Question

4．从含银、铜、金和铂的金属废料中提取金、银、铂的一种工艺如下：

根据以上工艺回答下列问题：
（1）电解时，以金属废料为阳极，纯铜为阴极，CuSO₄溶液为电解液，写出电解方程式：
阳极：Cu-2e^-=Cu²⁺；
阴极：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）写出步骤（4）的离子反应方程式：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；
（3）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，试简要解释之：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 金属废料电解得到阳极泥加入王水，金、铂溶解生成络合物，银离子生成氯化银沉淀，过滤后，在滤液中通入二氧化硫适量过滤得到金和铂的氯化物，加入固体氯化铵生成（NH₄）₂PtCl₆，加热得到铂；氯化银加入过量氨水得到银氨络合物，溶液中加入肼得到金属银，
（1）金属精炼的原理分析判断，含银、铜、金和铂的金属废料，含金、银、铂的非金属做电解池的阳极，活泼金属铜失电子形成金属离子进入溶液，铜离子在阴极得到电子生成Cu，不活泼金属形成阳极泥进行工业分离；根据生成的Cu与转移电子的关系求算；
（2）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；
（3）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^-，王水组成，结合平衡移动方向分析判断；

解答 解：（1）金属废料中含银、铜、金和铂，利用电解原理分类应用，结合金属精炼原理分析可知，金属废料做电解池阳极，其中铜失电子发生氧化反应：Cu-2e^-=Cu²⁺；铜离子在阴极得到电子生成Cu，Cu²⁺+2e^-=Cu，工作一段时间后测得导线上通过了3.01×10²⁴个e^-，则电子的物质的量为5mol，
根据Cu²⁺+2e^-=Cu可知，转移5mol电子生成2.5molCu，所以生成Cu的质量为2.5mol×64g/mol=160g；
故答案为：Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）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，
故答案为：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；
（3）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．