Question

14．銅及其化合物在工業上有廣泛的用途，回答下列問題：
（1）硫酸銅是一種具有氧化性的鹽．
①制備生氫劑CuH，完成下列反應方程式：3H₃PO₂+4CuSO₄+6H₂O=4CuH+3H₃PO₄+4H₂SO₄生成的CuH易在氯氣中燃燒，則完全燃燒的產物是CuCl₂、HCl．
②硫酸銅溶液可與白磷發生反應，產物為磷酸、硫酸和銅，則此反應的氧化產物與還原產物的物質的量之比為2：5．
（2）堿式碳酸銅在有機催化剤、煙火制造和顏料、農藥生產中有廣泛的應用．某工廠以輝銅礦（主要成分為Cu₂S，含少量Fe₂O₃、SiO₂等雜質）為原料制備堿式碳酸銅的流程如圖1：

①輝銅礦在浸取前要ilfe富集與粉碎，粉碎的好處是提高浸取速率．
②浸取過程中得到一種單質，寫出浸取時主要反應的化學方程式：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=S↓+2CuSO₄+2MnSO₄+4H₂O．
③寫出“沉錳”反應時離子方程式：Mn²⁺+NH₃+HCO₃^-=MnCO₃↓+NH₄⁺．
（3）納米Cu₂O是一種新型光電材料，利用如圖2所示的裝置可制得，則工作中陽極上的電極反應式應2Cu+2OH^-→Cu₂O+H₂O+2e^-．

Answer 1

分析 （1）①據電子守恒和原子守恒配平該氧化還原反應方程式；CuH在氯氣中燃燒會生成氯化銅和氯化氫；
②硫酸銅溶液與白磷反應，產物為磷酸、硫酸和銅，氧化產物磷酸，還原產物為Cu，據電子守恒計算氧化產物和還原產物的關系；
（2）①礦石顆粒大小、溫度、反應物濃度等因素影響反應速率；
②反應物是二氧化錳、硫化銅和硫酸，生成物是S、硫酸銅、硫酸錳，根據化合價升降相等配平，浸取后SiO₂、反應生成的S都在濾渣Ⅰ中；
③“沉錳”（除Mn²⁺）過程，主要是使Mn²⁺生成沉淀MnCO₃，溫度升高氨氣在水中的溶解度減�。�
（3）該電解池，銅作陽極，石墨作陰極，陽極上銅失電子發生氧化反應．

解答 解：（1）①該反應的還原產物只有CuH，氧化產物只有H₃PO₄，每生成1molCuH得3mol電子，每生成1mol磷酸失去4mol電子，據電子守恒和原子守恒，配平方程式為：4CuSO₄+3H₃PO₂+6H₂O═4CuH↓+4H₂SO₄+3H₃PO₄；CuH在氯氣中完全燃燒會生成氯化銅和氯化氫，故答案為：3、4、6H₂O、4、3、4；CuCl₂、HCl；
②硫酸銅溶液與白磷反應，產物為磷酸、硫酸和銅，氧化產物磷酸，還原產物為Cu，每生成1molCu轉移2mol電子，每生成1mol磷酸轉移5mol電子，據電子守恒，氧化產物與還原產物的物質的量之比為2：5，故答案為：2：5；
（2）①酸浸時，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進行攪拌或都增加酸的濃度，都可以提高浸取速率，
故答案為：提高浸取速率；
②反應物是二氧化錳、硫化銅和硫酸，生成物是S、硫酸銅、硫酸錳，反應的方程式為2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=S↓+2CuSO₄+2MnSO₄+4H₂O，
故答案為：2MnO₂+Cu₂S+4H₂SO₄=S↓+2CuSO₄+2MnSO₄+4H₂O；
③“沉錳”（除Mn²⁺）過程，主要是使Mn²⁺生成沉淀MnCO₃，反應的離子方程式為Mn²⁺+NH₃+HCO₃^-=MnCO₃↓+NH₄⁺，故答案為：Mn²⁺+NH₃+HCO₃^-=MnCO₃↓+NH₄⁺；
（3）銅電極作陽極，陽極上銅失電子和氫氧根離子反應生成氧化亞銅，電極反應式為：2Cu+2OH^-→Cu₂O+H₂O+2e^-，故答案為：2Cu+2OH^-→Cu₂O+H₂O+2e^-．

點評 本題考查了氧化還原反應方程式的配平、氧化還原反應中電子守恒的應用、硫酸錳和堿式碳酸銅的制取以及電極反應式書寫，題目難度不大．