Question

【題目】銅的化合物有很多，其中Cu2S、Cu2O、CuCl都是用途非常廣泛的一價銅的化合物。回答下列問題：

(1)已知：2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH1=－314 kJmol-1

4CuO(s)=2 Cu2O(s)+ O2(g) ΔH2=+292 kJmol-1

固相法制備Cu2O的反應CuO(s)+ Cu(s)=Cu2O(s)的ΔH=________

(2)輝銅礦(主要成分為Cu2S)經火法冶煉，可制得Cu和H2SO4，流程如下圖所示：Ⅱ中，電解法精煉粗銅(含少量Ag、Fe)，CuSO4溶液做電解質溶液：

① 粗銅應與直流電源的_____ 極(填“正”或 “負”)相連。

② 銅在陰極析出，而鐵以離子形式留在電解質溶液里的原因是________ 。

(3)Ⅲ中，煙氣(主要含SO2、CO2)在較高溫度經上右圖所示方法脫除SO2，并制得H2SO4，在陽極生成SO3的電極反應式是____________________________。

(4)反應2CuCl(s) + Hg22+(aq) Hg2Cl2(s) +2Cu+(aq)達到平衡時，平衡常數K≈_____(保留兩位有效數字)。［已知Ksp(CuCl)=1.2×10-6、Ksp (Hg2Cl2)=1.3×10-10］

Answer 1

【答案】-11 kJmol-1 正 Cu2＋的氧化性大于Fe2＋的氧化性 2SO42- －4e-= 2SO3 + O2 1.1×10－2

【解析】

(1)根據蓋斯定律分析解答；

(2)根據電解原理分析電解精煉銅的陽極材料；依據溶液中陽離子的放電順序回答；

(3)陰極發生還原反應，陽極發生氧化反應，由示意圖可知，陰極是氧氣獲得電子得到SO42-，陽極是熔融硫酸鉀中硫酸根失去電子生成SO3、O2；

(4)反應2CuCl(s) + Hg22+(aq) Hg2Cl2(s) +2Cu+(aq)達到平衡時，平衡常數K=，結合Ksp(CuCl)、Ksp (Hg2Cl2)計算。

(1)①2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s) ΔH1=－314 kJmol-1，②4CuO(s)=2 Cu2O(s)+ O2(g) ΔH2=+292 kJmol-1，根據蓋斯定律，將①+②得2CuO(s)+2Cu(s)=2Cu2O(s)ΔH=(－314 kJmol-1)+(+292 kJmol-1)=-22kJmol-1，則CuO(s)+ Cu(s)=Cu2O(s) ΔH=-11kJmol-1，故答案為：-11 kJmol-1；

(2)①電解法煉銅時，陽極發生氧化反應、陰極發生還原反應，所以陽極為粗銅，與直流電源的正極相連，故答案為：正；

②粗銅中的銀還原性比銅的弱，反應后以單質的形式沉積在電解槽陽極的槽底，Fe還原性比銅的強，也要放電生成亞鐵離子，由于Cu2+的氧化性大于Fe2+的氧化性，故溶液中的銅離子在陰極放電析出，亞鐵離子留在電解質溶液中，故答案為：Cu2+的氧化性大于Fe2+的氧化性；

(3)陰極發生還原反應，陽極發生氧化反應，由示意圖可知，陰極是氧氣獲得電子得到SO42-，陽極是熔融硫酸鉀中硫酸根失去電子生成SO3、O2，陽極電極反應方程式為：2SO42--4e-=2SO3↑+O2↑，故答案為：2SO42--4e-=2SO3↑+O2↑；

(4)反應2CuCl(s) + Hg22+(aq) Hg2Cl2(s) +2Cu+(aq)達到平衡時，平衡常數K===≈1.1×10－2，故答案為：1.1×10－2。