如图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程.(1)①写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式:______(电解过程中,始终无氢气产生).②若电解一定时间后,外加0.1

如图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程.(1)①写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式:______(电解过程中,始终无氢气产生).②若电解一定时间后,外加0.1

题型:不详难度:来源:
如图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程.

(1)①写出用惰性电极电解硫酸铜溶液的化学方程式:______(电解过程中,始终无氢气产生).
②若电解一定时间后,外加0.1mol的氢氧化铜可使电解液恢复到电解前的浓度,电路中转移电子物质的量______.
(2)细菌冶金又称微生物浸矿,是近代湿法冶金工业上的一种新工艺.细菌冶铜与火法冶铜相比,优点为______(写出一点即可).
(3)用惰性电极分别电解浓的氯化铜溶液和硫酸铜溶液.电解浓的氯化铜溶液时发现阴极有金属铜生成,同时阴极附近会出现棕褐色溶液.而电解硫酸铜溶液时,没有棕褐色溶液生成.下面是关于棕褐色溶液成分的探究:
①有同学认为,阴极附近出现的棕褐色溶液是氯气反应的结果,你认为他的猜测是否正确?______(填“正确”或“不正确“),原因是______.
资料1:
一般具有混合价态(指化合物中同一元素存在两种不同的化合价,如Fe3O4中的Fe元索)的物质的颜色比单一价态的物质的颜色要深.
资料2:
CuCl微溶于水,能溶于浓盐酸.
②猜想:棕褐色溶液中可能含有的离子是______(填3种主要离子符号).
③验证猜想:完成实验方案(配制棕褐色溶液).取少量______固体于试管中,加入______使其溶解,再加入______溶液,观察现象.
④已知电解前,U形管中加入了100mL 0.5mol•L-1CuCl2溶液,电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子,且阴极生成0.64g铜,则形成的低价阳离子的物质的量为______mol.
答案
(1)①用惰性电极电解硫酸铜溶液,电解过程中,始终无氢气产生,则阴极发生Cu2++2e-═Cu,阳极氢氧根离子放电,4OH--4e-═H2O+O2↑,总反应为:2CuSO4+2H2O
电解
.
2Cu↓+O2↑+2H2SO4
故答案为:2CuSO4+2H2O
电解
.
2Cu↓+O2↑+2H2SO4
②用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液,通电一段时间后,向所得溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度,说明原来电解是开始电解硫酸铜溶液2CuSO4+2H2O
电解
.
2Cu↓+O2↑+2H2SO4,随后电解水2H2O
电解
.
2H2↑+O2↑,根据加入0.1molCu(OH)2后恢复到电解前的浓度,Cu(OH)2+H2SO4=CuSO4+2H2O根据原子守恒,将Cu(OH)2化学式改变为CuO•H2O,所以加入0.1molCu(OH)2就相当于加入0.1molCuO和0.1mol水,溶液中增加0.1mol氧化铜、0.1mol水,说明电解的硫酸铜为0.1mol,电解的水0.1mol,所以电解过程中转移电子为:反应Cu2++2e-=Cu,转移0.2mol电子,电解0.1mol水,2H2O
电解
.
2H2↑+O2↑,转移电子物质的量为0.2mol,所以共转移电子0.4mol,
故答案为:0.4mol;
(2)湿法炼铜需在溶液中进行,相比湿法炼铜,细菌冶铜,在常温下用生物冶铜,节约能源、环保、设备简单、操作方便;工艺条件易控制、投资少、成本低,适宜处理炉渣,
故答案为:节约能源、环保、设备简单、操作方便;工艺条件易控制、投资少、成本低;适宜处理炉渣;
(3)用惰性电极电解氯化铜溶液,第一阶段:阳极发生氧化反应:2Cl--2e-=Cl2↑,阴极发生还原反应:Cu2++2e-=Cu,第二阶段:2H2O
电解
.
2H2↑+O2↑;电解硫酸铜溶液时第一阶段:2CuSO4+2H2O
电解
.
2Cu↓+O2↑+2H2SO4,第二阶段:2H2O
电解
.
2H2↑+O2↑,
①用惰性电极电解氯化铜溶液,电解过程中阳离子向阴极移动,所以阴极:第一阶段:Cu2++2e-=Cu,第二阶段:2H++2e-=H2↑,阴极不可能生成氯气,所以阴极附近会出现棕褐色溶液,并不是氯气反应的结果,
故答案为:不正确;阴极还会产生氢气;
②根据题干信息,混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深,铜有Cu2+、Cu+的离子,所以棕褐色溶液中可能含有的离子是Cu2+、Cu+,溶液中还可能存在阴离子Cl-
故答案为:Cu2+、Cu+、Cl-
③为了验证溶液中是否存在Cu2+、Cu+,可通过对照试验进行验证,取少量氯化亚铜,固体于试管中,加入浓盐酸使其溶解,再加入氯化铜溶液,观察现象,
故答案为:氯化亚铜;浓盐酸;氯化铜;
④100mL 0.5mol•L-1 CuCl2溶液中含0.05molCuCl2,Cu2++2e-=Cu,生成0.64g铜转移0.02mol电子,电解结朿时电路中一共转移了0.03mol电子,根据题干信息,混合价态的物质的颜色比单一价态的物质的颜色深,所以还有0.01mol电子为+2价铜离子得电子生成+1价的铜离子,Cu2++e-=Cu+,则形成的低价阳离子的物质的量为0.01mol,
故答案为:0.01;
举一反三
钢铁的生产与使用是人类文明和生活进步的一个重要标志.
(1)工业铝热法炼铁的主要化学反应方程式______.
(2)炒过菜的铁锅未及时洗净(残液中含NaCl),第二天便会因腐蚀出现红褐色锈斑.
试回答:①铁锅的腐蚀主要是由______腐蚀造成的.
②铁锅锈蚀的负极反应式为______.
(3)通常使用钢铁是铁和______的合金;当马口铁(表层镀锡)镀层被损坏后,这时被腐蚀速度比普通铁______(填“快”或“慢”).为防止轮船的船体在海水中腐蚀,一般在船身连接______(填“锌块”或“铜块”)
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汞(熔点-39℃,沸点356℃)是制造电池、电极等的重要原料,历史上曾用“灼烧辰砂法”制取汞.目前工业上制粗汞的一种流程图如下.

