Question

我国某大型电解铜生产企业，其冶炼工艺中铜、硫回收率达到97%、87%．下图表示其冶炼加工的流程：

冶炼中的主要反应：Cu₂S+O₂

高温  .

2Cu+SO₂
（1）烟气中的主要废气是

 

，从提高资源利用率和减排考虑，其综合利用方式是：

 

．
（2）电解法精炼铜时，阳极是

 

（填“纯铜板”或“粗铜板”）；粗铜中含有的金、银以单质的形式沉淀在电解槽

 

（填“阳极”或“阴极”）的槽底，阴极的电极反应式是

 

．
（3）在精炼铜的过程中，电解质溶液中c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐增大而影响进一步电解．
几种物质的溶度积常数（Ksp）

物 质	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Zn（OH）2	Cu（OH）2
Ksp	8.0×10-16	4.0×10-38	3.0×10-17	2.2×10-20

①调节电解液的pH是除去杂质离子的常用方法．根据上表中溶度积数据判断，含有等物质的量浓度Fe²⁺、
Zn²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺的溶液，随pH升高最先沉淀下来的离子是

 

．
②一种方案是先加入过量的H₂O₂，再调节pH到4左右，加入H₂O₂的目的是

 

．加入H₂O₂后发生反应的离子方程式为

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质,电解原理

专题：实验设计题,电化学专题

分析：（1）根据反应原理Cu₂S+O₂

高温  .

2Cu+SO₂分析烟气中的主要废气成分；可以利用二氧化硫制取硫酸；
（2）根据电解原理分析电解精炼铜的阳极材料；根据粗铜所在的电极分析；根据电解槽中阴极得到电子发生还原反应写出阴极的电极反应；
（3）①根据溶度积越大溶解度越大，随pH升高最先沉淀的是对应强氧化物的溶度积最小的离子分析；
②加入双氧水能够将亚铁离子氧化成铁离子，据此写出反应的离子方程式．

解答： 解：（1）冶炼中的主要反应为：Cu₂S+O₂

高温  .

2Cu+SO₂，所以烟气的主要成分为二氧化硫；工业上可以将二氧化硫氧化成三氧化硫制取硫酸；
故答案为：SO₂； 制硫酸；
（2）电解法炼铜时，阳极发生氧化反应、阴极发生还原反应，所以阳极为粗铜板，粗铜板中的金、银还原性比铜的弱，反应后以单质的形式在电解槽阳极的槽底，在电解槽的阴极铜离子得到电子生成金属铜，该电极反应为：Cu²⁺+2e^-═Cu，
故答案为：粗铜板； 阳极； Cu²⁺+2e^-═Cu；
（3）①根据表中氢氧化物的溶度积可知，氢氧化铁的溶度积最小，其溶解度最小，所以随pH升高最先沉淀下来的离子是铁离子；
故答案为：Fe³⁺；
②双氧水能够将溶液中的亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O，
故答案为：将Fe²⁺氧化为Fe³⁺； 2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．

点评：本题主要考查了工业电解冶炼金属铜原理、物质的分离和提纯、离子方程的书写，题目难度中等，注意掌握电解原理、物质的分离和提纯方法，试题培养了学生的分析、理解能力和实验设计能力．