Question

工业上由黄铜矿(主要成分CuFeS₂)冶炼铜的主要流程如下：

（1）气体A中的大气污染物可选用下列试剂中的_______吸收。
a．浓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，检验溶液中是否含有Fe³⁺的方法是_____________________________(注明试剂、现象)。若检验溶液中还存在Fe^2＋的方法是__________(注明试剂、现象)，写出反应的离子方程式：____________________________
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，调节溶液的pH为5，此时Fe³⁺的浓度                  
（3）由泡铜冶炼粗铜的化学反应方程式为                             。
（4）以CuSO₄溶液为电解质溶液进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼，下列说法正确的是                          。
a．CuSO₄溶液的浓度不变      b．粗铜接电源正极，发生氧化反应
c．溶液中Cu^2＋向阳极移动 　d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属
精炼后电解质溶液中的阳离子有：_____________________________________
（5）利用反应2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O可制备CuSO₄，若将该反应设计为原电池，其正极电极反应式为                             。

Answer 1

（1）c，d（2）加入KSCN溶液，若溶液变为血红色，证明有Fe^3＋，若无现象，证明没有Fe^3＋；加入K₃[Fe(CN)₆]溶液，若生成蓝色沉淀，证明有Fe²⁺；若无现象，则无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

试题分析：（1）由流程图转化可知，气体A中的大气污染物主要是二氧化硫，选择试剂吸收二氧化硫，不能产生新的污染气体。a、浓H₂SO₄不能吸收二氧化硫，故a错误；b、稀HNO₃可以吸收二氧化硫，但生成NO污染大气，故b错误；c、NaOH溶液与二氧化硫反应生成亚硫酸钠，故c正确；d、氨水与二氧化硫反应生成亚硫酸铵，故d正确，故选cd。（2）用稀H₂SO₄浸泡熔渣B，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈红色，说明含有Fe³⁺；若无现象，证明没有Fe^3＋；检验溶液中还存在Fe^2＋的方法是加入K₃[Fe(CN)₆]溶液，若生成蓝色沉淀，证明有Fe²⁺；若无现象，则无Fe²⁺，反应的离子方程式是3Fe²⁺＋2[Fe(CN)₆]^3-＝Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓。溶液的pH为5时，溶液中OH^－的浓度是10^－9mol/L，则根据溶度积常数可知，此时Fe³⁺的浓度＝4×10-11mol/L。
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu，反应方程式为3Cu₂O+2AlAl₂O₃+6Cu。
（4）a、粗铜中含有杂质，则开始阶段阳极不是铜失去电子，但阴极始终是铜离子放电，所以溶液中硫酸铜额浓度是变化但，a不正确。b、精炼铜时，粗铜做阳极，连接电源正极，发生氧化反应，故b正确；c、溶液中Cu²⁺向阴极移动，故c错误；d、Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落，利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属，故d正确，故选bd。
（5）原电池中正极得到电子，所以根据总的反应式可知，正极是氧气得到电子，因此电极反应式是4H^＋+O₂+4e^－＝2H₂O。
点评：该题是高考中的常见题型，难度大，综合性强，对学生的要求高。试题在注重对基础知识巩固和训练的同时，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，有利于培养学生规范严谨的实验设计能力、评价能力以及知识的迁移能力。该类试题综合性强，理论和实践的联系紧密，有的还提供一些新的信息，这就要求学生必须认真、细致的审题，联系所学过的知识和技能，进行知识的类比、迁移、重组，全面细致的思考才能得出正确的结论。注意离子的检验是高考的热点，选取的试剂和检验离子反应后要有特殊现象，会运用知识迁移方法解决问题。