Question

（1）高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)CO₂（g）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）+O₂（g），工作原理示意圖如1：

①電極b發(fā)生

 

（填“氧化”或“還原”）反應(yīng)．
②CO₂在電極a放電的反應(yīng)式是

 

．
（2）工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如圖2：
已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O

沉淀物	Cu（OH）2	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2
開(kāi)始沉淀pH	5.4	4.0	1.1	5.8
沉淀完全pH	6.7	5.2	3.2	8.8

①固體混合物A中的成分是

 

．
②反應(yīng)Ⅰ完成后，鐵元素的存在形式為

 

．（填離子符號(hào)）請(qǐng)寫出生成該離子的離子方程式

 

．
③x的數(shù)值范圍是3.2≤pH＜4.0，y對(duì)應(yīng)的數(shù)值范圍是

 

．
④下列關(guān)于NaClO調(diào)pH的說(shuō)法正確的是

 

（填序號(hào)）．
a．加入NaClO可使溶液的pH降低
b．NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的
c．NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于NaClO水解ClO^-+H₂O?HClO+OH^-，OH^-消耗H⁺，從而達(dá)到調(diào)節(jié)pH的目的
⑤實(shí)驗(yàn)室配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO₄溶液，配制該溶液所需的CuSO₄?5H₂O與H₂O的質(zhì)量之比為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純和除雜,電解原理,銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì)

專題：電化學(xué)專題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：（1）①b電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)；    
②CO₂在電極a上得電子生成CO和氧離子；
（2）①SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成銅，固體A是混合物，應(yīng)該是二氧化硅和Cu的混合物；
②有Cu剩余，則溶液中鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子；
③氫氧化鐵和氫氧化鋁開(kāi)始沉淀和沉淀結(jié)束的PH關(guān)系，x范圍是：3.2≤pH＜4.0，目的是沉淀氫氧化鐵；y范圍是：5.2≤pH＜5.4，沉淀氫氧化鋁；
④a．加入NaClO可使溶液的pH升高；
b．NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺；
c．NaClO能調(diào)節(jié)pH不是因?yàn)榘l(fā)生水解反應(yīng)；
⑤根據(jù)硫酸銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)結(jié)合原子守恒計(jì)算CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量，溶液的質(zhì)量與CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量差為水的質(zhì)量，從而計(jì)算出CuSO₄?5H₂O與H₂O的質(zhì)量之比．

解答： 解：（1）①根據(jù)圖知，b電極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，故答案為：氧化；   
②根據(jù)圖知，a電極上二氧化碳得電子生成CO和氧離子，電極反應(yīng)為CO₂+2e^-═CO+O^2-，故答案為：CO₂+2e^-═CO+O^2-；
（2）①SiO₂和稀硫酸不反應(yīng)，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成銅和硫酸銅，銅和鐵離子反應(yīng)生成銅離子，固體A是混合物，應(yīng)該是二氧化硅和Cu的混合物，故答案為：SiO₂、Cu；
②固體中有Cu剩余，則溶液中鐵離子完全轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，離子方程式為2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺，故答案為：Fe²⁺；2Fe³⁺+Cu=Cu²⁺+2Fe²⁺；
③調(diào)節(jié)PH=x，目的是生成沉淀氫氧化鐵，PH應(yīng)該大于3.2，小于4.0；調(diào)節(jié)PH=y，生成沉淀氫氧化鋁，PH需要大于5.2，小于5.4；
故答案為：5.2≤pH＜5.4；
④a、加入NaClO可使溶液的pH會(huì)升高，因?yàn)榇温人岣�消耗了溶液中的氫離子，故a錯(cuò)誤；
b、由于NaClO能調(diào)節(jié)pH的主要原因是由于發(fā)生反應(yīng)ClO^-+H⁺?HClO，ClO^-消耗H⁺，故b正確；
c、次氯酸鈉調(diào)節(jié)溶液的PH，不是水解，是次氯酸根結(jié)合溶液中的氫離子，氫離子濃度下降，PH升高，故c錯(cuò)誤；
故選b； 
⑤實(shí)驗(yàn)室配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.0%的CuSO₄溶液，假設(shè)溶液在質(zhì)量為xg，則硫酸銅的質(zhì)量為20%xg，水的質(zhì)量為80%xg，因?yàn)镃uSO₄?5H₂O中含有水，則CuSO₄?5H₂O的質(zhì)量=

20%xg

160g/mol

×250g/mol=

5x

16

g，加入水的質(zhì)量=xg-

5xg

16

=

11xg

16

，所以配制該溶液所需的CuSO₄?5H₂O與H₂O的質(zhì)量之比=

5xg

16

：

11xg

16

=5：11，
故答案為：5：11．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電解原理、混合物的分離和提純，會(huì)根據(jù)電解圖中變化的微粒確定陰陽(yáng)極上發(fā)生的反應(yīng)，再結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)、溶液的pH與物質(zhì)溶解性的關(guān)系來(lái)分析解答，難點(diǎn)是溶液pH取值范圍的判斷，題目難度中等．