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已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应).某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定.步骤一:电解精制:请回答以下问题:Ⅰ.电解时,粗铜应与电源的 极相连.阴极上的电极反应式为 电解过程中,硫酸铜的浓度会变小,原因是锌,铁与硫酸铜发生置换反应.步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:(1)阳极泥的综合利用:Ⅱ.稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的化学方程式: 残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些极其重要的信息: 序号 反应 平衡常数 ① Au+6HNO3(浓)?Au(NO3)3+3NO2+3H2O <<1 ② Au3++4Cl-?AuCl4- >>1 Ⅲ.从平衡常数的大小可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1:3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因: (2)滤液含量的测定:以下是该小组探究滤液的一个实验流程:Ⅳ.则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为 mol?L-1,Ⅴ.则100mL滤液中Fe2+的浓度为 mol?L-1.试题及答案-填空题-云返教育
试题详情
已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应).某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定.
步骤一:电解精制:
请回答以下问题:
Ⅰ.电解时,粗铜应与电源的
极相连.阴极上的电极反应式为
电解过程中,硫酸铜的浓度会变小,原因是锌,铁与硫酸铜发生置换反应.
步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:
(1)阳极泥的综合利用:
Ⅱ.稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的化学方程式:
残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些极其重要的信息:
序号
反应
平衡常数
①
Au+6HNO
3
(浓)?Au(NO
3
)
3
+3NO
2
+3H
2
O
<<1
②
Au
3+
+4Cl
-
?AuCl
4
-
>>1
Ⅲ.从平衡常数的大小可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1:3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因:
(2)滤液含量的测定:
以下是该小组探究滤液的一个实验流程:
Ⅳ.则100mL滤液中Cu
2+
的浓度为
mol?L
-1
,
Ⅴ.则100mL滤液中Fe
2+
的浓度为
mol?L
-1
.
试题解答
正:
Cu
2+
+2e=Cu
:
3Ag+4HNO
3
(稀)=3AgNO
3
+NO↑+2H
2
O
:
浓盐酸中含有大量的氯离子,Au
3+
离子和氯离子可以形成稳定的AuCl
4
-
离子,平衡常数很大,进行很完全,反应①中Au
3+
离子的浓度显著下降,平衡向右移动,则金可以溶于王水中.
:0.5:0.6
解:Ⅰ、在电解精炼铜时,阳极反应是金属锌、铁、镍等先失电子,阴极上是铜离子得电子产生铜,精铜做阴极,粗铜作阳极,故答案为:正;Cu
2+
+2e=Cu;
金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,即3Ag+4H
+
+NO
3
-
=3Ag
+
+NO↑+2H
2
O,故答案为:3Ag+4H
+
+NO
3
-
=3Ag
+
+NO↑+2H
2
O;
Ⅲ、根据表中的信息,Au+6HNO
3
(浓)=Au(NO
3
)
3
+3NO
2
↑+3H
2
O,并且Au
3+
+4Cl
-
=AuCl
4
-
,在王水中,含有浓硝酸和浓盐酸,浓盐酸含有大量氯离子,Au
3+
离子与氯离子形成稳定的AuCl
4
-
离子,使反应2平衡向右移动,则金溶于王水中,故答案为:浓盐酸含有大量氯离子,Au
3+
离子与氯离子形成稳定的AuCl
4
-
离子,使反应②平衡向右移动,则金溶于王水中;
(2)Ⅳ、100mL的滤液中含有亚铁离子、铜离子、锌离子,当加入足量的金属Fe以后,会将金属铜全部置换出来,所以生成的3.2g金属是Cu,所以铜离子的浓度c=
n
V
=
0.05mol
0.1L
=0.5 mol/L,故答案为:0.5;
Ⅴ、亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,在空气中更易被氧化为氢氧化铁,受热分解生成的氧化铁的质量是4.8g,根据原子守恒,亚铁离子的物质的量是:
4.8g
160g/mol
×2=0.06mol,所以亚铁离子的浓度c=
n
V
=
0.06mol
0.1L
=0.6mol/L,故答案为;0.6.
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铜的电解精练
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