Question

（15分）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+O₂ 2Cu+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）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） 阳极：Cu-2e-=Cu2+ 阴极：2H++2e-=H2

【解析】

试题解析：（1）在火法炼铜：Cu2S+O22Cu+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；（2）①步骤1中Cu元素由0升高到+2价，Fe元素由+3价降低为+2价，化学反应为Cu+2FeCl3═2CuCl2+FeCl2，离子反应为Cu+2Fe3+═2Cu2++Fe2+；②HNO3、H2O2C、KMnO4三者都能氧化二价铁离子变成三价铁离子，但HNO3和KMnO4会引入新的杂质；③根据溶液的pH升高到5时，H+浓度为 10-5mol/L，则OH-浓度为 10-9mol/L，根据Ksp（Fe（OH）3）=[Fe3+][OH-]3=4×10-38，得[Fe3+]=4×10-11mol/L；pH升高，溶液的酸性减弱，加入的物质能与酸反应，同时不能引入新杂质，可向溶液中加入CuO或Cu（OH）2；④CuCl2为强酸弱碱盐水解溶液呈酸性，溶液中水解反应为，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，阳极：Cu-2e-=Cu2+，电解质为硫酸，阴极是氢离子放电，电极反应为2H++2e-=H2↑，即．

考点：金属冶炼的一般原理；原电池和电解池的工作原理；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．