已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)(與酸不不反應(yīng)).某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下用以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純,并對(duì)陽(yáng)極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測(cè)定.
步驟一:電解精制:

請(qǐng)回答以下問題:
電解時(shí),粗銅應(yīng)與電源的
極相連.陰極上的電極反應(yīng)式為
Cu2++2e═Cu
Cu2++2e═Cu
.電解過程中,硫酸銅的濃度會(huì)
變小
變小
(選填:變大、不變、變。
步驟二:電解完成后,該小組同學(xué)按以下流程對(duì)電解液進(jìn)行處理:
(1)陽(yáng)極泥的綜合利用:
稀硝酸處理陽(yáng)極泥得到硝酸銀稀溶液,請(qǐng)你寫出該步反應(yīng)的離子方程式:
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O
3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O

殘?jiān)袠O少量的黃金,如何回收金,他們查閱了有關(guān)資料,了解到了一些有關(guān)金的知識(shí),以下是他們獲取的一些信息:
序號(hào) 反應(yīng) 平衡常數(shù)
1 Au+6HNO3(濃)═Au(NO33+3NO2↑+3H2O <<1
2 Au3++4Cl-═AuCl4- >>1
從中可知,金很難與硝酸反應(yīng),但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1:3的混合物),請(qǐng)你簡(jiǎn)要解釋金能夠溶于王水的原因:
濃鹽酸含有大量氯離子,Au3+離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,使反應(yīng)1平衡向右移動(dòng),則金溶于王水中
濃鹽酸含有大量氯離子,Au3+離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,使反應(yīng)1平衡向右移動(dòng),則金溶于王水中

(2)濾液含量的測(cè)定:
以下是該小組探究濾液的一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程:

則100mL濾液中Cu2+ 的濃度為
0.5
0.5
mol?L-1,F(xiàn)e2+的濃度為
0.1
0.1
mol?L-1
分析:步驟一:電解精煉銅時(shí),精銅做陰極,粗銅作陽(yáng)極,陰極上是銅離子得電子;根據(jù)鋅、鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)分析;
步驟二:(1)金屬銀可以和硝酸反應(yīng)得到硝酸銀以及水和一氧化氮;金離子可以和氯離子之間發(fā)生反應(yīng),形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,可以根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理來解釋;
(2)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理結(jié)合原子守恒的思想來計(jì)算回答.
解答:解:步驟一:在電解精煉銅時(shí),陽(yáng)極反應(yīng)是金屬鋅、鐵、鎳等先失電子,陰極上是銅離子得電子產(chǎn)生銅,電解反應(yīng)為:Cu2++2e═Cu,精銅做陰極,粗銅作陽(yáng)極;硫酸銅的濃度會(huì)變小,原因是鋅、鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng);
故答案為:正;Cu2++2e═Cu;變小;
步驟二:(1)金屬銀可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、一氧化氮和水,反應(yīng)的離子方程式為:3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O;根據(jù)表中的信息,Au+6HNO3(濃)═Au(NO33+3NO2↑+3H2O,并且Au3++4Cl-═AuCl4-,在王水中,含有濃硝酸和濃鹽酸,濃鹽酸含有大量氯離子,Au3+離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,使反應(yīng)2平衡向右移動(dòng),則金溶于王水中,
故答案為:3Ag+4H++NO3-═3Ag++NO↑+2H2O;濃鹽酸含有大量氯離子,Au3+離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,使反應(yīng)1平衡向右移動(dòng),則金溶于王水中;
(2)100mL的濾液中含有亞鐵離子、銅離子、鋅離子,當(dāng)加入足量的金屬Fe以后,會(huì)將金屬銅全部置換出來,所以生成的3.2g金屬是Cu,所以銅離子的濃度c=
n
V
=
3.2
64
0.1
mol/L=0.5 mol/L,
亞鐵離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,在空氣中更易被氧化為氫氧化鐵,受熱分解生成的氧化鐵的質(zhì)量是4.8g,根據(jù)原子守恒,亞鐵離子的物質(zhì)的量是:
4.8g
160g/mol
×2=0.06mol,所以加入鐵粉后的濾液中亞鐵離子的濃度c=
n
V
=
0.06mol
0.1L
=0.6mol/L,由于加入了鐵粉,鐵與溶液中的鐵離子反應(yīng)生成了亞鐵離子,所以100mL濾液中亞鐵離子的濃度為:0.6mol/L-0.5 mol/L=0.1mol/L,
故答案為:0.5;0.1.
點(diǎn)評(píng):本題考查了電解原理,涉及了電解精煉銅、化學(xué)平衡移動(dòng)原理以及物質(zhì)的含量的測(cè)定的綜合知識(shí),考查角度廣,難度較大.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)(與酸不不反應(yīng)).某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下用以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純,并對(duì)陽(yáng)極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測(cè)定.
步驟一:電解精制:
請(qǐng)回答以下問題:
Ⅰ.電解時(shí),粗銅應(yīng)與電源的
極相連.陰極上的電極反應(yīng)式為
Cu2++2e=Cu
Cu2++2e=Cu

