Question

（14分）銅及其化合物在生產、生活中有廣泛的應用。
Ⅰ、銅可采用如下方法制備：
方法一：火法煉銅：Cu₂S + O₂  2Cu + SO₂
方法二：濕法煉銅：CuSO₄ + Fe FeSO₄ + Cu
上述兩種方法中，你認為哪種方法更好        ，原因是         （寫出1條原因即可）。分別用火法煉銅與濕法煉銅生產640gCu，則轉移的電子數之比為                 。
Ⅱ、印刷電路板上使用的銅需要回收利用。
用FeCl₃溶液浸泡印刷電路板制備CuCl₂·2H₂O晶體，實驗室模擬回收過程如下：

①步驟2中反應的離子方程式是                    。
②步驟5中蒸發濃縮CuCl₂溶液時，要滴加濃鹽酸，目的是________________ (用化學方程式并結合簡要文字說明)，再經冷卻、結晶、過濾，得到CuCl₂·2H₂O晶體。
③步驟4中洗滌沉淀的操作為                                     
④步驟3中可選用的“試劑1”是      (寫出一種即可)，目的是使溶液的pH升高到4，此時Fe³⁺濃度為                    [K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]。

Answer 1

Ⅰ濕法煉銅（或方法二）不會產生污染空氣的氣體（或濕法煉銅不需要外界提供能量）； 3:2
Ⅱ ①  2Fe²⁺+ H₂O₂ +2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O 
②CuCl₂在溶液中可以發生水解反應： CuCl₂+2H₂OCu(OH)₂+2HCl，滴加濃鹽酸，可以抑制水解
③ 向漏斗中加少量蒸餾水(水)至沒過沉淀，靜置濾干后重復操作2～3次。
④  CuO[或Cu(OH)₂] ； 4×10^-8mol/L

試題分析：Ⅰ第一種方法會產生大氣污染物SO₂，而且要消耗大量的能量，而第二種方法在常溫下就可以發生，產物都是無污染的。因此第二種方法好。由反應方程式可以看出產生2mol的Cu電子轉移6mol,因此產生640gCu即10mol的Cu，電子轉移30mol；而在濕法煉銅中產生1mol的Cu電子轉移2mol,因此產生640gCu即10mol的Cu，電子轉移20mol，所以轉移電子的物質的量的比為3：2。Ⅱ①根據圖示可知在步驟2中反應的離子方程式是2Fe²⁺+ H₂O₂ +2H⁺ = 2Fe³⁺ + 2H₂O；②步驟5中蒸發濃縮CuCl₂溶液時，要滴加濃鹽酸，是因為CuCl₂是強酸強堿鹽，在溶液中可以發生水解反應： CuCl₂+2H₂OCu(OH)₂+2HCl，滴加濃鹽酸，就可以抑制水解。③步驟4中洗滌沉淀的操作為向漏斗中加少量蒸餾水(水)至沒過沉淀，待水濾干后重復操作2～3次。④步驟3中可選用的“試劑1”是既可以消耗H⁺同時又不引入雜質離子的物質，可以是CuO[或Cu(OH)₂] ，pH=4,c(OH^-)=10^-10mol/L;由于K_sp(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。