Question

13．金屬冶煉和處理常涉及電化學反應．
（1）冶煉或冶煉提純下列相應金屬時沒有采用到電解法的是a
a．Feb．Na       c．Cu      d．Al
（2）如圖1為電解精煉銀的示意圖，a（填a或b）極為含有雜質(zhì)的粗銀；電解過程中，若b極伴有少量無色氣體生成，在空氣中變紅棕色，則生成氣體的電極反應式為NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O．
（3）銀白光亮的銀器用久后表面易出現(xiàn)黑斑（Ag₂S），為處理黑斑，將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，Ag₂S轉(zhuǎn)化為Ag，食鹽水的作用為做電解質(zhì)溶液，形成原電池．
（4）如圖2的裝置進行電解實驗：A極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質(zhì)為CuSO₄溶液（足量）．通電一定時間后，A極恰好全部溶解，此時B極質(zhì)量增加7.68g，溶液質(zhì)量增加0.03g，則A合金中Cu、Zn原子個數(shù)比為3：1．

Answer 1

分析 （1）電解法：冶煉活潑金屬K、Ca、Na、Mg、Al，一般用電解熔融的氯化物（Al是電解熔融的三氧化二鋁）制得；熱還原法：冶煉較不活潑的金屬Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，常用還原劑有（C、CO、H₂等）；熱分解法：Hg、Ag用加熱分解氧化物的方法制得，物理分離法：Pt、Au用物理分離的方法制得；
（2）電解精煉銀時，粗銀作陽極，若b極有少量紅棕色氣體生成，則b電極上硝酸根離子得電子生成二氧化氮；
（3）為處理銀器表面的黑斑（Ag₂S），將銀器置于鋁制容器里的食鹽水中并與鋁接觸，該裝置構(gòu)成原電池，食鹽水作電解質(zhì)溶液，促進溶液的導電性；
（4）該裝置是電解池，陽極上金屬失電子發(fā)生氧化反應，陰極上銅離子得電子發(fā)生還原反應，所以陰極上增加的質(zhì)量是銅的質(zhì)量，溶液中增加的質(zhì)量為溶解鋅的質(zhì)量與通過相同電子時析出銅的質(zhì)量差，根據(jù)質(zhì)量差可以計算溶解的鋅的物質(zhì)的量，再根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等計算合金上銅的物質(zhì)的量，從而計算銅和鋅的原子個數(shù)之比．

解答 解：（1）活潑金屬采用電解法冶煉，鈉、鋁都是活潑金屬，采用電解熔融態(tài)NaCl、Al₂O₃的方法冶煉，但提純精銅時也用電解精煉銅，故答案為：a；
（2）電解精煉時，粗銀做陽極，所以粗銀是a極；b電極是陰極，發(fā)生還原反應，生成了紅棕色氣體是NO₂，電極反應：NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O，
故答案為：a；NO₃^-+e^-+2H⁺=NO₂↑+H₂O；
（3）該裝置構(gòu)成原電池，氯化鈉溶液作電解質(zhì)溶液，促進溶液的導電能力，
故答案為：做電解質(zhì)溶液，形成原電池；
（4）B極上析出的是銅，B極質(zhì)量增加7.68g，其物質(zhì)的量=$\frac{7.68g}{64g/mol}$=0.12mol；
陽極上溶解鋅時，陰極上析出銅，所以溶液質(zhì)量增加的質(zhì)量為鋅和銅的質(zhì)量差，溶液質(zhì)量增加0.03g，即鋅和銅的質(zhì)量差為0.03g．
設鋅的物質(zhì)的量為x．
Zn+Cu²⁺=Zn²⁺+Cu 質(zhì)量增加
1mol             1g
x                0.03g
x=0.03mol．
即合金中鋅的物質(zhì)的量是0.03mol．
根據(jù)氧化還原反應中得失電子數(shù)相等知，陽極上鋅和銅失去的電子數(shù)等于陰極上銅離子得到的電子，設銅的物質(zhì)的量為y．
0.03mol×2+2y=0.12mol×2
y=0.09mol，
所以銅和鋅的物質(zhì)的量之比為0.09mol：0.03mol=3：1，所以銅和鋅的原子個數(shù)之比是3：1，故答案為：3：1．

點評 本題考查了金屬的冶煉方法、氧化還原反應、電解原理等知識點，根據(jù)金屬的活潑性確定冶煉方法、離子的放電順序來分析解答，難度不大．