工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。下列说法不正确的是A．阴极

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工业品氢氧化钾溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜（只允许阳离子通过），其工作原理如图所示。下列说法不正确的是

A．阴极材料可以是Fe，含氧酸根杂质不参与电极上放电

B．该电解槽的阳极反应式为：4OH^―― 4e^－= 2H₂O+O₂↑

C．通电后，该电解槽阴极附近溶液pH会减小

D．除去杂质后氢氧化钾溶液从出口B导出

答案

解析

试题分析：该电解池反应的实质是电解水，阴极反应是2H₂O+2e^-=2OH^-+H₂↑,通电后阴极区的pH增大，阳极反应是2H₂O-4e^-=4H⁺+O₂↑,K+通过阳离子交换膜流向阴极与产生的OH^-，以KOH溶液的形式从B口导出。由此可以得出A、B、D正确，C错误。选C。

举一反三

某化学兴趣小组拟采用下图所示装置电解饱和氯化钠溶液制备H₂，通过H₂还原氧化铜测定Cu的相对原子质量Ar（Cu），同时检验Cl₂的氧化性（图中夹持和加热仪器已略去）。

（1）直流电源中的X极为      极（填“正”、“负”、“阴”或“阳”）；写出甲装置U形管中反应的离子方程式：             ；实验开始后，用铁棒作电极的一侧的实验现象是   。
（2）为完成上述实验，正确的链接顺序为：a连     ，b连   （填写连接的字母）。
（3）装置乙中的G瓶内溶液可能为     （填字母）。

A．淀粉KI溶液

B．NaOH溶液

C．Na₂S溶液

D．Na₂SO₃溶液

H瓶内的反应的离子方程式为：               。
（4）在对硬质玻璃试管里的氧化铜粉末加热前需要进行的操作为：                。
（5）装置丙中N瓶内盛放的试剂为     ，作用是              。
（6）为了测定Cu的相对原子质量，某同学通过实验测得如一下数据：
I．氧化铜样品质量为m₁g
Ⅱ．反应后硬质玻璃管中剩余固体质量为m₂g
Ⅲ．反应前后U形管及其固体质量差为m₃g
Ⅳ．反应前后瓶及其液体质量差为m₄g
①请选择理论上误差最小的一组数据计算Ar（Cu），Ar（Cu）=             。
②如果选用其它数据进行计算，会导致Ar（Cu）    （填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是                                                           。

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工业上以黄铜矿为原料，采用火法熔炼工艺生产粗钢。
（1）该工艺的中间过程会发生反应：2Cu₂O+Cu₂S

6Cu+SO₂↑，反应的氧化剂是。
（2）火法熔炼的粗铜含杂质较多。某化学研究性学习小组在实验室条件下用CuSO₄溶液作电解液来实现粗铜的提纯，并对电解后溶液进行净化除杂和含量测定。
实验一粗铜的提纯粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应），电解时粗铜应与电源的极相连，阴极上的电极反应式为。
实验二电解后溶液的净化除杂在精炼铜的过程中，电解液中c（Cu²⁺）逐渐下降，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学参考下表的数据，设计了如下方案：

试剂a是（填化学式），其目的是；该方案能够除去的杂质离子是（填离子符号）。
实验三电解后溶液离子含量的测定
乙同学设计了如下方案：

则100mL溶液中Cu²⁺的浓度为 mol·L^-1，Fe²⁺的浓度为 mol·L^-1。

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用石墨电极电解100 mL H₂SO₄与CuSO₄的混合溶液，通电一段时间后，两极均收集到2.24 L气体（标准状况），则原混合溶液中Cu²⁺的物质的量浓度为（）

A．1mol·L^-1

B．2 mol·L^-1

C．3 mol·L^-1

D．4 mol·L^-1

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下列描述错误的是

A．从海水中可以制取镁、溴、碘等物质

B．电精炼铜（含少量Fe、Zn、Pt）的电解后溶液中，存在的金属阳离子只有Fe²⁺、Zn²⁺

C．电解饱和食盐水可以制取烧碱、氯气、氢气

D．在镀件上电镀铜，电镀过程中阳极减少的质量等于阴极增加的质量

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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200mL0.5 mol/L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       。

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