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14.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、S和SiO2(写化学式)
②“除铁”这一步反应在25℃进行,加入试剂A调节溶液PH为4后,溶液中铜离子最大浓度不超过2.2 mol/L.(已知Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
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(NH42SO4 (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如下左图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6.00g,则导线中通过了0.1mol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,则甲、乙两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相差0.4g

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,如上右图所示,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根据Ksp=c(Cu2+)•[c(OH-)]2=2×10-20,根据OH-离子的浓度计算Cu2+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,Fe为负极,发生反应:Fe-2e-=Fe2+,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甲、乙两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;SiO2
②溶液pH=4,c(OH-)=10-10mol/L,则稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过:$\frac{2.2×1{0}^{-20}}{(1{0}^{-10})^{2}}$mol/L=2.2 mol/L,
故答案为:2.2;
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:(NH42SO4
(2)①图2为原电池反应,Fe为负极,发生:Fe-2e-=Fe2-,石墨为正极,发生Cu2++2e-=Cu,总反应式为Fe+Cu2+═Fe2++Cu,一段时间后,两电极质量相差6g,
则        Fe+Cu2+═Fe2++Cu       两极质量差△m      转移电子
          56g                   64g        56g+64g=120g        2mol
                                                       6g                      n
则:n=0.1mol,转移电子的物质的量为0.1mol;
甲池中溶解铁的质量为:$\frac{0.1mol}{2}$×56g/mol=2.8g,溶液质量增加2.8g,乙池中析出铜的质量为:$\frac{0.1mol}{2}$×64g/mol=3.2g,溶液减少3.2g,则甲、乙两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相差3.2g-2.8g=0.4g,
故答案为:0.1;0.4g;
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,Fe是负极,发生:Fe-2e-=Fe2+,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↑,与铁丝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.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

4.已知A、B、C、D是1~18号元素中的四种,0.5molA元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4g A的氧化物恰好与100mL0.2mol/L的盐酸完全反应,A原子核内质子数与中子数相等.B是地壳中含量最多的金属元素.C得到一个电子后与氩的电子层结构相同,其最高价氧化物的水化物为自然界最强的酸.D元素是构成有机物的主要元素,其最外层电子数是最内层电子数的2倍.
(1)写出下列元素的名称:B铝C氯
(2)元素D 在周期表中的位置是第二周期ⅣA族.
(3)元素A的原子结构示意图为
(4)A的单质可在D的最高价氧化物中燃烧得到一种白色固体和一种黑色固体,试写出其化学方程式2Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO+C.
(5)C的单质可用于生产漂白粉,该反应的化学方程式为2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O.
(6)向10mL浓度为1mol/L的B、C两元素形成的化合物的水溶液里逐滴滴入35mL浓度为1mol/L的苛性钠溶液,现象是先生成白色沉淀,后白色沉淀部分溶解.

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5.常温下,醋酸和氨水的电离平衡常数均为1.8×10-5.向10mL浓度为0.1mol•L-1的NH3•H2O溶液中滴加相同浓度的CH3COOH(温度变化忽略不计),在滴加过程中(  )
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B.c(NH4+)与c(NH3•H2O)之和始终保持不变
C.水的电离程度始终增大
D.当加入CH3COOH的体积为10mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-

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2.3.6g烃A和Cl2发生取代反应,控制条件使其生成一氯代物,将反应生成的气体用NaOH溶液中和恰好和0.1mol•L-1NaOH溶液500mL完全反应,试解答下列问题:
(1)求链烃A的相对分子质量72.
(2)若A既不能使酸性KMnO4溶液褪色又不能使溴水褪色,试求该烃的分子式C5H12,并写出符合该分子式的所有可能的同分异构体的结构简式CH3CH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH(CH32、C(CH34
(3)若A的一氯代物只有一种,试确定A的结构简式并用系统命名法命名C(CH34、2,2-二甲基丙烷.

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9.常温下pH为2的盐酸,下列叙述正确的是(  )
A.将10 mL该溶液稀释至100 mL后,pH=4
B.向该溶液中加入等体积pH为12的氨水恰好完全中和
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19.某核素${\;}_{Z}^{A}X$可形成HmX型氢化物,则 a g HmX 含有(  )
A.$\frac{a}{A+m}(Z+m)$mol质子B.$\frac{a}{A}(Z+m)$mol电子
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6.下列物质中:①N2②MgCl2③NH4Cl ④CH4⑤CO2⑥Ne ⑦H2S ⑧KOH ⑨Na2O2⑩K2O只存在共价键的是①④⑤⑦;属于离子化合物,但含有共价键的是③⑧⑨.请画出对应物质的电子式:③

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3.在一定条件下,下列选项中括号内的物质能被完全消耗的是(  )
A.常温下将64g铜片投人过量浓硫酸中(铜片)
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4.酸、碱和盐在水溶液中的反应是以离子反应为特征的
(1)室温时,下列溶液中c(0H-),由小到大的排列顺序是甲<乙<丙乙溶液的pH=13
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(4)已知,20℃时AgCl的溶解度为1.5×10-4g,AgBr的溶解度为8.4×10-6g,则Ksp(AgCl)>Ksp (AgBr)(填“>”、“<”或“=”)将AgCl与AglBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,则下列叙述正确的是d(填字母代号)
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b.AgCl和AgBr沉淀等量生成
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d.AgCl沉淀多于AgBr沉淀.

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