Question

研究铜及其化合物的性质对科研、生产生活有重要的意义．
（1）铜可采用如下方法制备
①火法炼铜：Cu₂S+O₂

电解  .

2Cu+SO₂
②湿法炼铜：CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu
上述两种方法中，铜元素均被

 

（填“氧化”或“还原”）成铜单质，若用①法每制得32gCu，转移电子的物质的量是

 

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（2）在潮湿的空气中铜可以发生电化学腐蚀，生成铜绿，铜绿的化学式为

 

，发生腐蚀的正极反应式为

 

，由铜和锌组成的黄铜合金不易生锈，其防腐蚀的方法是

 

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（3）①Li--CuO电池总反应为：2Li+CuO═Li₂O+Cu．电解质溶液为高氯酸锂有机溶液，电池的正极反应式为

 

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②Cu₂O是一种半导体材料，可在碱性溶液中用电解法制取，电解总反应式为：
2Cu+H₂O

电解  .

Cu₂O+H₂↑，阳极反应式为

 

；Cu₂O投入稀硫酸中，得到蓝色溶液和红色沉淀，写出该反应的离子方程式

 

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（4）为了回收粗铜精炼后阳极泥中的Ag和Au，某实验小组查阅了有关资料如下表：

编号	常温下反应	化学平衡常数
反应甲	Au+6HNO3?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜10-5
反应乙	Au3++4Cl-?[AuCl4]-	＞105

从资料中可知，常温下金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与浓盐酸体积比为l：3的混合物）．请你运用化学平衡移动原理，简要说明金能溶于王水的原因

 

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Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质

专题：

分析：（1）两个反应中Cu元素化合价由+2价或+2价转化为0价，发生还原反应；若用①法每制得32gCu，n（Cu）=

32g

64g/mol

=0.5mol，需要硫化亚铜的物质的量为0.25mol，转移电子的物质的量=0.25mol×[4-（-2）]；
（2）Cu、氧气、二氧化碳和水反应生成Cu₂（OH）₂CO₃；正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子；Zn、Cu和电解质构成原电池，Zn易失电子而作负极、Cu作正极，正极被保护；
（3）①正极上CuO得电子发生还原反应；
②阳极上铜失电子和氢氧根离子反应生成氧化亚铜和水，氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、Cu和水；
（4）浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动．

解答： 解：（1）两个反应中Cu元素化合价由+2价或+2价转化为0价，发生还原反应，所以Cu元素被还原；若用①法每制得32gCu，n（Cu）=

32g

64g/mol

=0.5mol，需要硫化亚铜的物质的量为0.25mol，转移电子的物质的量=0.25mol×[4-（-2）]=1.5mol；
故答案为：还原； 1.5mol；
（2）Cu、氧气、二氧化碳和水反应生成Cu₂（OH）₂CO₃，所以铜绿的化学式为Cu₂（OH）₂CO₃，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；Zn、Cu和电解质构成原电池，Zn易失电子而作负极、Cu作正极，正极被保护，该方法为牺牲阳极保护法，故答案为：
Cu₂（OH）₂CO₃；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；牺牲阳极保护法；
（3）①正极上CuO得电子发生还原反应，电极反应式为CuO+2e^-+2Li⁺=Li₂O+Cu，故答案为：CuO+2e^-+2Li⁺=Li₂O+Cu；
②阳极上铜失电子和氢氧根离子反应生成氧化亚铜和水，电极反应式为2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O，氧化亚铜和稀硫酸反应生成硫酸铜、Cu和水，离子方程式为Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，故答案为：2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O； Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；
（4）浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动，则Au溶于王水中，故答案为：浓盐酸含有大量氯离子，Au³⁺离子与氯离子形成稳定的[AuCl₄]^-离子，使反应甲平衡向右移动，则Au溶于王水中．

点评：本题以铜为载体考查氧化还原反应、原电池和电解池原理、化学平衡移动原理等知识点，侧重考查基本理论，明确各个电极上发生的反应是解本题关键，难点是书写电极反应式，题目难度中等．