Question

【題目】銅及其化合物在工業(yè)上有許多用途。回答下列問(wèn)題：

（1）某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：

①浸取反應(yīng)中氧化劑的化學(xué)式為________ ；濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和___________（寫化學(xué)式）。

②“除鐵”這一步反應(yīng)在25℃進(jìn)行，加入試劑A調(diào)節(jié)溶液PH為4后，溶液中銅離子最大濃度不超過(guò)_______ mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20）

③“沉錳”（除Mn2+）過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式_________________________ 。

④濾液Ⅱ經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是______________ （寫化學(xué)式）。

（2）某實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)用電化學(xué)原理模擬濕法煉銅，進(jìn)行了一系列探究活動(dòng)。

①如下左圖為某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的原電池裝置，鹽橋內(nèi)裝載的是足量用飽和氯化鉀溶液浸泡的瓊脂，反應(yīng)前，電極質(zhì)量相等，一段時(shí)間后，兩電極質(zhì)量相差6.00 g，則電解過(guò)程中鹽橋中Cl-移向______________（填“甲池”或“乙池”）

②其他條件不變，若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池，如上右圖所示，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向與先前一樣，但偏轉(zhuǎn)角度明顯減小。一段時(shí)間后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一層紫紅色固體，則甲池銅絲附近溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”) ，乙池中石墨為________極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”)。

Answer 1

【答案】 MnO2 SiO2 2.2 Mn2+ +HCO3-+NH3 = MnCO3↓+ NH4+ (NH4)2SO4 甲池 增大 陰

【解析】（1）①反應(yīng)的方程式為2MnO2＋Cu2S＋4H2SO4=S＋2CuSO4＋2MnSO4＋4H2O，由反應(yīng)中Mn元素化合價(jià)降低，被還原，MnO2是氧化劑，因SiO2與酸不反應(yīng)，濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2.②溶液PH為4，c(OH-)=10-10mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，銅離子不超過(guò)2.2×10-20/(10-10)2=2.2mol/。③“沉錳”（除Mn2+）過(guò)程中加入NH4HCO3和NH3，反應(yīng)的離子方程式Mn2+ +HCO3-+NH3 = MnCO3↓+ NH4+ 。④ 濾液Ⅱ主要是(NH4)2SO4，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，并過(guò)濾洗滌得到的鹽主要是(NH4)2SO4 。

（2）①圖2為原電池，F(xiàn)e為負(fù)極，F(xiàn)e―2e-=Fe2＋ ,Cl― 移向負(fù)極，甲池。②其他條件不變，若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池，則乙池是電解池，甲是原電池，F(xiàn)e是負(fù)極，Cu是正極，發(fā)生O2＋2H2O＋4e-=4OH― ，銅絲附近溶液的pH增大；乙池中與銅線相連的石墨電極是陽(yáng)極，2Cl― ―2e-=Cl2，乙池中石墨為陰極。