题目内容
【题目】精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如图:
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已知:ⅰ分金液中含金离子主要成分为[AuCl4]-;分金渣的主要成分为AgCl;
ⅱ分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-
ⅲ“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。
Cu | Au | Ag | Ni | |
浸出率/% | 85.7 | 0 | 4.5 | 93.5 |
(1)由表中数据可知,Ni的金属性比Cu____。分铜渣中银元素的存在形式为_________(用化学用语表示)。
(2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为____。
(3)Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示。
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“沉银”时,需加入硫酸调节溶液的pH=4,分析能够析出AgCl的原因为__。调节溶液的pH不能过低,理由为__(用离子方程式表示)。
(4)工业上,用镍为阳极,电解0.1mol/LNiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示:
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为获得髙纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为_____g/L,当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有无色无味气体生成,导致阴极电流效率降低,该气体为_____。
【答案】强 Ag、AgCl 2Au+ClO3-+7Cl+6H+=2[AuCl4]-+3H2O 分银液中存在[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-,加H2SO4至pH=4,SO32-转化为HSO3-,c(SO32-)减小,平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl SO32-+2H+=SO2↑+H2O 10 H2
【解析】
铜阳极泥加入硫酸、过氧化氢和氯化钠的混合物进行分铜,“分铜”时,单质铜发生反应是铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化生成硫酸铜和水,“分铜”时加人足量的NaCl的主要作用为使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣,加入盐酸和氯酸钠分金,分金液的主要成分为[AuCl4]-,“分金”时,单质金发生反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]-,分金渣加入亚硫酸钠过滤得到分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-平衡,加入硫酸沉银,促使[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl-反应生成AgCl。
(1)①浸出率数据得到,Ni金属性强于Cu,“分铜”时,单质铜发生反应是铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,“分铜”时加人足量的NaCl的主要作用为:使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣,避免银元素的损失,分铜渣中银元素的存在形式为Ag、AgCl;
故答案为:强; Ag、AgCl;
(2)分金液的主要成分为[AuCl4]-,“分金”时,单质金发生反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]-,反应的离子方程式为:2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O,
故答案为:2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O;
(3)分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-,分银液中存在[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-,加H2SO4至pH=4,SO32-转化为HSO3-,c(SO32-)减小,平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl ;若溶液的pH太低,溶液的酸性太强,亚硫酸根离子会转化为二氧化硫气体而逸出,离子方程式:SO32-+2H+=SO2↑+H2O ;
故答案为:分银液中存在[Ag(SO3)2]3-
Ag++2SO32-,加H2SO4至pH=4,SO32-转化为HSO3-,c(SO32-)减小,平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl ;SO32-+2H+=SO2↑+H2O ;
(4)根据图可知,NH4Cl的浓度为10g·L-1时,镍的成粉率最高,所以NH4Cl的浓度最好控制为10 g·L-1,当NH4Cl浓度大于15g·L-1时,阴极有气体生成,阴极发生还原反应,阴极生成的气体为氢气,溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,阴极电极反应式为:2H++2e-=H2↑或NH4++2H2O+2e-=2NH3·H2O+H2↑,产生气体为氢气;
故答案为:10;H2。
【题目】某学习小组通过下列装置探究MnO2与FeCl36H2O能否反应产生Cl2。
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资料:FeCl3是一种共价化合物,熔点306℃,沸点315℃。
ⅰ.实验操作和现象:
操作 | 现象 |
点燃酒精灯,加热 | i.A中部分固体溶解,上方出现白雾 ii.稍后,产生黄色气体,管壁附着黄色液滴 iii.B中溶液变蓝 |
ⅱ.分析现象的成因:
(1)现象i中的白雾是______,用化学方程式和必要的文字说明白雾的形成原因是______。
(2)分析现象ii,该小组探究黄色气体的成分,实验如下:
a.直接加热FeCl3·6H2O,产生白雾和黄色气体。
b.将现象ii和a中的黄色气体通入KSCN溶液,溶液均变红。通过该实验说明现象ii中黄色气体含有______。
(3)除了氯气可使B中溶液变蓝外,该小组还提出其他两种可能的原因:
可能原因①:实验b检出的气体使之变蓝;
反应的离子方程式是______。
可能原因②:______;
反应的离子方程式是______。
(4)为进一步确认黄色气体中是否含有Cl2,小组提出两种方案,均证实了Cl2的存在。
方案1 | 在A、B间增加盛有某种试剂的洗气瓶C | B中溶液变为蓝色 |
方案2 | 将B中KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液;检验Fe2+ | B中溶液呈浅橙红色;未检出Fe2+ |
①方案1的C中盛放的试剂是______,从化学平衡原理的角度加以解释______。
②方案2中检验Fe2+的最佳试剂是______,若存在Fe2+,则现象是______。
③综合方案1、2的现象,说明方案2中选择NaBr溶液的依据是______。
(5)将A中产物分离得到Fe2O3和MnCl2,A中产生Cl2的化学方程式是______。
【题目】如图所示装置中观察到电流计指针偏转,M棒变粗、N棒变细,以此判断下表中所列M、N、P物质,其中可以成立的是
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选项 | M | N | P |
A | 锌 | 铜 | 稀硫酸溶液 |
B | 铜 | 铁 | 稀盐酸溶液 |
C | 银 | 锌 | 硝酸银溶液 |
D | 锌 | 铁 | 硝酸铁溶液 |
A.AB.BC.CD.D