题目内容
如图1为细菌冶铜和火法冶锎的主要流程．
（1）硫酸铜溶液一般呈 （填“酸”、“碱”或“中”）性，原因是
（用离子方程式表示）．写出电解硫酸铜溶液的化学方程式： （电解过程中，始终无氢气产生）．
（2）细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺．细菌冶铜与火法冶铜相比，优点为 （写出一点即可）．
（3）用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液．电解浓的氯化铜溶液时发现 阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液．而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成．如图2是关于棕褐色溶液成分的探究：
①有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是 否正确？ （填“正确”或“不正确“），原因是
资料1：一般具有混合价态（指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如Fe3O4中的 Fe元索）的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深．
资料2：CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸．
②猜想：棕褐色溶液中可能含冇的离子是 （填3种主要离子符号）．
③验证猜想：完成实验方案（配制棕褐色溶液）．
取少量 固体于试管中，加入 使其溶解，再加入 溶液，观察现象．
④已知电解前，U形管中加入了 100 mLO.5mol．L-1 CuCl2溶液，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，且阴极生成0.64g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为 mol．
（1）硫酸铜溶液一般呈
（用离子方程式表示）．写出电解硫酸铜溶液的化学方程式：
（2）细菌冶金又称微生物浸矿，是近代湿法冶金工业上的一种新工艺．细菌冶铜与火法冶铜相比，优点为
（3）用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液．电解浓的氯化铜溶液时发现 阴极有金属铜生成，同时阴极附近会出现棕褐色溶液．而电解硫酸铜溶液时，没有棕褐色溶液生成．如图2是关于棕褐色溶液成分的探究：
①有同学认为，阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果，你认为他的猜测是 否正确？
资料1：一般具有混合价态（指化合物中同一元素存在两种不同的化合价，如Fe3O4中的 Fe元索）的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深．
资料2：CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸．
②猜想：棕褐色溶液中可能含冇的离子是
③验证猜想：完成实验方案（配制棕褐色溶液）．
取少量
④已知电解前，U形管中加入了 100 mLO.5mol．L-1 CuCl2溶液，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，且阴极生成0.64g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为
考点：金属冶炼的一般原理,电解原理
专题：电化学专题,元素及其化合物
分析：（1）硫酸铜为强酸弱碱盐，水解呈酸性，惰性电极电解一定量的硫酸铜溶液，阴极，发生Cu2++2e-═Cu，阳极，溶液中的氢氧根离子放电，4OH--4e-═H2O+O2↑；
（2）从能源及操作等方面来考虑细菌冶铜的优点；
（3）用惰性电极电解氯化铜溶液，第一阶段：阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H2O
2H2↑+O2↑；电解硫酸铜溶液时第一阶段：2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4，第二阶段：2H2O
2H2↑+O2↑，
①电解浓的氯化铜溶液，第二阶段电解水，阴极还会产生氢气，阴极不可能生成氯气；
②根据混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深、CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸分析解答；
③根据CuCl、CuCl2的性质分析解答；
④利用电子守恒法解答，生成0.64g铜转移0.02mol电子，还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子，据此分析解答；
（2）从能源及操作等方面来考虑细菌冶铜的优点；
（3）用惰性电极电解氯化铜溶液，第一阶段：阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H2O
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①电解浓的氯化铜溶液，第二阶段电解水，阴极还会产生氢气，阴极不可能生成氯气；
②根据混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深、CuCl微溶于水，能溶于浓盐酸分析解答；
③根据CuCl、CuCl2的性质分析解答；
④利用电子守恒法解答，生成0.64g铜转移0.02mol电子，还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子，据此分析解答；
解答：
解：（1）硫酸铜为强酸弱碱盐，水解Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+呈酸性，用惰性电极电解硫酸铜溶液，电解过程中，始终无氢气产生，则阴极发生Cu2++2e-═Cu，阳极氢氧根离子放电，4OH--4e-═H2O+O2↑，总反应为：2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4，
故答案为：酸；Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4；
（2）湿法炼铜需在溶液中进行，相比湿法炼铜，细菌冶铜，在常温下用生物冶铜，节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低，适宜处理炉渣，
故答案为：节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低；适宜处理炉渣；
