Question

已知綠礬的化學(xué)式為FeSO₄?7H₂O，明礬的化學(xué)式為KAl（SO₄）₂?12H₂O．工業(yè)上用廢棄固體制取粗銅、綠礬和明礬，操作流程如下：

（1）若廢棄固體中含有Cu₂S、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等，加入的試劑x的化學(xué)式是

 

（已知X是一種鹽）．
（2）在水溶液中，明礬和綠礬對(duì)水的電離平衡

 

（填“有”或“無(wú)”）影響，若有影響，是

 

（填“促進(jìn)”或“抑制”）水的電離平衡．
（3）以CuSO₄溶液為電解質(zhì)溶液進(jìn)行粗銅的電解精煉，下列說(shuō)法正確的是

 

．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能    b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．溶液中Cu²⁺向陽(yáng)極移動(dòng)   d．利用陽(yáng)極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
（4）利用反應(yīng)2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，其正極的電極反應(yīng)式為

 

．
（5）某同學(xué)為了檢驗(yàn)產(chǎn)品中的綠礬是否含有Fe³⁺，將樣品溶解于水后，若選用試劑KSCN溶液，現(xiàn)象為

 

，則說(shuō)明不含有Fe³⁺；若在樣品的溶液中滴加酸性高錳酸鉀溶液，現(xiàn)象為

 

，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：廢棄固體中含有Cu₂S、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂等，廢棄固體灼燒得到氣體a為SO₂，固體A溶于氫氧化鉀溶液過(guò)濾得到固體B為CuO、Fe₂O₃、SiO₂，溶液B為KAlO₂，最后得到明礬可知X溶液為酸性溶液是一種鹽，在應(yīng)是KHSO₄；固體B加入稀硫酸溶解加入過(guò)量鐵粉過(guò)濾得到固體為鐵和銅，加入稀硫酸溶解后過(guò)濾得到溶液為硫酸亞鐵和粗銅，溶液D為硫酸亞鐵，和溶液E合并得到硫酸亞鐵溶液，蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌得到綠礬；
（1）加入KOH后，溶液B含有KAlO₂，而最后產(chǎn)物為明礬，所以X的溶液顯酸性，又是一種鹽，在應(yīng)是KHSO₄；
（2）明礬和綠礬都是會(huì)水解的鹽，對(duì)水的電離起到促進(jìn)作用；
（3）電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能．電解精煉時(shí)粗銅做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)．電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子．粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽(yáng)極泥的形式沉積在陽(yáng)極附近．此題應(yīng)選b、d；
 （4）正極上O₂得電子與H⁺結(jié)合生成H₂O：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）若溶液中含F(xiàn)e³⁺，在溶液中滴加 KSCN溶液顯紅色；Fe²⁺具有還原性，與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，酸性高錳酸鉀溶液褪色，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

解答： 解：（1）加入KOH后，溶液B含有KAlO₂，而最后產(chǎn)物為明礬，所以X的溶液顯酸性，又是一種鹽，在應(yīng)是KHSO₄；
（2）明礬和綠礬都是會(huì)水解的鹽，對(duì)水的電離起到促進(jìn)作用；
故答案為：有，促進(jìn)；
（3）電解精煉銅時(shí)利用了電解原理，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，也有少量轉(zhuǎn)化為熱能．電解精煉時(shí)粗銅做陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)，精銅做陰極，陰極上發(fā)生還原反應(yīng)．電解時(shí)，溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，在陰極上得電子．粗銅中的不活潑金屬不能失電子，以陽(yáng)極泥的形式沉積在陽(yáng)極附近．此題應(yīng)選b、d；
故答案為：bd；
（4）2Cu+O₂+2H₂SO₄

△   .

2CuSO₄+2H₂O可制備CuSO₄，若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)為原電池，正極上O₂得電子與H⁺結(jié)合生成H₂O：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
故答案為：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；
（5）若溶液中含F(xiàn)e³⁺，在溶液中滴加 KSCN溶液顯紅色；Fe²⁺具有還原性，與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)，酸性高錳酸鉀溶液褪色，
離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；
故答案為：溶液不變紅，高錳酸鉀溶液的紫色褪去，5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)分離提純的分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．