Question

【题目】铜及其化合物在生产生活中有广泛应用

(1)工业上以黄铜矿(CuFeS2)为原料，采用火法熔炼工艺生产铜的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑该反应的氧化剂是________，验证反应产生的气体是SO2的方法是___________。

(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中，温度控制在50℃，加入H2O2，反应一段时间后，升温到60℃，再反应一段时间后可制得硫酸铜，温度控制在50℃～60℃的两个原因除了加快反应速率外，还有___________。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuC1沉淀，写出生成CuCl的离子方程式______________。

(3)碱式碳酸铜在有机催化剂、烟火制造和颜料、农药生产中有广泛的应用。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备碱式碳酸铜的流程如下:

①辉铜矿在浸取前要富集与粉碎，粉碎的好处是___________。

②浸取过程中得到一种单质，写出浸取时主要反应的化学方程式___________。

③写出“沉锰”反应时离子方程式___________。

④“除铁”这一步反应在25℃进行，加入氨水调节溶液pH为4后，溶液中铜离子最大浓度不超过_________mol/L。(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20)

Answer 1

【答案】 Cu2S和Cu2O 将气体通入品红溶液，溶液褪色，加热恢复原色 同时防止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↑，该反应中铜的化合价由+1价变为0价，铜元素在该反应中得电子化合价降低，所以该反应中的氧化剂是Cu2O，Cu2S；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，加热恢复原色，所以将气体通入品红溶液溶液褪色，加热恢复原色；

（2）少量铜丝放入适量的稀硫酸中，铜丝与稀硫酸不反应，但加入H2O2后由于双氧水具有强氧化性，在酸性条件下可以把铜氧化成二价铜离子，反应的离子方程式为：Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O；因为H2O2在较高温度时容易分解，所以温度控制在50℃-60℃，可以防止H2O2分解；在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热，生成CuCl沉淀，铜元素的化合价降低，则SO32-被Cu2+氧化为SO42-，反应物除Cu2+、Cl-、SO32-外，还有H2O，产物有H+，根据得失电子守恒和原子守恒配平得：2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O 2CuCl↓+ SO42-+2H+故答案为：同时防止H2O2分解；2Cu2++2Cl-+SO32-+H2O 2CuCl↓+ SO42-+2H+；

（3）①酸浸时，通过粉碎矿石或者升高温度或者进行搅拌或都增加酸的浓度，都可以提高浸取速率，故答案为：提高浸取速率；
②反应物是二氧化锰、硫化铜和硫酸，生成物是S、硫酸铜、硫酸锰，反应的方程式为2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，故答案为：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O；
③“沉锰”（Mn2+）过程，主要是使Mn2+生成沉淀MnCO3，反应的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3 = MnCO3↓+NH4+ ，故答案为：Mn2++HCO3-+NH3 = MnCO3↓+NH4+；

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