下列分析错误的是(  )
A.“灼烧辰砂法”过程中电子转移的方向和数目可表示为:
B.辰砂与氧化钙加热反应时,CaSO4为氧化产物
C.洗涤粗汞可用5%的盐酸代替5%的硝酸
D.减压蒸馏的目的是降低汞的沸点,提高分离效率
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下列反应原理不符合工业冶炼金属的实际情况的是(   )
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A.2Al+WO3Al2O3+W
B.2Ag2O4Ag+O2
C.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
D.2AlCl3(熔融)2Al+3Cl2
金属冶炼和处理常涉及氧化还原反应.
(1)由下列物质冶炼相应金属时采用电解法的是______
a.Fe2O3 b.NaClc.Cu2Sd.Al2O3
(2)辉铜矿(Cu2S)可发生反应2Cu2S+2H2SO4+5O2=4CuSO4+2H2O,该反应的还原剂是______,当1molO2发生反应时,还原剂所失电子的物质的量为______mol.向CuSO4溶液中加入镁条时有气体生成,该气体是______
(3)右图为电解精炼银的示意图,______(填a或b)极为含有杂质的粗银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为______
(4)为处理银器表面的黑斑(Ag2S),将银器置于铝制容器里的食盐水中并与铝接触,Ag2S转化为Ag,食盐水的作用为______.
已知有关物质的熔沸点数据如下表:
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物质MgOAl2O3MgCl2AlCl3
熔点(℃)28502072714190(2.5×105Pa)
沸点(℃)360029801412182.7