Question

9．电化学在生产、生活中具有广泛的应用．
（1）如图是某同学设计的原电池装置，当该电池放电时，Mg电极是电池的正极，写出Al的电极反应式Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）粗铜中含有少量锌、铁、银、金等金属和少量不溶于酸的杂质，某化学实验小组以CuSO₄溶液为电解质溶液，用电解方法实现粗铜的提纯，并对阳极泥和电解液中金属进行回收．
①电解精制：粗铜应做阳极，电解过程中CuSO₄溶液的浓度变小（填“变大”、“不变”或“变小”）．
②阳极泥处理及电解液中金属回收：
写出银与稀硝酸反应的离子方程式3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O．
③取滤液I 100mL，经过上述操作后得到3.2g金属M和4.8g固体Ⅱ，则滤液I中Fe²⁺的物质的量浓度为0.1mol/L．

Answer 1

分析 （1）Al、Mg、NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极，Mg为正极，负极上Al失去电子，以此来解答；
（2）①电解方法精炼粗铜，粗铜做阳极，精铜做阴极，结合电极反应判断；
②金属银可以和硝酸反应得到硝酸银以及水和一氧化氮；
③根据流程滤液I主要为含二价铁离子和二价铜离子的溶液，经过加铁处理后置换出3.2g金属M为铜，最终得到4.8g固体Ⅱ为氧化铁，据此计算．

解答 解：（1）Al、Mg、NaOH溶液可构成原电池，Al为负极，Mg为正极，负极上Al失去电子，反应为Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O，故答案为：正；Al+4OH^--3e^-=AlO₂^-+2H₂O；
（2））①电解方法精炼粗铜，电解池的阴极材料是纯铜，阳极为粗铜，先是锌、铁失电子生成离子，而阴极是溶液中的铜离子得电子析出铜单质，则硫酸铜溶液的浓度变小，故答案为：阳；变小；
②金属银可以和稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水，即3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O，故答案为：3Ag+4H⁺+NO₃^-=3Ag⁺+NO↑+2H₂O；
③根据流程滤液I主要为含二价铁离子和二价铜离子的溶液，根据流程最终得到4.8g固体Ⅱ为氧化铁即$\frac{4.8}{160}$=0.03mol，根据铁守恒所以最终溶液中含铁为0.03×2=0.06mol，又加铁处理后置换出3.2g金属M为铜即$\frac{3.2}{64}$=0.05mol，所以引入铁也为0.05mol，则原滤液I中含二价铁为0.06-0.05=0.01mol，所以滤液I中Fe²⁺的物质的量浓度为$\frac{0.01}{0.1}$=0.1mol/L，故答案为：0.1mol/L．

点评 本题涉及有关原电池的原理以及电解精炼铜、金属银的化学性质等综合知识，难度不大，抓住电化学的原理分析是解题关键．