Question

铜是生活中常见的金属，请回答下列问题：
（1）Cu不活泼，通常情况下不与稀硫酸反应，但向Cu和稀硫酸的混合物中滴入H₂O₂溶液后，溶液很快变蓝色，试写出该反应的离子方程式

 

．
（2）将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu₂（OH）₂CO₃绿色固体，试写出该反应的离子方程式

 

．
（3）火法炼铜的原理：Cu₂S+O₂

高温  .

 2Cu+SO₂，在该反应中每生成1mol Cu，转移

 

mol e^-．
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是

 

（填选项字母）．
a．粗铜接电源正极，发生氧化反应           
b．溶液中Cu²⁺向阴极移动
c．电解过程中，阳极和阴极的质量变化相等   
d．利用阳极泥可回收Al、Zn等金属
（5）据报道，有一种叫Thibacillus Ferroxidans的细菌在有氧气存在的酸性溶液中，可将黄铜矿CuFeS₂氧化成硫酸盐：4CuFeS₂+2H₂SO₄+17O₂=4CuSO₄+2Fe₂（SO₄）₃+2H₂O．利用反应后的溶液，按如下流程可制备胆矾（CuSO₄?5H₂O）：

①检验溶液B中Fe³⁺是否被除尽的实验方法

 

．
②在实验室中，设计两个原理不同的方案，从溶液B中提炼金属铜（要求：一种方案只用一个反应来完成）．写出两种方案中涉及的化学方程式：方案一：

 

；方案二：

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,电解原理,物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：（1）Cu和稀硫酸的混合物中滴入H₂O₂溶液很快变蓝色，说明铜被氧化生成Cu²⁺；
（2）结合反应物和生成物从质量守恒的角度书写化学方程式；
（3）反应中Cu元素化合价由+1价将低到0价，O元素化合价由0价降低到-2价，S元素化合价由-2价升高到+4价；
（4）a、精炼铜时，粗铜做阳极，发生氧化反应；
b、溶液中Cu²⁺向阴极移动；
c、比铜活泼的金属先放电；
d、反应中有热能产生Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落；
（5）据铁离子的性质进行验证，铁离子遇到硫氰酸钾溶液变红色，若无红色出现这么铁离子除净；
③溶液B为硫酸铜溶液，可以加入铁粉置换铜得到，也可以通过电解硫酸铜溶液得到；

解答： 解：（1）金属铜投入稀硫酸中不发生反应，但再加入H₂O₂溶液后铜开始溶解，溶液逐渐变为蓝色，说明过氧化氢在酸性溶液中具有氧化性溶解铜，离子方程式为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
故答案为：Cu+H₂O₂+2H⁺=Cu²⁺+2H₂O；
（2）将硫酸铜溶液和碳酸钠溶液混合，会析出Cu₂（OH）₂CO₃，反应的化学方程式为2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃，故答案为：2Cu+O₂+H₂O+CO₂=Cu₂（OH）₂CO₃；
（3）反应中Cu元素化合价由+1价将低到0价，O元素化合价由0价降低到-2价，S元素化合价由-2价升高到+4价，由方程式可知生成2molCu，转移6mol电子，则该反应中每生成1molCu，转移3电子，故答案为：3；
（4）a．精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应故a正确；　　　　　　　 
b．溶液中Cu²⁺向阴极移动，故b正确；
c．比铜活泼的金属先放电，所以阳极和阴极的质量变化不相等，故c错误；　         
d．Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故d错误；
故答案为：ab；
（5）检验溶液B中Fe³⁺是否被除尽的试剂是KSCN溶液，加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子；
故答案为：加入KSCN溶液若变红证明含有铁离子，若加入后溶液不变红证明不含铁离子；
③硫酸铜溶液得到金属铜的方法，可以加入铁粉置换铜反应的化学方程式为：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；也可以惰性电极通电电解硫酸铜溶液，反应的化学方程式为：2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；
故答案为：CuSO₄+Fe=FeSO₄+Cu；2CuSO₄+2H₂O

通电  .

2Cu+O₂↑+2H₂SO₄；

点评：本题综合考查铜及其化合物的性质，为高频考点，侧重学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握物质的性质以及题给信息，结合元素的化合价的变化以及反应的现象解答该题，难度不大．