Question

【題目】銅及其化合物在工業上有許多用途。回答下列問題：

（1）某工廠以輝銅礦(主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質)為原料制備不溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：

①浸取反應中氧化劑的化學式為________ ；濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和___________（寫化學式）。

②“除鐵”這一步反應在25℃進行，加入試劑A調節溶液PH為4后，溶液中銅離子最大濃度不超過_______ mol/L。（已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20）

③“沉錳”（除Mn2+）過程中反應的離子方程式_________________________ 。

④濾液Ⅱ經蒸發結晶得到的鹽主要是______________ （寫化學式）。

（2）某實驗小組同學用電化學原理模擬濕法煉銅，進行了一系列探究活動。

①如下左圖為某實驗小組設計的原電池裝置，鹽橋內裝載的是足量用飽和氯化鉀溶液浸泡的瓊脂，反應前，電極質量相等，一段時間后，兩電極質量相差6.00 g，則電解過程中鹽橋中Cl-移向______________（填“甲池”或“乙池”）

②其他條件不變，若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池，如上右圖所示，電流計指針偏轉方向與先前一樣，但偏轉角度明顯減小。一段時間后，乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一層紫紅色固體，則甲池銅絲附近溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”) ，乙池中石墨為________極(填“正”、“負”、“陰”或“陽”)。

Answer 1

【答案】 MnO2 SiO2 2.2 Mn2+ +HCO3-+NH3 = MnCO3↓+ NH4+ (NH4)2SO4 甲池 增大 陰

【解析】（1）①反應的方程式為2MnO2＋Cu2S＋4H2SO4=S＋2CuSO4＋2MnSO4＋4H2O，由反應中Mn元素化合價降低，被還原，MnO2是氧化劑，因SiO2與酸不反應，濾渣Ⅰ的成分為MnO2、S和SiO2.②溶液PH為4，c(OH-)=10-10mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，銅離子不超過2.2×10-20/(10-10)2=2.2mol/。③“沉錳”（除Mn2+）過程中加入NH4HCO3和NH3，反應的離子方程式Mn2+ +HCO3-+NH3 = MnCO3↓+ NH4+ 。④ 濾液Ⅱ主要是(NH4)2SO4，經蒸發濃縮、冷卻結晶，并過濾洗滌得到的鹽主要是(NH4)2SO4 。

（2）①圖2為原電池，Fe為負極，Fe―2e-=Fe2＋ ,Cl― 移向負極，甲池。②其他條件不變，若將鹽橋換成光亮的U形彎銅絲浸入甲池與乙池，則乙池是電解池，甲是原電池，Fe是負極，Cu是正極，發生O2＋2H2O＋4e-=4OH― ，銅絲附近溶液的pH增大；乙池中與銅線相連的石墨電極是陽極，2Cl― ―2e-=Cl2，乙池中石墨為陰極。