Question

4．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，寫出電解方程式：
陽極：Cu-2e^-=Cu²⁺；
陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu；
（2）寫出步驟（4）的離子反應(yīng)方程式：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；
（3）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，試簡要解釋之：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 金屬廢料電解得到陽極泥加入王水，金、鉑溶解生成絡(luò)合物，銀離子生成氯化銀沉淀，過濾后，在濾液中通入二氧化硫適量過濾得到金和鉑的氯化物，加入固體氯化銨生成（NH₄）₂PtCl₆，加熱得到鉑；氯化銀加入過量氨水得到銀氨絡(luò)合物，溶液中加入肼得到金屬銀，
（1）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(jìn)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(jìn)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）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；
（3）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^-，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(yīng)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(yīng)：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(dǎo)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；
（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(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，
故答案為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+8Cl^-+3SO₄^2-+12H⁺；
（3）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 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，平衡移動的影響因素分析，題目難度中等．