Question

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+O₂2Cu+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：

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__________
[K_sp(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。

Answer 1

27. (15分)（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）（3分）如图  阳极：Cu-2e^-=Cu²⁺  阴极：2H⁺+2e^-=H₂

试题分析：：（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，故答案为：还原；
（2）①根据氧化还原反应原理可以写出2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺②由于过氧化氢氧化二价铁离子时不会产生新杂质，故选B。③根据[K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]，氢离子浓度为1×10^-5 mol/L，代入表达式可求得Fe³⁺浓度为4×10^-11 mol/L。加入 CuO[或Cu(OH)₂]不会产生杂质又能调节PH值。④CuCl₂在溶液中可以发生水解反应，加入浓盐酸，可以抑制水解，故答案为：CuCl₂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）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，阴极是导体即可，电解质为硫酸，即，故答案．