Question

某兴趣小组的同学在实验室发现了一块绿色的孔雀石标本，查阅资料知其主要成分是 Cu₂(OH)₂CO₃。他们以Cu₂(OH)₂CO₃为原料制取铜，其工艺流程如下图所示：

（1）气体A的化学式是________，固体C中含有的物质有_______（填化学式）。

（2）写出溶液B与铁粉反应的化学方程式：__________________。

（3）结合流程图分析，试剂E可以是下列类别中的___________（填选项）。

A 单质  B 酸溶液  C 碱溶液  D 盐溶液

（4）若试剂E是无色溶液，且反应生成溶液D和气体，写出C与E反应的化学方程式： ____________，该反应的基本类型属于__________。

（5）该工艺流程的实验步骤中，能够体现出铁的金属活动性比铜强的有___________。

A ①②③  B ②③  C 只有②  D 只有③

Answer

CO2 Cu、Fe BD 置换反应 B

【解析】

（1）碱式碳酸铜中含有碳酸根，与稀硫酸反应可以生成二氧化碳，所以A为CO2；铁的金属活动性强于铜，所以铁会与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，而铁又过量，所以固体除了生成的铜，还有剩余的铁，所以C含有Cu、Fe；

（2）蓝色溶液为硫酸铜溶液，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，所以该反应的化学方程式为；

（3）A、C中固体为铁与铜，都是单质，加入另外一种单质，不会发生反应，无法将铜和铁分离，选项A不符合题意；

B、金属活动性为铁＞氢＞铜，加入酸后，铁与酸反应生成含铁的盐和氢气，盐留在溶液中，氢气逸出，铜与酸不发生反应，成为固体，经过过滤得到了溶液和单质铜，选项B符合题意；

C、铁和铜都不与碱溶液发生反应，仍为固体混合物，无法得到铜，选项C不符合题意；

D、加入含铜的盐溶液，如氯化铜、硝酸铜等，铁可与其反应置换出铜单质，而铁则变为可溶性盐形成溶液，实现铁和铜的分离，得到单质铜，选项D符合题意；故选BD。

（4）E为无色溶液，则不是含有铜离子的盐溶液，则E为酸，与C反应生成了D硫酸亚铁，则推出E为稀硫酸，所以C中的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，发生反应的化学方程式为；反应为单质与一种化合物反应生成另一种单质和化合物，符合置换反应的特点，所以为置换反应；

（5）步骤②中铁与硫酸铜反应置换出铜单质，体现了铁的金属活动性比铜强；步骤③中若加入酸，铁与酸反应置换出气体，而铜不能与酸反应，说明铁金属活动性比铜强，若加入含铜的盐，铁与盐反应置换出铜单质，也说明铁金属活动性比铜强，所以步骤②和③都可以证明铁金属活动性比铜强，故选B。