Question

I、通過火法冶金煉出的銅是粗銅，含雜質(zhì)金、銀、鐵、鋅等金屬和少量礦物雜質(zhì)（與酸不反應(yīng)）．制作電器及其他儀器產(chǎn)品時必須要求是純銅，為此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．
表：幾種物質(zhì)形成沉淀時的pH

物質(zhì)	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Zn（OH）2	Cu（OH）2
開始沉淀時的pH	7.6	2.7	5.7	4.7
完全沉淀時的pH	9.7	3.7	8.5	7.3

（1）在精煉銅時，陰極電極反應(yīng)方程式為

 

；金、銀以單質(zhì)的形式沉積在電解槽

 

（填“陽極”或“陰極”）的槽底．
（2）在精煉銅的過程中，Cu²⁺濃度逐漸降低，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）會逐漸增大，所以需定時除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺．甲同學設(shè)計了如下除雜流程：
①試劑a最好選用

 

（填寫序號），加入試劑a的目的是

 

．
a、氯水     b、高錳酸鉀溶液      c、硝酸    d、雙氧水
②操作①是

 

，根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，除雜方案中能夠除去的雜質(zhì)金屬陽離子是

 

（填化學式）．
II、重金屬離子對河流海洋等會造成嚴重的污染．某化工廠產(chǎn)生的廢水（pH=2.0，密度為1g?mL^-1）中含有Ag⁺、Pb²⁺等重金屬離子，其濃度約為0.01mol?L^-1，排放前擬用沉淀法回收這兩種金屬，查找有關(guān)數(shù)據(jù)如下：

難溶電解質(zhì)	AgI	AgOH	Ag2S	PbI2	Pb（OH）2	PbS
Ksp	8.3×10-17	5.6×10-8	6.3×10-50	7.1×10-9	1.2×10-15	3.4×10-28

（1）你認為往廢水中投入

 

（填字母序號）沉淀的效果最好
a、NaOH    b、Na₂S    c、KI    d、Ca（OH）₂
（2）如果用生石灰處理上述廢水，使溶液的pH=8.0，處理后的廢水中c（Pb²⁺）=

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：I、（1）利用電解法進行粗銅提純時粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，已知金屬的活動性順序為Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在電解過程中Ag、Pt不會失去電子，而是形成陽極泥；
（2 ）①雙氧水具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，且不會引進雜質(zhì)離子；
②實現(xiàn)固體和液體的分離采用的方法是過濾，調(diào)節(jié)pH時溶度積小的先形成沉淀析出；
③加入氨水調(diào)節(jié)pH至7～8，根據(jù)Ksp[Cu（OH）₂]求出溶液中的銅離子濃度，來分析判斷．
II、（1）溶度積越小越易轉(zhuǎn)化為沉淀，根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)進行判斷最近試劑；
（2）先計算出溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度，然后根據(jù)Pb（OH）₂的溶度積及c（Pb²⁺）=

Ksp

c 2(OH -)

進行計算．

解答： 解：I、（1）利用電解法進行粗銅提純時粗銅應(yīng)作陽極，精銅作陰極，這幾種金屬的活動性順序為Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在電解過程中金屬鋅和鐵會先于金屬銅失電子，而Ag、Pt不會失去電子，而是形成陽極泥沉降下來，在陰極上銅離子得電子，其電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；陽極；
（2 ）①雙氧水具有氧化性，可以將亞鐵離子氧化為三價鐵離子，且不會引進雜質(zhì)離子，
故答案為：d；把Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②實現(xiàn)固體和液體的分離采用的方法是過濾，在除雜過程中，將Fe²⁺氧化為Fe³⁺，然后調(diào)節(jié)PH，由于Fe（OH）₃的溶度積最小，所以最先析出，即除去的離子是，
Fe²⁺，
故答案為：過濾；Fe²⁺；
II、（1）溶度積越小的越易轉(zhuǎn)化為沉淀，由表格中的數(shù)據(jù)可知，硫化物的溶度積小，則應(yīng)選擇硫化鈉，
故答案為：b；
（2）由Pb（OH）₂的溶度積為1.2×10^-15，pH=8.0，c（OH^-）=10^-6mol?L^-1，則c（Pb²⁺）=

Ksp

c 2(OH -)

=

1.2×10 -15

(10 -6)2

=1.2×10^-3mol?L^-1，
故答案為：1.2×10^-3mol?L^-1 ．

點評：本題是一道關(guān)于電化學知識相結(jié)合及其有關(guān)溶度積的計算等知識的綜合知識考查題，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大，要注意Ksp的應(yīng)用和電極方程式的書寫方法．