Question

8．已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和其它雜質（雜質與酸不反應）．
（1）電解精煉銅后所得的陽極泥的綜合利用：
①用稀硝酸處理陽極泥得到硝酸銀稀溶液，寫出該步反應的離子方程式：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O
②殘渣含有極少量的黃金．經(jīng)過查閱有關資料，了解到一些有關金的知識如下：

序號	反應	化學平衡常數(shù)
1	Au+6HNO3（濃）?Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O	＜＜1
2	Au3++4Cl-=AuCl4-	＞＞1

從中可知，金很難與硝酸反應，但卻可溶于王水（濃硝酸與濃鹽酸按體積比1：3的混合物），請簡要解釋金能夠溶于王水的原因濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl₄^-離子，使反應1平衡向右移動，則金溶于王水中
（2）電解后廢液的測定：以下是該小組探究廢液的一個實驗流程：

①鋅同鋁一樣，都是活潑金屬，其氫氧化物既能溶于強酸生成Zn²⁺，又能溶于強堿生成ZnO₂^2-．寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應的離子方程式Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑
②100mL廢液中Cu²⁺的濃度為0.5mol•L^-1，F(xiàn)e²⁺的濃度為0.1mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）①陽極泥中的Ag與稀硝酸反應生成硝酸銀、一氧化氮和水；
②金屬銀可以和硝酸反應得到硝酸銀以及水和一氧化氮；金離子可以和氯離子之間發(fā)生反應，形成穩(wěn)定的AuCl₄^-離子，可以根據(jù)化學平衡移動原理來解釋；
（2）①鋅和氫氧化鈉的反應與金屬鋁和氫氧化鈉的反應相似；
②100mL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3.2g金屬是Cu，亞鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，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量是4.8g，結合原子守恒計算．

解答 解：（1）①在電解精煉銅時，陽極反應是鋅、鐵、Cu等先失電子，陰極上是銅離子得電子產(chǎn)生銅，Cu²⁺+2e=Cu，陽極泥中的Ag可以和稀硝酸反應生成硝酸銀、一氧化氮和水，即3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O，
故答案為：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
②根據(jù)表中的信息，Au+6HNO₃（濃）═Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，并且Au³⁺+4Cl^-═AuCl₄^-，在王水中，含有濃硝酸和濃鹽酸，濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl₄^-離子，使反應2平衡向右移動，則金溶于王水中，
故答案為：濃鹽酸含有大量氯離子，Au³⁺離子與氯離子形成穩(wěn)定的AuCl₄^-離子，使反應1平衡向右移動，則金溶于王水中；
（2）①根據(jù)題干信息得鋅和氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為：Zn+2NaOH+2H₂O=Na₂[Zn（OH）₄]+H₂↑，其反應的離子方程式為：Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑；
故答案為：Zn+2OH^-+2H₂O=[Zn（OH）₄]^2-+H₂↑；
②100mL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3.2g金屬是Cu，所以銅離子的濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{\frac{3.2}{64}mol}{0.1L}$mol/L=0.5 mol/L，
亞鐵離子和氫氧化鈉反應生成氫氧化亞鐵，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量是4.8g，根據(jù)原子守恒，亞鐵離子的物質的量是：$\frac{4.8g}{160g/mol}$×2=0.06mol，所以加入鐵粉后的濾液中亞鐵離子的濃度c=$\frac{n}{V}$=$\frac{0.06mol}{0.1L}$=0.6mol/L，由于加入了鐵粉，鐵與溶液中的鐵離子反應生成了亞鐵離子，所以100mL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 本題考查了反應原理和元素化合物的性質，涉及了電解精煉銅、化學平衡移動原理以及、有關物質的量的計算、金屬元素化合物的性質，題目考查角度廣，難度中等，注意把握平衡原理的應用以及原子守恒在計算中的應用方法．