Question

銅及其化合物在生活、生產中有廣泛應用。請回答下列問題：

（1）自然界地表層原生銅的硫化物經氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS，慢慢轉變為銅藍(CuS)。寫出CuSO₄轉變為銅藍的離子方程式_______________________________。

（2）工業上以黃銅礦CuFeS₂）為原料，采用火法熔煉工藝生產銅的中間過程會發生反應：2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂↑，該反應的氧化劑是_____；驗證反應產生的氣體是SO₂的方法是____________。

（3）圖I是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質，圖II是粗銅精煉的裝置圖，假若用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗。

①寫出A極的電極反應式__________________________________________________。

②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，粗銅板應與__________極（填“A”或“B”）相連；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為___________。

③當消耗標準狀況下1．12LCO時，精銅電極的質量變化情況為_________。

（4）現向一含有Ca^2＋、Cu^2＋的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，根據該實驗可得出的結論是________（填序號）

A．Ksp(CuCO₃)＜Ksp(CaCO₃)              B．c(Cu^2＋)＜c(Ca^2＋)

C．＞        D．＜

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）Cu^2＋(aq)＋ZnS(s)＝Zn^2＋(aq)＋CuS(s) （2分）

（2）Cu₂O和Cu₂S（1分）；將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復原色（2分）

（3）①CO－2e^－＋CO₃^2－＝2CO₂（2分） ②B（1分）；Au、Ag以單質的形成沉積在陽極下方，Fe以Fe^2＋的形式進入電解液中（2分） ③增加3．2g（2分） （4）C（2分）

【解析】

試題分析：（1）硫化銅的溶解度小于氯化鋅的，所以根據沉淀容易向更難溶的方向轉化可知，該反應的離子方程式是Cu^2＋(aq)＋ZnS(s)＝Zn^2＋(aq)＋CuS(s)。

（2）根據反應的方程式可知，銅元素的化合價從＋1價降低到0價，得到1個電子，S元素的化合價從－2價升高到＋4價，失去6個電子，所以Cu₂S是還原劑，Cu₂O和Cu₂S是氧化劑。SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，據此可以鑒別SO₂，所以正確的操作是將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復原色。

（3）①原電池中較活潑的金屬是負極，失去電子，發生氧化反應。電子經導線傳遞到正極，所以溶液中的陽離子向正極移動，正極得到電子，發生還原反應。因此CO在負極通入，氧氣在正極通入，即A電極是負極。由于電解質是一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質，所以CO₃^2－向負極移動，因此負極電極反應式是CO－2e^－＋CO₃^2－＝2CO₂。

②粗銅精煉時，粗銅與電源的正極相連，做陽極，即與電極B相連。由于金屬性是Au＜Ag＜Cu＜Fe，所以陽極首先是鐵失去電子，然后是銅失去電子，而Au和Ag形成陽極泥，所以Au、Ag、Fe它們在電解槽中的存在形式和位置為Au、Ag以單質的形成沉積在陽極下方，Fe以Fe^2＋的形式進入電解液中。

③準狀況下1．12LCO的物質的量是1．12L÷22．4L/mol＝0．05mol，反應中轉移電子的物質的量是0．05mol×2＝0．1mol，所以根據電荷守恒可知，精銅電極析出銅的物質的量是0．1mol÷2＝0．05mol，即陰極精銅增加0．05mol×64g/mol＝3．2g。

（4）向一含有Ca^2＋、Cu^2＋的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，這說明溶液中c(Cu^2＋)·c(CO₃^2－)＞Ksp(CuCO₃)、c(Ca^2＋)·c(CO₃^2－)＜Ksp(CaCO₃)，所以＞，因此答案選C。

考點：考查溶解平衡以及沉淀的轉化；氧化還原反應的判斷；SO₂的檢驗；電極反應式的書寫以及有關計算；粗銅的精煉等