Question

【題目】I、如圖所示，X是一種生活中常見的金屬元素，A、B、C、D為石墨電極，E、F分別為短周期相鄰兩種活潑金屬中的一種，且E能與NaOH溶液反應。按圖示接通線路，反應一段時間(實驗中所有溶液均足量)。

（1）甲池是___(填“原電池”或“電解池”，下同]裝置；乙池是___裝置。

（2）D極為___(填“陰極”或“陽極”)。

（3）燒杯中溶液會變藍的是_______(填“a”或“b”)；C極上的電極反應式為____。

（4）F極上的電極反應式為：____。

（5）當電路中通過0.02mol電子時，B電極上沉積0.64g金屬X，則X為___(填元素符號)，甲池中反應的化學方程式為___。

II、（1）從輝銅礦中浸取銅元素，可用FeCl3作浸取劑。

①反應Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，每生成1molCuCl2，反應中轉移電子的數目為____；浸取時，在有氧環境下可維持Fe3+較高濃度。有關反應的離子方程式是___。

②浸取過程中加入洗滌劑溶解硫時，銅元素的浸取率的變化見如圖1。其原因是___。

③353K時，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，能加快銅元素的浸取速率，其反應原理可用化學方程式表示為：___，CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2。

（2）輝銅礦可由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)通過電化學反應轉變而成，有關轉化見如圖2。轉化時正極的電極反應式為___。

Answer 1

【答案】電解池 原電池 陰極 a 2Cl--2e-=Cl2↑ 2H2O+2e-=H2↑+2OH- Cu 2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4 2NA 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙了浸取 Cu2S+2 CuCl2=4CuCl+S 2 CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑

【解析】

I、E、F分別為短周期相鄰兩種活潑金屬中的一種，且E能與NaOH溶液反應，說明E是金屬鋁，F是金屬鎂，乙裝置為原電池，其中Al作負極，Mg作正極，C是陽極，D是陰極，A是陽極，B是陰極，據此判斷；

II、（1）①根據反應方程式判斷電子轉移的數量；

②生成的硫覆蓋在Cu2S表面；

③353K時，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，CuCl2與Cu2S反應生成CuCl，CuCl與FeCl3反應生成CuCl2和FeCl2；

（2）利用原電池的工作原理判斷，負極失電子發生氧化反應，正極得電子發生還原反應；

E、F分別為短周期相鄰兩種活潑金屬中的一種，且E能與NaOH溶液反應，說明E是金屬鋁，F是金屬鎂，乙裝置為原電池，其中Al作負極，Mg作正極，C是陽極，D是陰極，A是陽極，B是陰極，據此判斷；

（1）由分析可知甲池是電解池，乙池是原電池；

（2）D極為陰極；

（3）D是陰極，該電極上產生氫氣， A中氯離子失電子變成氯氣，能將碘離子氧化為碘單質，遇到淀粉變藍色，所以燒杯中溶液會變藍的是a ，C極為陽極，電極反應式為2Cl--2e-=Cl2↑；

（4）由分析可知F是金屬鎂，作正極，水中的氫得電子生成氫氣，電極反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；

（5）設X的摩爾質量為M，電解時，2X2++2e-=X，電路中通過0.02mol電子時，n(X)=0.01mol=,則M=64g/mol，即X為Cu，甲池中的反應為：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4；

II、（1）①反應為Cu2S+4FeCl3=2CuCl2+4FeCl2+S，Cu從+1價升高到+2價，S從-2價升高到0價，Fe從+3價降低到+2價，生成2molCuCl2，電子轉移4mol，那么每生成1molCuCl2，電子轉移2mol電子轉移2NA；Fe2+很容易被氧化，發生反應4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，因而浸取時，在有氧環境下可維持Fe3+較高濃度；

②由圖可知，未加入洗滌劑溶解硫時，銅的浸取率低是應為生成的硫覆蓋在Cu2S表面，阻礙了浸取；

③353K時，向FeCl3浸取液中加入CuCl2，CuCl2與Cu2S反應生成CuCl，CuCl與FeCl3反應生成CuCl2和FeCl2；發生的反應為Cu2S+2 CuCl2=4CuCl+S，CuCl+FeCl3=CuCl2+FeCl2；

（2）由黃銅礦(主要成分為CuFeS2)通過電化學反應轉化而成，正極上得電子，發生還原反應，電極反應為：2 CuFeS2+6H++2e-=Cu2S+2Fe2++3H2S↑。