Question

15．銅是一種重要的有色金屬，近年來用途越來越廣泛．請回答下列問題：
（1）下列四種化合物中含銅量最高的是C（填字母）
A．Cu₅FeS₄    B．CuFeS₂   C．Cu₂S    D．Cu₂（OH）₂CO₃
（2）2014年我國精煉銅產量796萬噸，若全部由含Cu₂S質量分數為32%的銅礦石冶煉得到，則需要銅礦石質量為3109.4萬噸．（保留一位小數）
（3）可溶性銅鹽常用于生產其它含銅化合物．在KOH溶液中加入一定量的CuSO₄溶液，再加入一定量的還原劑--肼（N₂H₄），加熱并保持溫度在90℃，生成一種對環境無污染的氣體，反應完全后，分離，洗滌，真空干燥得到納米氧化亞銅固體（Cu₂O）．
①該制備過程的反應方程式為4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O．
②工業上常用的固液分離設備有AC（填字母）
A．離心機   B．分餾塔  C．框式壓濾機   D．反應釜
（4）我國出土的青銅器工藝精湛，具有很高的藝術價值和歷史價值．但出土的青銅器大多受到環境腐蝕．如圖是青銅器在潮濕環境中發生電化學腐蝕的原理示意圖：
①腐蝕過程中，負極是c（填“a”“b”或“c”），正極反應方程式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-．
②環境中的Cl^-擴散到孔口，并與正極產物和負極產物生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，其離子方程式為Cl^-+2Cu²⁺+3OH^-═Cu₂（OH）₃Cl↓．

Answer 1

分析 （1）含銅量=$\frac{所有銅的相對原子質量}{物質的含銅量}$；
（2）根據化學式Cu₂S計算銅元素的質量分數，并計算一定質量的Cu₂S物質中銅元素的質量，物質中某元素的質量分數，就是該元素的質量與組成物質的元素總質量之比；
（3）①由題意可知堿性條件下硫酸銅和N₂H₄發生氧化還原反應生成Cu₂O和N₂；
②工業上常用的固液分離設備有離心機和框式壓濾機；
（4）①根據圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，則Cu作負極；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀．

解答 解：（1）a．Cu₂S中含銅量為$\frac{128}{160}$=0.8；b．Cu₅FeS₄中含銅量為$\frac{320}{504}$=0.63；c．Cu₂（OH）₂CO₃中含銅量為$\frac{128}{221}$=0.58；d．CuFeS₂中含銅量為$\frac{64}{184}$=0.35，
故答案為：a；
（2）Cu₂S中銅元素的質量分數=$\frac{64×2}{160}$×100%=80%；則X噸含Cu₂S 32%的銅礦石中含銅元素質量=Xt×80%×32%=796萬t解得X=3109.4萬噸，
故答案為：3109.4；
（3）①由題意可知堿性條件下硫酸銅和N₂H₄發生氧化還原反應，反應的化學方程式為4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O，
故答案為：4CuSO₄+N₂H₄+8KOH$\frac{\underline{\;90℃\;}}{\;}$2Cu₂O+N₂↑+4K₂SO₄+6H₂O；
②工業上常用的固液分離設備有離心機和框式壓濾機，
故答案為：AC；
（4）①根據圖知，氧氣得電子生成氫氧根離子、Cu失電子生成銅離子，發生吸氧腐蝕，則Cu作負極，即c是負極，正極發生還原反應，電極方程式為O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-，
故答案為：c；O₂+2H₂O+4e^-═4OH^-；
②Cl^-擴散到孔口，并與正極反應產物和負極反應產物作用生成多孔粉狀銹Cu₂（OH）₃Cl，負極上生成銅離子、正極上生成氫氧根離子，所以該離子反應為氯離子、銅離子和氫氧根離子反應生成Cu₂（OH）₃Cl沉淀，離子方程式為Cl^-+2Cu²⁺+3OH^-═Cu₂（OH）₃Cl↓，
故答案為：Cl^-+2Cu²⁺+3OH^-═Cu₂（OH）₃Cl↓．

點評 本題考查Cu及其化合物的性質、原電池原理的應用，把握物質的性質以及電化學反應原理等為解答的關鍵，側重分析與應用能力的考查，題目難度中等．