Question

銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應用．請回答下列問題：
（1）自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍（CuS）．寫出CuSO₄轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍的離子方程式

 

．
（2）工業(yè)上以黃銅礦（CuFeS₂）為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅的中間過程會發(fā)生反應：2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂↑，該反應的氧化劑是

 

；驗證反應產(chǎn)生的氣體是SO₂的方法是

 

．
（3）圖Ⅰ是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，圖Ⅱ是粗銅精煉的裝置圖，假若用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗．
①寫出A極的電極反應式

 

．
②要用燃料電池為電源進行粗銅的精煉實驗，粗銅板應與

 

極（填“A”或“B”）相連；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們在電解槽中的存在形式和位置為

 

．③當消耗標準狀況下1.12L CO時，精銅電極的質(zhì)量變化情況為

 

．
（4）現(xiàn)向一含有Ca²⁺、Cu²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，根據(jù)該實驗可得出的結(jié)論是

 

（填序號）．
A．K_SP（CuCO₃）＜K_SP（CaCO₃）   B．c（Cu²⁺）＜c（Ca²⁺）
C．

c(Cu2+)

c(Ca2+)

＞

KSP(CuCO3)

KSP(CaCO3)

         D．

c(Cu2+)

c(Ca2+)

＜

KSP(CuCO3)

KSP(CaCO3)

．

Answer 1

考點：化學電源新型電池,氧化還原反應,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì),電解原理

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（2）難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化是溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化；
（2）根據(jù)元素的化合價變化判斷，得電子化合價降低的物質(zhì)是氧化劑；SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱恢復原色；
（3）①原電池負極發(fā)生氧化反應，正極發(fā)生還原反應，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負極；
②粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極相連；粗銅中的Au、Ag，它們在電解槽中的下方，以單質(zhì)形式沉積在陽極下方；Fe以Fe²⁺的形式進入電解液中；
③根據(jù)電子得失守恒以及精銅中銅離子得到電子來計算；
（4）先生成CuCO₃沉淀，說明溶液中銅離子生成碳酸銅沉淀需要的碳酸根離子濃度

Ksp(CuCO3)

c(Cu2+)

小于鈣離子生成碳酸鈣沉淀需要的碳酸根離子濃度

Ksp(CaCO 3)

c(Ca2+)

，據(jù)此進行解答．

解答： 解：（1）ZnS的溶解度小于銅藍（CuS），CuSO₄轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍的離子方程式：Cu²⁺+ZnS=CuS+Zn²⁺，故答案為：Cu²⁺+ZnS=CuS+Zn²⁺；
（2）2Cu₂O+Cu₂S

高溫  .

6Cu+SO₂↑，該反應中銅的化合價由+1價變?yōu)?價，銅元素在該反應中得電子化合價降低，所以該反應中的氧化劑是Cu₂O，Cu₂S；
故答案為：Cu₂O，Cu₂S．
（3）SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱恢復原色，所以將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復原色，
故答案為：將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復原色；
（3）①CO具有還原性，在負極上發(fā)生氧化反應生成CO₂，電極反應式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂．
②因A為負極，B為正極，粗銅精煉時，粗銅作陽極，與電源的正極B相連；Au、Ag比較穩(wěn)定，不反應，以單質(zhì)形式沉積在c（陽極）下方，F(xiàn)e失去電子變成Fe²⁺的形式進入電解液中；
故答案為：B； Au、Ag以單質(zhì)形式沉積在陽極下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進入電解液中；
③當消耗標準狀況下1.12L CO時，電極反應式：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂，失去電子為

1.12L

22.4L/mol

×2=0.1mol，精銅電極電極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu，由電子得失守恒可知Cu²⁺的物質(zhì)的量為

0.1mol

2

=0.05mol，精銅電極的質(zhì)量增加的質(zhì)量為：0.05mol×64g/mol=3.2g，
故答案：增加3.2g；
（4）碳酸銅、碳酸鈣的溶度積分別為：Ksp（CuCO₃）=c（Cu²⁺）?c（CO₃^2-）、Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）?c（CO₃^2-），向一含有Ca²⁺、Cu²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，說明銅離子生成碳酸銅沉淀需要的碳酸根離子濃度小于鈣離子生成碳酸鈣沉淀需要的碳酸根離子，即

Ksp(CuCO3)

c(Cu2+)

＜

Ksp(CaCO3)

c(Ca2+)

，整理得：

c(Cu2+)

c(Ca2+)

＞

Ksp(CuCO3)

Ksp(CaCO3)

，
故答案為：C．

點評：本題考查銅及其化合物的性質(zhì)，涉及氧化還原反應、電解質(zhì)原理、原電池原理、溶度積的計算，難度稍大．