電解過程中,硫酸銅的濃度會(huì)變小,原因是鋅,鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng).
步驟二:電解完成后,該小組同學(xué)按以下流程對(duì)電解液進(jìn)行處理:

(1)陽(yáng)極泥的綜合利用:
Ⅱ.稀硝酸處理陽(yáng)極泥得到硝酸銀稀溶液,請(qǐng)你寫出該步反應(yīng)的化學(xué)方程式:
3Ag+4HNO3(。=3AgNO3+NO↑+2H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O

殘?jiān)袠O少量的黃金,如何回收金,他們查閱了有關(guān)資料,了解到了一些有關(guān)金的知識(shí),以下是他們獲取的一些極其重要的信息:
序號(hào) 反應(yīng) 平衡常數(shù)
Au+6HNO3(濃)?Au(NO33+3NO2+3H2O <<1
Au3++4Cl-?AuCl4- >>1
Ⅲ.從平衡常數(shù)的大小可知,金很難與硝酸反應(yīng),但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1:3的混合物),請(qǐng)你簡(jiǎn)要解釋金能夠溶于王水的原因:
濃鹽酸中含有大量的氯離子,Au3+離子和氯離子可以形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,平衡常數(shù)很大,進(jìn)行很完全,反應(yīng)①中Au3+離子的濃度顯著下降,平衡向右移動(dòng),則金可以溶于王水中.
濃鹽酸中含有大量的氯離子,Au3+離子和氯離子可以形成穩(wěn)定的AuCl4-離子,平衡常數(shù)很大,進(jìn)行很完全,反應(yīng)①中Au3+離子的濃度顯著下降,平衡向右移動(dòng),則金可以溶于王水中.

(2)濾液含量的測(cè)定:
以下是該小組探究濾液的一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程:

Ⅳ.則100mL濾液中Cu2+ 的濃度為
0.5
0.5
mol?L-1
Ⅴ.則100mL濾液中Fe2+的濃度為
0.6
0.6
mol?L-1

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科目:高中化學(xué) 來源:北京市門頭溝區(qū)2010年高三一模(理科綜合)化學(xué)部分 題型:實(shí)驗(yàn)題

(14分)已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)(雜質(zhì)與酸不反應(yīng))。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純,并對(duì)陽(yáng)極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測(cè)定。
步驟一:電解精制:
電解時(shí),粗銅應(yīng)與電源的  ▲ _極相連,陰極上的電極反應(yīng)式為  ▲ 
電解過程中,硫酸銅的濃度會(huì)  ▲ (選填:變大、不變、變。。
步驟二:電解完成后,該小組同學(xué)按以下流程對(duì)電解液進(jìn)行處理:

(1)陽(yáng)極泥的綜合利用:
稀硝酸處理陽(yáng)極泥得到硝酸銀稀溶液,請(qǐng)你寫出該步反應(yīng)的離子方程式:  ▲   。殘?jiān)袠O少量的黃金。為了回收金,他們查閱了有關(guān)資料(見下表):

