29．(11分)(08年广东化学·22)

铜在自然界存在于多种矿石中，如：

请回答下列问题：

(1)上表所列铜化合物中，铜的质量百分含量最高的是　　　。

(2)工业上以黄铜矿为原料。采用火法溶炼工艺生产铜。该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑，反应的氧化剂是　　　。

(3)SO₂尾气直接排放到大气中造成环境污染的后果是　　　；处理该尾气可得到有价值的化学品，写出其中1种酸和1种盐的名称　　　。

(4)黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。请简述粗铜电解得到精铜的原理：　　　。

(5)下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是　　(填字母)。

28．(07年宁夏理综·26)(14分)

(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。

　　 锌片上发生的电极反应：　　　　　　　　　　　　　 ；

　　 银片上发生的电极反应：　　　　　　　　　　　　　 。

　　　　 (2)若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：

①产生氢气的体积(标准状况)；

②通过导线的电量。(已知N_A＝6.02×10²³/mol，电子电荷为1.60×10^－19C)

答案：(1)Zn－2e^－=Zn²⁺　 2H⁺+2e^－=H₂↑ (2)①4.5L　 ②3.8×10⁴C

解析：(1)因金属的活动性顺序为Zn＞Ag，所以将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池时，锌片作负极，发生氧化反应Zn－2e^－=Zn²⁺；银片作正极，发生还原反应2H⁺+2e^－=H₂↑ 。

(2)①根据电极反应，知锌片与银片减少的质量等与生成氢气所消耗的锌的质量，设产生的氢气的体积为x。

Zn　 + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂↑

65g　　　　　　　　 22.4L

60g-47g　　　　　　　 x

所以，解得 x=4.5L。

②反应消耗的锌的物质的量为，因为锌发生氧化反应时Zn－2e^－=Zn²⁺，所以通过导线的电量为0.20mol×2×6.02×10²³mol^-1×1.60×10^-19C=3.8×10⁴C。

27．(07年山东理综·29)(15分)铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl₃可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。

(1)写出FeCl₃溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式　　　　　　　　　 。

(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。

正极反应　　　　　　　　　　　 　　负投反应　　　　　　　　　　　 。

(3)腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu²⁺、Fe³⁺和Fe²⁺的浓度均为0.10mol·L^－1，请参照下表给出的数据和药品，简述除去CuCl₂溶液中Fe³⁺和Fe²⁺的实验步骤　　　　　　　 。

(4)某科研人员发现劣质不锈钢在酸中腐蚀缓慢，但在某些盐溶液中腐蚀现象明显。请从上表提供的药品中选择两种(水可任选)，设计最佳实验，验证劣质不锈钢易被腐蚀。

有关反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　

劣质不锈钢腐蚀的实验现象　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案：(1)2Fe³⁺+Cu＝2Fe²⁺+Cu²⁺

(2)

正极反应：Fe³⁺+e^－＝Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺)

负极反应：Cu＝2Cu²⁺+2e^－(或Cu－2e^－＝Cu²⁺)

(3)①通入足量氯气将Fe²⁺氧化成Fe³⁺；②加入CuO调节溶液的pH至3.2-4.7；③过滤(除去Fe(OH)₃)

(4)CuO+H₂SO₄＝CuSO₄+H₂O　 CuSO₄+Fe＝FeSO₄+Cu

不锈钢表面有紫红色物质生成

解析：(1)Fe³⁺具有强氧化性，可以把一些金属单质如铁、铜等氧化成相应的离子，Fe³⁺腐蚀铜制电路板利用的就是这个原理，反应的离子方程式是：2Fe³⁺ + Cu====2Fe²⁺ + Cu²⁺。

(2)由反应2Fe³⁺ + Cu====2Fe²⁺ + Cu²⁺可以判断出铜化合价升高，发生氧化反应，铜做负极，铁元素化合价降低，Fe³⁺ 发生还原反应，正极可以选用石墨棒，电解质溶液可以选用氯化铁溶液。回忆并仿照教材上的铜锌原电池装置，可以画出此原电池的装置图，装置图见答案。发生的电极反应为：

正极反应：Fe³⁺+e^－＝Fe²⁺(或2Fe³⁺+2e^－＝2Fe²⁺)

负极反应：Cu＝2Cu²⁺+2e^－(或Cu－2e^－＝Cu²⁺)。

(3)除杂时，要把杂质全部除去，又不能引入新的杂质。根据题给信息可知：Fe³⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是1.9-3.2，Fe²⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是7.0-9.0，Cu²⁺的氢氧化物从开始沉淀到沉淀完全的pH范围是4.7-6.7。当pH为3.2时Fe³⁺完全沉淀，此时Cu²⁺不会沉淀，要使Fe²⁺完全沉淀需要使溶液的pH为9.0，此时Cu²⁺已经完全沉淀。因此，若要除去CuCl₂溶液中的Fe³⁺、Fe²⁺，需要将Fe²⁺全部转化为Fe³⁺，采取的措施是向溶液中同入过量的氯气；为了不引入其它杂质，可以向溶液中加入CuO调节溶液的pH范围在3.2-4.7之间，此时Fe³⁺完全沉淀；最后过滤，即可得到纯净的氯化铜溶液。实验步骤见答案。

