Question

銅及其化合物在生產、生活中有廣泛的應用。
（1）銅可采用如下方法制備：
火法煉銅：Cu₂S+O₂2Cu+SO₂
濕法煉銅：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu
上述兩種方法中，銅元素均被__________ (填“氧化”還是“還原”)成銅單質。
（2）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，實驗室模擬回收過程如下：

①步驟1中反應的離子方程式是_______________。
②步驟2所加的氧化劑最適宜的是____________________。
A．HNO₃       B．H₂O₂       C．KMnO₄
③步驟3的目的是使溶液的pH升高到5，此時Fe³⁺濃度為__________
[K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]，可選用的“試劑1”是__________(寫出一種即可)。
④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的文字說明)，再經冷卻、結晶、過濾，得到CuCl₂·2H₂O。

（3）欲實現反應Cu+H₂SO₄(aq)＝CuSO₄+H₂↑，在你認為能實現該轉化的裝置中的括號內，標出電極材料(填“Cu”或“C”)。并寫出電極反應式。

Answer 1

27. (15分)（1）還原（2） ①2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺②B
③4×10^-11 mol/L    CuO[或Cu(OH)₂]④CuCl₂在溶液中可以發生水解反應：CuCl₂+2H₂O     Cu(OH)₂+2HCl，滴加濃鹽酸，可以抑制水解
（3）（3分）如圖  陽極：Cu-2e^-=Cu²⁺  陰極：2H⁺+2e^-=H₂

解析試題分析：：（1）在火法煉銅：Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂和濕法煉銅：CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu中銅元素的化合價降低，Cu₂S、CuSO₄都為氧化劑，被還原，發生還原反應，故答案為：還原；
（2）①根據氧化還原反應原理可以寫出2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺②由于過氧化氫氧化二價鐵離子時不會產生新雜質，故選B。③根據[K_sp(Fe(OH)₃)=4×10^-38]，氫離子濃度為1×10^-5 mol/L，代入表達式可求得Fe³⁺濃度為4×10^-11 mol/L。加入 CuO[或Cu(OH)₂]不會產生雜質又能調節PH值。④CuCl₂在溶液中可以發生水解反應，加入濃鹽酸，可以抑制水解，故答案為：CuCl₂在溶液中可以發生水解反應，CuCl₂+2H₂O?Cu（OH）₂+2HCl，滴加濃鹽酸，可以抑制水解；
（3）Cu和H₂SO₄之間的反應是非自發的，需要電解池實現，金屬銅作陽極，陰極是導體即可，電解質為硫酸，即，故答案．
考點：本題考查金屬的回收，涉及到氧化還原反應、電解池的工作原理，難度不大．