解析(1)焙烧时铜元素化合价不变，硫元素化合价升高，而氧元素化合价降低，根据得失电子守恒不难写出化学方程式。(2)焙烧后的CuO溶于H2SO4生成CuSO4，用铁置换后得到的滤液为FeSO4溶液。(3)过滤得到的滤渣是生成的Cu和过量的Fe，加入溶液A淘洗是为了除去铁，而铜不反应，故溶液A是稀硫酸。(4)①根据题目信息，该反应方程式为Cu＋2HNO3＋H2O2===Cu(NO3)2＋2H2O，则理论上消耗HNO3与H2O2的物质的量之比为2∶1；②若不用H2O2，则反应的离子方程式见答案。(5)从溶液中获得Cu(NO3)2晶体的方法是蒸发浓缩、冷却结晶，但由图提供的信息，冷却的温度要略高于26.4 ℃，否则得到的是Cu(NO3)2·6H2O晶体。
600 ℃
答案 (1)2CuS＋3O2=====2CuO＋2SO2 (2)FeSO4 (3)a (4)①2∶1
②Cu＋4H＋＋2NO－3===Cu2＋＋2NO2↑＋2H2O (5)蒸发浓缩，降温至温度略高于26.4 ℃结晶
2.湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。一种由铜镉渣生产金属镉的流程如下：
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L－1计算)：
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cd(OH)2 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH 1.5 3.3 6.5 9.9 7.2 9.5 (1)浸出过程中，不采用通入空气的方法进行搅拌，原因是防止将Cu氧化浸出，其离子方程式是_______________________________________ ______________________________________________________。
(2)除钴过程中，锌粉会与As2O3形成微电池产生AsH3，该微电池的正极反应式为____________________________________________________。 (3)除铁时先加入适量KMnO4，再加入ZnO调节pH。
①除铁过程中，理论上参加反应的物质n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝_________； ②除铁时加入ZnO控制反应液pH的范围为________。
(4)若上述流程中投入的KMnO4不足量，则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证：_________________________________________ ___________________________________________________________。 (5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是__________________________________________________________。 解析(1)铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉、钴，根据流程图分析知，加入稀硫酸时，除铜外，其余金属均被溶解，Cu在酸性条件下被O2被氧化生成Cu2＋。(2)锌粉与As2O3形成微电池时，Zn作负极，As2O3作正极，As2O3生成AsH3时，As由＋3价变成－3价，1 mol As2O3得12 mol e－，用H＋平衡电荷，配平反应。(3)①从流程知，“除铁”过程中，KMnO4转化成MnO2，Fe2＋被氧化生成Fe3＋，根据得失电子守恒知，n(KMnO4)～3n(Fe2＋)，则n(KMnO4)∶n(Fe2＋)＝1∶3；②铁元素以Fe(OH)3的形式沉淀，故pH＞3.3，但不能使Cd2＋沉淀，故pH＜7.2。(4)若加入的KMnO4不足，则溶液中仍存在Fe2＋，故可以加入H2O2将其氧化生成Fe3
＋
后，再加入KSCN溶液观察，若有红色出现，则说明含有铁元素。(5)电解CdSO4
溶液时，Cd2＋得电子生成Cd单质，OH－在SO24－之前放电，而OH－来自于H2O，OH－放电之后留下H＋，与SO24－结合成H2SO4，可循环利用于铜镉渣的溶解。 答案 (1)2Cu＋4H＋＋O2===2Cu2＋＋2H2O (2)As2O3＋12H＋＋12e－===2AsH3＋3H2O (3)①1∶3 ②3.3～7.2
(4)取样，向其中滴加H2O2后，再滴入KSCN溶液，若溶液变红，则待电解液中含有Fe元素 (5)H2SO4 3.(2017·
通
扬
泰
淮
三
调)以硫酸锰废液(主要含Mn2＋、H＋、SO24－，还含有少量Cl－、Zn2＋、Cu2＋)制取金属锰的流程如下：
(1)滤渣Ⅰ的主要成分是CuCl，潮湿条件下易被空气氧化。过滤Ⅰ操作时间不宜过长，其原因是____________________________________________
______________________________________________________(用离子方程式)。
(2)若过滤Ⅰ后所得滤液中Zn2＋和Cu2＋的浓度均为0.01
mol·L－1，加入(NH4)2S溶液，先析出CuS沉淀，则Ksp(ZnS)________Ksp(CuS)(填“＞”或“＜”)。除锌、铜时须控制溶液pH，pH过低，金属离子沉淀不完全，原因是
__________________________________________________________。 (3)写出电解过程中发生反应的化学方程式：____________________________。若不除去硫酸锰废液中的Cu2＋、Zn2＋、Cl－，则电解时会导致___________________________________________________________。
(4)向CuCl固体中加入一定量的NaCl溶液，反应过程中各粒子的物质的量随时间的变化如图所示。写出该反应过程中的离子方程式：________________(X用对应粒子的化学式表示)。
解析(1)过滤时间长，CuCl会被O2氧化，Cu＋被氧化为Cu2＋，根据Cu和O得失
电子守恒配平反应，用H＋平衡电荷。(2)先析出CuS，则Ksp(CuS)较小；Zn2＋、Cu2＋均可以与S2－生成相应的硫化物沉淀，若酸性过强，S2－会被转化为HS－或H2S，而使Zn2＋、Cu2＋不易转化为硫化物沉淀。(3)电解MnSO4生成Mn，OH－在SO24－之前放电，而生成O2，H2O电离出的OH－放电之后留下H＋，H＋与SO24－结合成H2SO4。电解质溶液中含有Cu2＋、Zn2＋、Cl－时，Cu2＋和Zn2＋也会放电生成Cu和Zn，得到的Mn不纯，Cl－在OH－之前放电生成Cl2，会污染环境。(4)从图像知，Na＋没有参与反应，Cl－和CuCl作为反应物浓度减小，X的浓度增大，则X为生成物，Cl－、CuCl和X的物质的量变化相等，所以这三种物质在反应方程式中的系数相同，由元素和原子守恒，可写出反应的化学方程式为CuCl＋Cl－
[CuCl2]－。
答案 (1)4CuCl＋O2＋4H＋===4Cu2＋＋4Cl－＋2H2O (2)＞
pH过低，H＋浓度大，与S2－生成难电离的HS－或H2S，溶液中S2－浓度减小 (3)2MnSO4＋2H2O
制得的锰不纯，生成氯气污染环境 (4)CuCl＋Cl－
[CuCl2]－
电解
=====
2Mn＋O2↑＋2H2SO4
4.以绿矾(FeSO4·7H2O)为原料制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下：
(1)“氧化”时发生反应的离子方程式为_________________________ ___________________________________________________。 (2)“合成”时生成Na2FeO4的离子方程式为_______________________ ___________________________________________________。 不同温度和pH下FeO24－在水溶液中的稳定性如下图所示。
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