时间:2020-07-28 03:59:21
1、填空题 右图为持续电解含一定CaCl2的溶液的装置（以铂为电极），A为电流表。电解一段时间t1后，将CO2连续通入电解液中。
?
（1）电解时，F极发生?反应，电极反应式为?，E极发生?反应，电极反应式为?，电解总反应式为?。
（2）电解池中产生的现象：
①?;
②?;
③?。
参考答案：（1）氧化? 2Cl--2e-
Cl2↑?还原? 2H++2e-H2↑? 2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
(2)①通电后E极处溶液呈红色
②通电时，E极、F极均有气体生成
③通CO2时，溶液中先出现白色沉淀，继续通CO2沉淀又消失
本题解析：溶液中含有：Ca2+、H+、Cl-、OH-，通电时，Ca2+、H+移向阴极，由于H+放电能力比Ca2+强，在E极上发生反应：2H++2e-H2↑;Cl-、OH-移向阳极，Cl-在阳极放电；2Cl-+2e-Cl2↑，电解一段时间t1后，溶液中OH-浓度增大，通入CO2后会有CaCO3沉淀生成，继续通入CO2，则白色沉淀溶解。
本题难度：简单
2、选择题 以CuSO4溶液为电解质溶液进行粗铜（含Al、Zn、Ag、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是
A．利用阳极泥可回收Ag、Au等金属
B．阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量
C．精炼过程中，CuSO4溶液的浓度不发生改变
D．因部分电能转化为热能，精炼时通过的电量与阴极铜的析出量无确定关系
参考答案：A
本题解析：粗铜中含有Al、Zn、Ag、Au等杂质，比铜活泼的铝、锌在电极失电子进入溶液，比铜不活泼的Ag、Au不会失电子，沉积在阳极附近形成阳极泥，A项正确；在精炼铜的过程中，粗铜中铜、铝、锌失电子导致阳极质量减轻，在阴极只有Cu2＋得电子生成铜附着在阴极，导致阴极质量增大，所以阳极减少的质量不等于阴极增加的质量，B项错误；精炼过程中，阳极中铜、锌、铝失电子进入溶液，溶液中Cu2＋得电子离开溶液，所以精炼过程中，CuSO4溶液的浓度减小，C项错误；阴极发生Cu2＋+2e－=Cu，所以通过的电量与铜的析出量成正比，D项错误；选A。
考点：考查粗铜的电解精炼。
本题难度：一般
3、选择题 关于下列各装置图的叙述中，错误的是（ ）
A．装置①用来电解饱和食盐水，c电极产生的气体能使湿润的淀粉KI试纸变蓝
B．装置②可用于收集H2、NH3、Cl2、HCl、NO2
C．装置③可用于分离沸点相差较大的互溶的液体混合物
D．装置④可用于干燥、收集氨气、并吸收多余的氨气
参考答案：A、电解饱和食盐水时，电流的方向是：外电路从原电池的正极流向负极，所以a是正极，b是负极，即c是在阳极，该极上是氯离子失电子产生能使湿润的淀粉KI试纸变蓝的氯气，故A正确；
B、H2、NH3、Cl2、HCl、NO2可以采用排空气法来收集，收集时H2、NH3，导管是短进长出，Cl2、HCl、NO2的收集是导管长进短出，故B正确；
C、蒸馏或是分馏法可以分离沸点相差较大的互溶的液体混合物，蒸馏烧瓶加热时必须垫上石棉网，故C错误；
D、氨气的收集采用向上排空气法，导管可以短进长出，用碱石灰来干燥，用水来吸收时，要防止倒吸，故D正确．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单
4、填空题 以黄铜矿精矿为原料，制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示：
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2，含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎。
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验
将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区，恒速搅拌，使矿粉溶解。在阴极区通入氧气，并加入少量催化剂。
Ⅲ.一段时间后，抽取阴极区溶液，向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应：2RH(有机相)＋Cu2＋(水相) 
R2Cu(有机相)＋2H＋(水相)
分离出有机相，向其中加入一定浓度的硫酸，使Cu2＋得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
（1）黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应：
CuFeS2＋4H＋=Cu2＋＋Fe2＋＋2H2S
2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋
