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通過火法冶金煉出的銅是粗銅,含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì).在實驗室條件下用CuSO4溶液作電解液進行電解精煉,并對電解廢液進行綜合處理.
(1)電解精煉時粗銅板作
 
極,陰極電極反應(yīng)式為
 
.電解過程中,電解液中c(Cu2+
 
(填變大、變小、不變).對電解廢液進行如下處理:

已知:①某些金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH如下表
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2
開始沉淀2.37.54.75.4
完全沉淀3.29.76.78.0
②Zn(OH)2+2NaOH  Na2ZnO2+2H2O
(2)濾液l中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
 

(3)加NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是
 

(4)濾渣1跟稀HNO2反應(yīng)的化學方程式是
 

(5)濾液2通過
 
 
、過濾、
 
、干燥等系列操作,得到膽礬晶體.
(6)測定電解廢液的組成:

則濾液1中c(Cu2)=
 
mol?L-1,c(Fe2+)=
 
mol?L-1
考點:電解原理
專題:電化學專題
分析:(1)電解精煉銅時,精銅做陰極,粗銅作陽極,陰極上是銅離子得電子;根據(jù)鋅、鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)分析;
(2)滴加H2O2能將亞鐵離子氧化為三價鐵離子便于除去,且不引入雜質(zhì),據(jù)此書寫方程式;
(3)慢慢加入氫氧化鈉,攪拌,以控制溶液pH,目的是讓三價鐵離子完全沉淀,銅離子不沉淀;
(4)根據(jù)精煉銅原理,濾渣1為比銅還不活潑的Ag、Au,金屬銀可以和硝酸反應(yīng)得到硝酸銀以及水和一氧化氮,金不反應(yīng),據(jù)此書寫方程式;
(5)濾液2通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等系列操作,得到膽礬晶體;
(6)根據(jù)化學反應(yīng)原理結(jié)合原子守恒的思想來計算回答.
解答: 解:(1)在電解精煉銅時,陽極反應(yīng)是金屬鋅、鐵、鎳等先失電子,陰極上是銅離子得電子產(chǎn)生銅,電解反應(yīng)為:Cu2++2e-═Cu,精銅做陰極,粗銅作陽極;硫酸銅的濃度會變小,原因是鋅、鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng),故答案為:陽;Cu2++2e-═Cu;變小;
(2)滴加H2O2能將亞鐵離子氧化為三價鐵離子便于除去,過氧化氫為氧化劑,二價鐵為還原劑,所以反應(yīng)為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)除去鐵離子得到純凈的硫酸銅溶液,根據(jù)沉淀PH范圍可知,應(yīng)調(diào)節(jié)PH,使三價鐵完全沉淀,銅離子不沉淀,所以加NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2≤pH<4.7,故答案為:3.2≤pH<4.7;
(4)金屬銀可以和稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銀、一氧化氮和水,金不反應(yīng),所以濾渣1與硝酸反應(yīng)的化學方程式為:3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O;故答案為:3Ag+4HNO3═3AgNO3+NO↑+2H2O;
(5)濾液2通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等系列操作,得到膽礬晶體,故答案為:蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;洗滌;
(6)50mL的濾液中含有亞鐵離子、銅離子、鋅離子,當加入足量的金屬Fe以后,會將金屬銅全部置換出來,所以生成的1.6g金屬是Cu,所以銅離子的濃度c=
n
V
=
1.6
64
0.05
mol/L=0.5 mol/L,
亞鐵離子和氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化亞鐵,在空氣中更易被氧化為氫氧化鐵,受熱分解生成的氧化鐵的質(zhì)量是2.4g,根據(jù)原子守恒,亞鐵離子的物質(zhì)的量是:
2.4g
160g/mol
×2=0.03mol,所以加入鐵粉后的濾液中亞鐵離子的濃度c=
n
V
=
0.03mol
0.05L
=0.6mol/L,由于加入了鐵粉,鐵與溶液中的鐵離子反應(yīng)生成了亞鐵離子,所以50mL濾液中亞鐵離子的濃度為:0.6mol/L-0.5 mol/L=0.1mol/L,
故答案為:0.5;0.1.
點評:本題考查了電解精煉銅原理以及電解液的分離與提純,綜合性較強,考查角度廣,難度較大.
練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

