Question

通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适于电器及其他许多工业使用，必须进行电解精炼．
（1）在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等______（填“是”或“否”）；阳极下面沉积金属的成分主要是______．
（2）在精炼铜的过程中，Cu²⁺浓度逐渐下降，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐______，所以需要定时除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺．甲同学设计了下列除杂方案I（见下图）．
请参照下表给出的数据，回答下列问题：

物    质	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Fe（OH）3	Zn（OH）2
开始沉淀时的pH	7.6	5.2	2.7	8.0
完全沉淀时的pH	9.6	6.7	3.7	11.0

①试剂a是______，其目的是______．
②操作①调节pH至b，b的取值范围是______．
③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂______．
A．NaOH   B．CuO  C．Cu（OH）₂   D．NH₃?H₂O  E．Cu₂（OH）₂CO₃
④操作②是______，方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是______．
（3）乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7-8，可使Fe³⁺生成
Fe（OH）₃沉淀而除去．”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8．你认为乙同学的建议是否正确？______（填“是”或“否”）理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极，阳极与电池的正极相连发生氧化反应，这几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥；
（2 ）金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，根据两极上的电极反应情况确定离子浓度的变化；
①双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，且不会引进杂质离子；
②根据沉淀锌离子和铁离子所需的溶液的pH来确定溶液的酸碱性情况；
③调节溶液A的PH时，不能引进杂质离子，且所加的物质可以和酸发生反应即可；
④实现固体和液体的分离采用的方法是过滤；
（3）根据除杂的原则和离子所发生的反应来回答．
解答：解：（1）利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极，阳极与电池的正极相连发生氧化反应，这几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中金属锌和铁会先于金属铜失电子，但是阴极上始终是铜离子在减少，所以在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是不相等的，Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥沉降下来，故答案为：否；金、银；
（2 ）金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，阳极上电极反应是金属锌和铁先失去电子再是金属铜失去电子，而在阴极上始终是铜离子在减少，所以c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）会逐渐增大，故答案为：增大；
①双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，且不会引进杂质离子，故答案为：H₂O₂；把Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②根据沉淀锌离子和铁离子所需的溶液的pH可以知道：pH介于3.7-5.2之间时，可以将铁离子沉淀，但不会让铜离子形成沉淀，故答案为：3.7-5.2；
③调节溶液A的PH时，不能引进杂质离子，且所加的物质可以和酸发生反应即可，如果用氨水和氢氧化钠会让溶液中引进杂质离子，故选：BCE；
④实现固体和液体的分离采用的方法是过滤，在除杂过程中，锌离子没有除掉，故答案为：过滤；Zn²⁺；
（3）将溶液pH调至7-8，Cu²⁺会转化为Cu（OH）₂，故答案为：否；pH=7～8时Cu²⁺会转化为Cu（OH）₂．
点评：本题是一道关于电化学知识相结合的综合知识考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．