Question

通過火法冶金煉出的銅是粗銅，含雜質金、銀、鐵、鋅，不適合電器及其他儀器使用，必須進行電解精煉．表1為幾種物質的溶度積．
表1：幾種物質的溶度積

物 質	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Zn（OH）2	Cu（OH）2
溶度積Ksp	8.0×10-16	4.0×10-38	3×10-17	2.2×10-20

（1）在精煉銅時，陽極是

 

（填“純銅板”或“粗銅板”）；金、銀失電子能力比銅弱，因此以單質的形式沉積在電解槽

 

（填“陽極”或“陰極”）的槽底，陰極電極反應方程式是

 

．
（2）在精煉銅的過程中，Cu²⁺濃度逐漸減少，c（Fe²⁺）、c（Zn²⁺）會逐漸增大，所以需定時除去其中的Fe²⁺、Zn²⁺．甲同學設計了除雜方案（見圖）．

①試劑a是

 

，加入試劑a的目的是

 

．
②操作①是

 

，根據溶度積，除雜方案中能夠除去的雜質金屬陽離子是

 

．
③乙同學在查閱課本時發現，“工業原料氯化銨中含雜質氯化鐵，使其溶解于水，再加入氨水調節pH至7～8，可使Fe³⁺生成Fe（OH）₃沉淀而除去．”乙同學認為甲同學的除雜方案中也應該將溶液pH調至7～8．你認為乙同學的建議是否正確？（填“是”或“否”）

 

，
理由是

 

．

Answer 1

分析：（1）利用電解法進行粗銅提純時粗銅應作陽極，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，且不會引進雜質離子；
②實現固體和液體的分離采用的方法是過濾，調節pH時溶度積小的先形成沉淀析出；
③加入氨水調節pH至7～8，根據Ksp[Cu（OH）₂]求出溶液中的銅離子濃度，來分析判斷．

解答：解：（1）利用電解法進行粗銅提純時粗銅應作陽極，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，其電極反應式為Cu²⁺+2e^-=Cu，
故答案為：粗銅板；陽極；Cu²⁺+2e^-=Cu；
（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，且不會引進雜質離子，
故答案為：H₂O₂；把Fe²⁺氧化成Fe³⁺；
②實現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⁺，然后調節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⁺；
③加入氨水調節pH至7～8后，溶液中c（OH^-）≈10^-6mol/L，則溶液中c（Cu²⁺）=

Ksp[Cu(OH)2]

c2(OH-)

=

2.2×10-20

(10-6)2

=2.2×10^-8mol/L，所以當溶液PH調至7～8時，溶液中銅離子轉化為沉淀；
故答案為：否；pH=7～8時Cu²⁺會轉化為Cu（OH）₂．

點評：本題是一道關于電化學知識相結合的綜合知識考查題，要求學生具有分析和解決問題的能力，難度較大，要注意Ksp的應用和電極方程式的書寫方法．