Question

（1）電鍍時(shí)，鍍件與電源的

 

極連接．電鍍銅時(shí)，電解質(zhì)溶液應(yīng)選用

 

（填化學(xué)式）．
（2）化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉淀在鍍件表面形成鍍層．
①若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用

 

（填“氧化劑”或“還原劑”）與之反應(yīng)．
②某化學(xué)鍍銅的反應(yīng)速率隨鍍液pH變化如圖所示．該鍍銅過程中，鍍液pH控制在12.5左右．據(jù)圖中信息，給出使反應(yīng)停止的方法

 

．
（3）酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下：

①步驟（i）中Cu₂（OH）₂CO₃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
②步驟（ii）所加試劑起調(diào)節(jié)pH作用的離子是

 

填離子符號(hào)）．
③在步驟（iii）發(fā)生的反應(yīng)中，1mol MnO₂轉(zhuǎn)移2mol電子，該反應(yīng)的離子方程式為

 

．
④步驟（iv）除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為
3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O═NH₄Fe₃（SO₄）₂（OH）₆↓+6H⁺
過濾后母液的pH=2.0，c（Fe³⁺）=a mol?L^-1，c（NH₄⁺）=b mol?L^-1，c（SO₄^2-）=d mol?L^-1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=

 

（用含a、b、d的代數(shù)式表示）．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,電化學(xué)專題

分析：（1）電鍍時(shí)，鍍件就是待鍍金屬，作陰極與電源的負(fù)極相連，電解質(zhì)溶液中含有銅離子的鹽溶液；
（2）①用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，銅離子在陰極得電子，應(yīng)選還原劑發(fā)生反應(yīng)；
②鍍銅過程中，鍍液pH 控制在12.5左右，結(jié)合圖可知，pH=8-9之間，反應(yīng)速率為0來解答；
（3）①堿式碳酸銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、二氧化碳和水；
②硫酸氫銨加入溶液中調(diào)節(jié)溶液PH是為了和i步驟中加入的過量硫酸反應(yīng)同時(shí)提高溶液PH利于除去鐵離子；銨根離子不反應(yīng)，所以是碳酸氫根離子；
③二氧化錳是強(qiáng)氧化劑，可以和亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞鐵離子被氧化為鐵離子；
④依據(jù)平衡常數(shù)的概念計(jì)算，用生成物濃度的冪次方乘積除以反應(yīng)物濃度的冪次方乘積．

解答： 解；（1）電鍍時(shí)，鍍件就是待鍍金屬，作陰極與電源的負(fù)極相連，電解質(zhì)溶液中含有銅離子的鹽溶液，故答案為：負(fù)； CuSO₄；
（2）①要把銅從銅鹽中置換銅出來，銅離子在陰極得電子，如用鐵作還原劑即可，所以加入還原劑，故答案為：還原劑；
②根據(jù)圖示信息，pH=8-9之間，反應(yīng)速率為0，所以要使反應(yīng)停止，調(diào)節(jié)溶液的pH至8-9 之間，故答案為：調(diào)節(jié)溶液的pH至8-9 之間；
（3）①堿式碳酸銅與硫酸反應(yīng)的方程式直接寫，用觀察法配平．Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O，
故答案為：Cu₂（OH）₂CO₃+2H₂SO₄=2CuSO₄+CO₂↑+3H₂O；
②題目要求調(diào)高PH，銨根離子顯酸性，碳酸氫根離子顯堿性，則起作用的離子是碳酸氫根離子，故答案為；HCO₃^-；
③依題意亞鐵離子變成了鐵離子，1mol MnO₂轉(zhuǎn)移電子2 mol，則錳元素從+4變成+2價(jià)，溶液是顯酸性的，方程式經(jīng)過觀察可要補(bǔ)上氫離子，綜合上述分析可寫出離子方程式為MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
④除去雜質(zhì)的化學(xué)方程式可表示為：3Fe³⁺+NH₄⁺+2SO₄^2-+6H₂O=NH₄Fe₃ （SO₄）₂（OH）₆+6H⁺；過濾后母液的pH=2.0，c（Fe³⁺）=a mol?L^-1，c（ NH₄⁺）=b mol?L^-1，c（ SO₄^2-）=d mol?L^-1，氫離子濃度為10^-2，依據(jù)K的表達(dá)式寫出K=

c6(H+)

c2(SO42-)c3(Fe3+)c(NH4+)

=

10-12

a3bd2

，
故答案為：

10-12

a3bd2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電解原理，熟悉電鍍及明確讀圖信息的重要性是解答本題的關(guān)鍵，還考查了藝流程的分析判斷，物質(zhì)分離的方法和試劑選擇方法，離子方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)的分析判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算，沒有在流程上設(shè)置障礙，問題設(shè)計(jì)平實(shí)，難度不大．平衡常數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單，只要代入即可，沒有復(fù)雜的數(shù)學(xué)變換，降低了難度．對(duì)圖中信息的獲取要求較高．