Question

工業(yè)上用某礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅的操作流程如圖：
已知：Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O
（1）實(shí)驗(yàn)操作I的名稱(chēng)為

 

；在空氣中灼燒固體混合物D時(shí)，用到多種硅酸鹽質(zhì)的儀器，除玻璃棒、酒精燈、泥三角外，還有

 

（填儀器名稱(chēng)）．
（2）濾液A中存在的陽(yáng)離子有

 

，固體混合物B經(jīng)過(guò)提純后可得SiO₂，寫(xiě)出它的一種用途

 

．
（3）金屬E與固體F發(fā)生的某一反應(yīng)可用于焊接鋼軌，該反應(yīng)的化學(xué)方程為

 

．
（4）常溫下，等pH的NaAlO₂和NaOH兩份溶液中，由水電離出的c（OH^-）前者為后者的10⁸倍，則兩種溶液的pH=

 

．
（5）從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水中選用合適的試劑，測(cè)定粗銅樣品中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，涉及的主要步驟為：稱(chēng)取一定質(zhì)量的樣品→

 

→過(guò)濾、洗滌、干燥→稱(chēng)量剩余固體銅的質(zhì)量．（填缺少的操作步驟，不必描述操作過(guò)程的細(xì)節(jié)）
（6）利用電解法進(jìn)行粗銅精煉時(shí)，下列敘述正確的是

 

（填代號(hào)）．
a．電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b．粗銅接電源正極，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小
d．粗銅精煉時(shí)通過(guò)的電量與陰極析出銅的量無(wú)確定關(guān)系．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),銅金屬及其重要化合物的主要性質(zhì),物質(zhì)的分離、提純和除雜

專(zhuān)題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）根據(jù)分離溶液和沉淀；根據(jù)灼燒過(guò)程所需要用到的儀器分析即可；
（2）依據(jù)二氧化硅不與鹽酸反應(yīng)，采取排除法解答即可，注意不要漏掉氫離子，依據(jù)二氧化硅的用途回答即可；
（3）根據(jù)鋁熱反應(yīng)的原理來(lái)書(shū)寫(xiě)；
（4）設(shè)溶液的PH為X，然后求出由水電離出的c（OH^-），利用由水電離出的c（OH^-）前者為后者的10⁸倍求出X；
（5）要測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以把濃硫酸稀釋?zhuān)�銅和稀硫酸不反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)，即可求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．設(shè)計(jì)方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋?zhuān)瑢�樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后，過(guò)濾，干燥，稱(chēng)量剩余固體銅的質(zhì)量即可；
（6）a．電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能、熱能；
b．粗銅接電源正極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小
d．粗銅精煉時(shí)通過(guò)的電量與陰極析出銅的量存在關(guān)系．

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)操作I步驟中分離溶液和沉淀的操作名稱(chēng)為過(guò)濾，在空氣中灼燒固體混合物D時(shí)，所用到的儀器有坩堝、泥三角、三角架、酒精燈，玻璃棒，
故答案為：過(guò)濾；坩堝；
（2）Al₂O₃、Fe₂O₃均與鹽酸反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的陽(yáng)離子，由于Cu₂O+2H⁺=Cu+Cu²⁺+H₂O，故溶液中存在Cu²⁺，又因?yàn)?Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺，故溶液中鐵主要存在Fe²⁺，溶液為足量的稀鹽酸，故還含有氫離子，固體混合物B經(jīng)過(guò)提純后可得SiO₂，它的一種用途為作光導(dǎo)纖維，
故答案為：Al³⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、H⁺、Fe³⁺；光導(dǎo)纖維；
（3）鋁與氧化鐵發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al+Fe₂O

高溫  .

Al₂O₃+2Fe，故答案為：2Al+Fe₂O₃

高溫  .

Al₂O₃+2Fe；
（4）設(shè)溶液的PH為X，NaAlO₂溶液中由水電離出的c（OH^-）=10^X-14mol/L，NaOH溶液中由水電離出的c（OH^-）=10^-Xmol/L，

10X-14

10-X

=10⁸，解得X=11，故答案為：11；（5）要測(cè)定銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以把濃硫酸稀釋?zhuān)�銅和稀硫酸不反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)，即可求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．設(shè)計(jì)方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋?zhuān)瑢�樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后，過(guò)濾，干燥，稱(chēng)量剩余固體銅的質(zhì)量即可；
故答案為：將濃硫酸用蒸餾水稀釋?zhuān)瑢�樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后；
（6）①a．電能部分轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，故a錯(cuò)誤；
b．粗銅接電源正極，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，故b正確；
c．精銅作陰極，電解后電解液中Cu²⁺濃度減小，故c正確；
d．粗銅精煉時(shí)通過(guò)的電量與陰極析出銅的量存在關(guān)系：電路中通過(guò)3.01×10²³個(gè)電子，得到精銅的質(zhì)量為16g，故d錯(cuò)誤；
故選：bc．

點(diǎn)評(píng)：本題以礦渣（含有Cu₂O、Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂）提取銅為背景，主要考查了物質(zhì)的性質(zhì)、化學(xué)方程式、電解原理等，難度不大．