Question

(16分)金属铝、铁、铜及其化合物与生产、科研关系密切。

（1）工业上可用铝与软锰矿(主要成分为MnO₂)反应冶炼金属锰。用化学方程式表示其冶炼原理________。

（2）工业上，采用石墨、铁棒作为电极，电解除去废水中的CN^—(C为+4价。下同)，装置如图所示，通电过程中，阴、阳两极均有无色无味的气体产生，阳极区两种离子的放电产物会进一步发生反应，其方程式为C1₂+CNO^—+OH^— →□+Cl^—+CO₃^2-+H₂O(未配平)。

①铁电极应连接直流电源的________________(填写电极名称)。

②上述反应方程式配平后“□”内应填写_______。

③阴极产物有______，阳极上发生的电极反应为2Cl^--2e^-=Cl₂↑和______。

（3）用CuSO₄溶液为电解质溶液，进行粗铜(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等杂质)的电解精炼。下列说法错误的是___________(填写字母代号)。

a．电能全部转化为化学能     

b.粗铜接电源正极，发生氧化反应

c．溶液中Cu²⁺向阳极移动     

d．利用阳极泥可回收Ag、Pt、Au等金属

（4）硫酸铝铵水溶液呈酸性，是因为________(填写离子符号)发生了水解；常温下浓度均为0.1 mol·L^-1硫酸铝和硫酸铝铵两种水溶液，c(Al³⁺)较大的是________(填“硫酸铝铵”或“硫酸铝”)溶液。

Answer

（1）4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn；

（2）①负极；②N2；③H2、NaOH，CN－＋2OH－－2e－=CNO－＋H2O；

（3）ac；

（4）NH4＋、Al3＋，硫酸铝铵。

【解析】

试题分析：（1）工业上常用铝热反应放出大量的热制取一些熔点高的金属，4Al＋3MnO22Al2O3＋3Mn；（2）①阴阳两极上均有气体产生，根据电解池的放电顺序，铁不参加反应，作阴极连接电源的负极；②阳极上产生无色无味的气体，根据反应元素守恒，缺少的是N2，3Cl2＋2CNO－＋8OH－=6Cl－＋2CO32－＋4H2O＋N2；③阴极上阳离子放电，因产生无色无味的气体，应是H＋放电2H＋＋2e－=H2↑，根据阳极区两种离子的放电产物的化学反应，阳极上的产物是Cl2、CNO－，CN－中C的价态是＋4价，N的价态是－5价，CNO－中C＋4价、N－3价、O－2价，CN－－2e－→CNO－，根据反应前后电荷守恒，OH－作为反应物参加反应，生成H2O，所以电极反应式：CN－＋2OH－－2e－=CNO－＋H2O；（3）a、电能在转化过程中一部分转化成了热能，错误；b、粗铜提纯，根据电解池的工作原理，应失电子被氧化，因此粗铜接电源的正极，发生氧化反应，正确；c、电解池工作原理：阳离子向阴极移动、阴离子向阳极移动，错误；d、粗铜中含有Ag、Au、Pt等金属，因为活泼性比铜弱，不参与电解，作为沉淀沉降出来，可以回收这些金属，正确，因此答案ac符合题意；（4）硫酸铝铵属于强酸弱碱盐，其中NH4＋、Al3＋水解，NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，硫酸铝铵相当于向硫酸铝溶液中加入NH4＋，抑制了Al3＋的水解，因此硫酸铝铵中c(Al3＋)大。

考点：考查铝热反应、电解池、氧化还原反应的配平、精炼铜、盐类水解等知识。