Question

13．銅及其化合物在生活、生產(chǎn)中有廣泛應(yīng)用．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成CuSO₄溶液向地下深層滲透，遇到難溶的ZnS，慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)（CuS）．寫(xiě)出CuSO₄轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)的離子方程式Cu²⁺（aq）+ZnS（s）=Zn²⁺（aq）+CuS（s）．
（2）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(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，該反應(yīng)的氧化劑是Cu₂O，Cu₂S；驗(yàn)證反應(yīng)產(chǎn)生的氣體是SO₂的方法是將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復(fù)原色．
（3）圖I是一種新型燃料電池，它以CO為燃料，一定比例的Li₂CO₃和Na₂CO₃熔融混合物為電解質(zhì)，圖II是粗銅精煉的裝置圖，假若用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn)．

①寫(xiě)出A極的電極反應(yīng)式CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂．
②要用燃料電池為電源進(jìn)行粗銅的精煉實(shí)驗(yàn)，粗銅板應(yīng)與B極（填“A”或“B”）相連；若粗銅中還含有Au、Ag、Fe，它們?cè)陔娊獠壑械拇嬖谛问胶臀恢脼锳u、Ag以單質(zhì)形式沉積在陽(yáng)極下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中．
③當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12LCO時(shí)，精銅電極的質(zhì)量變化情況為增加3.2g．
（4）現(xiàn)向一含有Ca²⁺、Cu²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，根據(jù)該實(shí)驗(yàn)可得出的結(jié)論是C（填序號(hào)）
A．Ksp（CuCO₃）＜Ksp（CaCO₃） B．c（Cu²⁺）＜c（Ca²⁺）
C．$\frac{{c（C{u^{2+}}）}}{{c（C{a^{2+}}）}}$＞$\frac{{{K_{SP}}（CuC{O_3}）}}{{{K_{SP}}（CaC{O_3}）}}$D．$\frac{{c（C{u^{2+}}）}}{{c（C{a^{2+}}）}}$＜$\frac{{{K_{SP}}（CuC{O_3}）}}{{{K_{SP}}（CaC{O_3}）}}$．

Answer 1

分析 （1）難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化是溶解度大的物質(zhì)向溶解度小的物質(zhì)轉(zhuǎn)化；
（2）根據(jù)元素的化合價(jià)變化判斷，得電子化合價(jià)降低的物質(zhì)是氧化劑；SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱恢復(fù)原色；
（3）①原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，所以通入氧氣的一極為正極，通入CO的一極為負(fù)極；
②粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，與電源的正極相連；粗銅中的Au、Ag，它們?cè)陔娊獠壑械南路�，以單質(zhì)形式沉積在陽(yáng)極下方；Fe以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中；
③根據(jù)電子得失守恒以及精銅中銅離子得到電子來(lái)計(jì)算；
（4）先生成CuCO₃沉淀，說(shuō)明溶液中銅離子生成碳酸銅沉淀需要的碳酸根離子濃度$\frac{Ksp（CuC{O}_{3}）}{c（C{u}^{2+}）}$小于鈣離子生成碳酸鈣沉淀需要的碳酸根離子濃度$\frac{Ksp（CaC{O}_{3}）}{c（C{a}^{2+}）}$，據(jù)此進(jìn)行解答．

解答 解：（1）ZnS的溶解度小于銅藍(lán)（CuS），CuSO₄轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍(lán)的離子方程式：Cu²⁺（aq）+ZnS（s）=Zn²⁺（aq）+CuS（s），故答案為：Cu²⁺（aq）+ZnS（s）=Zn²⁺（aq）+CuS（s）；
（2）2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，該反應(yīng)中銅的化合價(jià)由+1價(jià)變?yōu)?價(jià)，銅元素在該反應(yīng)中得電子化合價(jià)降低，所以該反應(yīng)中的氧化劑是Cu₂O，Cu₂S；
SO₂具有漂白性，能使品紅溶液褪色，加熱恢復(fù)原色，所以將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復(fù)原色，
故答案為：Cu₂O，Cu₂S；將氣體通入品紅溶液溶液褪色，加熱恢復(fù)原色；
（3）①CO具有還原性，在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO₂，電極反應(yīng)式為：CO-2e^-+CO₃^2-═2CO₂，
故答案為：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂．
②因A為負(fù)極，B為正極，粗銅精煉時(shí)，粗銅作陽(yáng)極，與電源的正極B相連；Au、Ag比較穩(wěn)定，不反應(yīng)，以單質(zhì)形式沉積在c（陽(yáng)極）下方，F(xiàn)e失去電子變成Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中；
故答案為：B； Au、Ag以單質(zhì)形式沉積在陽(yáng)極下方，F(xiàn)e以Fe²⁺的形式進(jìn)入電解液中；
③當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.12L CO時(shí)，電極反應(yīng)式：CO-2e^-+CO₃^2-=2CO₂，失去電子為$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$×2=0.1mol，精銅電極電極反應(yīng)式：Cu²⁺+2e^-=Cu，由電子得失守恒可知Cu²⁺的物質(zhì)的量為$\frac{0.1mol}{2}$=0.05mol，精銅電極的質(zhì)量增加的質(zhì)量為：0.05mol×64g/mol=3.2g，
故答案：增加3.2g；
（4）碳酸銅、碳酸鈣的溶度積分別為：Ksp（CuCO₃）=c（Cu²⁺）•c（CO₃^2-）、Ksp（CaCO₃）=c（Ca²⁺）•c（CO₃^2-），向一含有Ca²⁺、Cu²⁺的混合溶液中滴加Na₂CO₃溶液，若首先生成CuCO₃沉淀，說(shuō)明銅離子生成碳酸銅沉淀需要的碳酸根離子濃度小于鈣離子生成碳酸鈣沉淀需要的碳酸根離子，即$\frac{Ksp（CuC{O}_{3}）}{c（C{u}^{2+}）}$＜$\frac{Ksp（CaC{O}_{3}）}{c（C{a}^{2+}）}$，整理得：$\frac{{c（C{u^{2+}}）}}{{c（C{a^{2+}}）}}$＞$\frac{{{K_{SP}}（CuC{O_3}）}}{{{K_{SP}}（CaC{O_3}）}}$，故答案為：C．

點(diǎn)評(píng) 考查溶解平衡以及沉淀的轉(zhuǎn)化、氧化還原反應(yīng)的判斷、SO₂的檢驗(yàn)、電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)以及有關(guān)計(jì)算、粗銅的精煉等知識(shí)，注意知識(shí)的遷移應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．