Question

1．銅族元素中銅是一種紫紅色的金屬，被稱作“電氣工業(yè)的主角”，銅主要從黃銅礦提煉，簡(jiǎn)單流程如下：
（1）焙燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑，該反應(yīng)的氧化劑是CuFeS₂、O₂，若2mol的CuFeS₂參與反應(yīng)，氧化劑所得電子的物質(zhì)的量為6mol．
（2）若將獲得粗銅進(jìn)行電解精煉可得精銅，則陰極材料精銅（填名稱），將含有0.4mol Cu（NO₃）₂和0.4mol KCl的水溶液2L，用惰性電極電解一段時(shí)間后，在一個(gè)電極上析出0.3mol Cu，此時(shí)電解液的pH=1（假設(shè)溶液體積保持不變）．
（3）某溫度下已知某密閉容器中存在如下平衡2Cu⁺（aq）?Cu²⁺（aq）+Cu（s），寫出反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式K=$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（C{u}^{+}）^{2}}$，對(duì)于該平衡，下列說(shuō)法正確的是D
A．反應(yīng)到達(dá)平衡后，化學(xué)平衡常數(shù)不在改變
B．上述反應(yīng)是前后系數(shù)和不變的反應(yīng)，加水稀釋相同的倍數(shù)時(shí)平衡不移動(dòng)
C．向平衡體系中增加銅的量，平衡將向左移動(dòng)
D．若增大平衡體系的壓強(qiáng)，則平衡狀態(tài)不受影響
（4）若已知H₂A的電離為：H₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，則NaHA溶液中離子濃度的大小順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)降低得電子是氧化劑；氧化劑和還原劑得失電子相等來(lái)分析；
（2）粗銅進(jìn)行電解精煉可得精銅，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極；電解混合溶液時(shí)，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知陰極得到0.6mol電子，陽(yáng)極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，結(jié)合兩極轉(zhuǎn)移電子數(shù)目相等和電極方程式計(jì)算；
（3）根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積進(jìn)行書寫；
A．化學(xué)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度變化，平衡常數(shù)也變化；
B．銅是固態(tài)，反應(yīng)前后系數(shù)和應(yīng)該是改變的反應(yīng)，加水對(duì)平衡狀態(tài)有影響；
C．銅是固體，平衡體系中改變固體的量，平衡不移動(dòng)；
D．若增大平衡體系的壓強(qiáng)，則平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，由于反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，故增大平衡體系的壓強(qiáng)，則平衡狀態(tài)不受影響；
（4）因?yàn)镠₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，NaHA溶液存在HA^-?H⁺+A^2-顯酸性，則c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），結(jié)合水的電離H₂O?H⁺+OH^-，則c（H⁺）＞c（A^2-）結(jié)合來(lái)判斷．

解答 解：（1）2CuFeS₂+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu₂S+2FeS+SO₂，根據(jù)氧化還原反應(yīng)化合價(jià)降低得電子是氧化劑，在該反應(yīng)中，CuFeS₂的銅由+2價(jià)降低到+1價(jià)，O₂由0價(jià)降低到-2價(jià)，所以氧化劑為：CuFeS₂、O₂；在該反應(yīng)中，S的化合價(jià)由-2價(jià)升高到+4價(jià)，失去6個(gè)電子，若有1molSO₂生成，則失去6mol電子；故答案為：CuFeS₂、O₂；6mol；
（2）粗銅進(jìn)行電解精煉可得精銅，粗銅作陽(yáng)極，精銅作陰極；電解混合溶液時(shí)，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知陰極得到0.6mol電子，陽(yáng)極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，氯離子完全析出時(shí)，生成n（Cl₂）=0.2mol，轉(zhuǎn)移電子0.4mol，則生成氧氣轉(zhuǎn)移電子0.2mol，消耗氫氧根0.2mol，所以陽(yáng)極生成0.2molH⁺，則C（H⁺）=$\frac{0.2mol}{2L}$=0.1mol/L，所以PH=1，故答案：精銅；1；
（3）平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，所以平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（C{u}^{+}）^{2}}$；
對(duì)于該平衡A．由于化學(xué)平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，溫度變化，平衡常數(shù)也變化，故A錯(cuò)誤；
B．銅是固體，所以加水稀釋相同的倍數(shù)時(shí)根據(jù)平衡常數(shù)不變可以判斷平衡正方向移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C．改變固體的量，平衡不移動(dòng)，故C錯(cuò)誤；
D．若增大平衡體系的壓強(qiáng)，則平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，由于反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，故增大平衡體系的壓強(qiáng)，則平衡狀態(tài)不受影響，故D正確；
故答案：K=$\frac{c（C{u}^{2+}）}{c（C{u}^{+}）^{2}}$；D；
（4）因?yàn)镠₂A=H⁺+HA^-，HA^-?H⁺+A^2-，NaHA溶液存在HA^-?H⁺+A^2-顯酸性，則c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），結(jié)合水的電離H₂O?H⁺+OH^-，則c（H⁺）＞c（A^2-），即NaHA溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-），故答案為：c（Na⁺）＞c（HA^-）＞c（H⁺）＞c（A^2-）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物的性質(zhì)、電化學(xué)、平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動(dòng)、離子濃度比較等知識(shí)點(diǎn)，明確習(xí)題中的信息是解答本題的關(guān)鍵，注意二元酸的分步電離特點(diǎn)為解答的難點(diǎn)，難度較大，對(duì)學(xué)生解題能力的提高有幫助．