Question

（13分）我國是世界上發(fā)現(xiàn)和使用銅及銅器最早的國家之一，直到現(xiàn)在銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中仍然有著廣泛的應用。

（1）工業(yè)上可以用黃銅礦（主要成分CuFeS2）為原料冶煉銅。主要反應如下:

① 2CuFeS2+4O2=Cu2S+3SO2+2FeO ② 2Cu2S + 3O2=2SO2+2Cu2O③ Cu2S+ 2Cu2O=6Cu+ SO2

在③中被氧化與被還原元素原子的物質(zhì)的量之比為 ；若由3mol CuFeS2生成3molCu，理論上消耗O2 的物質(zhì)的量為 。

（2）常溫下Cu2O能溶于稀硫酸，得到藍色溶液和紅色固體，可以利用該性質(zhì)檢驗工業(yè)上冶煉銅得到的粗銅中是否含有Cu2O，寫出此反應的離子方程式 。

（3）刻蝕印刷電路的廢液中含有大量的CuCl2、FeCl2、FeCl3，任意排放將導致環(huán)境污染和資源的浪費， 為了使FeCl3循環(huán)利用和回收CuCl2，現(xiàn)設(shè)計如下生產(chǎn)過程：

①試劑Y的名稱 ；物質(zhì)X最好是 （填化學式）。

②若常溫下1L廢液中含CuCl2、FeCl2、FeCl3的物質(zhì)的量濃度均為0.5 mol·， 則加入Cl2氣和物質(zhì)X使溶液的pH在 范圍時（設(shè)溶液體積保持不變），鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，而CuCl2 不產(chǎn)生沉淀。( KSP [Fe(OH)3]=1.0×10—38 、 KSP [Cu(OH)2]=2.0×10—20 、 lg5=0.7)

 

Answer 1

（13分）

（1）1﹕6 （2分）， 7.5mol（3分，沒單位扣1分）。

（2）Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+ ＋H2O （2分，沒配平扣1分，化學式錯0分）

（3）①鹽酸或氯化氫（1分）；CuO （2分）。② 3.0—4.3（3分）

【解析】

試題分析：（1） Cu2S+ 2Cu2O=6Cu+ SO2中，被氧化的元素即化合價升高的元素是S元素，被還原的元素即化合價降低的元素是Cu元素，由方程式可知，③中被氧化與被還原元素原子的物質(zhì)的量之比為1:6；

由①得6CuFeS2～12O2～3Cu2S； 由②得 2Cu2S ～ 3O2～2Cu2O， 由③Cu2S～ 2Cu2O～6Cu，所以最終得關(guān)系式6CuFeS2～15O2～6Cu，若由3mol CuFeS2生成3molCu，理論上消耗O2 的物質(zhì)的量為7.5mol；

（2）常溫下Cu2O能溶于稀硫酸，得到藍色溶液和紅色固體，根據(jù)氧化還原反應理論，藍色溶液為硫酸銅溶液，紅色固體為單質(zhì)銅，離子方程式為Cu2O＋2H+＝Cu＋Cu2+ ＋H2O；

（3）①由氫氧化鐵生成氯化鐵，需要試劑Y是稀鹽酸或氯化氫；加入X的目的是調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子沉淀，所以為了不引入新的雜質(zhì)，X最好選擇CuO；

② 加入氯氣后銅離子的濃度仍是0.5mol/L,鐵離子的濃度為1.0mol/L，根據(jù)所給沉淀的溶度積計算氫氧化鐵完全沉淀時的c（OH-）3=1.0×10—38 /1.0×10—5mol·， 則c（OH-）=1.0×10—11mol·， pH=3；當銅離子開始沉淀時，c（OH-）2=2.0×10—20 /0.5=4.0×10—20mol·，c（OH-）=2.0×10—10mol·，pH=4.3，所以鐵元素完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，而CuCl2 不產(chǎn)生沉淀時溶液對pH的范圍是3.0—4.3。

考點：考查氧化還原反應的計算，試劑的選擇，溶液pH的計算