Question

下图为细菌冶铜和火法冶铜的主要流程。

(1) 硫酸铜溶液一般呈________(填“酸”、“碱”或“中”)性，原因是________ (用离子方程式表示）。写出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)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________100mL0.5 mol . L^－1 CuCl₂溶液，电解结朿时电路中一共转移了 0.03 mol电子，且阴极生成0. 64 g铜，则形成的低价阳离子的物质的量为________mol。

Answer

(1)酸（1分）；Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+(1分)；2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑（2分）

(2)节约能源、环保、设备简单、操作方便．工艺条什易控制、投资少、成本低(或适宜处理贫矿、废矿、尾矿、炉渣等)(或其他合理答案)(2分)

(3)①不正确(1分)；阴极不会产生氯气(2分)

②Cu2+、Cu+、Cl-、[CuCl2]-(只要写前三个即可)(2分)

③氯化亚铜；浓盐酸；氯化铜(所加|式剂顺序不对扣1分)(各1分)

④0.01(2分)

【解析】

试题分析：该题分为两部分，前一部分是课本上知识内容的应用，比较简单，后一部分为对新现象的探究，有一定难度。探究题在解答的过程中要注意对新信息的收集和联系课本已有知识，进行整合。在电解过程中阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，故在阴极上不可能生成氯气。根据新信息，多价态混合物质比单一物质颜色深，结合铜有+1、+2两个价态，可以进行相关猜测；然后根据CuCl的性质（溶于浓HCl）进行设计方案，探究。计算可以根据守恒法：生成0.01molCu，得到0.02mol电子，还有0.03=0.02=0.01mol电子为Cu2+得到电子生成Cu+，故生成Cu+为0.01mol。

考点：本题以电解产物进行相关的探究，考查元素及化合物知识、电解原理、氧化还原理论和化学计算等相关问题。