Question

【題目】（1）利用反應可制備CuSO4溶液，且反應簡便無污染，若將該反應設計為原電池，其正極電極反應式為_____________________。

（2）工業上由黃銅礦（主要成分CuFeS2）冶煉銅的過程中會產生二氧化硫氣體和固體熔渣混合物，用稀H2SO4浸泡熔渣，取少量所得溶液，滴加KSCN溶液后呈紅色，說明溶液中存在Fe3+，檢驗溶液中是否存在Fe2+的最好的方法是_________________________（用化學反應方程式或離子方程式說明）。

（3）以CuSO4溶液為電解質溶液進行粗銅（含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質）的電解精煉，下列說法正確的是_______________。

a.電能全部轉化為化學能 b.粗銅接電源正極，發生氧化反應

c.溶液中Cu2+向陽極移動 d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬

（4）用惰性電極電解CuSO4溶液，若只有陽極產生氣體，則所得溶液的pH_______（填變大、變小、不變，不考慮溶液體積變化），要使電解質溶液恢復到電解前的狀態，可加入____________；若陰陽兩極均有氣體生成，要使電解質恢復到電解前的狀態，可加入__________，當加入該物質1mol即恢復到電解前狀態，則電解時電路中轉移電子的物質的量為__________摩爾。

Answer 1

【答案】 bd 變小 CuO或CuCO3 Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3或CuO和H2O 4mol（或6mol）

【解析】分析：（1）根據銅失去電子，氧氣得到電子解答；

（2）根據亞鐵離子能與K3[Fe(CN)6]反應產生藍色沉淀解答；

（3）a、反應中有熱能產生；b、精煉銅時，粗銅做陽極；c、溶液中Cu2+向陰極移動；d、Ag、Pt、Au不如銅活潑，銅放電后Ag、Pt、Au從粗銅脫落；

（4）用惰性電極電解CuSO4溶液，陰極銅離子放電，陽極氫氧根離子放電，據此解答。

詳解：（1）根據總反應式可知銅失去電子，氧氣得到電子，因此負極是銅，氧氣在正極通入，由于有稀硫酸參加反應，則其正極電極反應式為O2＋4e－＋4H＋＝2H2O；

（2）亞鐵離子能與K3[Fe(CN)6]反應產生藍色沉淀，因此檢驗溶液中是否存在Fe2+的最好的方法是用K3[Fe(CN)6]，反應的離子方程式為3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓。

（3）a、反應中有熱能產生，電能不能全部轉化為化學能，a錯誤；b、精煉銅時，粗銅做陽極，連接電源正極，發生氧化反應，b正確；c、電解池溶液中Cu2+向陰極移動，c錯誤；d、Ag、Pt、Au不如銅活潑，銅放電后Ag、Pt、Au從粗銅脫落，利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬，d正確；答案選bd；

（4）用惰性電極電解CuSO4溶液，若只有陽極產生氣體，說明陰極是銅離子放電，陽極是氫氧根放電，從而產生氫離子，則所得溶液的pH變小。生成物是硫酸、銅和氧氣，因此要使電解質溶液恢復到電解前的狀態，可加入CuO或CuCO3；若陰陽兩極均有氣體生成，說明陰極還有氫離子放電產生氫氣，所以要使電解質恢復到電解前的狀態，可加入Cu(OH)2或或CuO和H2O；如果加入的1mol物質是Cu(OH)2，將氫氧化銅化學式改變為CuOH2O，所以加入1molCu(OH)2就相當于加入1molCuO和1mol水。第一階段：根據銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）＝n（CuO）＝1mol，轉移電子的物質的量＝1mol×2＝2mol；第二階段：電解生成1mol水轉移電子的物質的量＝1mol×2＝2mol，所以電解過程中共轉移的電子數為2mol+2mol＝4mol；如果加入的是1molCu2(OH)2CO3，將堿式碳酸銅化學式改變為2CuOH2OCO2，所以加入1molCu2(OH)2CO3就相當于加入2molCuO和1mol水。第一階段：根據銅原子守恒知，電解硫酸銅溶液析出n（Cu）＝n（CuO）＝2mol，轉移電子的物質的量＝2mol×2＝4mol；第二階段：電解生成1mol水轉移電子的物質的量＝1mol×2＝2mol，所以電解過程中共轉移的電子數為4mol+2mol＝6mol。