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⁺的试剂是

 

．若检验溶液中还存在Fe²⁺，所用试剂是

 

．  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Cu²⁺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：

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,铜的电解精炼,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：电化学专题,几种重要的金属及其化合物

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，二氧化硫是酸性氧化物，结合选项中各物质的性质判断；
（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⁺；Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验；根据Ksp[Fe（OH）₃]=C（Fe³⁺）C（OH^-）³进行计算；
（3）由流程图转化可知，Cu₂O与Al反应置换反应生成Al₂O₃与Cu；
（4）a、精炼铜时，粗铜做阳极，精铜作阴极，CuSO₄溶液作电解质溶液，电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质，所以当这些杂质溶解时，阴极析出的仍然是铜，所以CuSO₄溶液的浓度变小；
b、精炼铜时，粗铜做阳极，与电源正极相连发生氧化反应；
c、溶液中Cu²⁺向阴极移动；
d、Ag、Pt、Au不如铜活泼，铜放电后Ag、Pt、Au从粗铜脱落；
（5）精炼铜时，粗铜做阳极，精铜作阴极，CuSO₄溶液作电解质溶液，电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质，铝和锌都先失电子进入溶液，而阴极析出的仍然是铜，所以精炼后电解质溶液中的阳离子有Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺．

解答： 解：（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；
故答案为：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⁺；Fe²⁺具有还原性，可以利用KMnO₄溶液检验，取少量溶液，滴加KMnO₄溶液，KMnO₄溶液紫色褪去，根据Ksp[Fe（OH）₃]=C（Fe³⁺）C（OH^-）³，Fe³⁺的浓度=

Ksp[Fe(OH) 3]

C(OH -)3

=

4.0×10 - 38

(10 -9) 3

=4.0×10^-11mol/L，
故答案为：KSCN溶液；KMnO₄溶液；4.0×10^-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+2Al

高温  .

Al₂O₃+6Cu，故答案为：3Cu₂O+2Al

高温  .

Al₂O₃+6Cu；
（4）a．精炼铜时，粗铜做阳极，精铜作阴极，CuSO₄溶液作电解质溶液，电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质，所以当这些杂质溶解时，阴极析出的仍然是铜，所以CuSO₄溶液的浓度变小；故a错误；　　　　　　 
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；　
故答案为：bd；
（5）精炼铜时，粗铜做阳极，精铜作阴极，CuSO₄溶液作电解质溶液，电解过程中由于粗铜中有比铜活泼的杂质，铝和锌都先失电子进入溶液，而阴极析出的仍然是铜，所以精炼后电解质溶液中的阳离子有Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺，故答案：Al³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺．

点评：本题考查了元素化合物的性质、电化学知识、离子检验等知识点，难度较大，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．