题目内容

通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适合电器及其他仪器使用，必须进行电解精炼．表1为几种物质的溶度积．
表1：几种物质的溶度积
物 质 Fe（OH）2 Fe（OH）3 Zn（OH）2 Cu（OH）2
溶度积Ksp 8.0×10-16 4.0×10-38 3×10-17 2.2×10-20
（1）在精炼铜时，阳极是
 
（填“纯铜板”或“粗铜板”）；金、银失电子能力比铜弱，因此以单质的形式沉积在电解槽
 
（填“阳极”或“阴极”）的槽底，阴极电极反应方程式是
 
．
（2）在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐减少，c（Fe2+）、c（Zn2+）会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+．甲同学设计了除杂方案（见图）．
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①试剂a是
 
，加入试剂a的目的是
 
．
②操作①是
 
，根据溶度积，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是
 
．
③乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7～8，可使Fe3+生成Fe（OH）3沉淀而除去．”乙同学认为甲同学的除杂方案中也应该将溶液pH调至7～8．你认为乙同学的建议是否正确？（填“是”或“否”）
 
，
理由是
 
．
分析：（1）利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极，已知金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥；
（2 ）①双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，且不会引进杂质离子；
②实现固体和液体的分离采用的方法是过滤，调节pH时溶度积小的先形成沉淀析出；
③加入氨水调节pH至7～8，根据Ksp[Cu（OH）2]求出溶液中的铜离子浓度，来分析判断．
解答：解：（1）利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极，这几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中金属锌和铁会先于金属铜失电子，而Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥沉降下来，在阴极上铜离子得电子，其电极反应式为Cu2++2e-=Cu，
故答案为：粗铜板；阳极；Cu2++2e-=Cu；
（2 ）①双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，且不会引进杂质离子，
故答案为：H2O2；把Fe2+氧化成Fe3+；
②实现固体和液体的分离采用的方法是过滤，在除杂过程中，将Fe2+氧化为Fe3+，然后调节PH，由于Fe（OH）3的溶度积最小，所以最先析出，即除去的离子是，
Fe2+，
故答案为：过滤；Fe2+；
③加入氨水调节pH至7～8后，溶液中c（OH-）≈10-6mol/L，则溶液中c（Cu2+）=
Ksp[Cu(OH)2]
c2(OH-)
=
2.2×10-20
(10-6)2
=2.2×10-8mol/L，所以当溶液PH调至7～8时，溶液中铜离子转化为沉淀；
故答案为：否；pH=7～8时Cu2+会转化为Cu（OH）2．
点评：本题是一道关于电化学知识相结合的综合知识考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度较大，要注意Ksp的应用和电极方程式的书写方法．
练习册系列答案
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通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适于电器及其他许多工业使用，必须进行电解精炼．
（1）在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等
否
否
（填“是”或“否”）；阳极下面沉积金属的成分主要是
金、银
金、银
．
（2）在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐下降，c（Fe2+）、c（Zn2+）会逐渐
增大
增大
，所以需要定时除去其中的Fe2+、Zn2+．甲同学设计了下列除杂方案I（见下图）．
请参照下表给出的数据，回答下列问题：
物    质 Fe（OH）2 Cu（OH）2 Fe（OH）3 Zn（OH）2
开始沉淀时的pH 7.6 5.2 2.7 8.0
完全沉淀时的pH 9.6 6.7 3.7 11.0
①试剂a是
H2O2
H2O2
，其目的是
把Fe2+氧化成Fe3+
把Fe2+氧化成Fe3+
．
②操作①调节pH至b，b的取值范围是
3.7-5.2
3.7-5.2
．
③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂
BCE
BCE
．
A．NaOH   B．CuO  C．Cu（OH）2   D．NH3?H2O  E．Cu2（OH）2CO3
④操作②是
过滤
过滤
，方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是
Zn2+
Zn2+
．
（3）乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7-8，可使Fe3+生成
Fe（OH）3沉淀而除去．”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8．你认为乙同学的建议是否正确？
否
否
（填“是”或“否”）理由是
pH=7～8时Cu2+会转化为Cu（OH）2
pH=7～8时Cu2+会转化为Cu（OH）2
．

（12分）通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适于电器及其他许多工业使用，必须进行电解精炼。
⑴在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等   ▲  （填“是”或“否”）；阳极下面沉积金属的成分主要是   ▲    。
⑵在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐下降，c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐   ▲  ，所以需要定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了下列除杂方案I（见下图）。

请参照下表给出的数据，回答下列问题：

物   质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Zn(OH)2
开始沉淀时的pH
7.6
5.2
2.7
8.0
完全沉淀时的pH
9.6
6.7
3.7
11.0
①试剂a是      ▲      ，其目的是      ▲      。
②操作①调节pH至b，b的取值范围是  　▲　     。
③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂　　　▲　　　。
A．NaOHB．CuOC．Cu(OH)2D．NH3·H2O E．Cu2(OH)2CO3
④操作②是    ▲    ，方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是   ▲   。
⑶乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7-8，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8。
你认为乙同学的建议是否正确？    ▲   （填“是”或“否”）理由是     ▲     。

（8分）I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜，为此以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯。

表：几种物质形成沉淀时的pH

物质

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Zn(OH)2

Cu(OH)2

开始沉淀时的pH

7.6

2.7

5.7

4.7

完全沉淀时的pH

9.7

3.7

8.5

7.3

（1）在精炼铜时，阴极电极反应方程式为             ；金、银以单质的形式沉积在电解槽                （填“阳极”或“阴极”）的槽底。

（2）在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐降低，c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了如下除杂流程：

①试剂a最好选用           （填写序号），加入试剂a的目的是          。

a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水

②操作①是             ，根据上表数据分析，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是

           （填化学式）。

II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水（pH=2.0，密度为1g·mL-1）中含有Ag+、Pb2+等重金属离子，其浓度约为0.01mol·L-1，排放前拟用沉淀法回收这两种金属，查找有关数据如下：

难溶电解质

AgI

AgOH

Ag2S

PbI2

Pb(OH)2

PbS

Ksp

8.3×10-17

5.6×10-8

6.3×10-50

7.1×10-9

1.2×10-15

3.4×10-28

（1）你认为往废水中投入            （填字母序号）沉淀的效果最好

a、NaOH    b、Na2S    c、KI    d、Ca（OH）2

（2）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb2+)=         

 

（12分）通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适于电器及其他许多工业使用，必须进行电解精炼。

⑴在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等   ▲   （填“是”或“否”）；阳极下面沉积金属的成分主要是   ▲     。

⑵在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐下降，c(Fe2+)、c(Zn2+)会逐渐   ▲   ，所以需要定时除去其中的Fe2+、Zn2+。甲同学设计了下列除杂方案I（见下图）。

请参照下表给出的数据，回答下列问题：

物    质

Fe(OH)2

Cu(OH)2

Fe(OH)3

Zn(OH)2

开始沉淀时的pH

7.6

5.2

2.7

8.0

完全沉淀时的pH

9.6

6.7

3.7

11.0

①试剂a是      ▲       ，其目的是      ▲       。

②操作①调节pH至b，b的取值范围是   　▲　      。

③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂　　　▲　　　。

A．NaOH   B．CuO  C．Cu(OH)2   D．NH3·H2O  E．Cu2(OH)2CO3

④操作②是    ▲     ，方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是   ▲    。

⑶乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7-8，可使Fe3+生成Fe(OH)3沉淀而除去。”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8。

你认为乙同学的建议是否正确？    ▲    （填“是”或“否”）理由是     ▲      。

 

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