Question

銅及其化合物在生產生活中有廣泛應用，銅在化合物中的常見化合價有+l、+2。已知Cu₂O與稀硫酸反應，溶液呈藍色。

（1）工業(yè)上可用Cu₂S+O₂2Cu+SO₂反應制取粗銅，當有32gCu₂S消耗時，電子轉移數(shù)目是         。

（2）將少量銅絲放入適量的稀硫酸中，溫度控制在50℃，加入H₂O₂，反應一段時間后，升溫到60℃，再反應一段時間后可制得硫酸銅，溫度控制在50℃-60℃的兩個原因除了加快反應速率外，還有                   。在CuSO₄溶液中加入一定量的Na₂SO₃和NaCl溶液加熱，生成CuCl沉淀,寫出生成CuCl的離子方程式                         。

（3）某小組同學在做銅與濃硫酸反應的實驗時，發(fā)現(xiàn)銅片表面有黑色固體生成。

①甲同學猜想：黑色固體是未來得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化學方程式表示為：

Cu +  H₂SO₄                                        

②乙同學認為：黑色固體除CuO外還可能含有Cu₂S和CuS.其理由可能是    （填字母）

a.Cu₂S和CuS都是黑色的

b.銅與濃硫酸在加熱條件下反應，還可能放出O₂

c.濃硫酸是氧化劑，銅是還原劑，Cu的化合價上升與S的化合價下降有多種可能

（4）現(xiàn)向Cu、Cu₂O和CuO組成的混合物中，加入1 L 0.6 mol/L HNO₃溶液恰好使混合物溶解，同時收集到2240 mL NO氣體（標準狀況）。Cu₂O跟稀硝酸反應的離子方程式                  。若將上述混合物用足量的H₂加熱還原，所得到固體的質量為         g。若混合物中含0.1 mol Cu，將該混合物與稀硫酸充分反應，至少消耗H₂SO₄的物質的量為           。

 

Answer 1

【答案】

（1）1.2N_A （1分）   

（2）同時防止H₂O₂分解（1分）

Cu²⁺+2Cl^-+SO₃^2-+H₂O CuCl↓+ SO₄^2-+2H⁺（2分）

（3）①CuO+SO₂↑+H₂O （1分）  ②ac（2分）

（4）3 Cu₂O +14 H⁺ + 2 NO₃^- = 6 Cu²⁺ + 2 NO↑ + 7 H₂O （2分）

16（2分） 0.1 mol（2分）

【解析】

試題分析：（1）化合價升高的反應為-2價的S升高至+4價，所以32gCu₂S反應電子轉移數(shù)目為：32g÷160g/mol×6N_Amol^-1=1.2N_A 。

（2）因為H₂O₂在較高溫度時更容易分解，所以溫度控制在50℃-60℃，可以防止H₂O₂分解；根據氧化還原原理，Cu²⁺把SO₃²‾氧化為SO₄²‾，根據原子守恒，反應物除Cu²⁺、Cl‾、SO₃²‾外，還有H₂O，產物還有H⁺，配平可得離子方程式。

(3)①濃硫酸把銅氧化為CuO，本身被還原為SO₂，同時生成水。

②從物質的顏色判斷：Cu₂S和CuS的顏色也是黑色的，故a項正確；Cu單質可被氧化為+2價或+1價銅，濃硫酸中的S元素也可被還原為多種低價態(tài)，故c項正確。

（4）稀硝酸可把+1價Cu氧化為+2價Cu，同時被還原為NO，根據氧化還原規(guī)律可寫成離子方程式；HNO₃的總量為0.6mol，作為氧化劑反應的HNO₃被還原為NO，其物質的量為：2.24L÷22.L/mol=0.1mol，那么起到酸性作用的HNO₃為：0.6mol-0.1mol=0.5mol，這部分HNO₃轉化為了Cu(NO₃)₂，根據元素守恒可知，原化合物中Cu元素的物質的量與起到酸性作用的HNO₃的物質的量之比為1:2，H₂還原最終得到Cu為：0.5mol÷2×64g/mol=16g；若混合物中含0.1 mol Cu，根據氧化還原反應電子得失總數(shù)相等可得：2×0.1mol+2×n(Cu₂O)=3×0.1mol，n(Cu₂O)=0.05mol，根據題目所給信息Cu₂O與稀硫酸反應，溶液呈藍色，說明生成了Cu²⁺，離子方程式為：Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O, 則0.05mol Cu₂O完全反應需要H₂SO₄0.05mol n(CuO)=0.25mol-0.1mol-2×0.05mol=0.05mol，0.05molCuO 完全反應需要H₂SO₄0.05mol，所以共消耗H₂SO₄的物質的量為0.1mol。

考點：本題考查電子轉移數(shù)目的計算、化學方程式和離子方程式的書寫、反應條件的分析以及化學計算。