(4)不锈钢在某些盐溶液中比在酸溶液中腐蚀明显，说明这些盐溶液中的金属阳离子的氧化性比H⁺的氧化性强，即这些金属在金属活动性顺序位于氢的后面。要设计实验验证劣质不锈钢易被腐蚀，需要有容易与铁反应的盐，根据提供的药品可知这种盐是硫酸铜，制取硫酸铜的最佳方案是用氧化铜与稀硫酸反应制取，这种方法比浓硫酸与铜反应节省硫酸，并且不产生污染环境的SO₂ 。实验步骤是：①用适量水将浓硫酸稀释制取稀硫酸，②用氧化铜与稀硫酸反应制取硫酸铜，③将不锈钢加入硫酸铜溶液中观察现象。有关化学方程式和实验现象见答案。

24．(10分)

(1)MnO₂+2FeSO₄+2H₂SO₄＝MnSO₄+Fe₂(SO₄)₃+2H₂O

(2)Fe(OH)₃　 Al(OH)₃

(3)Cu²⁺　 Zn²⁺

(4)MnO₂+H₂O+e^－＝MnOOH+OH^－(或2MnO₂+H₂O+2e^－＝Mn₂O₃+2OH^－)

(5)锌、二氧化锰

解析：考查学生对元素化合物的主要性质的掌握、书写电极反应方程形式的能力以及学生能够从试题提供的新信息中，准确地提取实质内容，并与已有知识模块整合，重组为新知识模块的能力。由反应流程可知：在酸性条件下二氧化锰将Fe²⁺氧化为Fe³⁺,将Cu氧化成Cu²⁺，此外溶液中的还有Zn²⁺和Al³⁺，当调pH至5.4时，只有Al(OH)₃ 和Fe(OH)₃会完全沉淀，故滤渣A的主要成分是Fe(OH)₃和Al(OH)₃。加入MnS后因为酸性条件下CuS 、ZnS更难溶所以会转化为CuS 、ZnS沉淀而除去Cu²⁺　 Zn²⁺。 26．(9分)(2007海南·14)依据氧化还原反应：2Ag⁺(aq) + Cu(s) == Cu²⁺(aq) + 2Ag(s)设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：

(1)电极X的材料是　　　　　　 ；电解质溶液Y是　　　　　　 ；

(2)银电极为电池的　　　　　　 极，发生的电极反应为　　　　　　 ；

X电极上发生的电极反应为　　　　　　 ；

(3)外电路中的电子是从　　　　　　 电极流向　　　　　　 电极。

答案：(1)Cu　　　 AgNO₃(2)正极　　 Ag⁺ +e^－＝Ag↓　　 Cu－2e^－＝Cu²⁺

(3)X　　　 Ag

考点：本题考查了原电池原理。

解析：本电池的化学反应原理为：2AgNO₃+Cu=Cu(NO₃)₂+2Ag。对于原电池负极上发生氧化反应，失电子一极；正极上发生还原反应，得电子一极。电子由负极流向正极。

25．(07年广东化学·24)(10分)

二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：

某软锰矿的主要成分为MnO₂，还含有Si(16.72%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和Cu(0.86%)等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见下表，回答下列问题：

(1)硫酸亚铁在酸性条件下将MnO₂还原为MnSO₄，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)滤渣A的主要成分是　　　　　　　　　　　　 。

(3)加入MnS的目的是除去　　　　　　　　　　 杂质。

(4)碱性锌锰电池中，MnO₂参与的电极反应方程式为　　　　　　　　　　　　 。

(5)从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有　　　　　　　　　 (写出两种)。

24．(09年广东文基·68)下列说法正确的是

A．废旧电池应集中回收，并填埋处理

B．充电电池放电时，电能转变为化学能

C．放在冰箱中的食品保质期较长，这与温度对反应速率的影响有关

D．所有燃烧反应都是放热反应，所以不需吸收能量就可以进行

答案：C

解析：A项废旧电池应集中回收但不能填埋处理因为电池里的重金属会污染土地，人吃了这些土地里的蔬菜后，，就会引发疾病；B项充电电池放电时，化学能转变为电能；D项有的燃烧反应是需要吸收一定热量才可以反应的比如碳的燃烧。