①阳极区硫酸铁的主要作用是____________。
②电解过程中，阳极区Fe3＋的浓度基本保持不变，原因是______________________。
（2）阴极区，电极上开始时有大量气泡产生，后有固体析出，一段时间后固体溶解。写出上述现象对应的反应式____________________。
（3）若在实验室进行步骤Ⅲ，分离有机相和水相的主要实验仪器是__________；加入有机萃取剂的目的是__________。
（4）步骤Ⅲ，向有机相中加入一定浓度的硫酸，Cu2＋得以再生的原理是____________。
（5）步骤Ⅳ，若电解200 mL 0.5 mol·L－1的CuSO4溶液，生成铜3.2 g，此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是__________。
参考答案：（1）①吸收硫化氢气体，防止环境污染
②Fe2＋－e－=Fe3＋
（2）2H＋＋2e－=H2↑、Cu2＋＋2e－=Cu、2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O
（3）分液漏斗 富集Cu2＋、分离Cu2＋与其它金属阳离子
（4）增大H＋浓度，使平衡2RH(有机相)＋Cu2＋(水相)?R2Cu(有机相)＋2H＋(水相)逆向移动，Cu2＋进入水相得以再生
（5）c(H＋)＞c(SO42-)＞c(Cu2＋)＞c(OH－)
本题解析：（1）根据2Fe3＋＋H2S=2Fe2＋＋S↓＋2H＋，可判断Fe2(SO4)3的主要作用是氧化H2S气体，防止H2S对环境的污染，当Fe3＋被H2S还原为Fe2＋后，在阳极上Fe2＋－e－=Fe3＋，使Fe3＋的浓度基本保持不变。
（2）在阴极上，2H＋＋2e－=H2↑，然后Cu2＋＋2e－=Cu，接着在酸性条件下，Cu被O2氧化成CuO，CuO和H2SO4反应生成CuSO4。
（3）有机相和水相不混溶，所以应用分液漏斗分离，由于Cu2＋在有机相中，所以加入有机萃取剂可富集Cu2＋。
（4）利用化学平衡移动原理解释。
（5）2CuSO4＋2H2O
2Cu＋2H2SO4＋O2↑
0.05 mol? 0.05 mol
所以n(H＋)＝0.1 mol
由于Cu2＋的水解，所以n(Cu2＋)＜0.05 mol，n(H＋)＞0.1 mol。
所以c(H＋)＞c(SO42-)＞c(Cu2＋)＞c(OH－)。
本题难度：一般
5、简答题 （12分）锰的用途非常广泛，在钢铁工业中，锰的用量仅次于铁，90%的锰消耗于钢铁工业，10%的锰消耗于有色冶金、化工、电子、电池、农业等部门。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：
已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：
| 物质 | Mn(OH)2 | Co(OH)2 | Ni(OH)2 | MnS | CoS | NiS |
| Ksp | 2.1×10－13 | 3.0×10－16 | 5.0×10－16 | 1.0×10－11 | 5.0×10－22 | 1.0×10－22 |
参考答案：（12分）
（1）MnCO3+H2SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O （2分，气体符号不扣分）
（2）抑制Mn2+的水解 （2分）
（3）MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O（2分）
（4）CoS和NiS （每个1分，共2分）
（5）阴（1分） Mn2++2e－＝Mn（1分） （6）1×10－6 mol/L （2分）
本题解析：（1）碳酸锰与硫酸反应生成硫酸锰、二氧化碳和水，所以化学方程式是MnCO3+H2SO4 ＝MnSO4+ CO2↑+H2O；
（2）根据表中数据可知氢氧化锰是弱碱，所以硫酸锰水解生成氢氧化锰和硫酸，则硫酸过量的第三个作用是抑制锰离子水解；
（3）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+，二氧化锰被还原为锰离子，离子方程式是MnO2+2Fe2++4H+＝Mn2++2Fe3++2H2O；
（4）根据流程图可知，除杂1时，将铁离子除去，则除杂2的目的是除去镍离子和钴离子，根据沉淀的溶度积可知，加入硫化铵后，镍离子和钴离子已硫化物的沉淀除去，所以滤渣2的主要成分是CoS和NiS；
（5）电解时，锰离子在阴极发生还原反应，所以Mn在阴极析出；电极反应式是Mn2++2e－＝Mn；
（6）因为KMnS=1.0×10-11，所以欲使溶液中c(Mn2+)≤1.0×10－5 mol·L-1，则应保持溶液中c(S2－)≥KMnS/ c(Mn2+)=1×10－6 mol/L。
考点：考查对工业流程的分析，溶度积的应用，离子方程式的书写
本题难度：困难