Question

（10分）已知粗銅中含有少量的鋅、鐵、銀、金等金屬和少量礦物雜質(zhì)（與酸不不反應(yīng)）。某化學(xué)興趣小組在實驗室條件下用以硫酸銅溶液為電解液，用電解的方法實現(xiàn)了粗銅的提純，并對陽極泥和電解液中金屬進(jìn)行回收和含量測定。
步驟一：電解精制：    
請回答以下問題：
電解時，粗銅應(yīng)與電源的     極相連。陰極上的電極反應(yīng)式為                       
電解過程中，硫酸銅的濃度會           （選填：變大、不變、變小）
步驟二：電解完成后，該小組同學(xué)按以下流程對電解液進(jìn)行處理：

（1）陽極泥的綜合利用：
稀硝酸處理陽極泥得到硝酸銀稀溶液，請你寫出該步反應(yīng)的離子方程式：                                                                 
殘渣含有極少量的黃金，如何回收金，他們查閱了有關(guān)資料，了解到了一些有關(guān)金的知識，以下是他們獲取的一些信息：

序號	反應(yīng)	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(yīng)，但卻可溶于王水（濃硝酸與鹽酸按體積比1∶3的混合物），請你簡要解釋金能夠溶于王水的原因：                                              
（2）濾液含量的測定：以下是該小組探究濾液的一個實驗流程：

則100mL濾液中Cu²⁺的濃度為            mol·L^-1，F(xiàn)e²⁺的濃度為        mol·L^-1

Answer 1

步驟一：正；Cu²⁺+2e = Cu；變小
步驟二：（1）3Ag + 4H⁺ + NO₃^— = 3Ag⁺ + NO↑+ 2H₂O；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(yīng)1平衡向右移動，則金溶于王水中。
（2）0.5；0.1

解析試題分析：第一步：精煉銅時，粗放放在電解池的陽極，與電源正極相連，電極反應(yīng)為：Cu²⁺+2e = Cu。由于粗銅有比銅活潑的雜質(zhì)金屬，所以硫酸銅溶液的濃度會變小。
第二步：（1）硝酸和銀反應(yīng)的離子方程式為：3Ag + 4H⁺ + NO₃^— = 3Ag⁺ + NO↑+ 2H₂O。王水能溶解金的原因是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(yīng)1平衡向右移動，則金溶于王水中。
（2）根據(jù)流程圖可知得到Cu 3.2g所以Cu²⁺的濃度為，得到Fe₂O₃ 4.8g，因此Fe的物質(zhì)的量為0.06mol，其中有0.05molFe是置換銅時加入的，所以Fe²⁺的濃度為。
考點：金屬的冶煉
點評：本題綜合性強，主要考查學(xué)生分析問題解決問題的能力。