Question

工業(yè)上由黃銅礦（主要成分CuFeS₂）冶煉銅的主要流程如下：

（1）氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的

 

吸收．
a．濃H₂SO₄        b．稀HNO₃    c．NaOH溶液     d．氨水
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，檢驗(yàn)溶液中是否含有Fe³⁺的試劑是

 

．若檢驗(yàn)溶液中還存在Fe²⁺，所用試劑是

 

．  己知：Ksp[Fe（OH）₃]=4.0×10^-38，若所得溶液中只含F(xiàn)e³⁺，在溶液中加入一定量的石灰水，調(diào)節(jié)溶液的pH為5，此時(shí)Fe³⁺的濃度

 

（3）由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（4）以CuSO₄溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì)）的電解精煉，下列說法正確的是

 

．
a．CuSO₄溶液的濃度不變b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．溶液中Cu²⁺向陽極移動  　
d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬精煉后電解質(zhì)溶液中的陽離子有：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),銅的電解精煉,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）由流程圖轉(zhuǎn)化可知，氣體A中的大氣污染物主要是二氧化硫，選擇試劑吸收二氧化硫，不能產(chǎn)生新的污染氣體，二氧化硫是酸性氧化物，結(jié)合選項(xiàng)中各物質(zhì)的性質(zhì)判斷；
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明含有Fe³⁺；Fe²⁺具有還原性，可以利用KMnO₄溶液檢驗(yàn)；根據(jù)Ksp[Fe（OH）₃]=C（Fe³⁺）C（OH^-）³進(jìn)行計(jì)算；
（3）由流程圖轉(zhuǎn)化可知，Cu₂O與Al反應(yīng)置換反應(yīng)生成Al₂O₃與Cu；
（4）a、精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，精銅作陰極，CuSO₄溶液作電解質(zhì)溶液，電解過程中由于粗銅中有比銅活潑的雜質(zhì)，所以當(dāng)這些雜質(zhì)溶解時(shí)，陰極析出的仍然是銅，所以CuSO₄溶液的濃度變��；
b、精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，與電源正極相連發(fā)生氧化反應(yīng)；
c、溶液中Cu²⁺向陰極移動；
d、Ag、Pt、Au不如銅活潑，銅放電后Ag、Pt、Au從粗銅脫落；
（5）精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，精銅作陰極，CuSO₄溶液作電解質(zhì)溶液，電解過程中由于粗銅中有比銅活潑的雜質(zhì)，鋁和鋅都先失電子進(jìn)入溶液，而陰極析出的仍然是銅，所以精煉后電解質(zhì)溶液中的陽離子有Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺．

解答： 解：（1）由流程圖轉(zhuǎn)化可知，氣體A中的大氣污染物主要是二氧化硫，選擇試劑吸收二氧化硫，不能產(chǎn)生新的污染氣體，
a、濃H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故a錯(cuò)誤；
b、稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大氣，故b錯(cuò)誤；
c、NaOH溶液與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈉，故c正確；
d、氨水與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸銨，故d正確；
故答案為：cd；
（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明含有Fe³⁺；Fe²⁺具有還原性，可以利用KMnO₄溶液檢驗(yàn)，取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去，根據(jù)Ksp[Fe（OH）₃]=C（Fe³⁺）C（OH^-）³，F(xiàn)e³⁺的濃度=

Ksp[Fe(OH) 3]

C(OH -)3

=

4.0×10 - 38

(10 -9) 3

=4.0×10^-11mol/L，
故答案為：KSCN溶液；KMnO₄溶液；4.0×10^-11mol/L；
（3）由流程圖轉(zhuǎn)化可知，Cu₂O與Al反應(yīng)置換反應(yīng)生成Al₂O₃與Cu，反應(yīng)方程式為3Cu₂O+2Al

高溫  .

Al₂O₃+6Cu，故答案為：3Cu₂O+2Al

高溫  .

Al₂O₃+6Cu；
（4）a．精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，精銅作陰極，CuSO₄溶液作電解質(zhì)溶液，電解過程中由于粗銅中有比銅活潑的雜質(zhì)，所以當(dāng)這些雜質(zhì)溶解時(shí)，陰極析出的仍然是銅，所以CuSO₄溶液的濃度變�。还蔭錯(cuò)誤；　　　　　　 
b．精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)故b正確；
c．溶液中Cu²⁺向陰極移動，故c錯(cuò)誤；
d．Ag、Pt、Au不如銅活潑，銅放電后Ag、Pt、Au從粗銅脫落，利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，故d正確；　
故答案為：bd；
（5）精煉銅時(shí)，粗銅做陽極，精銅作陰極，CuSO₄溶液作電解質(zhì)溶液，電解過程中由于粗銅中有比銅活潑的雜質(zhì)，鋁和鋅都先失電子進(jìn)入溶液，而陰極析出的仍然是銅，所以精煉后電解質(zhì)溶液中的陽離子有Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺，故答案：Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺．

點(diǎn)評：本題考查了元素化合物的性質(zhì)、電化學(xué)知識、離子檢驗(yàn)等知識點(diǎn)，難度較大，注意離子的檢驗(yàn)是高考的熱點(diǎn)，選取的試劑和檢驗(yàn)離子反應(yīng)后要有特殊現(xiàn)象，會運(yùn)用知識遷移方法解決問題．