Question

10．电解精炼铜的阳极泥中含有多种贵重金属，从中提取金、银、铂的一种工艺如下：

（1）王水是浓盐酸和浓硝酸的混合液，其体积比为3：1．
（2）滤渣的成分是AgCl，反应Ⅰ中肼（N₂H₄）的作用是做还原剂．
（3）反应Ⅱ的离子方程式为2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；当生成19.7gAu时，25℃和101kPa下反应消耗3.675L SO₂（此条件下的气体摩尔体积为24.5L/mol，相对原子质量Au：197）．
（4）电解法精炼银时，粗银应与直流电源的正极（填“正”或“负”）相连，当用AgNO₃ 和HNO₃ 混合溶液做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体，则产生该现象的电极反应式为2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O．
（5）完成下面化学反应方程式：
3（NH₄）₂PtCl₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+3Pt+16HCl↑+2NH₄Cl
（6）金和浓硝酸反应的化学方程式为：Au+6HNO₃（浓）=Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，
但该反应的平衡常数很小，所以金和浓硝酸几乎不反应，但金却可以溶于王水，原因是王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺与Cl^-可生成AuCl₄^-，使该平衡中Au³⁺浓度降低，平衡正移，金即可溶于王水．

Answer 1

分析 粗铜中含金、银、铁、镍、锌等杂质，电解时铜、铁、镍、锌被氧化，金、银、铂作为阳极泥而沉淀下来，王水溶解后得到金铂的溶液和AgCl沉淀，过滤后的氯化银滤渣用氨水溶解氯化银变为银氨溶液，最后用N₂H₄将其还原为银，滤液中通入二氧化硫具有还原性，被氧化为硫酸，金的络离子被还原为金属金，过滤得到滤液中 含PtCl₆^2-，加入固体氯化铵得到沉淀（NH₄）₂PtCl₆，受热分解得到金属Pt，
（1）根据王水的组成分析判断；
（2）王水溶解后得到金铂的溶液和AgCl沉淀，过滤后的氯化银滤渣用氨水溶解氯化银变为银氨溶液，最后用N₂H₄将其还原为银；
（3）银镜流程变化故选结合反应物和生成物的离子和物质，分析化合价变化，银镜氧化还原反应的电子守恒计算分析书写，依据化学方程式电离关系计算标准状况下生成的二氧化硫气体；
（4）电解法精炼银时粗银做电解池阳极，精银做电解池阴极，含银离子的盐溶液做电解质溶液，依据粗银提纯的原理分析判断电极，当用AgNO₃和HNO₃混合溶液做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体，是硝酸根离子失电子发生还原反应，结合电极反应书写方法写出；
（5）（NH₄）₂PtCl₆受热分解得到金属Pt，其中元素化合价变化的是铂元素化合价降低，需要元素化合价升高的应是氮元素，-3价变化为0价；
（6）依据王水组成，结合平衡移动方向分析判断．

解答 解：（1）王水的组成是浓盐酸和浓硝酸按照3：1混合组成的混合物，故答案为：浓盐酸和浓硝酸，3：1；
（2）粗铜中含金、银、铁、镍、锌等杂质，电解时铜、铁、镍、锌被氧化，金、银、铂作为阳极泥而沉淀下来，王水溶解后得到金铂的溶液和AgCl沉淀，过滤后的氯化银滤渣用氨水溶解氯化银变为银氨溶液，最后用N₂H₄将其还原为银，
故答案为：AgCl，做还原剂；
（3）依据流程转化关系，二氧化硫具有还原性，被氧化为硫酸，金的络离子被还原为金属金，依据氧化还原反应的电子守恒分析计算写出离子方程式为：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺，当生成19.7gAu时物质的量=$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol，
3SO₂～2Au
3       2
n        0.1mol
n=0.15mol
此条件下的气体摩尔体积为24.5L/mol，25℃和101kPa下反应消耗二氧化硫气体体积=24.5L/mol×0.15mol=3.675g，
故答案为：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺，3.675；
（4）电解法精炼银时，粗银做阳极与电源正极相连，精银做阴极，含银离子的硝酸银做电解质溶液，当用AgNO₃和HNO₃混合溶液做电解质溶液时，发现阴极有少量红棕色气体二氧化氮生成，电极反应是在阴极上硝酸根离子被还原生成二氧化氮，电极反应为NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案为：正；NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂↑+H₂O；
（5）（NH₄）₂PtCl₆受热分解得到金属Pt，其中元素化合价变化的是铂元素化合价降低，需要元素化合价升高的应是氮元素，-3价变化为0价，结合电子守恒和原子守恒配平得到化学方程式为：3（NH₄）₂PtCl₆ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+3Pt+16HCl↑+2NH₄Cl，
故答案为：3，2N₂，3，16，2；
（6）金和浓硝酸反应，但该反应的平衡常数很小，所以金和浓硝酸几乎不反应，但金却可以溶于王水，王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺与Cl^-可生成AuCl₄^-，使该平衡Au+6HNO₃（浓）=Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O中Au³⁺浓度降低，平衡正移，金即可溶于王水，
故答案为：王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺与Cl^-可生成AuCl₄^-，使该平衡中Au³⁺浓度降低，平衡正移，金即可溶于王水．

点评 本题考查了金属精炼原理的应用，银氨溶液和含醛基的反应离子方程式的书写，氧化还原反应的分析判断，平衡移动的影响因素分析，题目难度中等．