Question

2．通過(guò)火法冶金煉出的銅是粗銅，含有Zn、Fe、Ag、Au等雜質(zhì)．在實(shí)驗(yàn)室條件下用CuSO₄溶液作電解液進(jìn)行電解精煉，并對(duì)電解廢液進(jìn)行綜合處理．
（1）電解精煉銅時(shí)粗銅板作陽(yáng)極，陰極電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-═Cu．電解過(guò)程中，電解液中c（Cu²⁺）變�。ㄌ钭兇�、變小、不變）．對(duì)電解廢液進(jìn)行如下處理

已知：①某些金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH如表

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Cu（OH）2	Zn（OH）2
開(kāi)始沉淀	2.3	7.5	4.7	5.4
完全沉淀	3.2	9.7	6.7	8.0

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2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O．
（3）加NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是3.2≤pH＜4.7．
（4）濾渣1跟稀HNO₃反應(yīng)的化學(xué)方程式是3Ag+4HNO₃═3AgNO₃+NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）電解精煉銅時(shí)，精銅做陰極，粗銅作陽(yáng)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(jià)鐵離子便于除去，且不引入雜質(zhì)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)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(jià)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(shū)寫(xiě)方程式．

解答 解：（1）在電解精煉銅時(shí)，陽(yáng)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(yáng)極；硫酸銅的濃度會(huì)變小，原因是鋅、鐵與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng)，故答案為：陽(yáng)；Cu²⁺+2e^-═Cu；變��；
（2）滴加H₂O₂能將亞鐵離子氧化為三價(jià)鐵離子便于除去，過(guò)氧化氫為氧化劑，二價(jià)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(jià)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(xué)方程式為：3Ag+4HNO₃═3AgNO₃+NO↑+2H₂O；故答案為：3Ag+4HNO₃═3AgNO₃+NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 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(qiáng)，考查角度廣，難度較大．