Question

硫酸銅在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中都有重要的應(yīng)用。請回答下列問題：
（1）銅與濃硫酸共熱是制備硫酸銅的方法之一，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________________。但該反應(yīng)生成的氣體污染環(huán)境。為避免環(huán)境污染，可在銅粉與稀硫酸的混合物中通入熱空氣，反應(yīng)的總化學(xué)方程式為____________________。
（2）將銅粉置于稀硫酸中不發(fā)生反應(yīng)，加入雙氧水，則銅粉可逐漸溶解。寫出反應(yīng)的離子方程式：____________________。
（3）將適量稀硝酸分多次加入到銅粉與稀硫酸的混合物中，加熱使之反應(yīng)完全，通過蒸發(fā)、結(jié)晶可得到硫酸銅晶體。為了節(jié)約原料，H₂SO₄和HNO₃的物質(zhì)的量之比最佳為________________。
（4）用惰性電極電解硫酸銅溶液，實驗裝置如圖甲所示。圖乙是電解過程中產(chǎn)生氣體的總體積V與轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量n（e^－）的關(guān)系圖。

電解過程中，a電極的現(xiàn)象是______________；b電極的電極反應(yīng)式為____________________。

Answer 1

（1）Cu＋2H₂SO₄（濃）CuSO₄＋SO₂↑＋2H₂O　2Cu＋O₂＋2H₂SO₄2CuSO₄＋2H₂O
（2）Cu＋H₂O₂＋2H^＋=Cu^2＋＋2H₂O
（3）3?2
（4）先有紅色固體析出，后有無色氣泡產(chǎn)生　4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑
點撥：本題考查銅及其化合物的性質(zhì)、電解規(guī)律等，意在考查考生對常見物質(zhì)性質(zhì)的掌握情況及運用有關(guān)原理解決實際問題的能力。

（1）在熱空氣存在的情況下，銅相當于被加熱，生成氧化銅，然后與稀硫酸反應(yīng)，此過程中不會產(chǎn)生污染性氣體。
（2）雙氧水有強氧化性，能將銅氧化為氧化銅。氧化銅能溶于稀硫酸，使反應(yīng)得以進行。總的化學(xué)方程式為Cu＋H₂O₂＋H₂SO₄=CuSO₄＋2H₂O。
（3）3Cu＋8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂＋2NO↑＋4H₂O，Cu（NO₃）₂＋H₂SO₄=CuSO₄＋2HNO₃（該反應(yīng)并不能直接發(fā)生，是為方便計算而寫出），兩式疊加消去Cu（NO₃）₂，得：3Cu＋3H₂SO₄＋2HNO₃=3CuSO₄＋2NO↑＋4H₂O，因此H₂SO₄和HNO₃的物質(zhì)的量之比最佳為3?2。
（4）由電流方向可知，b電極為陽極，電極反應(yīng)式始終都是：4OH^－－4e^－=2H₂O＋O₂↑。但圖中曲線的斜率有變化，說明起始階段陰極是Cu^2＋放電生成銅，然后是H^＋放電生成了氫氣。