Question

研究銅及其化合物的性質(zhì)對科研、生產(chǎn)生活有重要的意義．
（1）銅可采用如下方法制備
①火法煉銅：Cu₂S+O₂

電解  .

2Cu+SO₂
②濕法煉銅：CuSO₄+Fe═FeSO₄+Cu
上述兩種方法中，銅元素均被

 

（填“氧化”或“還原”）成銅單質(zhì)，若用①法每制得32gCu，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是

 

．
（2）在潮濕的空氣中銅可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成銅綠，銅綠的化學(xué)式為

 

，發(fā)生腐蝕的正極反應(yīng)式為

 

，由銅和鋅組成的黃銅合金不易生銹，其防腐蝕的方法是

 

．
（3）①Li--CuO電池總反應(yīng)為：2Li+CuO═Li₂O+Cu．電解質(zhì)溶液為高氯酸鋰有機(jī)溶液，電池的正極反應(yīng)式為

 

．
②Cu₂O是一種半導(dǎo)體材料，可在堿性溶液中用電解法制取，電解總反應(yīng)式為：
2Cu+H₂O

電解  .

Cu₂O+H₂↑，陽極反應(yīng)式為

 

；Cu₂O投入稀硫酸中，得到藍(lán)色溶液和紅色沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式

 

．
（4）為了回收粗銅精煉后陽極泥中的Ag和Au，某實(shí)驗(yàn)小組查閱了有關(guān)資料如下表：

編號	常溫下反應(yīng)	化學(xué)平衡常數(shù)
反應(yīng)甲	Au+6HNO3?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜10-5
反應(yīng)乙	Au3++4Cl-?[AuCl4]-	＞105

從資料中可知，常溫下金很難與硝酸反應(yīng)，但卻可溶于王水（濃硝酸與濃鹽酸體積比為l：3的混合物）．請你運(yùn)用化學(xué)平衡移動原理，簡要說明金能溶于王水的原因

 

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Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：

分析：（1）兩個反應(yīng)中Cu元素化合價由+2價或+2價轉(zhuǎn)化為0價，發(fā)生還原反應(yīng)；若用①法每制得32gCu，n（Cu）=

32g

64g/mol

=0.5mol，需要硫化亞銅的物質(zhì)的量為0.25mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.25mol×[4-（-2）]；
（2）Cu、氧氣、二氧化碳和水反應(yīng)生成Cu₂（OH）₂CO₃；正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子；Zn、Cu和電解質(zhì)構(gòu)成原電池，Zn易失電子而作負(fù)極、Cu作正極，正極被保護(hù)；
（3）①正極上CuO得電子發(fā)生還原反應(yīng)；
②陽極上銅失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氧化亞銅和水，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、Cu和水；
（4）濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應(yīng)甲平衡向右移動．

解答： 解：（1）兩個反應(yīng)中Cu元素化合價由+2價或+2價轉(zhuǎn)化為0價，發(fā)生還原反應(yīng)，所以Cu元素被還原；若用①法每制得32gCu，n（Cu）=

32g

64g/mol

=0.5mol，需要硫化亞銅的物質(zhì)的量為0.25mol，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量=0.25mol×[4-（-2）]=1.5mol；
故答案為：還原； 1.5mol；
（2）Cu、氧氣、二氧化碳和水反應(yīng)生成Cu₂（OH）₂CO₃，所以銅綠的化學(xué)式為Cu₂（OH）₂CO₃，正極上氧氣得電子和水反應(yīng)生成氫氧根離子，電極反應(yīng)式為O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；Zn、Cu和電解質(zhì)構(gòu)成原電池，Zn易失電子而作負(fù)極、Cu作正極，正極被保護(hù)，該方法為犧牲陽極保護(hù)法，故答案為：
Cu₂（OH）₂CO₃；O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；犧牲陽極保護(hù)法；
（3）①正極上CuO得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為CuO+2e^-+2Li⁺=Li₂O+Cu，故答案為：CuO+2e^-+2Li⁺=Li₂O+Cu；
②陽極上銅失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成氧化亞銅和水，電極反應(yīng)式為2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、Cu和水，離子方程式為Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O，故答案為：2Cu-2e^-+2OH^-=Cu₂O+H₂O； Cu₂O+2H⁺=Cu²⁺+Cu+H₂O；
（4）濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應(yīng)甲平衡向右移動，則Au溶于王水中，故答案為：濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的[AuCl₄]^-離子，使反應(yīng)甲平衡向右移動，則Au溶于王水中．

點(diǎn)評：本題以銅為載體考查氧化還原反應(yīng)、原電池和電解池原理、化學(xué)平衡移動原理等知識點(diǎn)，側(cè)重考查基本理論，明確各個電極上發(fā)生的反應(yīng)是解本題關(guān)鍵，難點(diǎn)是書寫電極反應(yīng)式，題目難度中等．