Question

铜族元素中铜是一种紫红色的金属，被称作“电气工业的主角”，铜主要从黄铜矿提炼，简单流程如下：

（1）焙烧时发生反应2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑，该反应的氧化剂是

 

，若2mol的CuFeS₂参与反应，氧化剂所得电子的物质的量为

 

mol．
（2）若将获得粗铜进行电解精炼可得精铜，则阴极材料

 

（填名称），将含有0.4mol Cu（NO₃）₂和0.4mol KCl的水溶液2L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上析出0.3mol Cu，此时电解液的pH=

 

（假设溶液体积保持不变）．
（3）某温度下已知某密闭容器中存在如下平衡2Cu⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+Cu（s），写出反应的平衡常数的表达式K=

 

，对于该平衡，下列说法正确的是

 

A．反应到达平衡后，化学平衡常数不在改变
B．上述反应是前后系数和不变的反应，加水稀释相同的倍数时平衡不移动
C．向平衡体系中增加铜的量，平衡将向左移动
D．若增大平衡体系的压强，则平衡状态不受影响
（4）若已知H₂A的电离为：H₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，则NaHA溶液中离子浓度的大小顺序为

 

．

Answer 1

考点：铜金属及其重要化合物的主要性质,氧化还原反应,化学平衡的影响因素,电解原理

专题：基本概念与基本理论,元素及其化合物

分析：（1）根据根据氧化还原反应化合价降低得电子是氧化剂；氧化剂和还原剂得失电子相等来分析；
（2）粗铜进行电解精炼可得精铜，粗铜作阳极，精铜作阴极；电解混合溶液时，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知阴极得到0.6mol电子，阳极发生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，结合两极转移电子数目相等和电极方程式计算；
（3）根据平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积进行书写；
A．化学平衡常数仅与温度有关，温度变化，平衡常数也变化；
B．注意物质的状态；
C．改变固体的量，平衡不移动；
D．若增大平衡体系的压强，则平衡向气体体积减小的方向移动，由于反应在溶液中进行，故增大平衡体系的压强，则平衡状态不受影响；
（4）因为H₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，NaHA溶液存在HA^-?H⁺+A^2-显酸性，则c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），结合水的电离H₂O?H⁺+OH^-，则c（H⁺）＞c（A^2-）结合来判断．

解答： 解：（1）2CuFeS₂+O₂

高温  .

Cu₂S+2FeS+SO₂，根据氧化还原反应化合价降低得电子是氧化剂，在该反应中，CuFeS₂的铜由+2价降低到+1价，O₂由0价降低到-2价，所以氧化剂为：CuFeS₂、O₂；在该反应中，S的化合价由-2价升高到+4价，失去6个电子，若有1molSO₂生成，则失去6mol电子；
故答案为：CuFeS₂、O₂；6mol；
（2）粗铜进行电解精炼可得精铜，粗铜作阳极，精铜作阴极；电解混合溶液时，阴极发生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知阴极得到0.6mol电子，阳极发生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，氯离子完全析出时，生成n（Cl₂）=0.2mol，转移电子0.4mol，
则生成氧气转移电子0.2mol，消耗氢氧根0.2mol，所以阳极生成0.2molH⁺，则C（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，所以PH=1，
故答案：精铜；1；
（3）平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以平衡常数K=

C(Cu 2 +)

C(Cu +) 2

；
对于该平衡A．由于化学平衡常数仅与温度有关，温度变化，平衡常数也变化，故A错误；
B．铜是固体，所以加水稀释相同的倍数时根据平衡常数不变可以判断平衡正方向移动，故B错误；
C．改变固体的量，平衡不移动，故C错误；
D．若增大平衡体系的压强，则平衡向气体体积减小的方向移动，由于反应在溶液中进行，故增大平衡体系的压强，则平衡状态不受影响，故D正确；
故答案：K=

C(Cu 2 +)

C(Cu +) 2

；D；
（4）因为H₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，NaHA溶液存在HA^-?H⁺+A^2-显酸性，则c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），结合水的电离H₂O?H⁺+OH^-，则c（H⁺）＞c（A^2-），即NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-）；

点评：本题考查了元素化合物的性质、电化学、平衡常数、化学平衡移动、离子浓度比较等知识点，明确习题中的信息是解答本题的关键，注意二元酸的两步电离特点（4）为解答的难点，难度较大．