向CuSO4酸性溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热。一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个过程可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是( )
A.逸出气体的主要成分是O2 B.H2O2既表现氧化性又表现还原性
C.Cu2+将H2O2还原 D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O
C
【解析】
分析:根据题给信息可知,Cu2+将H2O2氧化为O2,H2O2被氧化,表现还原性,Cu2+被还原为Cu2O;继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O,H2O2表现氧化性,据以上分析解答。
详解:H2O2变为O2,氧元素化合价从-1变为0价,发生氧化反应,因此Cu2+将H2O2氧化为O2,A正确;根据“蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O)”,说明铜离子被还原成+1价,H2O2表现了还原性;继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O,Cu2O中+1价Cu 被氧化成+2价Cu2+,H2O2又表现了氧化性,B正确;H2O2变为O2,氧元素化合价从-1变为0价,发生氧化反应,因此Cu2+将H2O2氧化为O2,C错误;继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,说明发生了反应Cu2O+H2O2+4H+=2Cu2++3H2O,D正确;答案选C。
点睛:双氧水是一种常见的绿色强氧化剂,还原产物为水,对环境没有危害;但是双氧水中的氧为-1价,还具有还原性,也能被强氧化剂氧化为氧气,因此在解题时,一定要避免陷入思维定式,认为只能做氧化剂。
铜元素:
在元素周期表中的位置:铜的原子序数29,位于周期表中第四周期,第IB族。
(1)物理性质:有金属光泽,紫红色固体,密度较大,导电导热性能很好,具有很好的延展性,铜属于重金属、有色金属、常见金属,不能被磁铁吸引。
(2)化学性质: 铜常见的化合价为+1价和+2价
①在加热条件下,铜可与多种非金属单质反应。一般来说,遇到氧化性较弱的非金属,铜显较低化合价;遇到氧化性较强的非金属,铜显较高化合价。例如:与强氧化剂反应(如Cl2 Br2等)生成+2价铜的化合物。如:
Cu+Cl2CuCl2 2Cu+O2
2CuO
②铜与酸反应:铜只能被氧化性酸中的中心元素氧化。例如:
③铜与盐溶液反应:
Cu+2AgCl=CuCl2+2Ag
铜与铜的化合物之间的转换图:
铜与铁的对比:
从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au可知,金属铁的金属活性比铜强,所以单质Fe可以从Cu的溶液中还原出单质来,例如: Fe+CuCl2FeCl2+Cu
即Fe的还原性强于Cu
铜与浓硫酸和稀硫酸的反应:
Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
2Cu+O2+2H2SO4(稀)2CuSO4+2H2O
注意:从金属活性顺序表:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 可知,铜不能与稀硫酸发生反应,但是在有氧气和加热的条件下可以反应
铜的制备和精炼:
(1)工业炼铜法:CuO+COCu+CO2
(2)湿法炼铜:Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(3)高温炼铜:工业上用高温冶炼黄铜矿的方法获得铜(粗铜):
2CuFeS2+4O2Cu2S+3SO2+2FeO(炉渣)
2Cu2S+3O22Cu2O+2SO2
2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑
备注:粗铜中铜的的含量为99.5%-99.7%,主要含有Ag、Zn、Au等杂质,粗铜通过电解精炼可得到纯度达99.95%-99.98%的铜,原理为用粗铜作阳极,失去电子变为Cu2+,用纯铜棒作阴极即可得精铜。
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某小组同学通过实验研究FeCl3溶液与Cu粉发生的氧化还原反应。实验记录如下:
序号 | I | II | III |
实验步骤 | 充分振荡,加入2mL蒸馏水 | 充分振荡,加入2mL蒸馏水 | 充分振荡,加入2mL蒸馏水 |
实验现象 | 铜粉消失,溶液黄色变浅,加入蒸馏水后无明显现象 | 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,加入蒸馏水后生成白色沉淀 | 铜粉有剩余,溶液黄色褪去,变成蓝色,加入蒸馏水后无白色沉淀 |
下列说法不正确的是
A.实验I、II、III中均涉及Fe3+被还原
B.对比实验I、II说明白色沉淀的产生与铜粉的量有关
C.实验II、III中加入蒸馏水后c(Cu2+)相同
D.向实验III反应后的溶液中加入饱和NaCl溶液可能出现白色沉淀