Question

10．電解精煉銅的陽極泥中含有多種貴重金屬，從中提取金、銀、鉑的一種工藝如下：

（1）王水是濃鹽酸和濃硝酸的混合液，其體積比為3：1．
（2）濾渣的成分是AgCl，反應(yīng)Ⅰ中肼（N₂H₄）的作用是做還原劑．
（3）反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；當(dāng)生成19.7gAu時(shí)，25℃和101kPa下反應(yīng)消耗3.675L SO₂（此條件下的氣體摩爾體積為24.5L/mol，相對(duì)原子質(zhì)量Au：197）．
（4）電解法精煉銀時(shí)，粗銀應(yīng)與直流電源的正極（填“正”或“負(fù)”）相連，當(dāng)用AgNO₃ 和HNO₃ 混合溶液做電解質(zhì)溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極有少量紅棕色氣體，則產(chǎn)生該現(xiàn)象的電極反應(yīng)式為2H⁺+NO₃^-+e^-=NO₂↑+H₂O．
（5）完成下面化學(xué)反應(yīng)方程式：
3（NH₄）₂PtCl₆$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+3Pt+16HCl↑+2NH₄Cl
（6）金和濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Au+6HNO₃（濃）=Au（NO₃）₃+3NO₂↑+3H₂O，
但該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以金和濃硝酸幾乎不反應(yīng)，但金卻可以溶于王水，原因是王水中含有大量的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．

Answer 1

分析 粗銅中含金、銀、鐵、鎳、鋅等雜質(zhì)，電解時(shí)銅、鐵、鎳、鋅被氧化，金、銀、鉑作為陽極泥而沉淀下來，王水溶解后得到金鉑的溶液和AgCl沉淀，過濾后的氯化銀濾渣用氨水溶解氯化銀變?yōu)殂y氨溶液，最后用N₂H₄將其還原為銀，濾液中通入二氧化硫具有還原性，被氧化為硫酸，金的絡(luò)離子被還原為金屬金，過濾得到濾液中 含PtCl₆^2-，加入固體氯化銨得到沉淀（NH₄）₂PtCl₆，受熱分解得到金屬Pt，
（1）根據(jù)王水的組成分析判斷；
（2）王水溶解后得到金鉑的溶液和AgCl沉淀，過濾后的氯化銀濾渣用氨水溶解氯化銀變?yōu)殂y氨溶液，最后用N₂H₄將其還原為銀；
（3）銀鏡流程變化故選結(jié)合反應(yīng)物和生成物的離子和物質(zhì)，分析化合價(jià)變化，銀鏡氧化還原反應(yīng)的電子守恒計(jì)算分析書寫，依據(jù)化學(xué)方程式電離關(guān)系計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成的二氧化硫氣體；
（4）電解法精煉銀時(shí)粗銀做電解池陽極，精銀做電解池陰極，含銀離子的鹽溶液做電解質(zhì)溶液，依據(jù)粗銀提純的原理分析判斷電極，當(dāng)用AgNO₃和HNO₃混合溶液做電解質(zhì)溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極有少量紅棕色氣體，是硝酸根離子失電子發(fā)生還原反應(yīng)，結(jié)合電極反應(yīng)書寫方法寫出；
（5）（NH₄）₂PtCl₆受熱分解得到金屬Pt，其中元素化合價(jià)變化的是鉑元素化合價(jià)降低，需要元素化合價(jià)升高的應(yīng)是氮元素，-3價(jià)變化為0價(jià)；
（6）依據(jù)王水組成，結(jié)合平衡移動(dòng)方向分析判斷．

解答 解：（1）王水的組成是濃鹽酸和濃硝酸按照3：1混合組成的混合物，故答案為：濃鹽酸和濃硝酸，3：1；
（2）粗銅中含金、銀、鐵、鎳、鋅等雜質(zhì)，電解時(shí)銅、鐵、鎳、鋅被氧化，金、銀、鉑作為陽極泥而沉淀下來，王水溶解后得到金鉑的溶液和AgCl沉淀，過濾后的氯化銀濾渣用氨水溶解氯化銀變?yōu)殂y氨溶液，最后用N₂H₄將其還原為銀，
故答案為：AgCl，做還原劑；
（3）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(luò)離子被還原為金屬金，依據(jù)氧化還原反應(yīng)的電子守恒分析計(jì)算寫出離子方程式為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺，當(dāng)生成19.7gAu時(shí)物質(zhì)的量=$\frac{19.7g}{197g/mol}$=0.1mol，
3SO₂～2Au
3       2
n        0.1mol
n=0.15mol
此條件下的氣體摩爾體積為24.5L/mol，25℃和101kPa下反應(yīng)消耗二氧化硫氣體體積=24.5L/mol×0.15mol=3.675g，
故答案為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺，3.675；
（4）電解法精煉銀時(shí)，粗銀做陽極與電源正極相連，精銀做陰極，含銀離子的硝酸銀做電解質(zhì)溶液，當(dāng)用AgNO₃和HNO₃混合溶液做電解質(zhì)溶液時(shí)，發(fā)現(xiàn)陰極有少量紅棕色氣體二氧化氮生成，電極反應(yīng)是在陰極上硝酸根離子被還原生成二氧化氮，電極反應(yīng)為NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂↑+H₂O，
故答案為：正；NO₃^-+2H⁺+e^-=NO₂↑+H₂O；
（5）（NH₄）₂PtCl₆受熱分解得到金屬Pt，其中元素化合價(jià)變化的是鉑元素化合價(jià)降低，需要元素化合價(jià)升高的應(yīng)是氮元素，-3價(jià)變化為0價(jià)，結(jié)合電子守恒和原子守恒配平得到化學(xué)方程式為：3（NH₄）₂PtCl₆ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2N₂↑+3Pt+16HCl↑+2NH₄Cl，
故答案為：3，2N₂，3，16，2；
（6）金和濃硝酸反應(yīng)，但該反應(yīng)的平衡常數(shù)很小，所以金和濃硝酸幾乎不反應(yīng)，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(diǎn)評(píng) 本題考查了金屬精煉原理的應(yīng)用，銀氨溶液和含醛基的反應(yīng)離子方程式的書寫，氧化還原反應(yīng)的分析判斷，平衡移動(dòng)的影響因素分析，題目難度中等．