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精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少...

精炼铜工业中阳极泥的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:

已知:分金液中含金离子主要成分为[AuCl4];分金渣的主要成分为AgCl

分银液中含银离子主要成分为[Ag(SO3)2]3,且存在[Ag(SO3)2]3Ag++2SO

“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。

1)由表中数据可知,Ni的金属性比Cu______。分铜渣中银元素的存在形式为(用化学用语表示)______。“分铜”时,如果反应温度过高,会有明显的放出气体现象,原因是_______

2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为________

3Na2SO3溶液中含硫微粒物质的量分数与pH的关系如图所示。

“沉银”时,需加入硫酸调节溶液的pH=4,分析能够析出AgCl的原因为_______。调节溶液的pH不能过低,理由为______(用离子方程式表示)。

4)已知Ksp[Ag2SO4]=1.4×105,沉银时为了保证不析出Ag2SO4,应如何控制溶液中SO42浓度(假定溶液中Ag+浓度为0.1mol/L)。________

5)工业上,用镍为阳极,电解0.1 mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示:

为获得髙纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为_______g/L,当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有无色无味气体生成,导致阴极电流效率降低,该气体为_______

 

强 Ag、AgCl H2O2分解放出氧气 2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]- +3H2O 分银液中存在[Ag(SO3)2]3—Ag++2SO32-,加H2SO4至pH=4,SO32-转化为HSO3-,c(SO32-)减小,平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl SO32-+ 2H+ = SO2↑+H2O 溶液中SO42—浓度应低于1.4×10-3mol/L 10 H2 【解析】 铜阳极泥中加入硫酸、过氧化氢和氯化钠进行分铜,“分铜”时,单质铜发生的反应是铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化生成硫酸铜和水,“分铜”时加入足量的NaCl可以使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣;加入盐酸和氯酸钠进行分金,“分金”时,单质金发生的反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]-,分金液的主要成分为[AuCl4]-;分金渣的主要成分为AgCl,加入亚硫酸钠进行分银,过滤得到的分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-加入硫酸沉银,促使[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl-反应生成AgCl,以此解答该题。 (1)由表中数据可知,镍的Ni浸出率比铜高,说明镍容易被氧化,因此金属性Ni比Cu强。根据上述分析,“分铜”时加入足量的NaCl可以使溶解出的Ag+形成AgCl进入分铜渣,分铜渣中银元素的存在形式为Ag、AgCl;“分铜”时,如果反应温度过高,双氧水发生分解,会有明显的气体放出现象,故答案为强;Ag、AgCl;H2O2分解放出氧气; (2)分金液的主要成分为[AuCl4]-,“分金”时,单质金发生的反应是金和加入的氯酸钠和盐酸发生氧化还原反应生成[AuCl4]-,反应的离子方程式为:2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O,故答案为2Au+ClO3-+7Cl-+6H+=2[AuCl4]-+3H2O; (3)分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-,H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度,平衡正向进行,能够析出AgCl 的原因为:H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度,促使[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl-反应生成AgCl,调节溶液的pH 不能过低理由为:避免产生污染气体SO2, 故答案为H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度,促使[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-平衡正向移动,电离出Ag+,Ag+与分银液中的Cl-反应生成AgCl;避免产生污染气体SO2; (3)分银液中主要成分为[Ag(SO3)2]3-,由于存在[Ag(SO3)2]3-⇌Ag++2SO32-,H2SO4电离出的H+降低了SO32-的浓度,平衡正向进行,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl;如果溶液的pH 过低,硫酸会与亚硫酸根离子反应放出气体SO2,产生污染,反应的离子方程式为SO32-+ 2H+ = SO2↑+H2O,故答案为分银液中存在[Ag(SO3)2]3—Ag++2SO32-,加H2SO4至pH=4,SO32-转化为HSO3-,c(SO32-)减小,平衡正向移动,c(Ag+)增大,Ag+与分银液中Cl-反应生成AgCl;SO32-+ 2H+ = SO2↑+H2O; (4)c(SO42—)===1.4×10-3 mol/L,因此沉银时为了保证不析出Ag2SO4,应如何控制溶液中SO42—浓度低于1.4×10-3mol/L,故答案为溶液中SO42—浓度应低于1.4×10-3mol/L; (5)根据图象可知,NH4Cl的浓度为10g•L-1时,镍的成粉率最高,所以NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1,当NH4Cl浓度大于15g•L-1时,阴极有气体生成,阴极发生还原反应,阴极生成的气体为氢气,溶液中铵根离子水解溶液呈酸性,阴极电极反应式为:2H++2e-=H2↑或2NH4++2H2O+2e-=2NH3•H2O+H2↑,产生气体为氢气,故答案为10;H2。  
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考点分析:
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索氏提取法是测定动植物样品中粗脂肪含量的标准方法。其原理是利用如图装置,用无水乙醚等有机溶剂连续、反复、多次萃取动植物样品中的粗脂肪。具体步骤如下:

