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(14分)铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用。
Ⅰ、铜可采用如下方法制备:
方法一:火法炼铜:Cu2S + O2  2Cu + SO2
方法二:湿法炼铜:CuSO+ Fe FeSO+ Cu
上述两种方法中,你认为哪种方法更好        ,原因是         (写出1条原因即可)。分别用火法炼铜与湿法炼铜生产640gCu,则转移的电子数之比为                 
Ⅱ、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晶体,实验室模拟回收过程如下:

①步骤2中反应的离子方程式是                    
②步骤5中蒸发浓缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是________________ (用化学方程式并结合简要文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl2·2H2O晶体。
③步骤4中洗涤沉淀的操作为                                     
④步骤3中可选用的“试剂1”是      (写出一种即可),目的是使溶液的pH升高到4,此时Fe3+浓度为                    [Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38]。
Ⅰ湿法炼铜(或方法二)不会产生污染空气的气体(或湿法炼铜不需要外界提供能量); 3:2
Ⅱ ①  2Fe2++ H2O2 +2H+ = 2Fe3+ + 2H2
②CuCl2在溶液中可以发生水解反应: CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,可以抑制水解
③ 向漏斗中加少量蒸馏水(水)至没过沉淀,静置滤干后重复操作2~3次。
④  CuO[或Cu(OH)2] ; 4×10-8mol/L

试题分析:Ⅰ第一种方法会产生大气污染物SO2,而且要消耗大量的能量,而第二种方法在常温下就可以发生,产物都是无污染的。因此第二种方法好。由反应方程式可以看出产生2mol的Cu电子转移6mol,因此产生640gCu即10mol的Cu,电子转移30mol;而在湿法炼铜中产生1mol的Cu电子转移2mol,因此产生640gCu即10mol的Cu,电子转移20mol,所以转移电子的物质的量的比为3:2。Ⅱ①根据图示可知在步骤2中反应的离子方程式是2Fe2++ H2O2 +2H+ = 2Fe3+ + 2H2O;②步骤5中蒸发浓缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,是因为CuCl2是强酸强碱盐,在溶液中可以发生水解反应: CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl,滴加浓盐酸,就可以抑制水解。③步骤4中洗涤沉淀的操作为向漏斗中加少量蒸馏水(水)至没过沉淀,待水滤干后重复操作2~3次。④步骤3中可选用的“试剂1”是既可以消耗H+同时又不引入杂质离子的物质,可以是CuO[或Cu(OH)2] ,pH=4,c(OH-)=10-10mol/L;由于Ksp(Fe(OH)3)=4×10-38,所以c(Fe3+)·c3(OH-)=4×10-38; c(Fe3+)·c3(OH-)=4×10-38÷10-30=4×10-8mol/L。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

下列物质中,不能与氢氧化钠溶液发生反应的是(  )
A.FeB.Al2O3C.NaHCO3D.CO2

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

生活处处有化学。下列说法正确的是
A.制饭勺、饭盒、高压锅等的不锈钢是合金
B.做衣服的棉和麻均与淀粉互为同分异构体
C.煎炸食物的花生油和牛油都是可皂化的饱和酯类
D.磨豆浆的大豆富含蛋白质,豆浆煮沸后蛋白质变成了氨基酸

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(6分)中学化学常见的物质A、B、C、D、E、X有如图所示转化关系。已知A、D是单质,B为氧化物,反应①在高温下发生。

(1)若A、D、X为非金属单质,E是常见的温室气体,则A为____________,X为___________(用化学式填空)。
(2)若A为金属单质,D为非金属单质,X为盐酸,则反应①的化学方程式为________________;反应②的离子方程式________________________________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(16分)辉铜矿是冶炼铜的重要原料。
(1)工业上冶炼粗铜的某种反应为:Cu2S+O2=2Cu+SO2
①当产生标况下11.2L气体时,转移电子数目为     
②将粗铜进行电解精炼,粗铜应与外电源的            极相接;若精炼某种仅含杂质锌的粗铜,通电一段时间后测得阴极增重ag,电解质溶液增重bg,则粗铜中含锌的质量分数为           
(2)将辉铜矿、软锰矿做如下处理,可以制得碱式碳酸铜:

①铜单质放置于潮湿空气中,容易生成碱式碳酸铜,反应化学方程式是              
②步骤Ⅱ中,碳酸氢铵参与反应的离子方程式为                               
③步骤Ⅰ中发生如下3个反应,已知反应i)中生成的硫酸铁起催化作用。请写出反应iii)的化学方程式。
i)Fe2O3+3H2SO4 =Fe2(SO4)3+3H2O
ii) Cu2S+ Fe2(SO4)3 =CuSO4+CuS+2FeSO4
iii)                                              
④步骤Ⅱ中调节pH后的溶液中,铜离子浓度最大不能超过       mol/L。
(已知Ksp[(Cu(OH)2)]=2×10-a

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(18分)铁及其他合物在工业生产中有着广泛的应用。请按要求回答下列问题:
I.工业上利用硫酸铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、Al2O3、SiO2等)为原料提取Fe2O3,工艺流程如下图1:

(1)滤液X中所含金属阳离子有                      
(2)步骤②中理论上发生反应的离子方程式依次为                                  
(3)结合图2,分析步骤③调节pH的目的是                         
(4)假设流程中矿渣中的铁元素100%转化到产品中,则硫酸铁矿烧渣样品中Fe2O3的质量分数范围为(含m、n的代数式)                             
(5)请设计实验室中以硫酸铁矿烧渣为原料提取氧化铁的另一种方案:向硫酸铁矿烧渣原料中加入过量稀硫酸、充分搅拌、过滤,再向滤液中加入足量的        溶液,接下来的一系列操作是搅拌、   、洗涤、           ,最后获得纯净的产品Fe2O3
Ⅱ.几位同学用铁盐溶液清洗试管中银镜,实验设想如下:
(6)甲:认为含Fe3+的盐无法洗去银镜。依据是Fe3+的氧化性(填“强于”或“弱于”)   Ag+的氧化性,所以反应Fe3++Ag→Fe2++Ag+不可以发生。
(7)乙:查资料发现,用FeCl3溶液可以清洗银镜,于是他亲自动手实验,发现银镜迅速消失,另外还观察到溶液变为浅绿色;为验证Fe3+的还原产物,可选择的试剂为                  。结合甲的分析和自己的实验现象他得出结论:反应Fe2++Ag→Fe3++Ag是(填“可逆”或“不可逆”)       反应。
(8)丙:结合甲、乙的设想,他用Fe(NO3)3溶液做对比实验,发现清洗银镜的速率慢许多,他重新观察乙的实验试管中有白色沉淀,于是结合化学平衡理论分析,得出用FeCl3溶液清洗银镜的离子方程式:                                     。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

(16分)铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。

(1) 装置A中发生反应的化学方程式为:                     ,反应过程中试管B中的现象是                           ,试管C的作用是                 
(2) 导管D的下端(虚线段)应位于              (液面上、液面下),导管D的作用有:①实验结束后排除装置中的SO2;②                                                           
实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还有黑色固体甲生成,甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。为探究甲的成分,进行了以下的实验。
查阅资料可知:Cu2O + 2HCl =CuCl2+ Cu + H2O, 2Cu2O + O2煅烧 4CuO,2CuS+3O2煅烧2CuO+2SO2,Cu2S+2O2煅烧2CuO+SO2。CuS、 Cu2S和稀HCl不反应。

锻烧

 

(3) 固体乙在空气中煅烧时,使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外,还必须有:                                       
(4) 煅烧过程中,除上述反应外,还可能发生反应的方程式为                                    
(5)结论:甲中有CuO,还肯定含有的物质是          

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科目:高中化学 来源:不详 题型:推断题

(15分)
某学习小组利用某工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)来研究相关物质的制备。设计方案如图所示:

已知:Ksp[Cu(OH)2]=6.0×10-20 ,Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14 ,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38
(1) 废弃固体在空气中灼烧发生反应(有2种元素被氧化)的化学方程式为______。
(2) 溶液C通过_______、_________、过滤等操作得到Fe2(SO)3晶体。
(3) 常温下,铜粉、O2和稀硫酸三者在一起生成硫酸铜反应极慢。当往其中加入溶液D后,随即生成硫酸铜。这一过程中反应的化学方程式依次为4FeSO4 + O2 + 2H2SO4=2Fe2(SO4)+ 2H2O和          。溶液D在这一过程中所起的作用是_______。
(4) 操作⑧的目的是制取较纯的硫酸铜溶液。溶液E中加入试剂Y以调节pH使得铁元素全部形成沉淀(含铁元素的离子浓度小于10-5 mol·L-1)。试剂Y可以是               ,溶液的pH至少调节为________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

已知下列转化关系中,M、N均为单质,则M可能是(  )。
M+NQQ溶液M+N
A.NaB.AlC.FeD.Cu

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