21．(09年广东理基·34)下列有关电池的说法不正确的是

A．手机上用的锂离子电池属于二次电池

B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极

C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能

D．锌锰干电池中，锌电极是负极

答案：B

解析：手机上用的锂离子电池可以反复充放电，属于二次电池，A选项正确。锌比铜活泼，因此构成原电池时，锌失电子做负极，电子眼外电路流向正极铜，所以B选项错误。

22．(09年江苏化学·5)化学在生产和日常生活中有着重要的应用。下列说法不正确的是

A．明矾水解形成的Al(OH)₃胶体能吸附水中悬浮物，可用于水的净化

B．在海轮外壳上镶入锌块，可减缓船体的腐蚀速率

C．MgO的熔点很高，可用于制作耐高温材料

D．电解MgCl₂饱和溶液，可制得金属镁

答案：D

解析：A项，明矾净水的原理是Al³⁺+3H₂OAl(OH)₃(胶体)+3H⁺，利用Al(OH)₃(胶体)的吸附性进行净水；B项，是因为轮船主要用铁造外壳,铁在海水中易被腐蚀.镀上比铁活泼的锌,形成原电池,锌作负极,失去电子先被腐蚀,从而起到保护铁的作用，从而可减缓船体的腐蚀速率；氧化镁的熔点是2852℃，可用于制作耐高温材料；电解MgCl₂饱和溶液，发生地化学反应为MgCl₂+2H₂OMg(OH)₂+Cl₂↑+H₂↑，不会产生金属镁，电解熔融的MgCl₂能制取单质镁，发生的反应MgCl₂(熔融)Mg+Cl₂↑。

[考点分析](1)物质的水解反应，以及水解反应的用途；(2)常见生活常识的原理；(3)常见物质在生产生活中的具体用途；(4)常见物质的制备及发生的化学反应方程式。

23．(09年江苏化学·12)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是

A．该电池能够在高温下工作

B．电池的负极反应为：C₆H₁₂O₆+6H₂O－24e^－6CO₂↑+24H⁺

C．放电过程中，H⁺从正极区向负极区迁移

D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO₂气体

答案：B

解析：A项，高温条件下微生物会变性，所以A错；B项，负极是葡萄糖失电子生成二氧化碳，所以B对；C项，原电池内部阳离子应向正极移动，所以C错；D项，消耗1mol氧气生成1mol二氧化碳，标准状况下体积是22.4L，D错。

20．(09年广东理基·25)钢铁生锈过程发生如下反应：

　　 ①2Fe+O₂+2H₂O=2Fe(OH)₂；

　　 ②4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃；

　　 ③2Fe(OH)₃=Fe₂O₃+3H₂O。

　　 下列说法正确的是

A．反应①、②中电子转移数目相等

B．反应①中氧化剂是氧气和水

C．与铜质水龙头连接处的钢质水管不易发生腐蚀

D．钢铁在潮湿的空气中不能发生电化学腐蚀

答案：A

解析：反应①2Fe+O₂+2H₂O=2Fe(OH)₂中的氧化剂是O₂，1molO₂在反应中得到4mol电子，同样在反应②4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O=4Fe(OH)₃中氧化剂也是O₂，而且两个反应中氧气的系数都是1，因此得到的电子均是4mol，故A选项正确B选项错误。钢质水管与铜质水龙头连接后形成原电池，其中钢质水管做负极被腐蚀，故C选项错误。钢铁在潮湿的空气中容易发生电化学腐蚀，而且主要是发生吸氧腐蚀，因此D选项错误。

19．(09年广东化学·14)可用于电动汽车的铝-空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是

A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O₂+2H₂O+4e^－＝4OH^－

B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al+3OH^－－3e＝Al(OH)₃↓

C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变

D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极

答案：A

解析：无论是NaOH还是NaCl，在正极上都是O₂得到电子被还原，A正确；生成的Al(OH)₃是两性氢氧化物，在碱溶液中发生反应生成AlO₂^-，B错误；生成的Al(OH)₃与NaOH反应生成NaAlO₂，消耗电解质中的NaOH，使pH减少，C错误；原电池中，电子在外电路的负极流向正极，D错误。

18．(09年广东化学·10)出土的锡青铜(铜锡合金)文物常有Cu₂(OH)₃Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是

A．锡青铜的熔点比纯铜高

B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用

C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快

D．生成Cu₂(OH)₃Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程

答案：BC

解析：合金的熔点一般比各组分的熔点要低，所以锡铜合金的熔点比纯铜低，A错误；Sn与Cu形成原电池，因Sn比Cu金属活泼性强，所以 Sn作负极，Cu作正极，Sn对Cu起到保护作用，B正确；合金在潮湿环境下，可可以发生电化学腐蚀，比干燥环境腐蚀要快，C正确；电化学腐蚀同样属于化学反应过程，D错误。