2.电解精炼

　 电解时，以 　　　　　　　作电解液，　　　　 作阴极，　　　　 作阳极

试题枚举

[例1] 在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列固体粉末：①FeCl₂； ②Fe₂O₃； ③Na； ④Ca(NO₃)₂。铜粉可溶解的是(　　 )

　　　 A．①②　　　　 B．②④　　　　 C．②③　　　　 D．①④

解析： 加入Fe₂O₃反应生成Fe³⁺能氧化铜，加入Ca(NO₃)₂后等于铜和硝酸反应而消耗。

答案：B

[变式] 现有下列试剂：①食盐水 ②稀H₂SO₄ ③氯化铁 ④盐酸 ⑤NaOH溶液 ⑥硝酸银 ⑦硝酸钾，如将Cu转化为CuCl₂，可采用的一组试剂是( )

　 A．④⑤⑥ 　　 B．③④⑤ 　 C．①②③ 　 D．④⑤⑦

[例2] 在FeCl₃、CuCl₂、FeCl₂的混合溶液中，Fe³⁺、Cu²⁺、Fe²⁺的物质的量浓度之比为：4:2:1，现加入适量的铁粉，使溶液中的三种离子的物质的量浓度之比为：1:3:9，则投入的铁粉与原溶液中Cu²⁺的物质的量之比为(　　 )

A．5:4　　　　　 B．4:5　　　　　 C．3:5　　　　　 D．5:6

解析： 溶液中还存在Fe³⁺，说明溶液中Cu²⁺没有反应，加入的铁全部反应，将粒子比例调整为：12:6:3和2:6:18，若溶液中由6molCu²⁺，就有10molFe³⁺发生反应，消耗5mol铁。

答案： D

[变式]将Cu片放入0.l mol / L FeCl₃溶液中，反应一定时间后取出Cu片，溶液中c(Fe³⁺)∶c(Fe²⁺)＝2∶3，则Cu²⁺与Fe³⁺的物质的量之比为　　　　　　　　　　　　　　　　

A．3∶2　　 B．3∶5　　 C．4∶3　　 D．3∶4　

[例3] 如图，盛有足量水的水槽里放两个烧杯，小烧杯里放有少量铜片和过量浓硝酸，小烧杯外面倒扣一个大烧杯，请回答：

(1)铜与浓硝酸反应的化学方程式：_______________________；

(2)实验中观察到的主要现象是：

①_______________________________　　　 ；

②_______________________________　　　 ；

③_______________________________　　　 ；

④_______________________________　　　 。

(3)用该装置做铜与浓硝酸反应实验的优点：______________　　　　　　 ；

(4)大烧杯内最终所得气体产物的化学式：　　　　　 ；若要验证此气体产物，最简便的方法：_________________________________________　　　　　　　　　　 。

解析：分析实验现象要从导致产生实验现象的物质开始分析，如从小烧杯发生的反应到产生气体颜色的变化，再到烧杯内液面高度的改变，逐一分析，才能做到全面分析。

答案：(1)Cu+4HNO₃ ==Cu(NO₃ )₂ +2NO↑+2H₂O

(2)①铜片表面产生气泡；　 ②小烧杯中溶液逐渐变成蓝色；③大烧杯中有红棕色气体生成，气体颜色又逐渐褪去；④大烧杯内液面上升，水槽中液面下降。

(3)体系封闭，无氮氧化合物逸出，不污染环境。

(4)NO；轻轻掀起倒扣的大烧杯，放入适量空气，若有红棕色气体生成，最终气体为NO。

[例4] Cu⁺在酸性溶液中不稳定,可发生自身氧化还原反应生成Cu²⁺和Cu。现有浓硫酸、浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、FeCl₃稀溶液及pH试纸，简述如何用简便的实验方法来检验CuO经氢气还原所得红色产物中是否含有碱性氧化物Cu₂O。

解析：由题给信息可知，Cu₂O是碱性氧化物，可溶于酸溶液：Cu₂O+2H⁺=2Cu⁺+H₂O；而Cu⁺在酸溶液中不稳定，自身歧化成Cu²⁺和Cu。2Cu⁺=Cu²⁺+Cu。题给试剂中，浓硫酸、浓硝酸、稀硝酸、FeCl₃稀溶液均显酸性，且都能与Cu反应生成Cu²⁺，如果选用这些试剂，它们和样品反应后的溶液都呈蓝色(Cu²⁺)，但分不清是与Cu还是与Cu₂O反应产生的Cu²⁺，故无法确证样品中是否含有Cu₂O。根据以上分析，选用的试剂必须符合两个条件，一是呈酸性，二是不能与Cu反应。在题给试剂中只有稀硫酸符合。

答案：取少量待检样品放入稀硫酸 ，振荡，若溶液变为蓝色，说明样品中有Cu₂O，若溶液不变色，说明产物中无Cu₂O。

[例5]孔雀石和石青是自然界存在的两种碳酸盐类铜矿，它们的化学组成可表示为：xCuCO₃·yCu(OH)₂(x、y为正整数且x≤2，y≤2)