①包装: 取滤纸制成滤纸筒,放入烘箱中干燥后,移至仪器X中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作a; 在滤纸筒中包入一定质量研细的样品,放入烘箱中干燥后,移至仪器X 中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作b

②萃取: 将装有样品的滤纸筒用长镊子放入抽提筒中,注入一定量的无水乙醚,使滤纸筒完全浸没入乙醚中,接通冷凝水,加热并调节温度,使冷凝下滴的无水乙醚呈连珠状,至抽提筒中的无水乙醚用滤纸点滴检查无油迹为止(大约6h~12h)

③称量: 萃取完毕后,用长镊子取出滤纸筒,在通风处使无水乙醚挥发,待无水乙醚挥发后,将滤纸筒放入烘箱中干燥后,移至仪器X 中冷却至室温,然后放入称量瓶中称量,质量记作c

回答下列问题:

1)实验中三次使用的仪器X 的名称为__________________。为提高乙

醚蒸气的冷凝效果,索氏提取器可选用下列_______(填字母) 代。

            

a 空气冷凝管               b 直形冷凝管               c 蛇形冷凝管

(2) 实验中必须十分注意乙醚的安全使用,如不能用明火加热、室内保持通风

等。为防止乙醚挥发到空气中形成燃爆,常在冷凝管上口连接一个球形干燥管,其中装入

的药品为_______(填字母)

a 活性炭    b 碱石灰  c P2O5 d 浓硫酸

无水乙醚在空气中可能氧化生成少量过氧化物,加热时发生爆炸。检验无水乙醚中是否含有过氧化物的方法是_______________________

(3) 实验中需控制温度在70~80℃之间,考虑到安全等因素,应采取的加热方式是_______。当无水乙醚加热沸腾后,蒸气通过导气管上升,被冷凝为液体滴入抽提筒中,当液面超过回流管最高处时,萃取液即回流入提取器(烧瓶)中……该过程连续、反复、多次进行,则萃取液回流入提取器(烧瓶) 的物理现象为_______。索氏提取法与一般萃取法相比较,其优点为___________________________

(4) 数据处理: 样品中纯脂肪百分含量_________(“<”“>”“=”) (b-c)/(b-a)×100%;测定中的样品、装置、乙醚都需要进行脱水处理,否则导致测定结果__________(偏高偏低无影响”)

 

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已知氧化性Br2>Fe3>I2向含有Fe2、Br、I0.1 mol 的溶液中通入Cl2通入Cl2的体积(标准状况)与溶液中某种离子(Q表示)的物质的量的关系如下图所示下列说法中正确的是(  )

A. QI

B. QBr

C. b点时溶液中阴离子只有Cl(不考虑OH)

D. ab区间的反应:2Fe2+Cl2===2Fe3+2Cl

 

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一种将CO2H2O转换为燃料H2COCH4的装置如图所示(电解质溶液为稀H2SO4)。下列关于该装置的叙述错误的是

A. 该装置可将电能转化为化学能

B. 工作时,电极a周围溶液的pH增大

C. 电极b上生成CH4的电极反应式为CO2+8H++8e===CH4+2H2O

D. 若电极b上只产生1 mol CO,则通过质子膜的H+数为2NA

 

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用下列装置进行实验能达到相应实验目的的是

A. 装置配制100 mL某浓度NaNO3溶液

B. 分离溴苯和水混合物

C. 验证质量守恒定律

D. 可以实现防止铁钉生锈

 

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已知XYZWR是原子序数依次增大的短周期主族元素,X是周期表中原子半径最小的元素,Y元素的最高正价与最低负价的绝对值相等,Z的核电荷数是Y2倍,W的最外层电子数是其最内层电子数的3倍。下列说法不正确的是(    

A.原子半径:ZWR

B.对应的氢化物的热稳定性:RW

C.WXWZ形成的化合物的化学键类型完全相同

D.Y的最高价氧化物对应的水化物是弱酸

 

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