Question

從含銀、銅、金和鉑的金屬廢料中提取金、銀、鉑的一種工藝如下：

根據(jù)以上工藝回答下列問題：
（1）電解時，以金屬廢料為陽極，純銅為陰極，CuSO₄溶液為電解液，寫出電極反應式：陽極：

 

，陰極：

 

；
若工作一段時間后測得導線上通過了3.01×10²⁴個e^-，則陰極有

 

g銅析出．
（2）步驟（4）中SO₂被氧化成H₂SO₄，試寫出該步驟的離子反應方程式：

 

；
（3）金和濃硝酸反應的化學方程式為：Au+6HNO₃（濃）?Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O
但該反應的平衡常數(shù)很小，所以金和濃硝酸幾乎不反應，但金卻可以溶于王水，試簡要解釋之：

 

．

Answer 1

分析：（1）依據(jù)金屬精煉的原理分析判斷，含銀、銅、金和鉑的金屬廢料，含金、銀、鉑的非金屬做電解池的陽極，活潑金屬銅失電子形成金屬離子進入溶液，銅離子在陰極得到電子生成Cu，不活潑金屬形成陽極泥進行工業(yè)分離；根據(jù)生成的Cu與轉(zhuǎn)移電子的關(guān)系求算；
（2）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化關(guān)系，二氧化硫具有還原性，被氧化為硫酸，金的絡離子被還原為金屬金；
（3）依據(jù)王水組成，結(jié)合平衡移動方向分析判斷；

解答：解：（1）金屬廢料中含銀、銅、金和鉑，利用電解原理分類應用，結(jié)合金屬精煉原理分析可知，金屬廢料做電解池陽極，其中銅失電子發(fā)生氧化反應：Cu-2e^-=Cu²⁺；銅離子在陰極得到電子生成Cu，Cu²⁺+2e^-=Cu，工作一段時間后測得導線上通過了3.01×10²⁴個e^-，則電子的物質(zhì)的量為5mol，
根據(jù)Cu²⁺+2e^-=Cu可知，轉(zhuǎn)移5mol電子生成2.5molCu，所以生成Cu的質(zhì)量為2.5mol×64g/mol=160g；
故答案為：Cu-2e^-=Cu²⁺；Cu²⁺+2e^-=Cu；160；
（2）依據(jù)流程轉(zhuǎn)化關(guān)系，二氧化硫具有還原性，被氧化為硫酸，金的絡離子被還原為金屬金，依據(jù)氧化還原反應的電子守恒分析計算寫出離子方程式為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；故答案為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；
（3）金和濃硝酸反應，但該反應的平衡常數(shù)很小，所以金和濃硝酸幾乎不反應，但金卻可以溶于王水，王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺與Cl^-可生成AuCl₄^-，使該平衡Au+6HNO₃（濃）=Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O中Au³⁺濃度降低，平衡正移，金即可溶于王水；
故答案為：王水中含有大量的Cl^-，Au³⁺與Cl^-可生成AuCl₄^-，使該平衡中Au³⁺濃度降低，平衡正移，金即可溶于王水；

點評：本題考查了金屬精煉原理的應用，銀氨溶液和含醛基的反應離子方程式的書寫，氧化還原反應的分析判斷，平衡移動的影響因素分析，題目難度中等．