Question

9．電化學在生產、生活中具有廣泛的應用．
（1）如圖是某同學設計的原電池裝置，當該電池放電時，Mg電極是電池的正極，寫出Al的電極反應式Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）粗銅中含有少量鋅、鐵、銀、金等金屬和少量不溶于酸的雜質，某化學實驗小組以CuSO₄溶液為電解質溶液，用電解方法實現(xiàn)粗銅的提純，并對陽極泥和電解液中金屬進行回收．
①電解精制：粗銅應做陽極，電解過程中CuSO₄溶液的濃度變小（填“變大”、“不變”或“變小”）．
②陽極泥處理及電解液中金屬回收：
寫出銀與稀硝酸反應的離子方程式3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O．
③取濾液I 100mL，經過上述操作后得到3.2g金屬M和4.8g固體Ⅱ，則濾液I中Fe²⁺的物質的量濃度為0.1mol/L．

Answer 1

分析 （1）Al、Mg、NaOH溶液構成的原電池中，Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，以此來解答；
（2）①電解方法精煉粗銅，粗銅做陽極，精銅做陰極，結合電極反應判斷；
②金屬銀可以和硝酸反應得到硝酸銀以及水和一氧化氮；
③根據流程濾液I主要為含二價鐵離子和二價銅離子的溶液，經過加鐵處理后置換出3.2g金屬M為銅，最終得到4.8g固體Ⅱ為氧化鐵，據此計算．

解答 解：（1）Al、Mg、NaOH溶液可構成原電池，Al為負極，Mg為正極，負極上Al失去電子，反應為Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案為：正；Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2））①電解方法精煉粗銅，電解池的陰極材料是純銅，陽極為粗銅，先是鋅、鐵失電子生成離子，而陰極是溶液中的銅離子得電子析出銅單質，則硫酸銅溶液的濃度變小，故答案為：陽；變��；
②金屬銀可以和稀硝酸反應生成硝酸銀、一氧化氮和水，即3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O，故答案為：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
③根據流程濾液I主要為含二價鐵離子和二價銅離子的溶液，根據流程最終得到4.8g固體Ⅱ為氧化鐵即$\frac{4.8}{160}$=0.03mol，根據鐵守恒所以最終溶液中含鐵為0.03×2=0.06mol，又加鐵處理后置換出3.2g金屬M為銅即$\frac{3.2}{64}$=0.05mol，所以引入鐵也為0.05mol，則原濾液I中含二價鐵為0.06-0.05=0.01mol，所以濾液I中Fe²⁺的物質的量濃度為$\frac{0.01}{0.1}$=0.1mol/L，故答案為：0.1mol/L．

點評 本題涉及有關原電池的原理以及電解精煉銅、金屬銀的化學性質等綜合知識，難度不大，抓住電化學的原理分析是解題關鍵．