Question

硫、氮、稀土元素的單質(zhì)和化合物應(yīng)用廣泛．
I．工業(yè)上可以通過將輝銅礦（Cu₂S）在氧氣中焙燒制備銅單質(zhì)，該方法稱為火法煉銅．化學(xué)方程式如下：
Cu₂S+O₂ 

高溫  .

 2Cu+SO₂
該過程中，銅元素被

 

 （填“氧化”還是“還原”）成銅單質(zhì)．制1molCu需轉(zhuǎn)移

 

mol電子．
Ⅱ．①亞硝酸是一種不穩(wěn)定的弱酸，但其鹽的穩(wěn)定性較好．亞硝酸銨水溶液呈酸性，請用合適的化學(xué)用語結(jié)合文字解釋其原因：

 

；
②在亞硝酸銨溶液中所含離子濃度由大到小的順序依次為

 

．
Ⅲ．稀土元素是寶貴的戰(zhàn)略資源，鈰（Ce）是地殼中含量最高的稀土元素．如圖是其中一種提取鈰的工藝流程：

已知：i．焙燒后燒渣中含+4價(jià)的鈰及+3價(jià)的其它稀土氟氧化物；
ii．酸浸I的浸出液中含少量的+3價(jià)的鈰．
①在生產(chǎn)過程中，酸浸I 中會產(chǎn)生黃綠色氣體，污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備．產(chǎn)生黃綠色氣體的離子方程式是：

 

；若改成

 

，就可以避免在該步驟中出現(xiàn)這個污染問題．
②在操作I后的溶液中加入NaOH溶液是為了調(diào)節(jié)溶液pH值獲得Ce（OH）₃，測定該溶液pH值的操作是

 

③寫出流程中“氧化”步驟的化學(xué)反應(yīng)方程式：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題,元素及其化合物

分析：Ⅰ．標(biāo)注元素化合價(jià)變化，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的概念分析判斷，還原劑被氧化生成氧化產(chǎn)物，氧化劑被還原生成氧化產(chǎn)物，然后根據(jù)化合價(jià)的變化來確定移轉(zhuǎn)電子的物質(zhì)的量；
Ⅱ．①在亞硝酸銨溶液中，兩種弱離子都水解，銨根離子水解程度大于亞硝根離子，亞硝酸銨水溶液呈酸性；
②在亞硝酸銨溶液中，水解程度小的最大，水解程度大的第二，顯性的第三，最小的是隱性的；
Ⅲ①在生產(chǎn)過程中，酸浸I中會產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明Ce⁴⁺離子具有強(qiáng)氧化性，可將Cl^-氧化為Cl₂，酸不能是氧化性的酸，也不能是鹽酸；
②實(shí)驗(yàn)室測定PH的方法是撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比；
③由題目中“酸浸I的浸出液中含少量的+3價(jià)的鈰”可知，加入NaOH后生成Ce（OH）₃，NaClO將Ce（OH）₃氧化為Ce（OH）₄．

解答： 解：Ⅰ．Cu₂S+O₂=2Cu+SO₂，銅元素化合價(jià)從+1價(jià)降到0價(jià)，被還原，氧元素化合價(jià)從 0價(jià)降低到-2價(jià)，硫元素化合價(jià)從-2價(jià)升高到+4價(jià)，消耗1molCu₂S，電子轉(zhuǎn)移6mol，生成1mol的銅轉(zhuǎn)移3mol的電子，故答案為：還原，3；
II．①在亞硝酸銨溶液中，亞硝酸根和銨根分別可以發(fā)生水解反應(yīng)：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^- 和 NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，由于銨根的水解程度大于亞硝酸根的水解，所以溶液呈酸性，
故答案為：亞硝酸根和銨根分別可以發(fā)生水解反應(yīng)：NO₂^-+H₂O?HNO₂+OH^- 和 NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，由于銨根的水解程度大于亞硝酸根的水解，所以溶液呈酸性；
②在亞硝酸銨溶液中，水解程度小的最大，水解程度大的第二，顯性的第三，最小的是隱性的，所以c（NO₂^-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：（NO₂^-）＞c（NH₄⁺ ）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
Ⅲ①在生產(chǎn)過程中，酸浸I中會產(chǎn)生大量黃綠色氣體，說明Ce⁴⁺離子具有強(qiáng)氧化性，可將Cl^-氧化為Cl₂，為避免污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備，應(yīng)用硫酸酸浸，
故答案為：2Ce⁴⁺+2Cl^-=2Ce³⁺+Cl₂↑；用H₂SO₄酸浸；
②實(shí)驗(yàn)室測定PH的方法是撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比；
故答案為：撕下一小片pH試紙放在干燥潔凈的表面皿上，用玻璃棒蘸取該溶液點(diǎn)在pH試紙的中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比；
③NaClO將Ce（OH）₃氧化為Ce（OH）₄，其中NaCl為還原產(chǎn)物，方程式為2Ce（OH）₃+NaClO+H₂O=2Ce（OH）₄+NaCl，
故答案為：2Ce（OH）₃+NaClO+H₂O=2Ce（OH）₄+NaCl．

點(diǎn)評：本題既有常規(guī)知識的考查又有新情景題目的考查，常規(guī)題目涉及到氧化還原、鹽的水解和離子濃度大小比較；命題情景要求根據(jù)題意寫出有關(guān)反應(yīng)的方程式，做題時(shí)注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)正確判斷反應(yīng)物和生成物，用守恒的方法去書寫．