序號(hào)
反應(yīng)
化學(xué)平衡常數(shù)
1
Au + 6HNO3(濃) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O
<< 1
2
Au3+ + 4Cl- =" " AuCl4-
>>1
 
從資料中可知,金很難與硝酸反應(yīng),但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1∶3的混合物),請(qǐng)你從化學(xué)平衡移動(dòng)的角度簡(jiǎn)要解釋金能夠溶于王水的原因   ▲  。
(2)濾液含量的測(cè)定:以下是該小組探究濾液的一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程:

則100mL濾液中Cu2+的濃度為  ▲   mol·L-1,F(xiàn)e2+的濃度為 ▲  mol·L-1

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年江西省高三第四次?蓟瘜W(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

(8分)已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)(與酸不反應(yīng))。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下用以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純,并對(duì)陽(yáng)極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測(cè)定。步驟一:電解精制:

請(qǐng)回答以下問題:電解時(shí),陰極上的電極反應(yīng)式為                    ;

步驟二:電解完成后,該小組同學(xué)按以下流程對(duì)電解液進(jìn)行處理:

(1)陽(yáng)極泥的綜合利用:

稀硝酸處理陽(yáng)極泥得到硝酸銀稀溶液,請(qǐng)你寫出該步反應(yīng)的離子方程式:              。

殘?jiān)袠O少量的黃金,如何回收金,他們查閱了有關(guān)資料,了解到了一些有關(guān)金的知識(shí),以下是他們獲取的一些信息:

序號(hào)

反應(yīng)

平衡常數(shù)

1

Au + 6HNO3(濃)= Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O

<< 1

2

Au3+ + 4Cl =  AuCl4

>>1

 

從中可知,金很難與硝酸反應(yīng),但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1∶3的混合物),請(qǐng)你簡(jiǎn)要解釋金能夠溶于王水的原因:                                      

(2)濾液含量的測(cè)定: 以下是該小組探究濾液的一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程:

則100ml濾液中Fe2+的濃度為          mol·L-1

 

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科目:高中化學(xué) 來源:09-10年江西四校高二下學(xué)期期中聯(lián)考化學(xué)卷 題型:填空題

(14分)已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)(雜質(zhì)與酸不反應(yīng))。某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室條件下以硫酸銅溶液為電解液,用電解的方法實(shí)現(xiàn)了粗銅的提純,并對(duì)陽(yáng)極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測(cè)定。

步驟一:電解精制:電解時(shí),粗銅應(yīng)與電源的  _極相連,陰極上的電極反應(yīng)式為        

電解過程中,硫酸銅的濃度會(huì)     (選填:變大、不變、變。。[來源:七彩教育網(wǎng)]步驟二:電解完成后,該小組同學(xué)按以下流程對(duì)電解液進(jìn)行處理:

(1)陽(yáng)極泥的綜合利用:

稀硝酸處理陽(yáng)極泥得到硝酸銀稀溶液,請(qǐng)你寫出該步反應(yīng)的離子方程式:

                                                               。

殘?jiān)袠O少量的黃金。為了回收金,他們查閱了有關(guān)資料(見下表):

序號(hào)

反應(yīng)

化學(xué)平衡常數(shù)

1

Au + 6HNO3(濃) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O

<< 1

2

Au3+ + 4Cl- =  AuCl4-

>>1

從資料中可知,金很難與硝酸反應(yīng),但卻可溶于王水(濃硝酸與鹽酸按體積比1∶3的混合物),請(qǐng)你從化學(xué)平衡移動(dòng)的角度簡(jiǎn)要解釋金能夠溶于王水的原因                                 

                                                                   。

(2)濾液含量的測(cè)定:以下是該小組探究濾液的一個(gè)實(shí)驗(yàn)流程:

則100mL濾液中Cu2+ 的濃度為         mol·L-1 ,F(xiàn)e2+的濃度為         mol·L-1

 

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