- 电解精炼铜
- 共129题
（2015秋•中山校级月考）电化学原理在化学工业的应用非常广泛．
要用电解方法精炼粗铜，电解液选用CuSO4溶液，则
①阳极的材料是______，电极反应式是______．
②阴极的材料是______，电极反应式是______．
（说明：杂质发生的电极反应不必写出）
正确答案
解析
解：①电解法精炼铜时，粗铜为阳极，精铜为阴极，电解质溶液为硫酸铜，阳极材料是粗铜，阳极上失电子变成离子进入溶液，电极反应式：Cu-2e-=Cu2+，
故答案为：粗铜；Cu-2e-=Cu2+；
②精铜为阴极，阴极上是铜离子得电子的还原反应，即Cu2++2e-=Cu，故答案为：纯铜；Cu2++2e-=Cu．
通过火法冶金炼出的铜是粗铜，含杂质金、银、铁、锌，不适于电器及其他许多工业使用，必须进行电解精炼．
（1）在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是否相等______（填“是”或“否”）；阳极下面沉积金属的成分主要是______．
（2）在精炼铜的过程中，Cu2+浓度逐渐下降，c（Fe2+）、c（Zn2+）会逐渐______，所以需要定时除去其中的Fe2+、Zn2+．甲同学设计了下列除杂方案I（见下图）．
请参照下表给出的数据，回答下列问题：
①试剂a是______，其目的是______．
②操作①调节pH至b，b的取值范围是______．
③调节溶液A的PH时可选择下列哪些试剂______．
A．NaOH B．CuO C．Cu（OH）2 D．NH3•H2O E．Cu2（OH）2CO3
④操作②是______，方案I中不能够除去的杂质金属阳离子是______．
（3）乙同学在查阅课本时发现，“工业原料氯化铵中含杂质氯化铁，使其溶解于水，再加入氨水调节pH至7-8，可使Fe3+生成
Fe（OH）3沉淀而除去．”乙同学认为甲同学的方案I中也应该将溶液pH调至7-8．你认为乙同学的建议是否正确？______（填“是”或“否”）理由是______．
正确答案
解析
解：（1）利用电解法进行粗铜提纯时粗铜应作阳极，精铜作阴极，阳极与电池的正极相连发生氧化反应，这几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，因此在电解过程中金属锌和铁会先于金属铜失电子，但是阴极上始终是铜离子在减少，所以在精炼铜时，阳极减小的质量与阴极增加的质量是不相等的，Ag、Pt不会失去电子，而是形成阳极泥沉降下来，故答案为：否；金、银；
（2 ）金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu＞Ag＞Pt，阳极上电极反应是金属锌和铁先失去电子再是金属铜失去电子，而在阴极上始终是铜离子在减少，所以c（Fe2+）、c（Zn2+）会逐渐增大，故答案为：增大；
①双氧水具有氧化性，可以将亚铁离子氧化为三价铁离子，且不会引进杂质离子，故答案为：H2O2；把Fe2+氧化成Fe3+；
②根据沉淀锌离子和铁离子所需的溶液的pH可以知道：pH介于3.7-5.2之间时，可以将铁离子沉淀，但不会让铜离子形成沉淀，故答案为：3.7-5.2；
③调节溶液A的PH时，不能引进杂质离子，且所加的物质可以和酸发生反应即可，如果用氨水和氢氧化钠会让溶液中引进杂质离子，故选：BCE；
④实现固体和液体的分离采用的方法是过滤，在除杂过程中，锌离子没有除掉，故答案为：过滤；Zn2+；
（3）将溶液pH调至7-8，Cu2+会转化为Cu（OH）2，故答案为：否；pH=7～8时Cu2+会转化为Cu（OH）2．
下列有关工业生产的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、电解精炼铜时，因为粗铜含有杂质，所以开始通电一段时间后，阳极溶解的铜的质量比阴极析出的铜的质量少，故A正确；
B、硫酸工业中在接触室安装热交换器是为了利用二氧化硫生成三氧化硫的反应是放热，而不是利用SO3转化为H2SO4时放的热量，故B错误；
C、电解饱和食盐水时，阴极室产生的是氢气和氢氧化钠，阳极上产生的是氯气，采用离子交换膜法，可防止阳极室产生的Cl2进入阴极室，故C错误；
D、减少生成物的浓度，反应速率减小，则合成氨生产过程中将NH3液化分离，减小正反应速率，平衡正移，提高N2、H2的转化率，故D错误．
故选A．
粗铜中含有少量的锌、铁、银、金等金属和少量矿物杂质（与酸不反应）．在实验室条件下以硫酸铜溶液为电解液，用电解的方法对粗铜提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收和含量测定．
回答以下问题：
步骤一：电解精制：电解过程中，硫酸铜的浓度会______（选填：变大、不变、变小）．
步骤二：电解完成后，对电解液进行处理：
（1）阳极泥的综合利用：
稀硝酸处理阳极泥得到硝酸银稀溶液，请写出该步反应的离子方程式：______．
残渣含有极少量的黄金，如何回收金，他们查阅了有关资料，了解到了一些有关金的知识，以下是他们获取的一些信息：
从中可知，金很难与硝酸反应，但却可溶于王水（浓硝酸与盐酸按体积比1：3的混合物），请你简要解释金能够溶于王水的原因：______．
（2）滤液含量的测定：以下是该小组探究滤液的一个实验流程：
则100mL滤液中Cu2+ 的浓度为______mol•L-1，Fe2+的浓度为______mol•L-1．
正确答案
解析
解：步骤一：在电解精炼铜时，阳极反应是金属锌、铁、镍等先失电子，而此时阴极上是铜离子已经得电子，即铜离子已经减小了而还未在阳极上产生铜离子，故答案为：变小；
步骤二：（1）金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，即3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O，根据表中的信息，Au+6HNO3（浓）=Au（NO3）3+3NO2↑+3H2O，并且Au3++4Cl-=AuCl4-，在王水中，含有浓硝酸和浓盐酸，浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应2平衡向右移动，则金溶于王水中，
故答案为：3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O；浓盐酸含有大量氯离子，Au3+离子与氯离子形成稳定的AuCl4-离子，使反应2平衡向右移动，则金溶于王水中；
（2）100mL的滤液中含有亚铁离子、铜离子、锌离子，当加入足量的金属Fe以后，会将金属铜全部置换出来，所以生成的3.2g金属是Cu，所以铜离子的浓度c=
=0.06mol，所以亚铁离子的浓度c=
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、电解精炼金属铜时，阳极泥中含有Ag、Au等金属，故A错误；
B、CaSO4可以和a2CO3溶液反应生成碳酸钙沉淀和硫酸钠，所以锅炉中沉积的CaSO4可用Na2CO3溶液浸泡后再用酸溶解去除，故B正确；
C、饱和Ca（OH）2溶液中加入一定量的生石灰，所得溶液仍然是饱和的，浓度不变，所以溶液的pH不变，故C错误；
D、反应NH3（g）+HCl（g）=NH4Cl（s）△H＜0，△S＜0，根据判据，当△H-T△S＜0时，化学反应在低温下能自发进行，高温下难以进行，故D错误．
故选B．
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