Question

工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如下：
已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）固體混合物B與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（2）濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，理由是

 

．涉及的離子方程式為

 

、

 

（不必書(shū)寫(xiě)Cu₂O與鹽酸的反應(yīng)）．檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的試劑為

 

（填試劑名稱）．
（3）將濾液C中的鋁元素以沉淀形式析出，可選用的最佳試劑為

 

（填序號(hào)）．
a．氫氧化鈉溶液  b．硫酸溶液  c．氨水  d．二氧化碳
金屬E與固體F某一成分發(fā)生的反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：Cu₂O與鹽酸反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成Fe³⁺，與Cu反應(yīng)生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F(xiàn)為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Al和Fe的混合物，經(jīng)過(guò)電解可的純銅，以此解答該題．

解答： 解：Cu₂O與鹽酸反應(yīng)生成Cu和Cu²⁺，SiO₂與鹽酸不反應(yīng)，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)生成Fe³⁺，與Cu反應(yīng)生成Fe²⁺，固體B為SiO₂和Cu，濾液A中含有Cu²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，加入足量的NaOH溶液，濾液C中含有AlO₂^-，金屬E為Al，固體D為Cu（OH）₂和Fe（OH）₃的混合物，在空氣中灼燒，F(xiàn)為CuO和Fe₂O₃的混合物，粗銅為Cu、Al和Fe的混合物，經(jīng)過(guò)電解可的純銅，
（1）由以上分析可知固體B的成分為SiO₂和Cu，銅與氫氧化鈉不反應(yīng)，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O，
故答案為：SiO₂+2NaOH=Na₂SiO₃+H₂O；
（2）因?yàn)殂~過(guò)量，F(xiàn)e₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過(guò)量銅單質(zhì)反應(yīng)后，全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺，所以濾液A中鐵元素的存在形式只能為Fe²⁺，方程式為：Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的方法為：先加硫氰化鉀溶液無(wú)現(xiàn)象，再加新制氯水如果溶液變紅，則說(shuō)明含二價(jià)鐵，所以檢驗(yàn)濾液A中Fe²⁺的試劑為硫氰化鉀溶液和新制氯水，
故答案為：Fe₂O₃與鹽酸反應(yīng)后生成的Fe³⁺與過(guò)量銅單質(zhì)反應(yīng)后，全部轉(zhuǎn)化為Fe²⁺；Fe₂O₃+6H⁺=2Fe ³⁺+3H₂O；Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺；硫氰化鉀溶液和新制氯水；
（3）濾液中含有AlO₂^-的溶液，將濾液C中的鋁元素以沉淀形式析出；
a、氫氧化鈉溶液與偏鋁酸根不反應(yīng)，故a不符合；
b．硫酸溶液能溶解氫氧化鋁，故b不是最好；
c．氨水與偏鋁酸根不反應(yīng)，故c不符合；
d．二氧化碳是弱酸不能溶解氫氧化鋁，過(guò)量的二氧化碳和偏鋁酸根離子形成氫氧化鋁沉淀過(guò)濾得到氫氧化鋁固體，故d符合；
焊接鋼軌反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃；
故答案為：d；2Al+Fe₂O₃

高溫  .

2Fe+Al₂O₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查考查物質(zhì)的制備以及分離和提純等知識(shí)，側(cè)重于考查學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)的能力，為高考常見(jiàn)題型，難度中等．