(1)孔雀石和石青分别与过量盐酸反应时，孔雀石消耗的盐酸的物质的量与生成的CO₂的物质的量之比为4:1；石青则为3:1，请推算它们的化学组成。

孔雀石__________________________；石青__________________________；

(2)现有孔雀石和石青混合样品，取两份等质量的样品，在一份中加入过量盐酸，生成CO₂ 3.36 L(标准状况下)；加热另一份样品使其完全分解，得到CuO 20 g，试通过计算确定该混合物中孔雀石和石青的物质的量之比　　　　　 。

解析： (1)设孔雀石的化学式为xCuCO₃•yCu(OH)₂

则依题意 ＝ 　　　　　 ＝ 　　　　　 孔雀石的化学式为 CuCO₃•Cu(OH)₂

又设石青的化学式为 xCuCO₃•yCu(OH)₂

则依题意 ＝ 　　　　　 ＝ 　　　　　 石青的化学式为 CuCO₃•Cu(OH)₂

(2)设该样品中孔雀石物质的量分数为x，则石青为 1- x

＝ ＝ 　　　　

孔雀石与石青物质的量之比为1:1。

答案：(1)CuCO₃•Cu(OH)₂；CuCO₃•Cu(OH)₂ (2) 1:1

1.粗炼

① 火法炼铜(以Cu₂S为例) ：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

② 湿法炼铜 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

4.铜的配合物

Cu(Ⅱ)一般易形成配位数为4的正方形构型的络离子如[Cu(H₂O)₄]²⁺(　　　　 色)、 [CuCl₄]^2-(　　　　 色)、[Cu(NH₃)₄]²⁺(　　　　 色)等

3.硫酸铜

⑴ 无水硫酸铜是　　　 色固体，能溶于水，水溶液呈　　　 色，因此，无水硫酸铜可用于　　　　　　　　　　　　　　

⑵ 硫酸铜晶体是　　　　 色，俗称 　　　　　　　、　　　　　　 　，化学式为CuSO₄·5H₂O，实际为　　　　　　　　

硫酸铜晶体受热易分解 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

⑶ CuSO₄是制铜盐的重要原料，如波尔多液(原料　　　　　　 、　　　　　　　 )

思考：为什么硫酸铜可用于游泳池消毒？

2.铜的氢氧化物

⑴ 氢氧化铜是　　　 色固体，难溶于水，但可溶于氨水

思考：为什么氢氧化铜能溶于氨水？

⑵ 不稳定性(受热易分解)

⑶ 与酸反应(如HNO₃、HCl、H₂SO₄等)

离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　

⑷ 弱氧化性(如与葡萄糖反应)

思考：真正与葡萄糖反应的微粒是什么？

1.氧化铜

⑴ 氧化铜是　　　 色粉末状固体(区别于氧化亚铜　　　　 色)，难溶于水

⑵ 与还原剂(H₂ 、CO、C)反应

与H₂反应 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

与C 反应 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

⑶ 与酸反应(如HNO₃、HCl、H₂SO₄等)

离子方程式

2.化学性质

　　　 铜是　　　 的金属，通常显+2、+3价

　　　 (1)与非金属单质反应

①与O₂反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

②与Cl₂反应：　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　

③与S反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

常温下，铜与在干燥的空气中不发生反应，但潮湿的空气里，表面易形成铜绿。

反应方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

思考：CuCl₂无水固体、浓溶液、稀溶液分别呈什么颜色?

写出有关反应式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

(2)与酸反应

①一般不与非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)反应产生氢气

②氧化性酸：

(a) 与稀HNO₃反应　 现象：　 　　　　　　　　　　　　　　　

反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　

(b) 与浓 HNO₃反应　 现象：　 　　　　　　　　　　　　　　　

反应方程式：　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　

(c) 与浓硫酸共热现象：　 　　　　　　　　　　　　　　　

反应方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(3)与盐溶液反应

①与Hg(NO₃) ₂反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　

②与FeCl₃反应：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1.物理性质：

铜具有　 　　色金属光泽，延展性、导电、导热性较好，且导电性在金属中仅次于　　　 ，其晶体堆积方式属于　　　　　　　　 ，不能被磁铁吸引。

铜合金种类繁多，主要有青铜(含 　　　)、黄铜(含　　　 )、白铜(含　　　 )。

铜元素位于周期表＿＿周期＿＿族，其电子排布式为 　　　　　　　，原子结构示意图为　　　　　　　　 ：在自然界中主要以　　　　 形式存在，如黄铜矿(主要成分为　　　　　 )、辉铜矿(主要成分为　　　　　 )，也可以以单质形式存在。

10．．

提示：分n=2k，n=2k+1(k∈z)两种情况讨论，均求得f(x)=sin²x．故f()=．