Question

高純銅（純度可達(dá)99.99%）廣泛應(yīng)用于電器工業(yè)．某粗銅樣品中含F(xiàn)e、Ni、Ag、Au等四種金屬雜質(zhì)，可用電解法進(jìn)行精煉制得高純銅．
（1）已知Ni的金屬活動(dòng)性介于Fe和Sn之間．則精煉完成后，在陽(yáng)極底部的沉積物中可回收到的金屬為

 

（填化學(xué)式）．
（2）若在實(shí)驗(yàn)室中完成此實(shí)驗(yàn)，可用鉛蓄電池做電源．鉛蓄電池的電池總反應(yīng)式為：Pb+PbO₂+4H⁺+2SO₄^2- 

充電

放電

 2PbSO₄+2H₂O在完全放電耗盡PbO₂和Pb時(shí)，若按如圖1所示連接進(jìn)行充電，充電一段時(shí)間后，則在A電極上生成

 

（填化學(xué)式），B電極上生成

 

（填化學(xué)式）；充電完畢，鉛蓄電池的正極是

 

極（填“A”或“B”）
（3）電解完畢后，某興趣小組欲對(duì)電解液中的離子進(jìn)行分離，他們通過查閱資料，得知相關(guān)氫氧化物在不同pH下的溶解度曲線如圖2所示．
①結(jié)合如圖分析，相同溫度下 K_sp[Cu（OH）₂]、K_sp[Ni（OH）₂]、K_sp[Fe（OH）₂]由大到小的順序?yàn)?div id="7zvp3jh" class='quizPutTag' contenteditable='true'> 

②分離過程中，使上述溶液的pH逐漸增加，則溶液中的Cu²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺沉淀的先后順序依次 為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：電解原理,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：

分析：（1）電解池的陽(yáng)極上是活潑電極時(shí)，該極上是金屬本身失電子，活潑性強(qiáng)的金屬先失電子；
（2）根據(jù)原電池和電解池的工作原理來回答判斷；
（3）由圖象可知，金屬陽(yáng)離子濃度相同時(shí)，生產(chǎn)Fe（OH）₃、Cu（OH）₂、Ni（OH）₂沉淀的pH依次增大，以此可比較Ksp的大小；
（4）由圖象可知，金屬陽(yáng)離子濃度相同時(shí)，生產(chǎn)Fe（OH）₃、Cu（OH）₂、Ni（OH）₂、沉淀的pH依次增大，據(jù)此確定溶液中的Cu²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺沉淀的先后順序．

解答： 解：（1）電解池的陽(yáng)極上是活潑電極時(shí)，該極上是金屬本身失電子，Ni的金屬活動(dòng)性介于Fe和Sn之間．活潑性強(qiáng)的金屬先失電子，在陽(yáng)極的底部可回收不活潑金屬，如Ag、Au等，故答案為：Ag、Au；
（2）若按圖2所示連接進(jìn)行充電，應(yīng)是由PbSO₄電解得到Pb、PbO₂、硫酸，A為陰極，發(fā)生還原反應(yīng)，則在A電極上生成Pb，B為陽(yáng)極，發(fā)生氧化反應(yīng)得到PbO₂，充電完畢，鉛蓄電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，PbO₂發(fā)生還原反應(yīng)，故鉛蓄電池的正極是B極，
故答案為：Pb； PbO₂；B；
（3）①由圖象可知，金屬陽(yáng)離子濃度相同時(shí)，生產(chǎn)Fe（OH）₃、Ni（OH）₂、Cu（OH）₂沉淀的pH依次增大，則Ksp逐漸減小，K_sp[Fe（OH）₂]＞K_sp[Ni（OH）₂]＞K_sp[Cu（OH）₂]，故答案為：K_sp[Fe（OH）₂]＞K_sp[Ni（OH）₂]＞K_sp[Cu（OH）₂]；
②由圖象可知，金屬陽(yáng)離子濃度相同時(shí)，生產(chǎn)Fe（OH）₃、Cu（OH）₂、Ni（OH）₂、沉淀的pH依次增大，所以溶液中的Cu²⁺、Fe³⁺和Ni²⁺沉淀的先后順序?yàn)椋篎e³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺，故答案為：Fe³⁺、Cu²⁺、Ni²⁺．

點(diǎn)評(píng)：本題目涉及電化學(xué)、沉淀溶溶解平衡的有關(guān)知識(shí)，解答本題的關(guān)鍵是認(rèn)真審題，從圖象曲線的變化特點(diǎn)把握物質(zhì)的溶解性，難度不大．