题目内容

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
正
正
极相连．阴极上的电极反应式为
Cu2++2e=Cu
Cu2++2e=Cu

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：
3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O
3Ag+4HNO3（稀）=3AgNO3+NO↑+2H2O

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：
浓盐酸中含有大量的氯离子，Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子，平衡常数很大，进行很完全，反应①中Au3+离子的浓度显著下降，平衡向右移动，则金可以溶于王水中．
浓盐酸中含有大量的氯离子，Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子，平衡常数很大，进行很完全，反应①中Au3+离子的浓度显著下降，平衡向右移动，则金可以溶于王水中．

（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
0.5
0.5
mol?L-1，
Ⅴ．则100mL滤液中Fe2+的浓度为
0.6
0.6
mol?L-1．
分析：Ⅰ、电解精炼铜时，精铜做阴极，粗铜作阳极，阴极上是铜离子得电子；金属银可以和硝酸反应得到硝酸银以及水和一氧化氮；
Ⅲ、金离子可以和氯离子之间发生反应，形成稳定的AuCl4-离子，可以根据化学平衡移动原理来解释；
Ⅳ、根据化学反应原理结合原子守恒的思想来计算回答；
Ⅴ、根据化学反应原理结合原子守恒的思想来计算回答．
解答：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；Cu2++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++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O，故答案为：3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O；
Ⅲ、根据表中的信息，Au+6HNO3（浓）=Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O，并且Au3++4Cl-=AuCl4-，在王水中，含有浓硝酸和浓盐酸，浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-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，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-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．
点评：本题涉及有关电解精炼铜、化学平衡移动原理以及物质的含量的测定的综合知识，考查角度广，难度较大．
练习册系列答案
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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：
电解时，粗铜应与电源的
正
正
极相连．阴极上的电极反应式为
Cu2++2e═Cu
Cu2++2e═Cu
．电解过程中，硫酸铜的浓度会
变小
变小
（选填：变大、不变、变小）．
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：
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离子方程式：
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
．
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
从中可知，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：
浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中
浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应1平衡向右移动，则金溶于王水中
．
（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：

则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为
0.5
0.5
mol?L-1，Fe2+的浓度为
0.1
0.1
mol?L-1．

(14分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（杂质与酸不反应）。某化学兴趣小组在实验室条件下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：
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  ▲ （选填：变大、不变、变小）。
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：
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离子方程式：  ▲   。残渣含有极少量的黄金。为了回收金，他们查阅了有关资料（见下表）：

序号
反应
化学平衡常数
1
Au + 6HNO3（浓） Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O
<< 1
2
Au3+ + 4Cl- =" " AuCl4-
>>1
 
从资料中可知，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），请你从化学平衡移动的角度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：

则100mL滤液中Cu2+的浓度为  ▲   mol·L-1，Fe2+的浓度为 ▲  mol·L-1

（8分）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：电解时，阴极上的电极反应式为                    ；

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：

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离子方程式：              。

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

 

从中可知，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：

则100ml滤液中Fe2+的浓度为          mol·L-1

 

(14分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（杂质与酸不反应）。某化学兴趣小组在实验室条件下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：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     （选填：变大、不变、变小）。[来源:七彩教育网]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：

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离子方程式：

                                                               。

残渣含有极少量的黄金。为了回收金，他们查阅了有关资料（见下表）：

序号

反应

化学平衡常数

1

Au + 6HNO3（浓） Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O

<< 1

2

Au3+ + 4Cl- =  AuCl4-

>>1

从资料中可知，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），请你从化学平衡移动的角度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：

则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为         mol·L-1 ，Fe2+的浓度为         mol·L-1

 

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