Question

【題目】某銅礦石的主要成分是Cu2O，還含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2。某學習小組模擬化工生產(chǎn)設計了如下流程制備精銅。

已知：Cu2O + 2 H＋ = Cu + Cu2＋ + H2 O

回答下列問題：

(1)實際生產(chǎn)中，常將銅礦石粉碎的目的是______________________________。

(2)濾渣1中含有較多的銅，提純?yōu)V渣1時反應的離子方程式為_______________________________。

(3)濾液1中鐵元素的存在形式為______________(填離子符號)，檢驗該離子的常用試劑為________________。

(4)寫出加入鋁粉時生成銅的化學方程式：______________________________。

(5)“電解”精煉過程中，粗銅與外接電源的___________極相連；陰極的電極反應式為__________________________________。

Answer 1

【答案】增大與酸的接觸面積，提高金屬元素的浸出率 SiO2+2OH- = SiO32- +H2O Fe2+ 氯水和硫氰化鉀溶液 (或其他合理答案) 2Al+3CuO 3Cu+Al2O3 正 Cu2+ +2e- = Cu

【解析】

銅礦石的成分中含有Cu2O，還含有少量的Al2O3、Fe2O3和SiO2，加入足量稀鹽酸并過濾，Cu2O溶于酸反應生成銅和銅鹽，所以濾渣1為Cu、SiO2，濾液1中含有亞鐵離子、鋁離子和銅離子，加入足量氫氧化鈉溶液過濾得到濾渣2為氫氧化銅、氫氧化鐵，將濾渣2在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，結合物質(zhì)的性質(zhì)分析解答。

(1)酸浸時將銅礦石粉碎，可增大與酸的接觸面積，提高金屬元素的浸出率；

(2) 濾渣1為Cu、SiO2，可用NaOH溶液溶解SiO2生成可溶于水的Na2SiO3，再過濾即可得到Cu，發(fā)生反應的離子方程式為SiO2+2OH- = SiO32- +H2O；

(3) Fe2O3溶解于稀鹽酸生成Fe3+，Fe3+有較強氧化性，能氧化Cu生成Fe2+，故濾液1中鐵元素的存在形式為Fe2+；檢驗Fe2+的方法是先滴加KSCN溶液不變紅色，再滴加氯水，溶液變紅色，即可證明溶液中含有Fe2+；

(4)在高溫加熱的條件下，鋁粉和CuO發(fā)生鋁熱反應生成銅和氧化鋁，發(fā)生反應的化學方程式為2Al+3CuO 3Cu+Al2O3；

(5)粗銅精煉是利用電解原理，粗銅與外接電源的正極相連，發(fā)生氧化反應，電解池的陰極是溶液中的Cu2+發(fā)生還原反應，電極反應式為Cu2+ +2e- = Cu。