Question

铜及其化合物在生产生活中有广泛应用，铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu₂O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色。

（1）工业上可用Cu₂S+O₂2Cu+SO₂反应制取粗铜，当有32gCu₂S消耗时，电子转移数目是         。

（2）将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃，加入H₂O₂，反应一段时间后，升温到60℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外，还有                   。在CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                         。

（3）某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时，发现铜片表面有黑色固体生成。

①甲同学猜想：黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为：

Cu +  H₂SO₄                                        

②乙同学认为：黑色固体除CuO外还可能含有Cu₂S和CuS.其理由可能是    （填字母）

a.Cu₂S和CuS都是黑色的

b.铜与浓硫酸在加热条件下反应，还可能放出O₂

c.浓硫酸是氧化剂，铜是还原剂，Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能

（4）现向Cu、Cu₂O和CuO组成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同时收集到2240 mL NO气体（标准状况）。Cu₂O跟稀硝酸反应的离子方程式                  。若将上述混合物用足量的H₂加热还原，所得到固体的质量为         g。若混合物中含0.1 mol Cu，将该混合物与稀硫酸充分反应，至少消耗H₂SO₄的物质的量为           。

 

Answer 1

【答案】

（1）1.2N_A （1分）   

（2）同时防止H₂O₂分解（1分）

Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O CuCl↓+ SO₄^2-+2H⁺（2分）

（3）①CuO+SO₂↑+H₂O （1分）  ②ac（2分）

（4）3 Cu₂O +14 H⁺ + 2 NO₃^- = 6 Cu²⁺ + 2 NO↑ + 7 H₂O （2分）

16（2分） 0.1 mol（2分）

【解析】

试题分析：（1）化合价升高的反应为-2价的S升高至+4价，所以32gCu₂S反应电子转移数目为：32g÷160g/mol×6N_Amol^-1=1.2N_A 。

（2）因为H₂O₂在较高温度时更容易分解，所以温度控制在50℃-60℃，可以防止H₂O₂分解；根据氧化还原原理，Cu²⁺把SO₃²‾氧化为SO₄²‾，根据原子守恒，反应物除Cu²⁺、Cl‾、SO₃²‾外，还有H₂O，产物还有H⁺，配平可得离子方程式。

(3)①浓硫酸把铜氧化为CuO，本身被还原为SO₂，同时生成水。

②从物质的颜色判断：Cu₂S和CuS的颜色也是黑色的，故a项正确；Cu单质可被氧化为+2价或+1价铜，浓硫酸中的S元素也可被还原为多种低价态，故c项正确。

（4）稀硝酸可把+1价Cu氧化为+2价Cu，同时被还原为NO，根据氧化还原规律可写成离子方程式；HNO₃的总量为0.6mol，作为氧化剂反应的HNO₃被还原为NO，其物质的量为：2.24L÷22.L/mol=0.1mol，那么起到酸性作用的HNO₃为：0.6mol-0.1mol=0.5mol，这部分HNO₃转化为了Cu(NO₃)₂，根据元素守恒可知，原化合物中Cu元素的物质的量与起到酸性作用的HNO₃的物质的量之比为1:2，H₂还原最终得到Cu为：0.5mol÷2×64g/mol=16g；若混合物中含0.1 mol Cu，根据氧化还原反应电子得失总数相等可得：2×0.1mol+2×n(Cu₂O)=3×0.1mol，n(Cu₂O)=0.05mol，根据题目所给信息Cu₂O与稀硫酸反应，溶液呈蓝色，说明生成了Cu²⁺，离子方程式为：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O, 则0.05mol Cu₂O完全反应需要H₂SO₄0.05mol n(CuO)=0.25mol-0.1mol-2×0.05mol=0.05mol，0.05molCuO 完全反应需要H₂SO₄0.05mol，所以共消耗H₂SO₄的物质的量为0.1mol。

考点：本题考查电子转移数目的计算、化学方程式和离子方程式的书写、反应条件的分析以及化学计算。