Question

1．某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂．某工廠利用此礦石煉制精銅的工藝流程示意圖如圖1：

已知：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）濾液A中鐵元素的存在形式為Fe²⁺（填離子符號），生成該離子的離子方程式為Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，檢驗濾液A中存在該離子的試劑為硫氰化鉀溶液和新制氯水（填試劑名稱）．
（2）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe
（3）常溫下．等pH的NaAl0₂和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c（OH^一）前者為后者的10⁸倍，則兩種溶液的pH=11．
（4）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量的CuCl₂溶液中，除得到藍色沉淀，還有無色無味氣體放出，寫出相應的離子方程式：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑．
（5）①粗銅的電解精煉如圖2所示．在粗銅的電解精煉過程中，c為粗銅板，則a端應連接電源的正（填“正”或“負”）極，若粗銅中含有Au、Ag、Fe雜質(zhì)，則電解過程中c電極上發(fā)生反應的方程式有Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺．
②可用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測定反應后電解液中鐵元素的含量．滴定時不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液的原因是酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡膠管（或易使橡膠管老化），所以不能用堿式滴定管盛高錳酸鉀溶液．滴定中發(fā)生反應的離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^2-+8H⁺=5Fe²⁺+Mn²⁺+4H₂O，滴定時．錐形瓶中的溶液接觸空氣，則測得鐵元素的含量會偏低（填“偏高”或“偏低”）．

Answer 1

分析 某銅礦石的成分中含有Cu₂O，還含有少量的Al₂O₃、Fe₂0₃和Si0₂，加入足量稀鹽酸過濾固體混合物為Si0₂，Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，濾液A中為亞鐵離子，鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到固體混合物為氫氧化銅、氫氧化鐵，濾液為C為AlO₂^-離子，通入二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁分解得到氧化鋁，電解熔融氧化鋁得到金屬E為Al，固體混合物D空氣中加熱灼燒得到氧化鐵和氧化銅，和鋁發(fā)生鋁熱反應得到粗銅，含有鐵雜質(zhì)，粗銅精煉得到精銅；
（1）上述分析可知濾液A中，Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，銅和鐵離子反應生成亞鐵離子，所以濾液A中為亞鐵離子，檢驗濾液A中存在的亞鐵離子可以用KSCN和氯水檢驗；
（2）鋁熱反應是鋁和氧化鐵反應生成鐵；
（3）等pH的NaAl0₂和NaOH兩份溶液中，NaAl0₂和促進水的電離顯堿性，NaOH溶液抑制水的電離，由水電離出的c（OH^一）前者為后者的10⁸倍，結(jié)合溶液中離子積常數(shù)計算；
（4）Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀②Cu²⁺和CO₃^2-和水反應生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳；
（5）①在粗銅的電解精煉過程中，c為粗銅板作陽極應連接電源的正極，c電極（即陽極）上銅和比銅活潑的鐵發(fā)生反應的，方程式有 Fe-2e^-=Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺；
②酸性高錳酸鉀有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡皮管（或易使橡皮管老化），故滴定時不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液．亞鐵離子用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測定，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；空氣中的氧氣可將亞鐵離子氧化，導致消耗高錳酸鉀的量減少，測得鐵元素的含量會偏低．

解答 解：（1）分析可知濾液A中，Cu₂O溶于酸反應生成銅和銅鹽，銅和鐵離子反應生成亞鐵離子，所以濾液A中為亞鐵離子，生成該離子的離子方程式為，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，檢驗濾液A中存在的亞鐵離子可以用KSCN和氯水檢驗；
故答案為：Fe²⁺，Cu+2Fe³⁺=Cu²⁺+2Fe²⁺，硫氰化鉀溶液和新制氯水；
（2）鋁熱反應是鋁和氧化鐵反應生成鐵，金屬E與固體F發(fā)生的某一反應可用于焊接鋼軌，該反應的化學方程式為2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe，
故答案為：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Al₂O₃+2Fe；
（3）常溫下．等pH的NaAl0₂和NaOH兩份溶液中，設PH為x，NaAl0₂溶液中水電離出C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-x}}$，NaOH溶液中水電離出氫氧根離子濃度C（OH^-）=10^-xmol/L，由水電離出的c（OH^一）前者為后者的10⁸倍，$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-x}}$=10^-xm×10⁸，x=11，則兩種溶液的pH=11，
故答案為：1l；
（4）將Na₂CO₃溶液滴入到一定量CuCl₂溶液中得到沉淀，Cu²⁺和CO₃^2-生成CuCO₃沉淀，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓，Cu²⁺和CO₃^2-和水反應生成Cu（OH）₂沉淀和二氧化碳，離子方程式為：Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑，
故答案為：Cu²⁺+CO₃^2-=CuCO₃↓；Cu²⁺+CO₃^2-+H₂O=Cu（OH）₂↓+CO₂↑；
（5）①在粗銅的電解精煉過程中，c為粗銅板作陽極，則a端應連接電源的正極，若粗銅中含有Au、Ag、Fe雜質(zhì)，則電解過程中c電極（即陽極）上銅和比銅活潑的鐵發(fā)生反應的，方程式有 Fe-2e^-=Fe²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：正；Fe-2e^-=Fe²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺；
②可以應用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測定反應后電解液中鐵元素的含量．滴定時不能用堿式滴定管盛放酸性高錳酸鉀溶液的原因是 酸性高錳酸鉀有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡皮管（或易使橡皮管老化）．電解時鐵變成了亞鐵離子，用酸性高錳酸鉀溶液滴定法測定反應后電解液中鐵元素，離子方程式為5Fe²⁺+MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺+Mn²⁺+4H₂O；滴定時，錐形瓶中的溶液會接觸空氣，氧氣可將亞鐵離子氧化，導致消耗高錳酸鉀的量減少，測得鐵元素的含量會偏低．
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性，能腐蝕堿式滴定管上的橡膠管（或易使橡膠管老化），所以不能用堿式滴定管盛高錳酸鉀溶液，5Fe²⁺+MnO₄^2-+8H⁺=5Fe²⁺+Mn²⁺+4H₂O，偏低．

點評 本題考查了銅的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)及轉(zhuǎn)化、電化學、氧化還原滴定等，涉及范圍較廣，綜合性較強，題目難度中等．