题目内容

工业上以黄铜矿为原料,采用火法熔炼工艺生产粗钢。
(1)该工艺的中间过程会发生反应:2Cu2O+Cu2S6Cu+SO2↑,反应的氧化剂是         。
(2)火法熔炼的粗铜含杂质较多。某化学研究性学习小组在实验室条件下用CuSO4溶液作电解液来实现粗铜的提纯,并对电解后溶液进行净化除杂和含量测定。
实验一 粗铜的提纯粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应),电解时粗铜应与电源的        极相连,阴极上的电极反应式为              。
实验二 电解后溶液的净化除杂在精炼铜的过程中,电解液中c(Cu2+)逐渐下降,c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大,所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学参考下表的数据,设计了如下方案:

试剂a是               (填化学式),其目的是             ;该方案能够除去的杂质离子是           (填离子符号)。
实验三 电解后溶液离子含量的测定
乙同学设计了如下方案:

则100mL溶液中Cu2+的浓度为         mol·L-1,Fe2+的浓度为         mol·L-1。

(14分)
(1)Cu2O 、Cu2S (2分);
(2)正(1分) Cu2++2e-= Cu(2分) H2O2(2分)将Fe2+氧化成Fe3+(2分) Fe2+ (2分)
0.75(2分)0.05(2分)

解析试题分析:
(1)反应中Cu2O 、Cu2S的Cu均从+1→0价,所以反应的氧化剂Cu2O 、Cu2S。
(2)精炼铜时粗铜做阳极与电源的正极相连,电极反应:Cu2++2e-= Cu。根据流程中调节pH到4可知三价铁沉淀,试剂a是氧化剂,将Fe2+氧化成Fe3+,除去Fe2+。固体为铁和铜的混合物,酸处理后的4.8g为铜,n(Cu)=4.8/64g/mol=0.075mol,c(Cu2+)=0.75 mol·L-1;根据题意生成m(Fe2O3)=6.4g,n(Fe2O3)=6.4g/160g/mol=0.04mol,得n(Fe)=0.08mol;其中来自与硫酸铜的置换反应的为0.075mol,所以原溶液中n(Fe)=0.005mol,Fe2+的浓度为0.05 mol·L-1。
考点:考查元素及其化合物知识、氧化还原知识、电解池、实验操作、计算等相关知识。

练习册系列答案
相关题目

某课外活动小组同学用如图装置进行实验,试回答下列问题。

(1)若开始时开关K与b连接,则B极的电极反应式为          ,总反应的离子方程式为          ,有关上述实验,下列说法正确的是(填序号)      。
①溶液中Na+向A极移动
②从A极处逸出的气体能使湿润KI淀粉试纸变蓝
③反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
④若标准状况下B极产生2.24 L气体,则溶液中转移0.2 mol电子
(2)上述实验反应一小段时间后,再把开关K与a连接,则B极的电极反应式为        。
(3)该小组同学认为如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,则可以设想用如下图装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾。

①该电解槽的阳极反应式为     。此时通过阴离子交换膜的离子数     (填”大于”或”小于”或”等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口      (填写“A”、“B”、“C”、“D”)导出。
③通电开始后,阴极附近溶液pH会增大,请简述原因                。
④若将制得的氢气、氧气和氢氧化钾溶液组合为氢氧燃料电池,则电池正极的电极反应式为                   。
⑤燃料电池所用燃料可以是氢气,也可以是其他燃料,如甲醇、肼等。液态肼(分子式N2H4)可以在氟气中燃烧生成氮气和氟化氢。利用肼、氟气与KOH溶液组成碱性燃料电池,请写出该电池负极的电极反应式?     ?    。

某同学在探究废干电池内的黑色固体回收利用时,进行如图所示实验:

查阅教材可知,普通锌锰电池的黑色物质主要成分为MnO2、NH4Cl、ZnCl2等物质。请回答以下问题:
(1) 操作①的名称是          ;
(2)操作③灼烧滤渣时所用主要仪器有酒精灯、玻璃棒、       、泥三角和三脚架;操作③灼烧滤渣中的黑色固体时,产生一种无色无味能使澄清石灰水变浑浊的气体,由此推测灼烧前的滤渣中存在的物质有             。
(3)往操作④的试管中加入操作③灼烧后所得黑色固体,试管中迅速产生能使带火星的木条复燃的气体,据此可初步认定灼烧后的黑色固体为              , 操作④相关的化学方程式为                   。
(4)该同学要对滤液的成分进行检验,以确认是否含有NH4+,该同学取少许滤液于试管中,                         。                                              (填写操作与现象),则证实滤液中含有NH4+。
(5)该同学利用在废旧干电池中回收的Zn片和石墨电极,设计一个原电池实验,比较铜与锌的金属活动性强弱。
限用材料:铜片、锌片、石墨电极、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液;
限用仪器:直流电源、电流计、导线、烧杯、试管、盐桥等中学化学常见的药品和仪器
请画出实验装置图,并作相应标注,同时写出正极方程式                                    

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