Question

5．銅、鋁、硫及其它們的化合物應(yīng)用廣泛，如Cu可用作催化劑、制作印刷電路銅板等．
Ⅰ．銅的冶煉：工業(yè)上以輝銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅．
火法煉銅的方程式為：Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂ ，該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)2Cu₂0+輝銅礦$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+m↑，若反應(yīng)每生成5.6L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）m氣體．則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為1.5mol
Ⅱ．粗銅精煉：利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Pt等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是DE．
A．電解時(shí)以精銅作陽(yáng)極      
B．電解時(shí)陰極發(fā)生氧化反應(yīng)
C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)是Cu一2e^-=Cu²⁺
D．電解后．電解槽底部會(huì)形成含少量Ag、Pt等金屬的陽(yáng)極泥   
E．整個(gè)過(guò)程溶液中的Cu²⁺濃度減少
Ⅲ．銅及其化合物的性質(zhì)探究：
將潔凈的銅絲放在火焰上加熱．并趁熱插入到乙醇中，銅絲表面的現(xiàn)象為銅絲表面先變黑，后變?yōu)榧t色，發(fā)生的反應(yīng)為2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C₂H₅OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CHO+Cu+H₂O．
Ⅳ．無(wú)水氯化鋁是一種重要的化工原料．利用明礬石：K₂SO₄•A1₂（SO₄）₃•2A1₂0₃•6H₂0]制備無(wú)水氯化鋁的流程如下：

（1）驗(yàn)證焙燒爐產(chǎn)生的氣體含有SO₂的方法是將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂．
（2）吸收焙燒爐中產(chǎn)生的S0₂，下列裝置如圖1合理的是ad（填代號(hào)）．

（3）氯化爐中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2Al₂Cl₃．
（4）生產(chǎn)氯化鋁的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生SO₂、Cl₂等大氣污染物，若將二者按照一定比例通入水中可減少或消除污染．試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)二者是否恰好完全反應(yīng)．（簡(jiǎn)要捕述實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)．
儀器自選；可供選擇試劑如下：①滴加酚酞的氫氧化鈉溶液　　②氯化亞鐵溶液　�、哿蚯杌�鉀溶液　　　④品紅溶液
（5）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了電化學(xué)方法進(jìn)行二氧化硫的回收利用．利用電化學(xué)法將尾氣中的SO₂氣體轉(zhuǎn)化為氮肥硫酸銨，模擬裝置如圖2：試寫(xiě)出SO₂氣體發(fā)生的電極反應(yīng)式為SO₂-2e^-+2NH₃•H₂O=S0₄^2-+2NH₄⁺+2H⁺．

Answer 1

分析 Ⅰ．火法煉銅是利用Cu₂S與氧氣在高溫條件下反應(yīng)生成Cu與二氧化硫，該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)為：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑；
Ⅱ．利用電解法進(jìn)行粗銅提純時(shí)，粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，連接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)有：Cu-2e^-=Cu²⁺、Fe-2e^-=Fe²⁺、Zn-2e^-=Zn²⁺，精銅作陰極，連接電源負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)：Cu²⁺+2e^-=Cu，活潑性比Cu弱金屬Ag、Pt等金屬在電解槽底部會(huì)形陽(yáng)極泥，陽(yáng)極得到的Cu²⁺比陰極反應(yīng)的Cu²⁺少，整個(gè)過(guò)程溶液中的Cu²⁺濃度減少；
Ⅲ．Cu絲在空氣中加熱生成CuO，并趁熱插入到乙醇中，CuO與乙醇反應(yīng)生成乙醛與Cu；
Ⅳ．（1）用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫；
（2）根據(jù)裝置能否防止溶液倒吸分析解答；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO；
（4）二氧化硫溶液與氯水都可以使品紅溶液褪色，據(jù)此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；
（5）二氧化硫失去電子，在氨水存在條件下生成硫酸銨，有氫離子生成．

