Question

8．（1）化學(xué)鍍的原理是利用化學(xué)反應(yīng)生成金屬單質(zhì)沉積在鍍件表面形成鍍層．
①若用銅鹽進(jìn)行化學(xué)鍍銅，應(yīng)選用還原劑（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：調(diào)節(jié)溶液的pH至8-9 之間．
（2）酸浸法制取硫酸銅的流程示意圖如下

①步驟（ii）所加試劑起調(diào)節(jié)pH作用的離子是HCO₃^-（填離子符號）．
②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MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O．
③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=$\frac{1{0}^{-12}}{{a}^{3}byaiespr^{2}}$（用含a、b、d 的代數(shù)式表示）．

Answer 1

分析 （1）①要把銅從銅鹽中置換銅出來，比如用鐵就可以，鐵是作還原劑的，所以加入還原劑；
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；
（2）①加入的碳酸氫銨目的是調(diào)高pH，碳酸氫根離子能與溶液中氫離子反應(yīng)；
②由題意可知，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，反應(yīng)還有水生成，配平書寫離子方程式；
③代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{6}（{H}^{+}）}{{c}^{3}（F{e}^{3+}）×c（N{{H}_{4}}^{+}）×{c}^{2}（S{{O}_{4}}^{2-}）}$計(jì)算．

解答 解：（1）①要把銅從銅鹽中置換銅出來，比如用鐵就可以，鐵是作還原劑的，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；
（2）①加入的碳酸氫銨目的是調(diào)高pH，碳酸氫根離子能與溶液中氫離子反應(yīng)，使溶液pH增大，故答案為：HCO₃^-；
②由題意可知，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，反應(yīng)還有水生成，反應(yīng)離子方程式為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O，
故答案為：MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O；
③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，代入平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{c}^{6}（{H}^{+}）}{{c}^{3}（F{e}^{3+}）×c（N{{H}_{4}}^{+}）×{c}^{2}（S{{O}_{4}}^{2-}）}$=$\frac{（1{0}^{-2}）^{6}}{{a}^{3}×b×cqhe751^{2}}$=$\frac{1{0}^{-12}}{{a}^{3}bj6ltlsk^{2}}$，
故答案為：$\frac{1{0}^{-12}}{{a}^{3}bbuhtweq^{2}}$．

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案、化學(xué)工藝流程、對操作與試劑的分析評價(jià)、方程式書寫、平衡常數(shù)計(jì)算、電鍍等，側(cè)重考查學(xué)生的分析能力，題目難度中等．