(8分)[化学—化学与技术]粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法对粗铜提纯,并对阳
题型:不详难度:来源:
(8分)[化学—化学与技术] 粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不反应)。在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液,用电解的方法对粗铜提纯,并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定。回答以下问题; (1)步骤一:电解精制:电解过程中,硫酸铜的浓度会 (选填:变大、不变、变小)。 步骤二:电解完成后,对电解液进行处理。 (2)阳极泥的综合利用: 稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请写出该步反应的离子方程式: 。 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
| 从中可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比l:3的混合物).请你简要解释金能够溶于王水的原因 。 (3)电解液含量的测定:下图是该小组探究电解液的一个实验流程:
则100mL滤液中Cu2+的浓度为 mol·L—1,Fe2+的浓度为 mol·L—1 |
答案
31.(8分)(1)变小(1分)(2)3Ag+4H++NO-3==3Ag++NO ↑+2H2O(1分) (3)浓盐酸中含大量Cl-,Au3+与Cl-1形成稳定AuCl-4,使反应2平衡向右移动,促使反应1向右进行,则金溶于王水(2分) (4)0.5 mol/L) 2分)0.6mol/L(2分) |
解析
分析:步骤一:根据电解精炼铜时,阳极和阴极所发生的反应来回答; 步骤二、(1)金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水;根据化学平衡移动原理来分析金能够溶于王水的原因; (2)根据化学反应原理来计算回答. 解答:解:步骤一:在电解精炼铜时,阳极反应是金属锌、铁、镍等先失电子,而此时阴极上是铜离子已经得电子,即铜离子已经减小了而还未在阳极上产生铜离子,故答案为:变小; 步骤二:(1)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,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:3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O;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)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,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;0.5;0.6. 点评:本题涉及有关电解精炼铜、化学平衡移动原理以及物质的含量的测定的综合知识,考查角度广,难度较大. |
举一反三
下图中甲、乙两个装置用导线连接,有关叙述正确的是 ( )
A.甲装置中Cu为阳极,乙装置Fe为负极 | B.甲装置中SO2-4向Cu极移动,乙装置中的Na+向石墨极移动 | C.乙烧杯中Fe极的电极反应式为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑ | D.当石墨电极上产生11.2L(标准状况)气体时,消耗Zn的质量为65g |
|
(8分)下图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放NaOH溶液、CuSO4溶液和K2SO4溶液,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16g。据此回答下列问题: (1)电极b上发生的电极反应为 ; (2)计算电极e上生成的气体在标准状态下的体积: ; (3)电解后甲溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”),简述其原因: ; (4)如果电解过程中铜全部析出,此时电解能否继续进行,为什么? 。 |
(14分)已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(杂质与酸不反应)。某化学兴趣小组在实验室条件下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: 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 ▲ (选填:变大、不变、变小)。 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: 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离子方程式: ▲ 。残渣含有极少量的黄金。为了回收金,他们查阅了有关资料(见下表):
序号
| 反应
| 化学平衡常数
| 1
| Au + 6HNO3(浓) Au(NO3)3 + 3NO2↑+ 3H2O
| << 1
| 2
| Au3+ + 4Cl- =" " AuCl4-
| >>1
| 从资料中可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1∶3的混合物),请你从化学平衡移动的角度简要解释金能够溶于王水的原因 ▲ 。 (2)滤液含量的测定:以下是该小组探究滤液的一个实验流程:
则100mL滤液中Cu2+的浓度为 ▲ mol·L-1,Fe2+的浓度为 ▲ mol·L-1 |
某原电池总反应为:Cu+2Fe3+ Cu2++2Fe2+,下列能实现该反应的原电池是( )
| A
| B
| C
| D
| 电极材料
| Cu、Zn
| Cu、Ag
| Cu、C
| Fe、Zn
| 电解液
| FeCl3
| Fe2(SO4)3
| Fe(NO3)2
| CuSO4
|
|
CuI是一种不溶于水的白色固体,它可由反应:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2而得到。现用铜片、石墨作电极,电解KI溶液制取CuI。为确认反应情况,通电前在溶液中又加入了少量的酚酞试液和淀粉溶液。电解一段时间后得到白色沉淀,同时阴极区溶液变红,阳极区溶液变蓝。下列说法正确的是 ( ) ①铜片做阴极,石墨做阳极 ②铜片做阳极,石墨做阴极 ③阳极有氧气生成 ④阴极有氢气生成 ⑤白色沉淀在阳极附近生成 ⑥白色沉淀在阴极附近生成 ⑦阳极区溶液变蓝的原因是2Cu+4I――4e-=2CuI↓+I2碘遇淀粉变蓝 ⑧阳极区溶液变蓝的原因是4OH――4e―=2H2O+O2↑O2将I-氧化为I2,碘遇淀粉变蓝A.只有②④⑤⑦ | B.只有①④⑥⑦ | C.只有②③⑤⑧ | D.只有①③⑥⑧ |
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