Question

冶煉銅礦石所獲得的銅通常含有鋅、鐵、鎳、銀、金和鉑等微量雜質，俗稱粗銅。工業(yè)上通常通過電解法除去這些雜質制得精銅，以提高銅的使用價值，擴大銅的應用范圍。(幾種金屬的相對原子質量是：Fe－56，Ni－59，Cu－64，Zn－65，Ag－108，Au－197。)

請完成下列問題：

(1)一般來說，電解精煉銅的初始電解質溶液里的陽離子是__________，寫出銅的電解精煉過程中的陰極反應式________________________________。

(2)如果轉移0.020 mol e^－，下列說法中一定正確的是________。

①陰極質量增加0.64 g�、陉枠O質量減少0.64 g

③電解質溶液的質量保持不變　④電解質溶液的溫度保持不變

Answer 1

答案　(1)H^＋和Cu^2＋    Cu^2＋＋2e^－—→Cu

(2)①

解析　電解精煉銅的電解質溶液一般為用硫酸酸化了的硫酸銅溶液，其中的陽離子是H^＋和Cu^2＋。粗銅中Fe、Zn、Ni均有可能放電轉化為Fe^2＋、Zn^2＋、Ni^2＋，F(xiàn)e^2＋、Zn^2＋、Ni^2＋、H^＋和Cu^2＋中放電能力Cu^2＋最強，所以在陰極上放電的只有Cu^2＋，當有0.020 mol e^－轉移時陰極增加×64 g·mol^－1＝0.64 g。Ag和Au都不能放電，只是以固態(tài)單質的形式沉積于電解槽的底部。Fe、Zn、Ni中，有相對原子質量比Cu大的，也有相對原子質量比Cu小的，且Fe、Zn、Ni的放電能力都強于Cu，首先在陽極上被溶解，因此陽極上放電的不只是銅，陽極質量減少量不固定，電解質溶液的質量也不會保持不變。

在電解精煉銅的過程中，能量轉化的形式主要是電能轉化為化學能，但也有電能轉化為熱能，電解質溶液的溫度肯定會變化。