2018-2019学年高中化学(课堂同步系列二)每日一题 电解精炼铜(含解析)新人教版选修4.doc

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资源描述
电解精炼铜高考频度: 难易程度: 以硫酸铜溶液作电解液,对含有杂质Fe、Zn、Ag的粗铜进行电解精炼。下列叙述正确的是粗铜与直流电源的负极相连阴极发生的反应为Cu2+2e-Cu电路中每通过3.011023个电子,得到的精铜质量为16 g杂质Ag以Ag2SO4的形式沉入电解槽底部形成阳极泥ABCD 【参考答案】D 1电解精炼铜的原理是粗铜中比铜活泼的金属Zn、Fe等失去电子,产生的阳离子残留在溶液中,不比铜活泼的金属Ag、Au等以金属单质的形式沉积在电解池的底部,形成阳极泥,粗铜中的铜在阴极上析出。2装置 1利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯,下列叙述正确的是A电解时以精铜作阳极B粗铜接电源的负极,其电极反应是Cu-2e-Cu2+C电解后,电解槽底部会形成含少量Ag、Pt等金属的阳极泥D以CuSO4溶液为电解质溶液,电解一段时间后,CuSO4溶液的浓度保持不变2某同学设计一个燃料电池(如下图所示),目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题:(1)通入氢气的电极为_(填“正极”或“负极”),负极的电极反应式为_。(2)石墨电极为_(填“阳极”或“阴极”),反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,_(填“铁极”或“石墨极”)区的溶液先变红。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度将_(填“增大”“减小”或“不变”)。精铜电极上的电极反应式为_。3冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质,俗称粗铜。工业上通常通过电解法除去这些杂质制得精铜,以提高铜的使用价值,扩大铜的应用范围。(几种金属的相对原子质量是:Fe56,Ni59,Cu64,Zn65,Ag108,Au197。)请完成下列问题:(1)一般来说,电解精炼铜的初始电解质溶液里的阳离子是_,写出铜的电解精炼过程中的阴极反应式_。(2)如果转移0.020 mol e,下列说法中一定正确的是_。阴极质量增加0.64 g阳极质量减少0.64 g电解质溶液的质量保持不变电解质溶液的温度保持不变4如图所示,U形管内盛有100 mL 的溶液,按要求回答下列问题: (1)打开K2,闭合K1,若所盛溶液为CuSO4溶液:则A为_极,A极的电极反应式为_。若所盛溶液为KCl溶液,则B极的电极反应式为_。(2)打开K1,闭合K2,若所盛溶液为滴有酚酞的NaCl溶液,则A电极附近可观察到的现象是_,Na移向_极(填A、B);总反应化学方程式是_。(3)如果要用电解的方法精炼粗铜,打开K1,闭合K2,电解液选用CuSO4溶液,则A电极的材料应换成是_(填“粗铜”或“纯铜”),反应一段时间后电解质溶液中Cu2的浓度将会_(填“增大”、“减小”、“不变”)。 1【答案】C 2【答案】(1)负极 H22e2OH=2H2O(2)阳极 铁极(3)减小 Cu22e=Cu【解析】(1)通入氢气的电极为负极,由于电解质溶液是碱性的,所以该电极反应式为H22e2OH=2H2O。(2)由于石墨电极与电源的正极连接,所以石墨电极为阳极,反应一段时间后,在乙装置中滴入酚酞溶液,溶液中的H在阴极(Fe电极)放电,破坏了附近的水的电离平衡,该区域的溶液显碱性,因此铁极的溶液先变红。(3)如果粗铜中含有锌、银等杂质,因为粗铜中有活动性比Cu强的金属失去电子,而得到电子的只有Cu2+,所以丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液浓度会减小;精铜电极上的电极反应式为Cu22e=Cu。3【答案】(1)H和Cu2 Cu22e=Cu (2)【解析】电解精炼铜的电解质溶液一般为用硫酸酸化了的硫酸铜溶液,其中的阳离子是H和Cu2。粗铜中Fe、Zn、Ni均有可能放电转化为Fe2、Zn2、Ni2,Fe2、Zn2、Ni2、H和Cu2中放电能力Cu2最强,所以在阴极上放电的只有Cu2,当有0.020 mol e转移时阴极质量增加64 gmol10.64 g。Ag和Au都不能放电,只是以固态单质的形式沉积于电解糟的底部。Fe、Zn、Ni中,有相对原子质量比Cu大的,也有相对原子质量比Cu小的,且Fe、Zn、Ni的放电能力都强于Cu,首先在阳极上被溶解,因此阳极上放电的不只是铜,阳极质量减少量不固定,电解质溶液的质量也不会保持不变。在电解精炼铜的过程中,能量转化的形式主要是电能转化为化学能,但也有电能转化为热能,电解质溶液的温度肯定会变化。4【答案】(1)负 Zn2e=Zn2 2H2OO24e=4OH(2)A极上有气泡,电极附近溶液变红 A2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2(3)纯铜 减小
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