Question

【題目】另一化學研究性學習小組在實驗室條件下用以硫酸銅溶液為電解液，用電解的方法實現了粗銅的提純，并對陽極泥和電解液中金屬進行回收和含量測定．已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質（與酸不反應）．
（1）步驟一：電解精制：電解時，粗銅應與電源的極相連．陰極上的電極反應式為 ．
（2）步驟二：電解完成后，該小組同學按以下流程對電解液進行處理：

①陽極泥的綜合利用：稀硝酸處理陽極泥得到硝酸銀稀溶液，請寫出該步反應的離子方程式： ， 殘渣含有極少量的黃金，如何回收金，他們查閱了有關資料，了解到了一些有關金的信息：

序號	反應	平衡常數
1	Au+6HNO3Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜＜1
2	Au3++4Cl﹣AuCl4-	＞＞1

請根據以上信息簡要解釋溶解陽極泥不用王水的原因 ．
②濾液含量的測定：以下是該小組探究濾液的一個實驗流程．

則100mL濾液中Cu2+的濃度為 molL﹣1 ， Fe2+的濃度為 molL﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）正；Cu2++2e=Cu
（2）3Ag+4H++NO3﹣=3Ag++NO↑+2H2O；濃鹽酸含有大量氯離子，Au3+離子與氯離子形成穩定的AuCl4﹣離子，使反應2平衡向右移動，則金溶于王水中；0.5；0.1
【解析】解：步驟一：在電解精煉銅時，陽極反應是金屬鋅、鐵、鎳等先失電子，陰極上是銅離子得電子產生銅，精銅做陰極，粗銅作陽極，所以答案是：正；Cu2++2e=Cu；步驟二：（1）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；根據表中的信息，Au+6HNO3（濃）=Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O，并且Au3++4Cl﹣=AuCl4﹣ ， 在王水中，含有濃硝酸和濃鹽酸，濃鹽酸含有大量氯離子，Au3+離子與氯離子形成穩定的AuCl4﹣離子，使反應2平衡向右移動，則金溶于王水中，所以答案是：3Ag+4H++NO3﹣=3Ag++NO↑+2H2O；濃鹽酸含有大量氯離子，Au3+離子與氯離子形成穩定的AuCl4﹣離子，使反應2平衡向右移動，則金溶于王水中；（2）100mL的濾液中含有亞鐵離子、銅離子、鋅離子，當加入足量的金屬Fe以后，會將金屬銅全部置換出來，所以生成的3.2g金屬是Cu，所以銅離子的濃度c= = =mol/L=0.5 mol/L，亞鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，在空氣中更易被氧化為氫氧化鐵，受熱分解生成的氧化鐵的質量是4.8g，根據原子守恒，亞鐵離子的物質的量是： ×2=0.06mol，所以加入鐵粉后的濾液中亞鐵離子的濃度c= = =0.6mol/L，由于加入了鐵粉，鐵與溶液中的鐵離子反應生成了亞鐵離子，所以100mL濾液中亞鐵離子的濃度為：0.6mol/L﹣0.5 mol/L=0.1mol/L，所以答案是：0.5；0.1．