已知粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质(与酸不不反应).某化学兴趣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.
步骤一:电解精制:
请回答以下问题:
Ⅰ.电解时,粗铜应与电源的
正
正
极相连.阴极上的电极反应式为
Cu2++2e=Cu
Cu2++2e=Cu
电解过程中,硫酸铜的浓度会变小,原因是锌,铁与硫酸铜发生置换反应.
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:
Ⅱ.稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液,请你写出该步反应的化学方程式:
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O
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知识,以下是他们获取的一些极其重要的信息:
序号 |
反应 |
平衡常数 |
① |
Au+6HNO3(浓)?Au(NO3)3+3NO2+3H2O |
<<1 |
② |
Au3++4Cl-?AuCl4- |
>>1 |
Ⅲ.从平衡常数的大小可知,金很难与硝酸反应,但却可溶于王水(浓硝酸与盐酸按体积比1:3的混合物),请你简要解释金能够溶于王水的原因:
浓盐酸中含有大量的氯离子,Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子,平衡常数很大,进行很完全,反应①中Au3+离子的浓度显著下降,平衡向右移动,则金可以溶于王水中.
浓盐酸中含有大量的氯离子,Au3+离子和氯离子可以形成稳定的AuCl4-离子,平衡常数很大,进行很完全,反应①中Au3+离子的浓度显著下降,平衡向右移动,则金可以溶于王水中.
(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:
Ⅳ.则100mL滤液中Cu
2+ 的浓度为
0.5
0.5
mol?L
-1,
Ⅴ.则100mL滤液中Fe
2+的浓度为
0.6
0.6
mol?L
-1.