（3）用惰性电极电解氯化铜溶液，第一阶段：阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H2O
2H2↑+O2↑；电解硫酸铜溶液时第一阶段：2CuSO4+2H2O
2Cu↓+O2↑+2H2SO4，第二阶段：2H2O
2H2↑+O2↑，
①用惰性电极电解氯化铜溶液，电解过程中阳离子向阴极移动，所以阴极：第一阶段：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H++2e-=H2↑，阴极不可能生成氯气，所以阴极附近会出现棕褐色溶液，并不是氯气反应的结果，
故答案为：不正确；阴极不会产生氯气；
②根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，铜有Cu2+、Cu+的离子，所以棕褐色溶液中可能含有的离子是Cu2+、Cu+，溶液中还可能存在阴离子Cl-，
故答案为：Cu2+、Cu+、Cl-；
③为了验证溶液中是否存在Cu2+、Cu+，可通过对照试验进行验证，取少量氯化亚铜，固体于试管中，加入浓盐酸使其溶解，再加入氯化铜溶液，观察现象，
故答案为：氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜；
④100mL 0.5mol?L-1 CuCl2溶液中含0.05molCuCl2，Cu2++2e-=Cu，生成0.64g铜转移0.02mol电子，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，所以还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子，Cu2++e-=Cu+，则形成的低价阳离子的物质的量为0.01mol，
故答案为：0.01；
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故答案为：酸；Cu2++2H2O?Cu（OH）2+2H+；2CuSO4+2H2O
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（2）湿法炼铜需在溶液中进行，相比湿法炼铜，细菌冶铜，在常温下用生物冶铜，节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低，适宜处理炉渣，
故答案为：节约能源、环保、设备简单、操作方便；工艺条件易控制、投资少、成本低；适宜处理炉渣；
（3）用惰性电极电解氯化铜溶液，第一阶段：阳极发生氧化反应：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极发生还原反应：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H2O
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①用惰性电极电解氯化铜溶液，电解过程中阳离子向阴极移动，所以阴极：第一阶段：Cu2++2e-=Cu，第二阶段：2H++2e-=H2↑，阴极不可能生成氯气，所以阴极附近会出现棕褐色溶液，并不是氯气反应的结果，
故答案为：不正确；阴极不会产生氯气；
②根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，铜有Cu2+、Cu+的离子，所以棕褐色溶液中可能含有的离子是Cu2+、Cu+，溶液中还可能存在阴离子Cl-，
故答案为：Cu2+、Cu+、Cl-；
③为了验证溶液中是否存在Cu2+、Cu+，可通过对照试验进行验证，取少量氯化亚铜，固体于试管中，加入浓盐酸使其溶解，再加入氯化铜溶液，观察现象，
故答案为：氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜；
④100mL 0.5mol?L-1 CuCl2溶液中含0.05molCuCl2，Cu2++2e-=Cu，生成0.64g铜转移0.02mol电子，电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子，根据题干信息，混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深，所以还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子，Cu2++e-=Cu+，则形成的低价阳离子的物质的量为0.01mol，
故答案为：0.01；
点评：本题是实验探究题，考查电解池以及相关元素化合物知识，为高频考点，侧重于学生的分析能力的考查，注意把握氧化还原知识以及电子守恒的计算，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
下列有关钢铁腐蚀的叙述正确的是（ ）
| A、钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀 |
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下列各组物质由于温度不同而能发生不同氧化还原反应的是（ ）
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下列有关实验操作正确的是（ ）
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下列实验中没有颜色变化的是（ ）
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某无色溶液能使紫色石蕊试液变红色，经实验测得该溶液中存在Ba2+和NO3-，则该溶液中还可能大量存在的离子组是（ ）
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| C、SO42-、HCO3-、Cl-、K+ |
| D、AlO2-、Na+、Cl-、OH- |
下列叙述正确的是（ ）
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某溶液中含有大量的Cl-、SO42-、OH-三种阴离子，如果只取一次该溶液就能够分别将3种阴离子依次检验出来，下列实验下列实验操作顺序正确的是（ ）
（1）滴加Mg（NO3）2溶液；
（2）过滤；
（3）滴加AgNO3溶液；
（4）滴加Ba（NO3）2溶液．
（1）滴加Mg（NO3）2溶液；
（2）过滤；
（3）滴加AgNO3溶液；
（4）滴加Ba（NO3）2溶液．
| A、（1）（2）（4）（3）（2） |
| B、（4）（2）（3）（2）（1） |
| C、（1）（2）（3）（2）（4） |
| D、（4）（2）（1）（2）（3） |