已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应).某化学兴趣小组在实验室条件下用以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法实现了粗铜的提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定. 步骤一:电解精制: 请回答以下问题: Ⅰ.电解时,粗铜应与电源的______极相连.阴极上的电极反应式为______ 电解过程中,硫酸铜的浓度会变小,原因是锌,铁与硫酸铜发生置换反应. 步骤二:电解完成后,该小组同学按以下流程对电解液进行处理:
(1)阳极泥的综合利用: Ⅱ.稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的化学方程式:______ 残渣含有极少量的黄金,如何回收金,他们查阅了有关资料,了解到了一些有关金的知识,以下是他们获取的一些极其重要的信息:
序号 | 反应 | 平衡常数 | ① | Au+6HNO3(浓)⇌Au(NO3)3+3NO2+3H2O | <<1 | ② | Au3++4Cl-⇌AuCl4- | >>1 |
答案
Ⅰ、在电解精炼铜时,阳极反应是金属锌、铁、镍等先失电子,阴极上是铜离子得电子产生铜,精铜做阴极,粗铜作阳极,故答案为:正;Cu2++2e=Cu; 金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,即3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,故答案为:3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O; Ⅲ、根据表中的信息,Au+6HNO3(浓)=Au(NO3)3+3NO2↑+3H2O,并且Au3++4Cl-=AuCl4-,在王水中,含有浓硝酸和浓盐酸,浓盐酸含有大量氯离子,Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子,使反应2平衡向右移动,则金溶于王水中,故答案为:浓盐酸含有大量氯离子,Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子,使反应②平衡向右移动,则金溶于王水中; (2)Ⅳ、100mL的滤液中含有亚铁离子、铜离子、锌离子,当加入足量的金属Fe以后,会将金属铜全部置换出来,所以生成的3.2g金属是Cu,所以铜离子的浓度c===0.5 mol/L,故答案为:0.5; Ⅴ、亚铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁,在空气中更易被氧化为氢氧化铁,受热分解生成的氧化铁的质量是4.8g,根据原子守恒,亚铁离子的物质的量是:×2=0.06mol,所以亚铁离子的浓度c===0.6mol/L,故答案为;0.6. |
举一反三
下列关于工业生产的说法,错误的是( )A.工业上将粗铜进行精炼,应将粗铜连接在电源的正极 | B.生产钢化玻璃的主要原料是石灰石、石英和纯碱 | C.接触法制硫酸过程中,因为常压下SO2的转化率很高,所以不采用高压 | D.合成氨的反应是吸热反应,因此合成氨工业采用高温 | |
由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用钢材镀铝。工艺流程如下 | | (注:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华) (1)精炼前,需清除坩埚表面的氧化铁和石英砂,防止精炼时它们分别与铝发生置换反应产生新的杂质,相关的化学方程式为①____________________和②____________________ (2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有_______;固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在____________________ (3)在用废碱液处理A的过程中,所发生反应的离子方程式为____________________ (4)镀铝电解池中,金属铝为_______极,熔融盐电镀中铝元素和氯元素主要以AlCl4-和Al2Cl7-形式存在,铝电极的主要电极反应式为____________________ (5)钢材镀铝后,表面形成的致密氧化铝膜能防止钢材腐蚀,其原因是____________________ | 化学在生产和日常生活中有着重要的作用。下列说法不正确的是 | [ ] | A.电解MgCl2饱和溶液,可制得金属镁 B.在海轮外壳上镶入锌块,可减缓船体的腐蚀速率 C.MgO的熔点很高,可用于制作耐高温材料 D.明矾水解形成的Al(OH)3胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化 | 已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]-,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法。还原法:在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。具体流程如下: | | 有关离子完全沉淀的pH如下表 | | (1)写出Cr2O72-与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式___________________。 (2)还原+6价铬还可选用以下的试剂________(填序号)。 A.明矾 B.铁屑 C.生石灰 D.亚硫酸氢钠 (3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。 则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为:______(填序号); A. Na2O2 B.Ba(OH)2 C.Ca(OH)2 D.NaOH 此时调节溶液的pH范围在____(填序号)最佳。 A.3~4 B.6~8 C.10~11 D.12~14 电解法:将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的 Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。 (4)写出阴极的电极反应式____________。 (5)电解法中加入氯化钠的作用是:____________。 | 电解NaCl-KCl-AlCl3熔体制铝比电解Al2O3-NaAlF6制铝节省电能约30%,但现在仍用后一种方法制铝,其主要原因是 | [ ] | A.AlCl3是分子晶体,其熔体不导电 B.电解AlCl3生成的Cl2会严重污染大气 C.自然界不存在富含AlCl3的矿石 D.生产无水AlCl3较困难,成本又较高 |
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