Question

铜是生物必需的微量元素，也是人类最早使用的金属之一。铜的生产和使用对国计民生各个方面都产生了深远的影响。

(1)写出铜与稀硝酸反应的化学方程式：________________________________________。

(2)为了保护环境和节约资源，通常先用H₂O₂和稀硫酸的混合溶液溶出废旧印刷电路板中的铜，最终实现铜的回收利用。写出溶出铜的离子方程式：__________________________________________。

(3)工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂。该反应中的氧化剂是____________；当生成19.2 g Cu时，反应中转移的电子的物质的量为________________________________________________________________________mol。

(4)铜在潮湿的空气中能发生吸氧腐蚀而生锈，铜锈的主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃(碱式碳酸铜)。试写出上述过程中负极的电极反应式：______________________________________________________________。

(5)研究性学习小组用“间接碘量法”测定某试样中CuSO₄·5H₂O(不含能与I^－反应的氧化性杂质)的含量。取a g试样配成100 mL溶液，每次取25.00 mL该溶液，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，写出该反应的离子方程式：____________________________。继续滴加KI溶液至沉淀不再产生，溶液中的I₂用硫代硫酸钠标准溶液滴定，发生反应的化学方程式为I₂＋2Na₂S₂O₃===2NaI＋Na₂S₄O₆，平均消耗c mol/L Na₂S₂O₃溶液的体积为V mL。则试样中CuSO₄·5H₂O的质量分数为________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)3Cu＋8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂＋4H₂O＋2NO↑

(2)Cu＋H₂O₂＋2H^＋===Cu^2＋＋2H₂O

(3)Cu₂O和Cu₂S　0.3

(4)2Cu＋4OH^－＋CO₂－4e^－===Cu₂(OH)₂CO₃＋H₂O

(5)2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂　×100%

[解析] (1)硝酸是氧化性酸，能氧化大部分金属，因此铜与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu＋8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂＋4H₂O＋2NO↑。

(2)H₂O₂具有氧化性，在酸性条件下能将铜氧化成铜离子，而H₂O₂的还原产物是水，因此溶出铜的离子方程式为Cu＋H₂O₂＋2H^＋===Cu^2＋＋2H₂O。

(3)根据化学方程式2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂可知，反应中铜元素的化合价从＋1价降低到0价，得到1个电子，因此该反应的氧化剂是Cu₂O和Cu₂S；硫元素的化合价从－2价升高到＋4价，失去6个电子，即Cu₂S是还原剂。19.2 g Cu的物质的量为＝0.3 mol，则当生成19.2 g Cu时，反应中转移电子的物质的量＝0.3 mol×1＝0.3 mol。

(4)原电池中负极失去电子，发生氧化反应。所以生成铜锈的过程中负极的电极反应式为2Cu＋4OH^－＋CO₂－4e^－===Cu₂(OH)₂CO₃＋H₂O。

(5)滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，这说明反应中铜元素的化合价从＋2价降低到＋1价，得到1个电子。而反应中碘离子失去电子被氧化生成单质碘，因此该反应的离子方程式为2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂；根据方程式2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂、I₂＋2Na₂S₂O₃===2NaI＋Na₂S₄O₆可知：

CuSO₄·5H₂O～Na₂S₂O₃

1　　　  　　1

0．001cV mol  0.001cV mol

所以a g试样中CuSO₄·5H₂O的物质的量＝0.001cV mol×＝0.004cV mol，

CuSO₄·5H₂O的质量＝0.004cV mol×250 g/mol＝cV g。因此试样中CuSO₄·5H₂O的质量分数为×100%。