Question

冶煉銅礦石所獲得的銅通常含有鋅、鐵、鎳、銀、金和鉑等微量雜質(zhì)，俗稱粗銅。工業(yè)上通常通過電解法除去這些雜質(zhì)制得精銅，以提高銅的使用價(jià)值，擴(kuò)大銅的應(yīng)用范圍。(幾種金屬的相對(duì)原子質(zhì)量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。)

請(qǐng)完成下列問題：

(1)一般來說，電解精煉銅的初始電解質(zhì)溶液里的陽(yáng)離子是__________，寫出銅的電解精煉過程中的陰極反應(yīng)式________________________________。

(2)如果轉(zhuǎn)移0.020 mol e^－，下列說法中一定正確的是________。

①陰極質(zhì)量增加0.64 g�、陉�(yáng)極質(zhì)量減少0.64 g

③電解質(zhì)溶液的質(zhì)量保持不變�、茈娊赓|(zhì)溶液的溫度保持不變

Answer 1

答案　(1)H^＋和Cu^2＋    Cu^2＋＋2e^－—→Cu

(2)①

解析　電解精煉銅的電解質(zhì)溶液一般為用硫酸酸化了的硫酸銅溶液，其中的陽(yáng)離子是H^＋和Cu^2＋。粗銅中Fe、Zn、Ni均有可能放電轉(zhuǎn)化為Fe^2＋、Zn^2＋、Ni^2＋，F(xiàn)e^2＋、Zn^2＋、Ni^2＋、H^＋和Cu^2＋中放電能力Cu^2＋最強(qiáng)，所以在陰極上放電的只有Cu^2＋，當(dāng)有0.020 mol e^－轉(zhuǎn)移時(shí)陰極增加×64 g·mol^－1＝0.64 g。Ag和Au都不能放電，只是以固態(tài)單質(zhì)的形式沉積于電解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相對(duì)原子質(zhì)量比Cu大的，也有相對(duì)原子質(zhì)量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放電能力都強(qiáng)于Cu，首先在陽(yáng)極上被溶解，因此陽(yáng)極上放電的不只是銅，陽(yáng)極質(zhì)量減少量不固定，電解質(zhì)溶液的質(zhì)量也不會(huì)保持不變。

在電解精煉銅的過程中，能量轉(zhuǎn)化的形式主要是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，但也有電能轉(zhuǎn)化為熱能，電解質(zhì)溶液的溫度肯定會(huì)變化。