Question

【题目】另一化学研究性学习小组在实验室条件下用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．已知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）．
（1）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 ．
（2）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信息：

序号	反应	平衡常数
1	Au+6HNO3Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜＜1
2	Au3++4Cl﹣AuCl4-	＞＞1

请根据以上信息简要解释溶解阳极泥不用王水的原因 ．
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 molL﹣1 ， Fe2+的浓度为 molL﹣1 ．

Answer 1

【答案】
（1）正；Cu2++2e=Cu
（2）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；0.5；0.1
【解析】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，阴极上是铜离子得电子产生铜，精铜做阴极，粗铜作阳极，所以答案是：正；Cu2++2e=Cu；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，所以答案是：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= = =mol/L=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，所以加入铁粉后的滤液中亚铁离子的浓度c= = =0.6mol/L，由于加入了铁粉，铁与溶液中的铁离子反应生成了亚铁离子，所以100mL滤液中亚铁离子的浓度为：0.6mol/L﹣0.5 mol/L=0.1mol/L，所以答案是：0.5；0.1．