硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________

硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________

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硫酸铜在工农业生产和生活中都有重要的应用。请回答下列问题:
(1)铜与浓硫酸共热是制备硫酸铜的方法之一,写出反应的化学方程式:__________________。但该反应生成的气体污染环境。为避免环境污染,可在铜粉与稀硫酸的混合物中通入热空气,反应的总化学方程式为____________________。
(2)将铜粉置于稀硫酸中不发生反应,加入双氧水,则铜粉可逐渐溶解。写出反应的离子方程式:____________________。
(3)将适量稀硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶可得到硫酸铜晶体。为了节约原料,H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为________________。
(4)用惰性电极电解硫酸铜溶液,实验装置如图甲所示。图乙是电解过程中产生气体的总体积V与转移电子的物质的量n(e)的关系图。

电解过程中,a电极的现象是______________;b电极的电极反应式为____________________。
答案
(1)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O
(2)Cu+H2O2+2H=Cu2+2H2O
(3)32
(4)先有红色固体析出,后有无色气泡产生 4OH-4e=2H2O+O2
点拨:本题考查铜及其化合物的性质、电解规律等,意在考查考生对常见物质性质的掌握情况及运用有关原理解决实际问题的能力。
解析
(1)在热空气存在的情况下,铜相当于被加热,生成氧化铜,然后与稀硫酸反应,此过程中不会产生污染性气体。
(2)双氧水有强氧化性,能将铜氧化为氧化铜。氧化铜能溶于稀硫酸,使反应得以进行。总的化学方程式为Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。
(3)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,Cu(NO32+H2SO4=CuSO4+2HNO3(该反应并不能直接发生,是为方便计算而写出),两式叠加消去Cu(NO32,得:3Cu+3H2SO4+2HNO3=3CuSO4+2NO↑+4H2O,因此H2SO4和HNO3的物质的量之比最佳为32。
(4)由电流方向可知,b电极为阳极,电极反应式始终都是:4OH-4e=2H2O+O2↑。但图中曲线的斜率有变化,说明起始阶段阴极是Cu2放电生成铜,然后是H放电生成了氢气。
举一反三
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗名摩尔盐,价格便宜,可用来净水或治疗缺铁性贫血等,是一种重要的化工原料。
(1)摩尔盐的水溶液呈      色。
(2)c(Fe2+)相同的摩尔盐和硫酸亚铁两溶液比较,物质的量浓度较大的是     
(3)甲乙两位同学想测定一瓶摩尔盐的纯度。甲同学设计的实验装置如图1:

从上图推断甲同学想通过测定       计算摩尔盐的纯度。该方案的不足之处在于               
(4)乙同学在甲同学的基础上做了改进,其实验装置如图2:

则B与C中的试剂分别是                           。C中干燥管的作用是                        。乙同学称取了10.0g的摩尔盐样品,若实验完毕后测得洗气瓶及瓶内溶液共增重O.68 g,则依此数据推算这份摩尔盐的纯度为      %(答案精确到小数点后第一位)。
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下列有关物质用途的说法中,正确的是
A.二氧化硅可用作半导体材料B.硝酸常用作金属铜加工前的酸洗
C.碳酸钠可用于治疗胃酸过多D.三氧化二铁常用于生产红色油漆和涂料

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高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:

①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是:                                 
②反应II的离子方程式为                                                  
③高铁酸钾在水中既能消毒***菌,又能净水,是一种理想的水处理剂.它能消毒***菌是因为                它能净水的原因是                                  
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液中c(Fe3+)=4.0×10-5 mol/L,则需要调整        时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。①加入饱和KOH溶液的目的是:         
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠   (填“大”或“小”)。
湿法
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液
干法
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物
 
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为        
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定, 放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式:                      
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铁和铁合金是生产、生活中常用的材料,下列说法中错误的是
A.不锈钢比生铁抗腐蚀能力强
B.以铁为阴极、铜片为阳极、硫酸铜为电镀液可以实现铁制品镀铜
C.铁与稀硫酸反应,铁与浓硫酸不能反应
D.铁轨焊接时可以用铝热反应的方法制取少量的铁

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2010年上海世博会中国馆(东方之冠)给人强烈的视觉冲击,它的主体结构是用国产Q460钢制成的。下列有关说法正确的是( )
A.冶炼钢铁常采用热分解法
B.Q460是含铁、碳、硅、锰、硫、磷等元素的合金钢,其中铁和锰不属于主族元素
C.铝热法炼铁的反应需要高温的条件,所以是吸热反应
D.增加炼铁高炉的高度可以减少尾气CO的排放

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