Question

在含有Ni²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺ 等杂质离子的粗制硫酸锌溶液中，采用加入锌粉以除去杂质离子，这为什么是可行的？如果杂质离子含量相同，那么，杂质离子还原沉积的次序如何？

Answer 1

分析：查表比较E、E、E 、E的大小，就能看出锌粉加入后能否除去杂质。然后再从组成原电池的比较、确定离子的还原次序。

解：查表得：E= 0.7628 V ； E= 0.4026 V ；  E = 0.23 V     E= +0.3402 V 

从标准电极电位的数值可知：E＜E＜E＜E

这里锌为较强的还原剂，而Cd²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺为较强的氧化剂，所以下列除杂离子的氧化还原反应是可以进行的。

Zn + Cd²⁺ = Zn²⁺ + Cd

Zn + Ni²⁺ = Zn²⁺ + Ni

Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ + Cu

同时反应后Zn变为Zn²⁺ 离子，又不引进新的杂质，因此用锌粉除杂质离子是较理想的。

由于杂质离子含量相同，可用标准电极电位来判断离子的还原次序。

在铜锌电池中  = E E= 0.3402 （ 0.7628） = 1.1030 V，

在镍锌电池中  = E E= 0.23 （ 0.7628） = 0.5328 V

在镉锌电池中  = E E= 0.4026 （ 0.7628） = 0.3602 V

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所以Zn首先还原Cu²⁺，其次才是Ni²⁺、Cd²⁺，故还原次序为Cu²⁺、Ni²⁺、Cd²⁺。