题目内容
17．铜及其化合物在工业上有许多用途．回答下列问题：（1）某工厂以辉铜矿（主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质）为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下：
①浸取反应中氧化剂的化学式为MnO2；滤渣Ⅰ的成分为MnO2和S、SiO2（写化学式）
②“除铁”这一步反应在25℃进行，加入的试剂A为CuO、Cu（OH）2，若加A后溶液的PH调为4，溶液中Fe3+离子浓度为4.0×10-8 mol/L．（已知Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38）
③“沉锰”（除Mn2+）过程中反应的离子方程式Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O．
④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是（NH4）2SO4（写化学式）．
（2）某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜，进行了一系列探究活动．
①如图1为某实验小组设计的原电池装置，盐桥内装载的是足量用饱和氯化钾溶液浸泡的琼脂，反应前电极质量相等，一段时间后，两电极质量相差25.8g，则导线中通过了0.4mol电子，若不考虑甲、乙两池电解质溶液中的离子向盐桥中移动，则乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差△m=12.8g
②其他条件不变，若将盐桥换成光亮的U形弯铜丝浸入甲池与乙池，如图2所示，电流计指针偏转方向与先前一样，但偏转角度明显减小．一段时间后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体，则甲池铜丝附近溶液的pH增大（填“减小”、“增大”或“不变”），乙池中石墨为阴极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）
分析 辉铜矿主要成分为Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等杂质，加入稀硫酸和二氧化锰浸取，过滤得到滤渣为MnO2、SiO2、单质S，滤液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，调节溶液PH除去铁离子，加入碳酸氢铵溶液沉淀锰过滤得到滤液赶出氨气循环使用，得到碱式碳酸铜，
（1）①由滤渣1的成份可知反应的化学方程式是：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，根据方程式判断；
②加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，根据Ksp=c（Fe3+）•[c（OH-）]3=4.0×10-38，根据OH-离子的浓度计算Fe3+离子的浓度；
③“沉锰”（除Mn2+）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，以此可书写反应的离子方程式；
④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体；
（2）①图2为原电池反应，Zn为负极，发生反应：Zn-2e-=Zn2-，石墨为正极，发生反应Cu2++2e-=Cu；根据甲乙两池得失电子相等计算乙池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质溶液的总质量差；
②根他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则乙装置是电解池，甲装置是原电池．
解答 解：（1）①由滤渣1的成份可知反应的化学方程式是：2MnO2+Cu2S+4H2SO4=S↓+2CuSO4+2MnSO4+4H2O，反应中Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为氧化剂，因二氧化硅与酸不反应，则滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2，
故答案为：MnO2；S、SiO2；
②加入的试剂A应用于调节溶液pH，促进铁离子的水解，但不能引入杂质，因最后要制备碱式碳酸铜，则可加入氧化铜、氢氧化铜等，溶液pH=4，c（OH-）=10-10mol/L，Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10-38），则溶液中铁离子浓度：$\frac{4.0×1{0}^{-38}}{（1{0}^{-10}）^{3}}$mol/L=4.0×10-8 mol/L，
故答案为：CuO、Cu（OH）2；4.0×10-8；
③“沉锰”（除Mn2+）过程中，加入碳酸氢铵和氨气，生成碳酸锰沉淀，反应的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O，
故答案为：Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O；
④滤液Ⅱ主要是硫酸铵溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到硫酸铵晶体，
故答案为：（NH4）2SO4；
（2）①图2为原电池反应，Zn为负极，发生：Zn-2e-=Zn2-，石墨为正极，发生Cu2++2e-=Cu，总反应式为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，一段时间后，两电极质量相差25.8g，
则Zn+Cu2+═Zn2++Cu 两极质量差△m 转移电子
65g 64g 65g+64g=129g 2mol
25.8g n
则：n=0.4mol，转移电子的物质的量为0.4mol；
乙池中析出铜的质量为：$\frac{0.4}{2}$×64g/mol=12.8g，溶液减少12.8g，乙池电解质溶液的质量与实验前的电解质溶液的质量差12.8g，
故答案为：0.4g；12.8；
②其他条件不变，若将盐桥换成弯铜导线与石墨相连成n型，则乙装置是电解池，甲装置是原电池，Zn为负极，发生：Zn-2e-=Zn2-，Cu丝是正极，正极发生 O2+2H2O+4e-═4OH-，呈碱性，则甲池铜丝附近溶液的pH增大，乙池中与铜线相连石墨电极是阳极，该极上发生的反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，与锌相连石墨电极是阴极，发生反应：Cu2++2e-=Cu，
故答案为：增大；阴．
点评 本题考查了制备方案的设计，题目难度中等，物质分离提纯的方法和流程分析应用、原电池、电解池的工作原理以及电极反应式的书写和电子守恒的应用知识，为高频考点，属于综合知识的考查，侧重于学生的分析能力和实验能力、电化学原理应用能力的考查，解答该类题目，注意把握实验、反应原理和操作流程的目的，主要是物质性质的理解．
某同学利用下列实验装置图探究铜与稀硝酸反应的还原产物并进行喷泉实验（假设药品足量），请回答下列问题：
常温下，向100mL 0.01mol•L-1HA溶液中逐滴加入0.02mol•L-1MOH溶液，图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况（溶液体积变化忽略不计）．下列说法中错误的是（ ）| A． | HA为一元强酸 | |
| B． | MOH为一元弱碱 | |
| C． | N点水的电离程度大于K点水的电离程度 | |
| D． | K点对应的溶液中：c（MOH）+c（OH-）-c（H+）=0.01 mol•L-1 |
| A． | 石灰石与盐酸反应：CO32ˉ+2H+═H2O+CO2↑ | |
| B． | 稀硫酸溶液与氢氧化钡溶液反应：Ba2++SO42-═BaSO4↓ | |
| C． | 铁粉与稀盐酸反应：2Fe+6H+═2Fe3++3H2↑ | |
| D． | 稀硫酸与氢氧化钠溶液反应：H++OHˉ═H2O |
| A． | “爆竹声中除旧岁，春风送暖入屠苏”．爆竹爆将炸发生的是分解反应 | |
| B． | “甘之如饴”说明糖类均有甜味 | |
| C． | “玉不琢不成器”，“百炼方能成钢”发生的均为化学变化 | |
| D． | “火树银花”中的焰火实质上是金属元素的焰色反应 |
| A． | 苹果汁中的Fe2+变成Fe3+ | B． | 苹果汁中含有Cu2+ | ||
| C． | 苹果汁含有OH- | D． | 苹果汁含有Fe3+ |
| A． | 若四种元素均为主族元素，则d元素的原子半径最大 | |
| B． | 若b最外层电子占据三条轨道，则a的单质可用于冶炼金属 | |
| C． | 若a为非金属元素，则c的气态氢化物的水溶液可能呈碱性 | |
| D． | 若a最外层有两个未成对电子，则d的单质常温下不可能为气体 |
| A． | 0.2molNa202和Na2S的混合物中共含有离子数目为0.6NA | |
| B． | 2.24LNz和足量Hz充分反应转移的电子数目为0.6NA | |
| C． | 含氢原子1.806×l024的甲基中含有的质子数为10NA | |
| D． | 1.0L1.0mol/LFeCI3溶液全部转化成氢氧化铁胶体所得胶粒数目为NA |