生碳酸钡，对最终测定Ba（OH）2•8H2O的含量产生影响．
（5）进一步完善测定方案如下：

（1）试剂A为碳酸钠．过滤前，检验沉淀是否完全的操作是取上层清液，再滴入一滴试剂A，若无沉淀产生，说明沉淀完全．
（2）该试剂中Ba（OH）2•8H2O（式量：315）的质量分数=$\frac{315（m{\;}_{1}-m{\;}_{2}）}{118m{\;}_{1}}$（只列式）．$\frac{315（m1-m2）}{118m1}$
（6）如果m1 g试剂反应后得到的沉淀的准确值为m3 g，则测定的相对误差为$\frac{m{\;}_{2}-m{\;}_{3}}{m{\;}_{3}}$；当相对误差为负值时，说明Ba（OH）2•8H2O的含量测定结果偏大（填：偏大或偏小）．
7．在一个5L的容器里，盛有8.0mol某气态反应物，5min后，测得这种气态反应物还剩余3.0mol，则这种反应物在此时间内的化学反应速率为（　　）
A．0.1mol/（L•min）B．0.2mol/（L•min）C．0.3mol/（L•min）D．0.4mol/（L•min）
4．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：K+、Al3+、Fe3+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-，现取三份100mL溶液进行如下实验：①第一份加入AgNO3溶液有沉淀产生．②第二份加过量NaOH溶液加热后，只收集到气体0.02mol，无沉淀生成，同时得到溶液甲．③在甲溶液中通入过量CO2，生成白色沉淀，沉淀经过滤、洗涤、灼烧，质量为1.02g．④第三份加足量BaCl2溶液后，得白色沉淀，沉淀经足量盐酸洗涤、干燥后，质量为11.65g．根据上述实验回答：
（1）一定不存在的离子是Fe3+、Mg2+、Ba2+、CO32-，不能确定是否存在的离子是Cl-．
（2）试确定溶液中肯定存在的阴离子及其浓度（可不填满）：
离子符号SO42-，浓度0.5mol/L；
离子符号，，浓度，；
离子符号，，浓度，．
（3）试确定K+是否存在是（填“是”或“否”），判断的理由是阳离子电荷总数小于阴离子电荷总数．
5．下列排列有错误的是（　　）
A．稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HIB．酸性：H4SiO4＜H3PO4＜H2SO4＜HClO4
C．粒子半径：Al3+＞Mg2+＞Na+＞F-D．碱性：Al（OH）3＜Mg（OH）2＜Ca（OH）2＜KOH

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