Question

8．已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和其它杂质（杂质与酸不反应）．
（1）电解精炼铜后所得的阳极泥的综合利用：
①用稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，写出该步反应的离子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O
②残渣含有极少量的黄金．经过查阅有关资料，了解到一些有关金的知识如下：

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

从中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与浓盐酸按体积比1：3的混合物），请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
（2）电解后废液的测定：以下是该小组探究废液的一个实验流程：

①锌同铝一样，都是活泼金属，其氢氧化物既能溶于强酸生成Zn²⁺，又能溶于强碱生成ZnO₂^2-．写出锌和氢氧化钠溶液反应的离子方程式Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑
②100mL废液中Cu²⁺的浓度为0.5mol•L^-1，Fe²⁺的浓度为0.1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①阳极泥中的Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水；
②金属银可以和硝酸反应得到硝酸银以及水和一氧化氮；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；
（2）①锌和氢氧化钠的反应与金属铝和氢氧化钠的反应相似；
②100mL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，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，结合原子守恒计算．

解答 解：（1）①在电解精炼铜时，阳极反应是锌、铁、Cu等先失电子，阴极上是铜离子得电子产生铜，Cu²⁺+2e=Cu，阳极泥中的Ag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；
②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1平衡向右移动，则金溶于王水中；
（2）①根据题干信息得锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：Zn+2NaOH+2H₂O=Na₂[Zn（OH）₄]+H₂↑，其反应的离子方程式为：Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑；
故答案为：Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑；
②100mL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=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{3.2}{64}mol}{0.1L}$mol/L=0.5 mol/L，
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：$\frac{4.8g}{160g/mol}$×2=0.06mol，所以加入铁粉后的滤液中亚铁离子的浓度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.06mol}{0.1L}$=0.6mol/L，由于加入了铁粉，铁与溶液中的铁离子反应生成了亚铁离子，所以100mL滤液中亚铁离子的浓度为：0.6mol/L-0.5 mol/L=0.1mol/L，
故答案为：0.5；0.1．

点评 本题考查了反应原理和元素化合物的性质，涉及了电解精炼铜、化学平衡移动原理以及、有关物质的量的计算、金属元素化合物的性质，题目考查角度广，难度中等，注意把握平衡原理的应用以及原子守恒在计算中的应用方法．