Question

16．銅是生物必需的微量元素，也是人類最早使用的金屬之一．銅的生產和使用對國計民生各個方面都產生了深遠的影響．
（1）寫出銅與稀硝酸反應的化學方程式：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O．
（2）為了保護環境和節約資源，通常先用H₂O₂和稀硫酸的混合溶液溶出廢舊印刷電路板中的銅，最終實現銅的回收利用．寫出溶出銅的離子方程式：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O．
（3）工業上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產銅．該工藝的中間過程會發生反應：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂．該反應中的氧化劑是Cu₂O、Cu₂S；當生成19.2g Cu時，反應中轉移的電子的物質的量為0.3mol．
（4）銅在潮濕的空氣中能發生吸氧腐蝕而生銹，銅銹的主要成分為Cu₂（OH）₂CO₃（堿式碳酸銅）．試寫出上述過程中負極的電極反應式：2Cu+4OH^-+CO₂-4e^-=Cu₂（OH）₂CO₃+H₂O．

Answer 1

分析 （1）銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，據此書寫化學方程式；
（2）酸性環境下雙氧水具有氧化性，能將金屬銅氧化；
（3）依據反應中元素化合價變化分析判斷，元素化合價降低的物質做氧化劑，O元素化合價降低，被還原，O₂為氧化劑，結合化合價的變化解答該題；
（4）負極是失電子，銅發生氧化反應，寫出負極的電極反應式．

解答 解：（1）銅與稀硝酸反應的方程式為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O，故答案為：3Cu+8HNO₃=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O；
（2）金屬銅在酸性環境下和雙氧水的反應生成硫酸銅和水，其離子方程式為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O，故答案為：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（3）2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，反應中銅元素化合價呈-1價降低到0價，硫元素化合價呈-2價變化為+4價，所以做氧化劑的物質為：Cu₂O、Cu₂S；由方程式可知，生成6molCu，轉移電子6mol，由方程式可知，生成Cu為$\frac{19.2g}{64g/mol}$=0.3mol，轉移電子0.3mol×$\frac{6}{6}$=0.3mol，則生成0.3molCu，轉移電子的物質的量為0.3mol，
故答案為：Cu₂O、Cu₂S；0.3；
（4）負極是失電子，銅發生氧化反應，發生的是吸氧腐蝕，故負極的電極反應式為2Cu+4OH^-+CO₂-4e^-=Cu₂（OH）₂CO₃+H₂O，
故答案為：2Cu+4OH^-+CO₂-4e^-=Cu₂（OH）₂CO₃+H₂O．

點評 本題考查了銅的化合物的性質，題目涉及Cu的化合物的性質、化學方程式的書寫、氧化還原反應、原電池原理等，是一道綜合題目，難度中等，要求學生具有分析和解決問題的能力．