Question

工業上由黃銅礦(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，檢驗溶液中是否含有Fe³⁺的方法是_____________________________(注明試劑、現象)。若檢驗溶液中還存在Fe^2＋的方法是__________(注明試劑、現象)，寫出反應的離子方程式：____________________________
己知：Ksp [Fe(OH)₃]= 4.0×10^-38， 若所得溶液中只含Fe³⁺，在溶液中加入一定量的石灰水，調節溶液的pH為5，此時Fe³⁺的濃度                  
（3）由泡銅冶煉粗銅的化學反應方程式為                             。
（4）以CuSO₄溶液為電解質溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質)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，發生氧化反應
c．溶液中Cu^2＋向陽極移動 　d．利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
精煉后電解質溶液中的陽離子有：_____________________________________
（5）利用反應2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為                             。

Answer 1

（1）c，d（2）加入KSCN溶液，若溶液變為血紅色，證明有Fe^3＋，若無現象，證明沒有Fe^3＋；加入K₃[Fe(CN)₆]溶液，若生成藍色沉淀，證明有Fe²⁺；若無現象，則無Fe²⁺
3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^3-＝Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓   4×10^-11mol/L （3）3Cu₂O+2AlAl₂O₃+6Cu
（4）b，d     Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺   （5）4H^＋+O₂+4e^－=2H₂O

試題分析：（1）由流程圖轉化可知，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，不能產生新的污染氣體。a、濃H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故a錯誤；b、稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大氣，故b錯誤；c、NaOH溶液與二氧化硫反應生成亞硫酸鈉，故c正確；d、氨水與二氧化硫反應生成亞硫酸銨，故d正確，故選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⁺；若無現象，證明沒有Fe^3＋；檢驗溶液中還存在Fe^2＋的方法是加入K₃[Fe(CN)₆]溶液，若生成藍色沉淀，證明有Fe²⁺；若無現象，則無Fe²⁺，反應的離子方程式是3Fe²⁺＋2[Fe(CN)₆]^3-＝Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓。溶液的pH為5時，溶液中OH^－的濃度是10^－9mol/L，則根據溶度積常數可知，此時Fe³⁺的濃度＝4×10-11mol/L。
（3）由流程圖轉化可知，Cu₂O與Al反應置換反應生成Al₂O₃與Cu，反應方程式為3Cu₂O+2AlAl₂O₃+6Cu。
（4）a、粗銅中含有雜質，則開始階段陽極不是銅失去電子，但陰極始終是銅離子放電，所以溶液中硫酸銅額濃度是變化但，a不正確。b、精煉銅時，粗銅做陽極，連接電源正極，發生氧化反應，故b正確；c、溶液中Cu²⁺向陰極移動，故c錯誤；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，故選bd。
（5）原電池中正極得到電子，所以根據總的反應式可知，正極是氧氣得到電子，因此電極反應式是4H^＋+O₂+4e^－＝2H₂O。
點評：該題是高考中的常見題型，難度大，綜合性強，對學生的要求高。試題在注重對基礎知識鞏固和訓練的同時，側重對學生能力的培養和解題方法的指導與訓練，有利于培養學生規范嚴謹的實驗設計能力、評價能力以及知識的遷移能力。該類試題綜合性強，理論和實踐的聯系緊密，有的還提供一些新的信息，這就要求學生必須認真、細致的審題，聯系所學過的知識和技能，進行知識的類比、遷移、重組，全面細致的思考才能得出正確的結論。注意離子的檢驗是高考的熱點，選取的試劑和檢驗離子反應后要有特殊現象，會運用知識遷移方法解決問題。