Question

【題目】精煉銅工業(yè)中陽(yáng)極泥的綜合利用具有重要意義。一種從銅陽(yáng)極泥(主要含有銅、銀、金、少量的鎳)中分離提取多種金屬元素的工藝流程如圖：

已知：ⅰ分金液中含金離子主要成分為[AuCl4]-；分金渣的主要成分為AgCl；

ⅱ分銀液中含銀離子主要成分為[Ag(SO3)2]3-，且存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-

ⅲ“分銅”時(shí)各元素的浸出率如下表所示。

	Cu	Au	Ag	Ni
浸出率/%	85.7	0	4.5	93.5

（1）由表中數(shù)據(jù)可知，Ni的金屬性比Cu____。分銅渣中銀元素的存在形式為_________（用化學(xué)用語(yǔ)表示）。

（2）“分金”時(shí)，單質(zhì)金發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____。

（3）Na2SO3溶液中含硫微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。

“沉銀”時(shí)，需加入硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH=4，分析能夠析出AgCl的原因?yàn)?/span>__。調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)低，理由為__（用離子方程式表示）。

（4）工業(yè)上，用鎳為陽(yáng)極，電解0.1mol/LNiCl2溶液與一定量NH4Cl組成的混合溶液，可得高純度的球形超細(xì)鎳粉。當(dāng)其他條件一定時(shí)，NH4Cl的濃度對(duì)陰極電流效率及鎳的成粉率的影響如圖所示：

為獲得髙純度的球形超細(xì)鎳粉，NH4Cl溶液的濃度最好控制為_____g/L，當(dāng)NH4Cl溶液的濃度大于15g/L時(shí)，陰極有無(wú)色無(wú)味氣體生成，導(dǎo)致陰極電流效率降低，該氣體為_____。

Answer 1

【答案】強(qiáng) Ag、AgCl 2Au+ClO3-+7Cl+6H+=2[AuCl4]-+3H2O 分銀液中存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-，加H2SO4至pH=4，SO32-轉(zhuǎn)化為HSO3-，c(SO32-)減小，平衡正向移動(dòng)，c(Ag+)增大，Ag+與分銀液中Cl-反應(yīng)生成AgCl SO32-+2H+=SO2↑+H2O 10 H2

【解析】

銅陽(yáng)極泥加入硫酸、過(guò)氧化氫和氯化鈉的混合物進(jìn)行分銅，“分銅”時(shí)，單質(zhì)銅發(fā)生反應(yīng)是銅在酸性溶液中被過(guò)氧化氫氧化生成硫酸銅和水，“分銅”時(shí)加人足量的NaCl的主要作用為使溶解出的Ag＋形成AgCl進(jìn)入分銅渣，加入鹽酸和氯酸鈉分金，分金液的主要成分為[AuCl4]-，“分金”時(shí)，單質(zhì)金發(fā)生反應(yīng)是金和加入的氯酸鈉和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成[AuCl4]-，分金渣加入亞硫酸鈉過(guò)濾得到分銀液中主要成分為[Ag（SO3）2]3-，且存在[Ag（SO3）2]3-Ag＋+2SO32－平衡，加入硫酸沉銀，促使[Ag（SO3）2]3-Ag＋+2SO32－平衡正向移動(dòng)，電離出Ag＋，Ag＋與分銀液中的Cl－反應(yīng)生成AgCl。

（1）①浸出率數(shù)據(jù)得到，Ni金屬性強(qiáng)于Cu，“分銅”時(shí)，單質(zhì)銅發(fā)生反應(yīng)是銅在酸性溶液中被過(guò)氧化氫氧化生成硫酸銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O，“分銅”時(shí)加人足量的NaCl的主要作用為：使溶解出的Ag＋形成AgCl進(jìn)入分銅渣，避免銀元素的損失，分銅渣中銀元素的存在形式為Ag、AgCl；

故答案為：強(qiáng)； Ag、AgCl；

（2）分金液的主要成分為[AuCl4]-，“分金”時(shí)，單質(zhì)金發(fā)生反應(yīng)是金和加入的氯酸鈉和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成[AuCl4]-，反應(yīng)的離子方程式為：2Au+ClO3－+7Cl－+6H＋=2[AuCl4]-+3H2O，

故答案為：2Au+ClO3－+7Cl－+6H＋=2[AuCl4]-+3H2O；

（3）分銀液中主要成分為[Ag（SO3）2]3-，分銀液中存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-，加H2SO4至pH=4，SO32-轉(zhuǎn)化為HSO3-，c(SO32-)減小，平衡正向移動(dòng)，c(Ag+)增大，Ag+與分銀液中Cl-反應(yīng)生成AgCl ；若溶液的pH太低，溶液的酸性太強(qiáng)，亞硫酸根離子會(huì)轉(zhuǎn)化為二氧化硫氣體而逸出，離子方程式：SO32-+2H+=SO2↑+H2O ；

故答案為：分銀液中存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-，加H2SO4至pH=4，SO32-轉(zhuǎn)化為HSO3-，c(SO32-)減小，平衡正向移動(dòng)，c(Ag+)增大，Ag+與分銀液中Cl-反應(yīng)生成AgCl ；SO32-+2H+=SO2↑+H2O ；

（4）根據(jù)圖可知，NH4Cl的濃度為10g·L-1時(shí)，鎳的成粉率最高，所以NH4Cl的濃度最好控制為10 g·L-1，當(dāng)NH4Cl濃度大于15g·L-1時(shí)，陰極有氣體生成，陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陰極生成的氣體為氫氣，溶液中銨根離子水解溶液呈酸性，陰極電極反應(yīng)式為：2H＋+2e－=H2↑或NH4＋+2H2O+2e－=2NH3·H2O+H2↑，產(chǎn)生氣體為氫氣；

故答案為：10；H2。