Question

銅是生物必需的微量元素，也是人類最早使用的金屬之一。銅的生產和使用對國計民生各個方面都產生了深遠的影響。

(1)寫出銅與稀硝酸反應的化學方程式：________________________________________。

(2)為了保護環(huán)境和節(jié)約資源，通常先用H₂O₂和稀硫酸的混合溶液溶出廢舊印刷電路板中的銅，最終實現(xiàn)銅的回收利用。寫出溶出銅的離子方程式：__________________________________________。

(3)工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產銅。該工藝的中間過程會發(fā)生反應：2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂。該反應中的氧化劑是____________；當生成19.2 g Cu時，反應中轉移的電子的物質的量為________________________________________________________________________mol。

(4)銅在潮濕的空氣中能發(fā)生吸氧腐蝕而生銹，銅銹的主要成分為Cu₂(OH)₂CO₃(堿式碳酸銅)。試寫出上述過程中負極的電極反應式：______________________________________________________________。

(5)研究性學習小組用“間接碘量法”測定某試樣中CuSO₄·5H₂O(不含能與I^－反應的氧化性雜質)的含量。取a g試樣配成100 mL溶液，每次取25.00 mL該溶液，滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，寫出該反應的離子方程式：____________________________。繼續(xù)滴加KI溶液至沉淀不再產生，溶液中的I₂用硫代硫酸鈉標準溶液滴定，發(fā)生反應的化學方程式為I₂＋2Na₂S₂O₃===2NaI＋Na₂S₄O₆，平均消耗c mol/L Na₂S₂O₃溶液的體積為V mL。則試樣中CuSO₄·5H₂O的質量分數為________________________________________________________________________。

Answer 1

(1)3Cu＋8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂＋4H₂O＋2NO↑

(2)Cu＋H₂O₂＋2H^＋===Cu^2＋＋2H₂O

(3)Cu₂O和Cu₂S　0.3

(4)2Cu＋4OH^－＋CO₂－4e^－===Cu₂(OH)₂CO₃＋H₂O

(5)2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂　×100%

[解析] (1)硝酸是氧化性酸，能氧化大部分金屬，因此銅與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu＋8HNO₃(稀)===3Cu(NO₃)₂＋4H₂O＋2NO↑。

(2)H₂O₂具有氧化性，在酸性條件下能將銅氧化成銅離子，而H₂O₂的還原產物是水，因此溶出銅的離子方程式為Cu＋H₂O₂＋2H^＋===Cu^2＋＋2H₂O。

(3)根據化學方程式2Cu₂O＋Cu₂S6Cu＋SO₂可知，反應中銅元素的化合價從＋1價降低到0價，得到1個電子，因此該反應的氧化劑是Cu₂O和Cu₂S；硫元素的化合價從－2價升高到＋4價，失去6個電子，即Cu₂S是還原劑。19.2 g Cu的物質的量為＝0.3 mol，則當生成19.2 g Cu時，反應中轉移電子的物質的量＝0.3 mol×1＝0.3 mol。

(4)原電池中負極失去電子，發(fā)生氧化反應。所以生成銅銹的過程中負極的電極反應式為2Cu＋4OH^－＋CO₂－4e^－===Cu₂(OH)₂CO₃＋H₂O。

(5)滴加KI溶液后有白色碘化物沉淀生成，這說明反應中銅元素的化合價從＋2價降低到＋1價，得到1個電子。而反應中碘離子失去電子被氧化生成單質碘，因此該反應的離子方程式為2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂；根據方程式2Cu^2＋＋4I^－===2CuI↓＋I₂、I₂＋2Na₂S₂O₃===2NaI＋Na₂S₄O₆可知：

CuSO₄·5H₂O～Na₂S₂O₃

1　　　  　　1

0．001cV mol  0.001cV mol

所以a g試樣中CuSO₄·5H₂O的物質的量＝0.001cV mol×＝0.004cV mol，

CuSO₄·5H₂O的質量＝0.004cV mol×250 g/mol＝cV g。因此試樣中CuSO₄·5H₂O的質量分數為×100%。