Question

（8分）I、通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）。制作电器及其他仪器产品时必须要求是纯铜，为此以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法实现了粗铜的提纯。

表：几种物质形成沉淀时的pH

物质	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Zn(OH)2	Cu(OH)2
开始沉淀时的pH	7.6	2.7	5.7	4.7
完全沉淀时的pH	9.7	3.7	8.5	7.3

（1）在精炼铜时，阴极电极反应方程式为             ；金、银以单质的形式沉积在电解槽                （填“阳极”或“阴极”）的槽底。

（2）在精炼铜的过程中，Cu²⁺浓度逐渐降低，c(Fe²⁺)、c(Zn²⁺)会逐渐增大，所以需定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺。甲同学设计了如下除杂流程：

①试剂a最好选用           （填写序号），加入试剂a的目的是          。

a、氯水     b、高锰酸钾溶液      c、硝酸    d、双氧水

②操作①是             ，根据上表数据分析，除杂方案中能够除去的杂质金属阳离子是

           （填化学式）。

II、重金属离子对河流海洋等会造成严重的污染。某化工厂产生的废水（pH=2.0，密度为1g·mL^-1）中含有Ag⁺、Pb²⁺等重金属离子，其浓度约为0.01mol·L^-1，排放前拟用沉淀法回收这两种金属，查找有关数据如下：

难溶电解质	AgI	AgOH	Ag2S	PbI2	Pb(OH)2	PbS
Ksp	8.3×10-17	5.6×10-8	6.3×10-50	7.1×10-9	1.2×10-15	3.4×10-28

（1）你认为往废水中投入            （填字母序号）沉淀的效果最好

a、NaOH    b、Na₂S    c、KI    d、Ca（OH）₂

（2）如果用生石灰处理上述废水，使溶液的pH=8.0，处理后的废水中c(Pb²⁺)=         

 

Answer 1

【答案】

Ⅰ、（1）Cu²⁺+2e= Cu  阳极    （2）①d，  将Fe²⁺氧化为Fe³⁺     ②过滤，Fe²⁺

Ⅱ（1）b      （2）c(Pb²⁺)=1.2×10^-3mol/L

【解析】Ⅰ、（1）精炼铜时，阴极得到电子，即溶液中的铜离子得到电子而析出铜，方程式为Cu²⁺+2e= Cu。粗铜中的金或银，在电解过程中不失去电子，沉积在阳极的槽底，析出阳极泥。

（2）①氢氧化亚铁沉淀的pH大于氢氧化铜的，所以需要将亚铜离子氧化生成铁离子，然后通过控制pH将氢氧化铁沉淀而除去。由于不能引入新的杂质，双氧水的还原产物使是水，所以答案选d。

②氢氧化铁难溶于水，过滤即可。

Ⅱ（1）根据溶度积常数可知，硫化银和硫化铅放热溶度积常数最小，所以选择硫化钠最好，答案选b。

（2）溶液pH＝8，则OH^－浓度是10^－6mol/L，则根据氢氧化铅的溶度积常数可知，处理后的废水中c(Pb²⁺)＝＝1.2×10^-3mol/L。