0.2g H2、8.8g CO2、5.6gCO組成的混合氣體,其密度是相同條件下O2的密度的( �。�
A、0.913倍
B、1.852倍
C、0.873倍
D、1.631倍

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科目:高中化學 來源: 題型:

T℃時,將3mol氣體A與1mol氣體B通入體積為2L的恒溫恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g).2min時反應(yīng)達到平衡狀態(tài),測得B、C的物質(zhì)的量濃度為0.4mol?L-1.請回答下列問題:
(1)從開始反應(yīng)至達到平衡狀態(tài),生成C的平均反應(yīng)速率為
 
,B的轉(zhuǎn)化率為
 

(2)x=
 

(3)T℃時,向甲、乙、丙三個容積相同的恒容密閉容器中分別通入不同物質(zhì)的量的A與B.

容器
起始濃度(mol?L-1
 
物質(zhì)
 
 甲 乙 丙
A  0.03 0.06 0.04
B  0.01 0.02 0.01
則平衡時A的體積分數(shù)相等的容器是
 
(示例:甲和丙).平衡時丙容器中B的物質(zhì)的量濃度
 
(填“大于”、“小于”、“等于”)甲容器中B的物質(zhì)的量濃度.
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科目:高中化學 來源: 題型:

20世紀前,黑火藥是世界上唯一的火箭推進劑,黑火藥是由硝酸鉀、硫磺、木炭以物質(zhì)的量之比為2:1:3混合制得,黑火藥爆炸的化學方程式為2KNO3+S+3C═K2S+N2↑+3CO2↑.
將產(chǎn)生的氣體通入2mol/L500mL的Ba(OH)2溶液中,得到19.7g沉淀,剩余氣體通入澄清的石灰水,未觀察到明顯現(xiàn)象,則原氣體的物質(zhì)的量可能為
 
(用分數(shù)表示)

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科目:高中化學 來源: 題型:

向1000mL某稀硝酸中加入5.6g鐵粉,充分反應(yīng)后,鐵粉完全溶解并放出NO氣體,溶液質(zhì)量增加3.4g.則下列結(jié)論正確的是(  )
A、反應(yīng)后的溶液中不含F(xiàn)e2+
B、放出的NO氣體的體積在標準狀況為2.24L
C、稀硝酸的物質(zhì)的量濃度為0.2mol?L-1
D、所得溶液中Fe2+和Fe3+的物質(zhì)的量之比為4:1

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科目:高中化學 來源: 題型:

某元素的同位素AZX,它的氯化物XCl2 1.1g溶于水制成溶液后,加入1mol/L的AgNO3溶液20mL恰好完全反應(yīng),若這種同位素原子核內(nèi)有20個中子,求:
(1)Z值和A值.
(2)X元素在周期表中的位置.
(3)把X的單質(zhì)放入水中,有何現(xiàn)象?寫出反應(yīng)的化學方程式.

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科目:高中化學 來源: 題型:

制造光導纖維的主要原料是( �。�
A、晶體硅B、二氧化硅
C、硅酸D、硅酸鹽

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科目:高中化學 來源: 題型:

常溫下,下列各組離子在制定溶液中一定能大量共存的是(  )
A、0.1mol?L-1 NaOH 溶液:K+、Ba2+、Cl-、HCO3-
B、0.1mol?L-1 Na2CO3 溶液:K+、NH4+、NO3-、SO42-
C、0.1mol?L-1 FeCl3溶液:K+、Na+、I-、SCN-
D、0.1mol?L-1HCl 溶液:Ca2+、Na+、ClO-、NO3-

