Question

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，簡單流程如下：

（1）焙燒時發(fā)生反應2CuFeS₂+O₂=Cu₂S+2FeS+SO₂↑，該反應的氧化劑是

 

，若2mol的CuFeS₂參與反應，氧化劑所得電子的物質的量為

 

mol．
（2）若將獲得粗銅進行電解精煉可得精銅，則陰極材料

 

（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間后，在一個電極上析出0.3mol Cu，此時電解液的pH=

 

（假設溶液體積保持不變）．
（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），寫出反應的平衡常數的表達式K=

 

，對于該平衡，下列說法正確的是

 

A．反應到達平衡后，化學平衡常數不在改變
B．上述反應是前后系數和不變的反應，加水稀釋相同的倍數時平衡不移動
C．向平衡體系中增加銅的量，平衡將向左移動
D．若增大平衡體系的壓強，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為

 

．

Answer 1

考點：銅金屬及其重要化合物的主要性質,氧化還原反應,化學平衡的影響因素,電解原理

專題：基本概念與基本理論,元素及其化合物

分析：（1）根據根據氧化還原反應化合價降低得電子是氧化劑；氧化劑和還原劑得失電子相等來分析；
（2）粗銅進行電解精煉可得精銅，粗銅作陽極，精銅作陰極；電解混合溶液時，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知陰極得到0.6mol電子，陽極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，結合兩極轉移電子數目相等和電極方程式計算；
（3）根據平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積進行書寫；
A．化學平衡常數僅與溫度有關，溫度變化，平衡常數也變化；
B．注意物質的狀態(tài)；
C．改變固體的量，平衡不移動；
D．若增大平衡體系的壓強，則平衡向氣體體積減小的方向移動，由于反應在溶液中進行，故增大平衡體系的壓強，則平衡狀態(tài)不受影響；
（4）因為H₂A=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^-），結合水的電離H₂O?H⁺+OH^-，則c（H⁺）＞c（A^2-）結合來判斷．

解答： 解：（1）2CuFeS₂+O₂

高溫  .

Cu₂S+2FeS+SO₂，根據氧化還原反應化合價降低得電子是氧化劑，在該反應中，CuFeS₂的銅由+2價降低到+1價，O₂由0價降低到-2價，所以氧化劑為：CuFeS₂、O₂；在該反應中，S的化合價由-2價升高到+4價，失去6個電子，若有1molSO₂生成，則失去6mol電子；
故答案為：CuFeS₂、O₂；6mol；
（2）粗銅進行電解精煉可得精銅，粗銅作陽極，精銅作陰極；電解混合溶液時，陰極發(fā)生Cu²⁺+2e^-=Cu，可知陰極得到0.6mol電子，陽極發(fā)生：2Cl^--2e^-=Cl₂↑、4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，氯離子完全析出時，生成n（Cl₂）=0.2mol，轉移電子0.4mol，
則生成氧氣轉移電子0.2mol，消耗氫氧根0.2mol，所以陽極生成0.2molH⁺，則C（H⁺）=

0.2mol

2L

=0.1mol/L，所以PH=1，
故答案：精銅；1；
（3）平衡常數等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積，所以平衡常數K=

C(Cu 2 +)

C(Cu +) 2

；
對于該平衡A．由于化學平衡常數僅與溫度有關，溫度變化，平衡常數也變化，故A錯誤；
B．銅是固體，所以加水稀釋相同的倍數時根據平衡常數不變可以判斷平衡正方向移動，故B錯誤；
C．改變固體的量，平衡不移動，故C錯誤；
D．若增大平衡體系的壓強，則平衡向氣體體積減小的方向移動，由于反應在溶液中進行，故增大平衡體系的壓強，則平衡狀態(tài)不受影響，故D正確；
故答案：K=

C(Cu 2 +)

C(Cu +) 2

；D；
（4）因為H₂A=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為c（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^-）；

點評：本題考查了元素化合物的性質、電化學、平衡常數、化學平衡移動、離子濃度比較等知識點，明確習題中的信息是解答本題的關鍵，注意二元酸的兩步電離特點（4）為解答的難點，難度較大．