Question

【題目】銅及其化合物在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用

(1)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(huì)發(fā)生反應(yīng):2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑該反應(yīng)的氧化劑是________，驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是SO2的方法是___________。

(2)將少量銅絲放入適量的稀硫酸中，溫度控制在50℃，加入H2O2，反應(yīng)一段時(shí)間后，升溫到60℃，再反應(yīng)一段時(shí)間后可制得硫酸銅，溫度控制在50℃～60℃的兩個(gè)原因除了加快反應(yīng)速率外，還有___________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱，生成CuC1沉淀，寫出生成CuCl的離子方程式______________。

(3)堿式碳酸銅在有機(jī)催化劑、煙火制造和顏料、農(nóng)藥生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備堿式碳酸銅的流程如下:

①輝銅礦在浸取前要富集與粉碎，粉碎的好處是___________。

②浸取過程中得到一種單質(zhì)，寫出浸取時(shí)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式___________。

③寫出“沉錳”反應(yīng)時(shí)離子方程式___________。

④“除鐵”這一步反應(yīng)在25℃進(jìn)行，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH為4后，溶液中銅離子最大濃度不超過_________mol/L。(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

Answer 1

【答案】 Cu2S和Cu2O 將氣體通入品紅溶液，溶液褪色，加熱恢復(fù)原色 同時(shí)防止H2O2分解 2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O 2CuCl↓+ SO42-+2H+ 可提高浸取速率和浸取率 Cu2S+2MnO2 +4H2SO4= 2CuSO4+S+2MnSO4+4H2O Mn2++HCO3-+NH3 = MnCO3↓+NH4+ 2.2

【解析】（1）2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑，該反應(yīng)中銅的化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，銅元素在該反應(yīng)中得電子化合價(jià)降低，所以該反應(yīng)中的氧化劑是Cu2O，Cu2S；SO2具有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱恢復(fù)原色，所以將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復(fù)原色；

（2）少量銅絲放入適量的稀硫酸中，銅絲與稀硫酸不反應(yīng)，但加入H2O2后由于雙氧水具有強(qiáng)氧化性，在酸性條件下可以把銅氧化成二價(jià)銅離子，反應(yīng)的離子方程式為：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O；因?yàn)?/span>H2O2在較高溫度時(shí)容易分解，所以溫度控制在50℃-60℃，可以防止H2O2分解；在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加熱，生成CuCl沉淀，銅元素的化合價(jià)降低，則SO32-被Cu2+氧化為SO42-，反應(yīng)物除Cu2+、Cl-、SO32-外，還有H2O，產(chǎn)物有H+，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒配平得：2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O 2CuCl↓+ SO42-+2H+故答案為：同時(shí)防止H2O2分解；2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O 2CuCl↓+ SO42-+2H+；

（3）①酸浸時(shí)，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌或都增加酸的濃度，都可以提高浸取速率，故答案為：提高浸取速率；
②反應(yīng)物是二氧化錳、硫化銅和硫酸，生成物是S、硫酸銅、硫酸錳，反應(yīng)的方程式為2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案為：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O；
③“沉錳”（Mn2+）過程，主要是使Mn2+生成沉淀MnCO3，反應(yīng)的離子方程式為Mn2++HCO3-+NH3 = MnCO3↓+NH4+ ，故答案為：Mn2++HCO3-+NH3 = MnCO3↓+NH4+；

④根據(jù)pH為4可以知道c(OH-)=10-10mol/L，再根據(jù)Ksp[Cu(OH)2]知道c(Cu2+)=Ksp/[c2(OH-)]=mol/L=2.2mol/L；所以答案為2.2。