Question

【题目】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________ ；滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和___________（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_______ 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_________________________ 。

④滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是______________ （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6.00 g，则电解过程中盐桥中Cl-移向______________（填“甲池”或“乙池”）

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________(填“减小”、“增大”或“不变”) ，乙池中石墨为________极(填“正”、“负”、“阴”或“阳”)。

Answer 1

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

【解析】（1）①反应的方程式为2MnO2＋Cu2S＋4H2SO4=S＋2CuSO4＋2MnSO4＋4H2O，由反应中Mn元素化合价降低，被还原，MnO2是氧化剂，因SiO2与酸不反应，滤渣Ⅰ的成分为MnO2、S和SiO2.②溶液PH为4，c(OH-)=10-10mol/L,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，铜离子不超过2.2×10-20/(10-10)2=2.2mol/。③“沉锰”（除Mn2+）过程中加入NH4HCO3和NH3，反应的离子方程式Mn2+ +HCO3-+NH3 = MnCO3↓+ NH4+ 。④ 滤液Ⅱ主要是(NH4)2SO4，经蒸发浓缩、冷却结晶，并过滤洗涤得到的盐主要是(NH4)2SO4 。

（2）①图2为原电池，Fe为负极，Fe―2e-=Fe2＋ ,Cl― 移向负极，甲池。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，则乙池是电解池，甲是原电池，Fe是负极，Cu是正极，发生O2＋2H2O＋4e-=4OH― ，铜丝附近溶液的pH增大；乙池中与铜线相连的石墨电极是阳极，2Cl― ―2e-=Cl2，乙池中石墨为阴极。