Question

(14分)金屬銅具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，在電氣和電子工業(yè)中應(yīng)用廣泛。請回答下列問題：

（1）資料顯示：加熱條件下氨氣能夠還原CuO得到金屬銅。某同學(xué)用裝置I和Ⅱ制取純凈干燥的氨氣，裝置I中應(yīng)選用試劑______(供選用的試劑有：NH4Cl固體、NH4HCO3固體)，試劑a最好選用__________，其作用是_________________________________________；裝置III吸收尾氣，如何檢驗所得溶液中數(shù)目最多的陽離子(只回答試劑名稱和實驗現(xiàn)象)_____________________。

（2）電解硫酸銅溶液也可得到金屬銅。

①以黃銅礦(主要成份為CuFeS2)為原料采用電解法可制取硫酸銅溶液。實驗室用如圖所示裝置模擬其過程，陽極區(qū)稀硫酸的作用是溶解礦粉得到Cu2+、Fe2+、H2S，硫酸鐵的作用是氧化吸收H2S，防止逸出造成污染。電解過程中，陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變，原因是(用電極反應(yīng)式回答)______________，陰極上先有固體析出，然后又溶解，陰極區(qū)通入O2的作用是(用離子方程式回答)__________________。

②用惰性電極電解一定濃度CuSO4溶液制取金屬銅，一段時間后停止通電，此時加入9．8gCu(OH)2恰好能使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至初始狀態(tài)，則該過程中陽極產(chǎn)生氣體的體積為____________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

Answer 1

（1）NH4HCO3(固體)；堿石灰；除去H2O和CO2；NaOH溶液、濕潤的紅色石蕊試紙、變藍(lán)

（2）Fe2+－e－＝Fe3+；2Cu＋O2＋4H＋＝2Cu2＋＋2H2O；2.24

【解析】

試題分析：（1）裝置I是固體加熱制備氨氣，由于氯化銨分解生成的氨氣冷卻后又會重新結(jié)合為氯化銨，而碳酸氫銨分解生成氨氣、CO2和水，利用堿石灰除去CO2和水即可制備氨氣，因此裝置I中應(yīng)選用試劑是碳酸氫銨；氨氣溶于水生成一水合氨，一水合氨電離出銨根離子，因此溶液中陽離子最多的是銨根離子。銨根離子能與堿反應(yīng)生成氨氣，氨氣是堿性氣體，能使?jié)駶櫟募t色試紙變?yōu)樗{(lán)色，據(jù)此可以檢驗銨根離子；

（2）①鐵離子能氧化H2S生成亞鐵離子，但在陽極區(qū)溶液中的亞鐵離子失去電子轉(zhuǎn)化為鐵離子，從而導(dǎo)致溶液中鐵離子濃度基本保持不變，電極反應(yīng)式為Fe2+－e－＝Fe3+；氧氣具有強(qiáng)氧化性，在稀硫酸溶液中能與氧化析出的銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅，離子方程式為2Cu＋O2＋4H＋＝2Cu2＋＋2H2O；

②用惰性電極電解一定濃度CuSO4溶液制取金屬銅，陽極始終是溶液中的氫氧根離子放電，而陰極先是溶液中的銅離子放電，然后是溶液中的氫離子放電。所以一段時間后停止通電，此時若加入9．8gCu(OH)2恰好能使電解質(zhì)溶液恢復(fù)至初始狀態(tài)，這說明陰極上氫離子也放電。9.8g氫氧化銅的物質(zhì)的量是0.1mol，則根據(jù)氧原子守恒可知，陰極生成的氧氣是0.1mol，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L。

考點(diǎn)：考查氨氣制備、銨根離子檢驗以及電化學(xué)原理的應(yīng)用