Question

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．

Answer 1

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．