题目内容
(15分)铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
(1)铜可采用如下方法制备:
火法炼铜:Cu2S+O2
2Cu+SO2
湿法炼铜:CuSO4+Fe
FeSO4+Cu
上述两种方法中,铜元素均被_____ _____ (填“氧化”还是“还原”)成铜单质。
(2)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,实验室模拟回收过程如下:
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①步骤1中反应的离子方程式是______ _________。
②步骤2所加的氧化剂最适宜的是____________ ________。
A.HNO3 B.H2O2 C.KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到5,此时Fe3+浓度为____ ______
[Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38],可选用的“试剂1”是____ ______(写出一种即可)。
④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的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl2·2H2O。
(3)欲实现反应Cu+H2SO4(aq)=CuSO4+H2↑,在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填
“Cu”或“C”)。并写出电极反应式。
。
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(1)还原 ;(2)①2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ ②B ③4×10-11 mol/L; CuO[或Cu(OH)2]
④CuCl2在溶液中可以发生水解反应:CuCl2+2H2O?Cu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,可以抑制水解
(3)
阳极:Cu-2e-=Cu2+ 阴极:2H++2e-=H2
【解析】
试题解析:(1)在火法炼铜:Cu2S+O2
2Cu+SO2和湿法炼铜:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu中铜元素的化合价降低,Cu2S、CuSO4都为氧化剂,被还原,发生还原反应;(2)①步骤1中Cu元素由0升高到+2价,Fe元素由+3价降低为+2价,化学反应为Cu+2FeCl3═2CuCl2+FeCl2,离子反应为Cu+2Fe3+═2Cu2++Fe2+;②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二价铁离子变成三价铁离子,但HNO3和KMnO4会引入新的杂质;③根据溶液的pH升高到5时,H+浓度为 10-5mol/L,则OH-浓度为 10-9mol/L,根据Ksp(Fe(OH)3)=[Fe3+][OH-]3=4×10-38,得[Fe3+]=4×10-11mol/L;pH升高,溶液的酸性减弱,加入的物质能与酸反应,同时不能引入新杂质,可向溶液中加入CuO或Cu(OH)2;④CuCl2为强酸弱碱盐水解溶液呈酸性,溶液中水解反应为,CuCl2+2H2O?Cu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,可以抑制水解;(3)Cu和H2SO4之间的反应是非自发的,需要电解池实现,金属铜作阳极,阳极:Cu-2e-=Cu2+,电解质为硫酸,阴极是氢离子放电,电极反应为2H++2e-=H2↑,即
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考点:金属冶炼的一般原理;原电池和电解池的工作原理;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
下列物质分类的正确组合是
分类 组合 | 纯净物 | 酸 | 盐 | 碱性氧化物 | 酸性氧化物 |
A | 碱石灰 | 乙二酸 | 纯碱 | 氧化铝 | 二氧化碳 |
B | 盐酸 | 石炭酸 | 小苏打 | 氧化镁 | 二氧化氮 |
C | H2O2 | 硬脂酸 | 苏打 | 过氧化钠 | 二氧化硫 |
D | 五水硫酸铜 | 油酸 | 碱式碳酸铜 | 氧化钠 | 三氧化硫 |