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列有機化學方程式書寫不正確的是( �。�
A、CH2CH=CH2+Br2→CH3-
B、+HNO3
濃硫酸
+H2O
C、2CH3CH2OH+O2
催化劑
2CH3CHO+2H2O
D、CH3CH2OH+CH3COOH
濃硫酸
CH3COOCH2CH3
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闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鏁愭径濠勵吅闂佹寧绻傞幉娑㈠箻缂佹ḿ鍘遍梺闈涚墕閹冲酣顢旈銏$厸閻忕偠顕ч埀顒佺箓閻g兘顢曢敃鈧敮闂佹寧妫佹慨銈夋儊鎼粹檧鏀介柣鎰▕閸ょ喎鈹戦鐐毈闁硅櫕绻冮妶锝夊礃閵娧冨箣闂備胶鎳撻顓㈠磻濞戞氨涓嶉柣妯肩帛閳锋垹绱掔€n亜鐨¢柡鈧紒妯镐簻闁靛ǹ鍎查ˉ銏☆殽閻愯尙澧﹀┑鈩冪摃椤︻噣鏌涚€n偅宕屾俊顐㈠暙閳藉鈻庤箛鏃€鐣奸梺璇叉唉椤煤閺嵮屽殨闁割偅娲栫粻鐐烘煏婵炲灝鍔存繛鎾愁煼閹綊宕堕鍕婵犮垼顫夊ú鐔奉潖缂佹ɑ濯撮柧蹇曟嚀缁椻剝绻涢幘瀵割暡妞ゃ劌锕ら悾鐑藉级鎼存挻顫嶅┑顔矫ぐ澶岀箔婢跺ň鏀介柣鎰綑閻忥箓鎳i妶鍡曠箚闁圭粯甯炴晶娑氱磼缂佹ḿ娲寸€规洖宕灒闁告繂瀚峰ḿ鏃€淇婇悙顏勨偓鏇犳崲閹烘绐楅柡宓本缍庣紓鍌欑劍钃卞┑顖涙尦閺屻倝骞侀幒鎴濆Б闂侀潧妫楅敃顏勵潖濞差亝顥堥柍鍝勫暟鑲栫紓鍌欒兌婵敻骞戦崶顒佸仒妞ゆ棁娉曢悿鈧┑鐐村灦閻燂箑鈻嶉姀銈嗏拺閻犳亽鍔屽▍鎰版煙閸戙倖瀚� 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾归柟闂寸绾惧綊鏌熼梻瀵割槮缁炬儳缍婇弻鐔兼⒒鐎靛壊妲紒鐐劤缂嶅﹪寮婚悢鍏尖拻閻庨潧澹婂Σ顔剧磼閻愵剙鍔ょ紓宥咃躬瀵鎮㈤崗灏栨嫽闁诲酣娼ф竟濠偽i鍓х<闁绘劦鍓欓崝銈囩磽瀹ュ拑韬€殿喖顭烽幃銏ゅ礂鐏忔牗瀚介梺璇查叄濞佳勭珶婵犲伣锝夘敊閸撗咃紲闂佺粯鍔﹂崜娆撳礉閵堝洨纾界€广儱鎷戦煬顒傗偓娈垮枛椤兘骞冮姀銈呯閻忓繑鐗楃€氫粙姊虹拠鏌ュ弰婵炰匠鍕彾濠电姴浼i敐澶樻晩闁告挆鍜冪床闂備胶绮崝锕傚礈濞嗘垹鐭嗛柛鎰ㄦ杺娴滄粓鏌¢崶褎顥滄繛灞傚€濋幃鈥愁潨閳ь剟寮婚悢鍛婄秶濡わ絽鍟宥夋⒑缁嬫鍎愰柛鏃€鐟╁璇测槈濡攱鐎婚棅顐㈡祫缁茬偓鏅ラ梻鍌欐祰椤曟牠宕板Δ鍛仭鐟滃繐危閹版澘绠婚悗娑櫭鎾绘⒑閸涘﹦绠撻悗姘卞厴閸┾偓妞ゆ巻鍋撻柣顓炲€垮璇测槈閵忕姈鈺呮煏婢诡垰鍟伴崢浠嬫煟鎼淬埄鍟忛柛鐘崇墵閳ワ箓鏌ㄧ€b晝绠氶梺褰掓?缁€渚€鎮″☉銏$厱閻忕偛澧介悡顖滅磼閵娿倗鐭欐慨濠勭帛閹峰懘宕ㄩ棃娑氱Ш鐎殿喚鏁婚、妤呭磼濠婂懐鍘梻浣侯攰閹活亞鈧潧鐭傚顐﹀磼閻愬鍙嗛梺缁樻礀閸婂湱鈧熬鎷