解答 解：Ⅰ．火法煉銅是利用Cu₂S與氧氣在高溫條件下反應(yīng)生成Cu與二氧化硫，反應(yīng)方程式為：Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂ ，該工藝的中間過(guò)程會(huì)發(fā)生反應(yīng)為：2Cu₂O+Cu₂S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO₂↑，生成二氧化硫?yàn)?\frac{5.6L}{22.4L/mol}$=0.25mol，反應(yīng)中S元素化合價(jià)由-2價(jià)升高為+4價(jià)，轉(zhuǎn)移電子為0.25mol×[4-（-2）]=1.5mol，
故答案為：Cu₂S+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+SO₂ ；1.5；
Ⅱ．A．利用電解法進(jìn)行粗銅提純時(shí)，粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，精銅作陰極，故A錯(cuò)誤；
B．電解時(shí)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C．粗銅應(yīng)作陽(yáng)極，連接電源正極，其電極反應(yīng)是Cu-2e^-=Cu²⁺，故C錯(cuò)誤；
D．陽(yáng)極發(fā)生反應(yīng)有：Cu-2e^-=Cu²⁺、Fe-2e^-=Fe²⁺、Zn-2e^-=Zn²⁺，活潑性比Cu弱金屬Ag、Pt等金屬在電解槽底部會(huì)形陽(yáng)極泥，故D正確；
E．陽(yáng)極得到的Cu²⁺比陰極反應(yīng)的Cu²⁺少，整個(gè)過(guò)程溶液中的Cu²⁺濃度減少，故E正確，
故選：DE；
Ⅲ．Cu絲在空氣中加熱生成CuO，并趁熱插入到乙醇中，CuO與乙醇反應(yīng)生成乙醛與Cu，銅絲表面的現(xiàn)象為：銅絲表面先變黑，后變?yōu)榧t色，發(fā)生的反應(yīng)為：2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C₂H₅OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CHO+Cu+H₂O，
故答案為：銅絲表面先變黑，后變?yōu)榧t色；2Cu+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+C₂H₅OH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₃CHO+Cu+H₂O；
Ⅳ．（1）用品紅溶液檢驗(yàn)二氧化硫，具有二氧化硫的方法為：將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂，
故答案為：將氣體通入品紅中，品紅褪色，加熱后又恢復(fù)紅色，證明有SO₂；
（2）a．干燥管球形處容積較大，溶液倒吸后會(huì)于燒杯內(nèi)的液體分離，由重力作用又回到燒杯內(nèi)，可以防止倒吸，故a正確；
b．廣口瓶中進(jìn)氣管長(zhǎng)，出氣管短，不能防止倒吸，應(yīng)進(jìn)氣管短，故b錯(cuò)誤；
c．導(dǎo)管直接伸入液面內(nèi)，會(huì)發(fā)生倒吸危險(xiǎn)，故c錯(cuò)誤；
d．二氧化硫經(jīng)過(guò)四氯化碳后，被氫氧化鈉溶液吸收，可以防止倒吸，故d正確，
故選：ad；
（3）由流程圖可知，氯化爐中氧化鋁、碳、氯氣反應(yīng)生成氯化鋁、CO，反應(yīng)方程式為：3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃，
故答案為：3C+Al₂O₃+3Cl₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3CO+2AlCl₃；
（4）取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)，
故答案為：取二者溶于水后的溶液少許置于試管中，向其中加入品紅溶液，若品紅不褪色，說(shuō)明二者恰好完全反應(yīng)，否則，兩者未完全反應(yīng)；
（5）二氧化硫失去電子，在氨水存在條件下生成硫酸銨，有氫離子生成，電極反應(yīng)式為：SO₂-2e^-+2NH₃•H₂O=S0₄^2-+2NH₄⁺+2H⁺，
故答案為：SO₂-2e^-+2NH₃•H₂O=S0₄^2-+2NH₄⁺+2H⁺．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)與技術(shù)、銅的精煉、實(shí)驗(yàn)制備方案設(shè)計(jì)、原電池等，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)與靈活運(yùn)用能力，題目難度中等．