题目内容
冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜，以提高铜的使用价值，扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。)
请完成下列问题：
(1)一般来说，电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是__________，写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式________________________________。
(2)如果转移0.020 mol e－，下列说法中一定正确的是________。
①阴极质量增加0.64 g ②阳极质量减少0.64 g
③电解质溶液的质量保持不变 ④电解质溶液的温度保持不变
答案 (1)H＋和Cu2＋ Cu2＋＋2e－—→Cu
(2)①
解析 电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液，其中的阳离子是H＋和Cu2＋。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋、H＋和Cu2＋中放电能力Cu2＋最强，所以在阴极上放电的只有Cu2＋，当有0.020 mol e－转移时阴极增加
×64 g·mol－1＝0.64 g。Ag和Au都不能放电，只是以固态单质的形式沉积于电解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相对原子质量比Cu大的，也有相对原子质量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu，首先在阳极上被溶解，因此阳极上放电的不只是铜，阳极质量减少量不固定，电解质溶液的质量也不会保持不变。
在电解精炼铜的过程中，能量转化的形式主要是电能转化为化学能，但也有电能转化为热能，电解质溶液的温度肯定会变化。
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